Из статьи 11 «Закон Единой теории поля» известно, что гравитационное и электромагнитное поля являются по сути одним полем, но электромагнитное поле имеет две составляющих напряжённости (напряжённость электрического поля и напряжённость магнитного поля), а в гравитационном поле только один параметр напряжённости. Почему?
Этим вопросом я задавался ещё в школе, но внятный ответ от учителей получить не мог. А сейчас мы вместе попробуем разобраться с этим «Почему».
Ещё в 1600 году Галилео Галилей (1564-1642) показал, что мерой силы тяжести является ускорение, которое эта сила сообщает свободно падающему телу. Но даже великий Галилей не знал тогда, что именно ускорение и определяет напряжённость гравитационного поля.
Затем, в 1618 году великий Кеплер (1571-1630) открывает свой третий Закон Природы и в результате мы получили постоянную Кеплера для каждого конкретного гравитационного поля. Однако, сам Кеплер ещё не знал, что его постоянная связана именно с гравитационным полем.
А после этого, в 1667 году Ньютон (наш первый «гений») посчитал, что две массы воздействуют друг на друга на огромных расстояниях через пустоту без каких-либо посредников. Но сам он так и не смог понять физический смысл этого взаимодействия. Поэтому и заявил, что гипотез не измышляет.
И наконец, в 1915 году Эйнштейн (наш второй «гений») искривил с помощью массы так называемое «пространство-время», но так и не смог понять, что происходит с этим «пространством-временем», когда масса покидает данную точку. Оно остаётся искривлённым или выпрямляется? Если выпрямляется, то за счёт каких сил? Если за счёт сил упругости, то это уже не пустое «пространство-время», а обычное силовое поле.
Теперь заметьте, у наших двух «гениев» главным фактором является масса, а великие Галилей и Кеплер говорили, хотя и косвенно, о параметрах гравитационного поля. Разница существенная. И кто здесь ближе к Истине? К великому сожалению, победила доктрина, связанная с массой. Это одна часть ответа на наше «Почему».
Вторая часть ответа заключается в том, что идея о кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля была предана забвению ещё в 16 веке, ибо уже в то время Рене Декарт (1596-1650) рассматривал тяготение, как результат вихрей в эфире (Спасский Б. И. История физики. Т. 1, стр. 141). Не ведал Декарт, что вихри распространяются только в материальной среде, которую мы, в данном случае, именуем гравитационным полем.
С ответом на вопрос «Почему» мы справились. Однако, в каком виде мы можем признать кинетическую составляющую напряжённости гравитационного поля?
И на этот вопрос ответ весьма прост, ибо Природа устроена на простых и внятных законах. При этом вспомним, что для физиков главным фактором взаимодействия является силовое поле.
Например, для любой планеты Солнечной системы сила её притяжения к центру гравитационного поля Солнца определяется, как произведение массы планеты на напряжённость гравитационного поля в той его точке, где находится данная планета. Повторяю, к примеру, сила притяжения Земли к центру гравитационного поля Солнца определяется, как произведение массы Земли на напряжённость гравитационного поля в той его точке, где находится в это время Земля.
Здесь причиной притяжения является именно НАПРЯЖЁННОСТЬ гравитационного поля (g, Дж/кг*м). И действует эта напряжённость на планету не издалека, а прямо из точки её нахождения в данном поле. Значение напряжённости определяется из уравнения:
g = Кп/R^2, где:
Кп – постоянная Кеплера для данного гравитационного поля, Дж*м/кг;
R – радиус-вектор, направленный от центра поля к точке нахождения пробного тела, м.
Это и есть первая (потенциальная) составляющая напряжённости гравитационного поля. Чтобы найти вторую (кинетическую) составляющую напряжённости гравитационного поля, мы используем аналогию с электромагнитным полем, ибо здесь энергия поля явно делится на две составляющие: потенциальную (энергия взаимодействия или энергия электрического поля) и кинетическую (энергия вихря или энергия магнитного поля).
Следовательно, первая (потенциальная) составляющая напряжённости в электромагнитном поле является напряжённостью электрического поля (Е, Дж/Кл*м), а вторая – напряжённостью магнитного поля (В, Тл).
Напряжённость электрического поля на поверхности планеты находим из уравнения (см. статью 11 «Закон Единой теории поля»):
Е/g = mп/q, кг/Кл (1)
Где: mп – масса поля внутри объёма планеты, кг;
q – электрический заряд на поверхности планеты, Кл.
Здесь наглядно видна аналогия между напряжённостями электрического (Е) и гравитационного (g) полей, отличие между которыми заключается в отношении (mп/q).
Теперь переходим к напряжённости магнитного поля (В), которая измеряется в Тл (Тесла). При этом, нам известно, что Тл = (1/с)*(кг/Кл).
Учитывая, что магнитное поле обладает кинетической энергией (энергией движения или вихря) то оно должно быть основано на угловой скорости вихря (ώ), единицей измерения которой является 1/с. И тогда, по аналогии с уравнением (1), напрашивается уравнение:
B/ώ = mп/q, кг/Кл
Фактически для атома водорода (микромир):
B/ώ = (me/e)*(re/rA), кг/Кл (2 микро)
Где: me = 9,1093897*10^-31 кг– квант массы поля (масса электрона);
e = 1,6021773*10^-19 Кл – квант электрического заряда (заряд электрона);
rе = 2,8179409^-15 м – квант гравитационного радиуса (классический радиус электрона, фактически гравитационный радиус потенциального поля атома водорода);
rA = 5,2917725*10^-11 м – боровский радиус атома водорода.
Для планет Солнечной системы (макромир):
B/ώ = (me/e)*(DБ*r0^2/R*r)^0,5, кг/Кл (2 макро)
Где: DБ = 4,1666667*10^42 – большое число Дирака;
r0 = Кп/с^2 – гравитационный радиус вихря, м;
с = 299792458 м/с – скорость света;
R – радиус орбиты (для эллиптической орбиты – большой радиус эллипса), м;
r – радиус планеты, м.
Итак, второй (кинетической) составляющей напряжённости в гравитационном поле (и в макро-и микромире) является угловая скорость вихря или круговая частота вращения:
ώ = 2π/T, 1/c, где Т – период обращения вихря вокруг оси, с.
Возникает вопрос: не слишком ли это всё так просто?
Нет, не слишком, ибо Природа именно так и устроена. Поэтому над входом в физическую аудиторию Гёттингенского университета начертанно золотыми буквами: «Simplex sigillum veri» («Простота – печать Истины»).
Более того, Михаил Ломоносов по этому поводу говорил: «Природа проста, и не роскошествует излишними причинами».
И наконец, Лев Толстой писал, что «Самый верный признак Истины – это простота и ясность. Ложь всегда сложна, вычурна и многословна».
Выводы теперь делайте сами.
Но за этим следует и второй вопрос: отношение 2π/T является скаляром, а напряжённость поля – величина векторная. Как можно объяснить это противоречие?
Пожалуй, для математиков это действительно тупиковое противоречие. А физики открывают свой Физический энциклопедический словарь и в разделе «Угловая скорость» читают (даю дословно):
«Угловая скорость – векторная величина, характеризующая быстроту вращения твёрдого тела. Размерность угловой скорости – 1/с».
Кстати, этот вектор направлен по оси вращения согласно правилу буравчика. Кроме этого, известно, что модуль угловой скорости совпадает с мгновенным значением круговой частоты. А это значит, что круговая частота и угловая скорость по сути одно и то же, но меня больше привлекает определение «круговая частота». Во-первых, это определение говорит нам о круговом вращении, а во-вторых, оно непосредственно связано с частотой, единицей измерения которой является 1/с.
В итоге, мы спокойно шагнули от скаляра к вектору и теперь смело можем увязать обычный параметр вихря (ώ, 1/с) с кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля.
И наконец, главный вывод: Магнитное поле (В, Тл) на поверхности любой планеты Солнечной системы зависит от модуля угловой скорости (мгновенное значение круговой частоты, ώ, 1/с) собственного электрического или гравитационного поля, а также от радиусов: гравитационного (r0, м), орбитального (R, м) и самой планеты (r, м).
