В науке есть один базовый принцип, не подвергаемый сомнению никем и никогда, хотя строгого доказательства этого принципа на сегодняшний день нет. Это принцип причинности, устанавливающий однозначную зависимость одних событий от других. Простыми словами этот принцип запрещает одному событию случиться после другого, если единственной причиной этого другого события является первое. Здесь мы можем передать большой привет любителям путешествий во времени. С точки зрения причинно-следственных связей или хронологического детерминизма это абсолютно невозможное действие. Однако в этой статье я хотел обсудить с вами, уважаемые читатели, другую проблему. А именно, причину порождающую гравитацию, а также причину причины гравитации. Другими словами, попытаться выстроить логичную и самодостаточную картину мироздания, в которой гравитация возникает абсолютно понятным образом и является частью естественного процесса круговорота материи в природе. (Во как завернул :))
Согласно википедии современная физика оперирует двумя понятиями гравитации. Она (википедия) считает, что одна гравитация работает на скоростях много меньших скорости света, а другая на околосветовых.
Гравита́ция (притяже́ние, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas — «тяжесть») — универсальное фундаментальное взаимодействие между материальными телами, обладающими массой. В приближении малых по сравнению со скоростью света скоростей и слабого гравитационного взаимодействия описывается теорией тяготения Ньютона, в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна. В квантовом пределе гравитационное взаимодействие предположительно описывается квантовой теорией гравитации, которая ещё не разработана.
Обсуждать квантовую теорию гравитации мы не будем, так как этой теории ещё нет. А вот теория тяготения Ньютона, де-факто являющаяся единственной рабочей теорией гравитации в прикладных исследованиях человечества, бесспорно заслуживает того что бы о ней поговорить. Впрочем, как и общая теория относительности, считающаяся в определённых кругах самой успешной теорией гравитации. Несмотря на моё, мягко говоря, скептическое отношение к ОТО, не могу обойти вниманием тот факт, что в отличие от физики Ньютона, в ОТО предпринята попытка обозначить причину тяготения массивных тел друг к другу. Насколько эта попытка удачная – другой вопрос. Тем не менее, давайте уделим немного времени рассмотрению геометрической модели гравитации в рамках ОТО. Итак, общая теория относительности предлагает трактовать гравитацию не как силовое взаимодействие материи, а как искривление пространства-времени под действием массы этой материи. И даёт очень простое и наглядное толкование гравитации – любой материальный объект всего лишь прогибает своей массой пространство. В этом случае все виды гравитационных взаимодействий сводятся к ускоренному движению по геодезическим искривлённого пространства в окрестностях массивных тел. Примерно так, как показано ниже.
Несмотря на кажущуюся простоту и визуальную наглядность работы данной теории, мне хотелось бы обратить ваше внимание, уважаемые читатели, на два вопиющих метафизических парадокса представленной модели гравитации.
Во-первых, «гениальная» догадка Эйнштейна о том, что масса материи может искривлять пространство, не имеет под собой никакого материального фундамента. Ни до Эйнштейна, ни после него никто и никогда не фиксировал подобных феноменов в природе – искривления пространства. Это смелое и совсем не научное предположение, из которого произрастает всё древо ОТО, на поверку оказалось просто фантазией человека, не ограничивающего себя в своих мысленных экспериментах никакими научными рамками. Эйнштейн фактически наделил материальные объекты неким магическим свойством - управлять нематериальным пространством и временем и совершенно не удосужился хоть как-то обосновать такие необычные и ненаблюдаемые свойства материи. Оказывается, вот у кого нужно было брать уроки настоящего волшебства Гарри Поттеру.
Во-вторых, логика геометрической модели гравитации ОТО отрицает силовое взаимодействие между материальными телами. В рамках этой модели массы материальных тел всего лишь прогибают окружающее их пространство и никак не взаимодействуют друг с другом. Если это действительно так, то тогда необходимо указать причины, по которым материальные тела, двигаясь по геодезическим искривлённого пространства, притягиваются друг к другу, а не разбегаются друг от друга. Т.е. для взаимного сближения тел всё равно необходима некая сила, притягивающая материальные тела друг к другу. Мы со школы помним, что в отсутствии внешних сил любой физический объект сохраняет состояние покоя или продолжает прямолинейное равномерное движение. Что бы столкнуть два тела друг с другом, обязательно нужна внешняя сила. Правда один из моих читателей написал в своём комментарии, что движение по геодезической происходит по инерции и не требует никаких усилий и затрат энергии. Если следовать такой логике, то вопросов к ОТО нет. Но в этом случае в названии этой теории необходимо заменить одну букву. Такая теория должна называться Магическая Теория Относительности - МТО. Потому что организовать движение материального тела по инерции без приложения внешней силы можно только с помощью магии. По-другому никак! В реальной жизни, благодаря принципу причинности, у любого физического явления или события всегда есть совершенно объективная материалистическая причина.
Будем считать, что время, потраченное на разбор геометрической модели гравитации ОТО, проведено не зря, так как мы убедились, что в рамках этой теории толкование феномена гравитации реализовано путём двойного нарушения принципа причинности. Сначала была предложена гипотеза искривления пространства без объяснения причин и упоминания каких-либо физических законов, обосновывающих такое явление. А на следующем шаге было постулировано разнонаправленное движение материальных тел в искривлённом пространстве без каких-либо объективных причин, побуждающих эти тела к подобного рода движению. Естественно, что рассчитывать на хоть сколько-нибудь удовлетворительную работу такой теории не приходится. Думаю, что это главная причина, по которой прикладная космонавтика не пользуется инструментарием ОТО в своих практических вычислениях. Ни для кого не секрет, что вся космическая баллистика околоземных и межпланетных станций рассчитывается с помощью небесной механики Ньютона и Кеплера. И это тем более удивительно, что в рамках классической механики какие-либо объяснения причин гравитации отсутствуют напрочь. С тех пор как сам Ньютон изрёк по этому поводу своё знаменитое – «гипотез не измышляю», ясности в вопросе толкования гравитации в небесной механике больше не стало. Ну что ж, как говорил один герой весьма популярной советской киноленты – «А не замахнуться ли нам на … ?». Давайте замахнёмся и попробуем устранить этот серьёзный пробел в физике Ньютона с помощью кинетической модели гравитации Фатио. Тем более, что сэр Ньютон дал этой модели весьма высокую оценку:
Уникальная гипотеза, которая может объяснить гравитацию, была разработана самым гениальным геометром, мистером Н. Фатио.
Мы с вами, уважаемые читатели, в других моих статьях на дзене уже детально разобрали кинетическую модель гравитации Фатио, обсудили скорость и дальнодействие гравитации в рамках этой модели. Тем не менее, я хочу кратко напомнить её суть для тех из вас, кто ещё не знаком с этой теорией или успел забыть. Согласно этой теории, Вселенная заполнена мельчайшими хаотически движущимися частицами, которые настолько малы, что пронизывают не только пространство, но и любые материальные объекты насквозь. При этом какая-то часть этих частиц сталкивается с материей объектов и оказывает давление на эти объекты буквально со всех сторон. По Фатио это и есть гравитация в чистом виде. Согласно его теории любое материальное тело затеняет часть гравитационного потока, проходящего через него. Вследствие этого между всеми физическими объектами возникают области пониженного гравитационного давления и тела начинают притягиваться (а точнее приталкиваться) друг к другу теми самыми гравитационными частицами. Примерно так, как показано ниже.
Здесь внешний хаотический гравитационный поток показан в виде красных стрелочек и обозначен буквой Р. Выходные гравитационные потоки тел с массами m1 и m2 показаны синими стрелками и обозначены как Р1 и Р2. В этом случае сила притяжения на поверхности тел m1 и m2 равна разности давлений Р – Р1 и Р – Р2 соответственно, а сила притяжения этих тел друг к другу равна 2Р – Р1 – Р2. Всё достаточно просто и логично. Скорее всего, именно эта простота идеи Фатио пленила Ньютона и заслужила столь лестную оценку мэтра. Однако в этой гравитационной бочке мёда есть своя ложка дёгтя. Гипотеза Фатио никак не объясняет происхождение гравичастиц, она просто декларирует, что Вселенная переполнена этими частицами. Как вы понимаете - это прямой вызов принципу причинности. Для сохранения за теорией Фатио права на существование в качестве действительно научной теории необходима внятная идея, объясняющая природу происхождения колоссального количества гравичастиц во Вселенной. Ну что ж, такая идея есть. Эту идею я уже несколько раз обсуждал в других своих статьях на дзене. Например, об этом можно прочитать в «Эфир не нужен?!» или «Сколько весит в граммах фотон?». Суть этой идеи основана на довольно простом предположении о существовании в природе действительно элементарных (неделимых) частиц материи, которые являются единственным строительным материалом для любых форм материи, наблюдаемой во Вселенной. Начиная от «элементарных» электронов и нуклонов и заканчивая звёздами и чёрными дырами. По моим представлениям самыми мелкими структурами материи являются электроны и позитроны. При этом каждый из этих лептонов собран из тех самых неделимых элементарных частиц. Количество этих частиц в лептоне по моим оценкам составляет что-то около 10^29 (десять в двадцать девятой степени) штук. Электроны и позитроны имеют собственный момент вращения и представляют собой тор – классическую объёмную фигуру вращения. Несложные расчёты дают скорость вращения лептона примерно 10 в 26 степени оборотов в секунду. Направление вращения лептона определяет знак его электрического заряда. Т.е. электрон и позитрон это по сути одна и та же частица по-разному ориентированная в пространстве относительно собственной оси вращения.
Столкновение таких частиц друг с другом всегда заканчивается фатально и приводит к их полному разрушению, именуемому красивым словом аннигиляция. В результате каждого такого ДТП в окружающее пространство разлетаются сотни октиллионов элементарных неделимых частиц материи. Почему количество электронов в нашей Вселенной равно количеству позитронов, можно прочитать в другой моей статье на дзене - «Аннигиляция и барионное проклятие». Учитывая количество лептонов, излучаемых звёздами в окружающее пространство можно предположить, что их с лихвой хватит для формирования нужного нам количества искомых гравитационных частиц во Вселенной. Хаотичное распространение таких частиц в пространстве также легко объясняется наблюдаемой однородностью и изотропностью Вселенной. Таким образом мы нашли ответ на вопрос откуда во Вселенной бесчисленное количество хаотически движущихся гравичастиц. Почему они не кончаются и насколько неисчерпаем их запас во Вселенной, я пытался объяснить в статье «Круговорот материи в природе». Сейчас же мы просто констатируем, что самая простая (элементарная) форма материи перемещается в пространстве и в результате случайных столкновений с более сложными формами материи передаёт ей часть своей кинетической энергии. Люди назвали такое взаимодействие гравитацией или силой притяжения. На самом деле здесь правильнее говорить не о силе притяжения, а о силе приталкивания, возникающей из-за разности давления разнонаправленных потоков элементарных частиц на материальные объекты. Поэтому гравитация это всегда материальное силовое взаимодействие, а не какое-то магическое искривление геометрии пространства.
PS Изложенная логика гравитации неумолимо подталкивает нас к решению проблемы квантуемости гравитации. Один квант гравитации это не что иное, как одна гравичастица. В таком случае получается, что неуловимые гравитоны давно уже обнаружены и достаточно хорошо исследованы, правда под другим именем.
