Геннадий Ершов - Как рождается гравитация

Ответ на непростой вопрос, что такое гравитация и как она работает, находится в школьной задачке Перельмана. Вот цитата из его книги «Знаете ли Вы физику?».

Стальной канат от Земли до Солнца

«Вообразите, что могущественное притяжение Солнца почему-либо в самом деле исчезло и Земле предстоит печальная участь навсегда удалиться в холодные и мрачные пустыни вселенной. Вы можете представить себе – здесь необходима фантазия, – что инженеры решили, так сказать, заменить невидимые цепи притяжения материальными связями, т. е. попросту задумали соединить Землю с Солнцем крепкими стальными канатами, которые должны удерживать земной шар на круговом пути в его беге вокруг Солнца. Что может быть крепче стали, способной выдержать натяжение в 100 кг на каждый квадратный миллиметр? Представьте себе мощную стальную колонну, поперечником в 5 м. Площадь ее сечения заключает круглым счетом 20 000 000 кв. мм; следовательно, такая колонна разрывается лишь от груза в 2 000 000 тонн. Вообразите далее, что колонна эта простирается от Земли до самого Солнца, соединяя оба светила. Знаете ли вы, сколько таких могучих колонн потребовалось бы для удержания Земли на ее орбите? Миллион миллионов! Чтобы нагляднее представить себе этот лес стальных колонн, густо усеивающих все материки и океаны, прибавлю, что при равномерном распределении их по всей обращенной к Солнцу половине земного шара промежутки между соседними колоннами были бы лишь немногим шире самих колонн. Вообразите силу, необходимую для разрыва этого огромного леса стальных колонн, и вы получите представление о могуществе невидимой силы взаимного притяжения Земли и Солнца. И вся эта колоссальная сила проявляется лишь в том, что, искривляя путь движения Земли, каждую секунду заставляет Землю уклоняться от касательной на 3 мм; благодаря этому путь нашей планеты и превращается в замкнутый, эллиптический. Не странно ли: чтобы придвигать Землю каждую секунду на 3 мм, высоту этой строки, – нужна такая исполинская сила! Это только показывает, как огромна масса земного шара, если даже столь чудовищная сила может сообщить ей лишь весьма незначительное перемещение» [11].

Яков Перельман, конечно же, не дает прямой ответ на вопрос, что эта за сила, которая удерживает Землю стальными канатами с невообразимым их количеством – миллион миллионов, но он дает наглядное представление эквивалента силы.

Что создает такую силу и как происходит гравитационное взаимодействие? Вскоре узнаем, а пока перевернем страницу.

Поскольку гравитационные волны обнаружить не удается, несмотря на теоретические и всевозможные технические ухищрения науки, а вездесущая гравитация преследует нас поистине на каждом шагу, то налицо явное несоответствие, противоречие или просто непонимание процесса гравитационного взаимодействия. В связи с этим возникает несколько вопросов.

1. Гравитация – это неуловимый призрак, тогда она должна проявлять себя как призрак – то появляться, то исчезать, но нет, она присутствует ежечасно, ежесекундно – постоянно!

2. Гравитация имеет свои, специфические законы, неведомые физикам, но реакции гравитационных проявлений вполне уловимы и давно исследованы, к тому же закон всемирного тяготения открыт почти три с половиной столетия назад.

3. Гравитация и отвечающие за ее существование гравитоны рождены более тонкой материей, но тогда они должны иметь свои специфические параметры и быть совершенно не похожими на фотоны.

4. Гравитация находится под управлением уже открытых физических законов, но наука не понимает, как их распространить на работу механизма тяготения.

Четыре вопроса на одну и ту же тему, какому отдадим предпочтение?

Первый решительно отбрасываем по причине того, что гравитационная сила присутствует постоянно, и эту силу впервые измерил Г. Кавендиш в далеком 1798 г. Второй и третий тоже отбрасываем по причине противоречивости. В XXI в. говорить о том, что гравитация действует по своим законам, неведомым науке, не совсем корректно, поэтому оставим только вопрос под номером четыре, т. е. действие гравитации осуществляется по известным законам физики, остается только понять это действие.

Многие физики уже на рубеже XIX—XX столетий склонялись к тому, что все законы природы открыты, и в XX столетии им не придется ломать головы и открывать что-то новое. Оставалось почивать на лаврах науки и только изредка вносить незначительные поправки в физические константы, в свете более точных измерений. Увы! Почивать на лаврах не приходится, в то же время, я полагаю, что законы, отвечающие за гравитацию, давно открыты.

Итак, с чего начнем? Такая риторика всегда приводит к танцам от печки. Что тут скажешь, живем на севере.

А печкой, теперь уже для всех людей Земли и всего живого на ней, в прямом и переносном смысле является Солнце, одним словом – звезда! Планеты удерживаются на своих орбитах с помощью огромной силы, и эта сила трансформируется из энергии Солнца. Мы говорим, что Солнце – неиссякаемый источник энергии. В этом потоке солнечной энергии должен находиться главный источник гравитационного излучения. Посмотрим на наше светило под этим углом зрения, но сначала уточним, какую энергию оно генерирует.

Солнце испускает заряженные частицы, радиоволны, свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Рентгеновское и гамма-излучение – это небольшой процент от общего количества энергии, и оно до поверхности Земли практически не доходит, так как поглощается атмосферой Земли. Основная энергия в систему «атмосфера – Земля» поступает в виде спектрального волнового излучения в диапазоне от 0,1 до 4 мкм. При этом в диапазоне 0,3 мкм до 2 мкм атмосфера Земли почти прозрачна для данного излучения. В данный диапазон укладывается инфракрасное излучение, свет и часть ультрафиолетового излучения. Можно утверждать, что основным источником энергии Солнца является свет, световые фотоны, которые трансформируются в теплоту.

Доказано и подсчитано, что планеты удерживаются на своих орбитах с помощью огромной силы, ее почему-то называют еще самой слабой, о ее «слабости», а точнее о ее силе было сказано в предыдущем разделе, где Перельман указал на ее силу.

Эта сила трансформируется из энергии Солнца.

Исходя из того, какую энергию поставляет нам Солнце, запишем несколько постулатов:

Постулат №1: Теплота – генератор гравитационной энергии.

Постулат №2: Переносчиком гравитации являются фотоны (электромагнитные волны (ЭМВ)).