Реферат: Гравитация и электромагнетизм. Взаимосвязи

Вычисляя массу вещества, ограниченную объемом радиуса находим:

(12)

Для Солнца . Полагая, что на десять атомов водорода приходится один атом гелия [2], расчет средней молярной массы элементарного объема звездного вещества, в отличие от той же [2], проведем как:

где и - молярные массы водорода и гелия. Однако, имея в виду [2], применение данного соотношения в совокупности с (6) и (7) нельзя считать однозначным, и требует отдельного, более детального обсуждения.

Выражение (12) для Солнца дает:

(13)

Величина с численным значением (13) входит в закон всемирного тяготения, если одной из тяготеющих масс является Солнце, откуда следует:

(14)

Полученное значение массы Солнца с хорошей степенью точности совпадает с табличным значением. Данное совпадение дает основание полагать, что используемая физическая модель (6)-(12) с поправкой либо (пока не определено), верна. Выполняя расчеты масс звезд с помощью установленной процедуры, и сравнивая их с экспериментальными данными, можно выяснить какая из величин или определяет истинную поправку. Введем обозначения:

(15)

(16)

Расчет и сравнение и проведем на основании экспериментальных данных усредненных характеристик звезд главной последовательности в единицах Солнечных величин. Дальнейшие расчеты будут представлены в этих же единицах.

На рис.1. представлены результаты расчета , и соответствующие им экспериментальные значения масс в зависимости от светимости на основании данных [3]. Из рис.1. видно, что как выражение (15), так и выражение (16) дают значительное расхождение с экспериментальными данными во всех областях значений, за исключением масс близких к массе Солнца . Не сложно заметить, что аналогичная ситуация возникла при численных расчетах величины .

Решая данную проблему, обратим внимание на то, что согласно (1)-(3) звезды с различной массой и светимостью можно рассматривать как инерциальные системы отсчета с отличной от нуля “скоростью относительного движения”. Поэтому, можно ожидать наличия эффектов предсказываемых СТО, а именно: не смотря на то, что с точки зрения наблюдателя Солнечной системы звезды имеют ряд различных параметров, наблюдатели, локализованные возле этих звезд, будут получать значения, некоторых из этих параметров, такие же, как у Солнца.

Если предлагаемая гипотеза верна для гравитационной постоянной, масс и радиусов звезд, а также применим общий принцип относительности к закону всемирного тяготения:

(17)

для наблюдателя Солнечной системы массы всех звезд будут одинаковы и равны массе Солнца, только при выполнении условия:

(18)

что легко проверить прямой подстановкой экспериментальных данных в полученное соотношение.

На рис.2. круглой меткой представлены экспериментальные данные значений радиусов и квадратной меткой их измененные значения согласно (18) в зависимости от массы звезд главной последовательности. Расчеты и построение проведены на основании экспериментальных данных работы [3]. Из рис.2. видно: соотношение (18) с хорошей точностью выполнимо для значений относительных масс , находящихся в интервале , что составляет значительную часть звезд главной последовательности. Звезды с характеристиками, не удовлетворяющими соотношению (18), очевидно не соответствуют положениям 1 и 2, сформулированным в начале этого раздела. Тем самым, есть веские основания полагать, что отличие величин и имеет релятивистскую природу.

Выполнимость (18) позволяет заключить, что при расчетах по формулам (15) и (16) вместо величины необходимо использовать - радиус Солнца. Тогда:

(19)

(20)

На рис.3. представлены три зависимости масса-светимость, полученные из экспериментальных данных [3] и на основании расчета по формулам (19) и (20). Из рисунка видно: данные расчета по формуле (19) не согласуются с данными эксперимента, что и следовало ожидать после положительного результата проверки соотношения (18). Вычисления с использованием (20) дают удовлетворительное согласие с экспериментальными данными.

Расчеты по формулам как (15), (16), так и (19), (20) проводились, используя молярную массу вещества . Для получения более полной картины, проведем расчет относительных масс звезд по их поверхностной температуре, используя (20) в интервале молярных масс . Результаты расчета представлены на рис.4. Все экспериментальные данные, для которых выполнимо (18), попадают в выбранный интервал молярных масс. Отличие угла наклона прямой линии, соединяющей экспериментальные данные, от угла наклона линий, соединяющих соответствующие значения, полученные с помощью (20), может рассматриваться как изменение состава звездного вещества.