Ниже речь пойдёт о гравитации. Я доходчего объясню почему притягиваются тела, каков физический смысл Закона Всемирного тяготения.
Фейнман говорил, что если Вы не можете объяснить свою теорию восьмилетнему ребёнку, Вы сами не понимаете о чем идет речь. В современной науке иначе. Со слов другого нобелевского лауреата: "Современная наука не место для дилетантов!" Хочется привести модную сегодня шутку, что Ной в отличие от строителей "Титаника" был дилетантом.
Науку всегда делали одержимые люди, искрене увлечённые предметом своего изучения. Азарт познания вызванный гармонией природы обязан в первую очередь, как я понимаю, образностью восприятия. Когда в воображении имеется наглядная картина происходящего, тогда можно проверять её на реальность. Так, поступал Никола Тесла, и как он утверждал, почти никогда не ошибался.
Как альтернативу абстрактному пониманию современная наука использует математику, оценивая количественные показатели процессов. Конечно, в этом есть смысл, наука же нужна для того, чтобы её открытия можно было использовать на практике. Математика самый подходящий язык для выражения законов физики. Однако я настоятельно предлагаю не доверять тому, что считается "доказано математически". В физике можно вспомнить корректно математически доказанные взаимоисключающие допущения. Математика, как любой язык, может выражать абсолютно всё, как правильные, так и неправильные мысли.
Выражая законы формулами, можно не вдаваясь в подробности быстрее обучить сотрудников выполнять типовые задания. Можно ввести формулы в компьютерную программу и получать результаты автоматически. Мало того, подробностями можно вообще пренебречь. Первое, что приходит в голову - это закон Всемирного тяготения. Исаак Ньютон был гениальным математиком. Эта его формула легла в основу современной науки, но сам он не видел причины взаимного притяжения тел и утверждал, что не верит, что кто-нибудь сможет философски её объяснить.
Это утверждение я постараюсь сейчас опровергнуть. Поймет ли меня ребёнок, не знаю, но тинэйнжеры по-моему поняли. Один пример особенно впечатлил их. Я предложил им представить себе короткое видио. Комната со стеклянными стенами. На стеклянном полу скачет резиновый мячик. И что? Мячик падает и отскакивает, а как иначе? В чём фокус? А дело в том, что это видио было снято под водой и перевёрнуто. Мячик всплывая, бьётся о потолок.
Вода выдавливает мячик. Так просто, неизвестных сил нет, и время течёт везде одинаково. Никто же не думает, что воздух в мячике притягивается к воздуху снаружи? Почему же все думают, что нечто, что мы называем массой, притягивается друг к другу? И что характерно, структура формулы закона Архимеда и закона Всемирного тяготения одна и та же. Силы пропорциональны объёму и плотности, но у Архимеда – плотность среды, выдавленная объёмом тела, а у Ньютона почему-то иначе.
Если выразить закон Всемирного тяготения из закона Архимеда, какая получится формула? Во всяком случае можно будет освободиться от четвертого измерения, оставить в покое время и избавиться от парадоксов связанных с ним. От парадоксов надо избавляться.
Сила возникает, если по разные стороны поверхности разное давление P'≠P". Например, в воде есть сила Архимеда Fa, потому что давление меняется на 1 мм водяного столба на каждый мм углубления. Для простоты берём цилиндр (Архимеду же всё равно), парус (поперечное сечение S), а напор (перепад давления P'-P") численно равен толщине тела b.
Fa= S(P'-P")=S(r'ρ'-r"ρ")g=S((r-b/2)-(r+b/2))ρg=Sbρg=Vρg=Mg
ρ'≈ρ"≈ρ − плотность среды перед телом и за телом, а также средняя плотность среды примерно равные друг другу;
r − расстояние от поверхности воды до центра тела;
V=S·b − объемом тела;
M=V·ρ − масса воды в объёме тела;
g − эта постоянная называется ускорением свободного падения. В число g вместе с другими квазипостоянными входит гравитационная постоянная G.
Fa= Mg − Так выглядит закон Архимеда.
Для сравнения, 2-й закон Ньютона выглядит так:
Fn= Mg
Это можно трактовать по закону Архимеда, как масса эфира в объёме тела. Но мы считаем, что это и есть масса тела. Получается, что сама масса тела не имеет значения, а только эфир вытесненный ей. То есть неважно сколько и каких атомов находится в теле, а только сколько эфира вытеснено ими. До сих пор считалось, что главная характеристика массы это вес. Ан, нет! Главной характеристикой материала тела является его способность вытеснять из объёма эфир. Мир выворачивается на изнанку: нет пустоты снаружи, пустота может быть только внутри.
— Не может быть! — ответит мне каждый, — можно говорить о чём угодно, но я-то, лично я, я же не пустой. Я это чувствую, значит, так и есть.
И это правда. То, что мы чувствуем, это есть реальность. А то, что мы не чувствуем? Закройте пожалуйста не надолго глаза. Что Вы чувствовали? А 10 км воздушного столба, 1 кг на каждый квадратный сантиметр поверхности своего тела? Нет? Но стоит только подуть ветру, воздух становится заметным. Ветер — это "заметный" воздух. Движущийся эфир — это "заметная" материя.
Надеюсь, никого не удивлю утверждая, что движущаяся среда теряет давление. То есть вокруг каждой "светлой" частицы должно возникать разрежение. Чем больше частиц, тем больше разрежение вокруг. Если частицы находятся на расстоянии, наибольшее разрежение будет находиться между ними. Разве этого не достаточно для того взаимного притяжения?
Теперь формула. На каждое тело действует сила пропорциональная его поперечному сечению и разности давлений, создаваемая другим телом. Чем больше вес тела, тем больше разрежение создаваемое им. Чем дальше тело, тем меньше его наличие влияет на эфир окружающий рассматриваемое нами тело. Разность давлений зависит от ширины тела в направлении к другому телу. Сила действующая на первое тело:
F1= G·M1·M2/(r² – b1²/4)
Вот такой получился результат. По аналогии на второе тело действует сила:
F2= G·M1·M2/(r² – b2²/4)
Сила рассчитанная по формуле Ньютона, вы помните, несколько отличается от полученной сейчас.
F=F1=F2= G·M1·M2/ r²
Смысл заключается в том, что Ньютон не учитывает размер тел. Возможно это обстоятельство не даёт возможности экспериментаторам в разных лабораториях при уточнении значения гравитационной постоянной G прийти к общему результату? Разница в условиях классического эксперимента составляет менее одного процента. Для астрономических вычислений эта разница ещё уменьшается.
Главное, что эта формула позволяет перекинуть мостик от философских спекуляций к реальности.
Постараюсь вкратце изложить теорию эфира в моём понимании.
Итак, "пустое" пространство заполнено некой средой, называемой философами с античных времён эфиром. Эта среда, как жидкость: при низкой скорости действует на тела почти незаметно, как газ, при высокой скорости, почти не пробиваемо, как твёрдое тело. Я утверждаю, что все частицы состоят из эфира. Из эфира состоит всё, потому что кроме эфира ничего нет. Причём только малая часть дана нам в ощущения, остальное для нас как бы не существует.
Вот допустим, что мы живём лет так 300 назад на острове в тёплом море, где температура постоянно около +25°С. К нам приплывает корабль. Мы начинаем общаться, и один из моряков хочет нам объяснить, что такое снежок. Казалось бы просто, но возникает серьёзная проблема. Не потому что моряк умнее, а потому что мы никогда не видели снега и никакого понятия об этом не имеем. "Твёрдая вода? На земле? Много? До горизонта? О-о-о!"
Сегодня мы, когда речь заходит об эфире, в общем получается, находимся в таком же положении.
Современная наука утверждает, что 95% Вселенной заполнено некой тёмной сущностью (проще - неизвестно чем), которую невозможно зафиксировать, так как у нас нет таких органов чувств и приборов, которые на неё реагируют. Это и есть эфир? И да, и нет, как воздух и ветер. Когда воздух неподвижен, это не ветер. Когда эфир движется − это тёмная материя или энергия, в зависимости от направления. Кстати вспомним, как ведёт себя фотон Эйнштейна? Как только он останавливается, его сразу нет. Какой фокус! У меня обыденно просто: был ветер, стал воздух. От фокусов надо избавляться.
Теперь об оставшихся 5%, нашей реальной материи. Как она получилась? Как снежки из снега, ведь снега сколько угодно. Одна сложность, кто их будет делать, этим некому заниматься. И как тогда? Никак, пока снег лежит. Когда, выяснилось, что Вселенная расширяется, да ещё с ускорением, стало понятно, что "снег" не лежит, а несётся лавиной. Комочки большие, маленькие, какие угодно с любой скоростью, как элементарные частицы в камере Вильсона. Выбирай какие хочешь.
Источником энергии движения эфира был Большой взрыв Big Bang. То, что наша Вселенная началась с некого "Большого взрыва", принято в академической Стандартной модели и практически всеми альтернативными теориями. В отличие от квантовой теории, в которой массы Вселенной тогда не существовало, в теории эфира вся масса уже была. Если, в этом, интерпретация квантовой теории представляется небывальщиной (то есть то, что нигде, никогда и ничего подобного не происходило), то взрыв в эфире − полная аналогия со взрывом в любой другой среде: из эпицентра во все стороны устремляется ударная волна. Эта сферическая волна предельной плотности среды распространяется с максимальной скоростью для данной среды (со скоростью звука).
В выше написанном есть объяснение второго постулата Эйнштейна, о максимальной скорости света в вакууме. Дело в том, что скорость звука в среде зависит только от перераспределения плотности среды. То есть, если есть ограничение у скорости света, значит есть и плотная среда. Логично? От постулатов тоже надо избавляться.
Ещё, что хочется неприменно добавить. Если представить себе, что движение тел происходит не в пустоте, а в довольно плотной среде, то все законы инерции из математики превращаются в осязаемую физику.
Всё сходится, факты на лицо. Наша Вселенная расширяется. Воспользуемся постоянной Хаббла и получим, что с самого начала она расширяется со скоростью света (максимальной скоростью распространения волны в эфире). И то, что наша Вселенная в соответствии с астрономическими наблюдениями находится на одной относительно тонкой плоской поверхности, как бы разлита по столу, хорошо укладывается в данную теорию, потому что поверхность шара с радиусом 13,8 млрд световых лет — это фактически ровная плоскость. Это квази-плоскость есть движущаяся сцена, на которой разыгрывается история нашей Вселенной. Размеры «театра», пожалуй, можно себе представить, но сколько ещё таких «театров» (параллельных миров) предсказать не возможно. Ясно только, что много, как волн на поверхности воды от одного единственного брошенного в воду камня. Кстати, почему одного?
Повторюсь: всё, что происходит в нашей Вселенной, происходит на плотной поверхности сферы, расширяющейся со скоростью света. Таким образом находящееся в покое тело имеет скорость c и соответственно энергию E=mc²