Реферат: Круговороты материи и механизм их осуществления
Однако самые первые, зафиксированные историей, попытки выявления естественного вращения МС были предприняты еще в глубокой древности. Уже Аристарх Самосский в III веке до н. э. высказал мысль о вращении Земли вокруг Солнца, а Гераклит полагал, что Земля вращается вокруг своей оси. Но только Коперник в 1543 г. в своей работе “Об обращениях небесных сфер” изложил обоснованное предположение о вращении Земли и других планет вокруг Солнца. Затем И. Кеплер на основе многолетних тщательных астрономических наблюдений и таблиц, составленных Т. Браге, окончательно показал правильность гелиоцентрической модели Коперника.
Но Галилей, вначале горячо поддержавший идею Коперника, под давлением инквизиции был вынужден отказаться от нее, и проигнорировать выводы И. Кеплера, подтвержденные точными астрономическими измерениями Т. Браге. Несмотря на то, что Галилей прекрасно знал о естественном вращении планет вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также о вращении Солнца вокруг своей оси и четырех спутников вокруг Юпитера (два последних открытия были сделаны именно им), он все же сделал некорректные обобщения [8]. Дело в том, что “тела”, по представлениям того времени, могли существовать беспричинно, сами по себе. Поэтому, на основе изучения искусственного движения “тел” в ПО, Галилей ввел грубую идеализацию – “прямолинейное и равномерное” инерциальное движение (ПиРИД) относительно наблюдателя, "покоящегося" на "неподвижной" Земле. Согласно легенде, вставая с колен после отречения от учения Коперника, Галилей сказал: “И все-таки она вертится”, но в тоже время именно с его “подачи” в науку вошли эгоцентрические принципы: “покой” “относительность” и ПиРИД.
Поскольку из-за “умозрительных” выводов Галилея образовалась парадоксальная ситуация, Ньютону пришлось “согласовывать” два, явно противоречащих друг другу, положения: предположение Галилея о ПиРИД и многие виды достоверно выявленного естественного вращения. Однако гениальный Ньютон нашел выход. Для соблюдения преемственности в науке он “канонизировал” гипотетическое предположение Галилея о ПиРИД тел, возведя его в ранг аксиомы и первого закона механики. А для объяснения вращения планет Ньютон ввел в науку свою гипотезу, хотя и утверждал, что гипотез не измышляет. Это была гипотеза о новой силе, которая якобы является “врожденным” свойством материи, и присвоил ей "понятное" людям название - “притяжение”. По его предположению именно с помощью этой силы материальные тела смещаются друг к другу. Кроме того, Ньютон предложил для вычисления этой силы формулу, вытекающую из его гипотезы, и "чисто" теоретически объяснил, что при вращении планет по кругу не происходит никакой затраты внешней энергии. Для подкрепления этого предположения им был изобретен математический аппарат интегрального и дифференциального исчисления, про который Ф. Энгельс сказал следующее: "Для людей с довольно здравым, в прочих отношениях, рассудком может казаться самоочевидным, что прямое не может быть кривым, а кривое - прямым. И все же, дифференциальное исчисление приравнивает при известных условиях прямое кривому и достигает этим таких успехов, каких никогда не достигнуть здравому человеческому рассудку, закостеневшему в своем утверждении, что тождество прямого и кривого является бессмыслицей". [9, Ф. Энгельс, "Анти - Дюринг", “ХМ-ЛФ”, стр. 276.]
Конечно, были ученые, которые видели, что предположение Ньютона о “врожденном свойстве материи” не решало всех проблем: оно не объясняло ни эллиптичность орбит, ни причину вращения Земли и Солнца вокруг своей оси. Но, даже не смотря на то, что новая гипотеза противоречила всему “толкательному”: и бытовому опыту, и принципу действия всех механизмов, изобретенных людьми, на многих ученых произвело гипнотическое впечатление только то, что угаданная Ньютоном формула хорошо описывала идеализированные круговые орбиты планет, их спутников и падение “тел” на Землю. Таким образом, получив сильный “теоретический импульс”, физики в течение двух веков вели накопление знаний на базе механики Ньютона, которая долгое время не подводила их ни в ПО, ни в околоземном пространстве.
Однако в это же время жили и работали и другие ученые, которые отвергали гипотезу Ньютона о “притяжении” и “мгновенном распространении действия на расстоянии” без посредников - “AKTIO IN DISTANS”, и напряженно искали физическое объяснение механизма “гравитации”, например, М. В. Ломоносов и Лессаж. Но успехи “математической” и “небесной” механики Ньютона были очевидны, а поиски посредника “гравитации” не привели к быстрому результату. И хотя Максвелл получил основные (и тоже очень точные) формулы электродинамики с помощью “эфирной” модели, в основе которой лежали представления об аэродинамике и гидродинамике сплошных сред, сторонников “физического подхода” к "гравитации" становилось все меньше и меньше. Однако споры о физической среде, которая выполняла бы функции переноса электромагнитных колебаний (ЭМК) и гравитационных взаимодействий не утихали все последующие годы, (а в конце ХХ – начале ХХI века они опять разгорелись с новой силой.)
Тем временем в наблюдательной астрономии продолжался “парад” открытий. Уже в начале ХХ века, в 1914 г. американский астроном Слайфер впервые обнаружил вращение далеких туманностей, а в 1926 г. Б. Линдблад и Я. Оорт установили вращение “нашей” Галактики. И, наконец, в завершение построения оптической картины вращающегося мега Мира, У. Баде в 1944 г. разрешил на звезды несколько эллиптических туманностей за пределами нашей галактики. Затем было обнаружено вращение ядер галактик и многочисленных скоплений самих галактик. Этим была окончательно доказана гипотеза Д. Бруно о существовании других “звездных миров”, подобных “нашему”, в состав которого в качестве одной из рядовых звезд входит “наше” Солнце.
Разработанные в начале ХХ века Лоренцем, Эйнштейном, Миньковским, Фридманом, другими физиками и математиками две "теории относительности" (СТО и ОТО) пока не имеют прямых опытных подтверждений. Они не принесли человечеству позитивных и прагматических плодов только потому, что являются, всего лишь, релятивистским, метрологическим и топологическим уточнением принципа относительности Галилея и механики Ньютона.
В это же время, но усилиями физиков и математиков других школ (Бор, Борн, Резерфорд, Планк, Шредингер и другие), появилась и квантовая механика, которая выявила и достаточно точно описала еще три новые силы, которые “работают” в ММ. Модель атома стала некоторым подобием планетарной системы, но “построенной” на основе электрических, слабых и ядерных сил. В результате, для описания выявленных процессов движения МО пришлось ввести уже четыре разные силы и некорректное представление о “потенциальной” энергии.
Тем не менее, к концу ХХ века перед людьми все-таки “предстала” картина Мира, “структурированного” на всех изученных уровнях строения материи (от микро до мега) с помощью одного и того же принципа, – вращения МС соответствующих плотностей и размеров вокруг общего центра, центрального тела или общей оси.
2. "Захват" периферийного тела, как этап сборки ВМС.
И познаете эволюцию, и поймете ее основы, и станете другими.
“Откровения” том 1, глава 1.
Для многих людей, живущих и создающих вокруг себя мир “прямых линий и прямых углов” (Эвклид, Декарт) даже сегодня очень сложно понять и осознать законы Мира, построенного из "кривого" круглого и вращающегося. Кроме того, к середине ХХ века наукой было достоверно выявлено, что любая МС во времени проходит через этапы возникновения, медленного развития и распада. С появлением в естествознании именно такого понимания эволюционности и в теоретической физике все чаще стали детально рассматриваться не только периоды устойчивого существования МС и агрегатные состояния вещества, но и всевозможные переходные (нелинейные) процессы движения материи, в том числе: неравновесные химические реакции и траектории движения МС, приводящие к образованию ВМС. В качестве примеров эволюционного подхода к изучению ММ можно привести новую область знания – синергетику или описание “захвата” атомом “свободного” электрона, или моделирование процесса перехода планеты из режима линейного сближения со звездой (в поле центральных сил звезды) в режим устойчивого орбитального вращения.
При построении математической модели последнего процесса вновь выявилась необходимость введения силы, приводящей к изменению характера движения периферийного тела. Оказалось, что сила притяжения увеличивавшаяся "буквально с каждым метром" на начальном этапе сближения и создававшая радиальное ускорение, с некоторого расстояния "стабилизировалась", что приводило к “исчезновению” предшествующего радиального ускоренного смещения планеты на участке перехода ее к вращательному движению на орбите.
Если же этот процесс определять только по изменению характера предшествующего радиального ускоренного движения, то его можно назвать “торможением” периферийного тела на некотором расстоянии Rmin от центрального тела. Это торможение происходит до “исчезновения” однонаправленного радиального ускорения и превращения его в затухающие колебания. Далее эти колебания выражаются в изменении радиуса вращения планеты, находящейся на эллиптической орбите. Однако в этих же исследованиях было выяснено и то, что после полной релаксации изменений радиуса вращения (круговая орбита) затем опять следует процесс увеличения амплитуды радиального колебания (раскачивание), который идет в "обратном" направлении вплоть до “ухода” периферийного тела с орбиты вращения вокруг данного центрального тела по непонятным причинам. (Рис. 1.) Математическая модель таких переходных процессов приведена в ряде работ И. Г. Сабелева: “Эволюция планетарной системы”, и в “Теории движения небесных тел”, http://www.sabelev.by.ru/index.html. К сожалению, для снятия выявленного противоречия И. Г. Сабелеву пришлось ввести еще более противоречивые и ни чем не обоснованные предположения.
Первое предположение - о разной скорости распространения взаимодействия, зависящей от соотношения масс взаимодействующих тел. Второе предположение - об одноименном электрическом и магнитном зарядах сближающихся тел, которые и создают “отталкивание” на некотором этапе приближения периферийного тела к центральному телу.
Корректное описание переходного процесса, во время которого происходит изменение характера действия гравитационной силы и ускоренного движения, на базе сегодняшних физических представлений вызывает наибольшие трудности. Наделение взаимодействующих тел электрическими и магнитными зарядами не снимает выявленного противоречия. Поскольку и эти силы (электрические и магнитные) также подчиняются зависимости от 1/R2, но значительно превосходят гравитационные силы, поэтому они должны были бы оказывать свое действие еще на этапе “чисто” гравитационного сближения периферической планеты с центральной звездой.
Следовательно, опять, по сложившейся (феноменологической) практике, требуется введение "новой" силы. Так поступали каждый раз, когда возникала необходимость объяснить изменение направления движения, ускорения а, следовательно, и действующей силы.
Рис. 1.
Отрицательное радиальное ускорение (-Ар)
I-й этап - "захват" периферийного тела
II-й этап - орбитальное вращение с изменяющимся эксцентриситетом
III-й этап - "уход" планеты с орбиты
Радиальные и “тангажные” колебания орбитальных тел.
“Если в голове нет идей – не увидишь фактов”.
И. П. Павлов
Не меньшие трудности теоретического характера возникают и при объяснении изменения параметров орбит планет и их спутников в Солнечной системе или “рыскания” по высоте и “тангажу” искусственных спутников Земли и Марса, обнаруженные при изучении параметров их орбит. Если составить схематический график теоретически рассчитанной высоты для орбиты планеты Земля с момента ее захвата Солнцем и до ухода ее с орбиты и реальные орбиты искусственного спутника (ИС) Марса MGS в процессе многих оборотов, то картина окажется удивительно совпадающей в качественном виде. На рис. 2. показано изменение полной энергии американского спутника в перифокусе и в апофокусе на протяжении почти 9000 оборотов вокруг Марса, а на рис. 3 изображена высота орбиты Земли, при ее захвате и длительном вращении ее вокруг Солнца.
Опубликованные НАСА в апреле 2001 г. материалы об орбитальном движении MGS за более чем двухлетний период, полностью подтверждают выводы о существовании механизма разгона вращающихся систем, движущихся в гравитационных полях, предложенного С. Шмидтом. [8]
Удивительным образом совпал и возможный вариант развития сценария, предложенный Сабелевым для эволюции орбиты Земли, и “поведение” MGS, который "неожиданно" стал “получать” дополнительную энергию и постепенно удаляться от Марса, что отчетливо видно на рисунках 2, 5, 6.