Важнейшее свойство гравитационных сил (полей тяготения) – одинаковое действие на тела, независимо от их свойств. Для относительно небольших скоростей взаимодействие между телами определялось теорией тяготения Ньютона, которая стала основой современной теории гравитации, описываемой теорией относительности Эйнштейна.
Под действием поля тяготения планеты любое тело приобретает ускорение свободного падения.
Эта закономерность была доказана Ньютоном, который сформулировал основной принцип пропорциональности массы (!!!), на которую действует гравитационное поле и инертной массы (!!!), оказывающей противодействие приложенной силе — второй закон Ньютона : (!!!).
Перемещение физического тела в поле тяготения описывается формулой: (!!!), в ней (!!!) – величина ускорения, вызываемая влиянием гравитации со значением напряженности (!!!). Следовательно, для любых тел (!!!) и (!!!) – значение величины ускорения не зависит от массы, а зависит от напряженности сил притяжения (гравитационных сил).
Все тела, находящиеся в поле тяготения либо под действием сил инерции, при (!!!) перемещаются абсолютно одинаково.
Предположим, что космический челнок летит с ускорением (!!!), то движение тел в нем будет тождественно движению объектов в таком же челноке, но находящемся неподвижно на Земле в гравитационном поле (!!!).
Отличить силы инерции в ускоренно перемещающемся объекте, от гравитационных сил поля тяготения невозможно. Именно поэтому ученые считают, что гравитационные силы эквивалентны силам инерции.
Справка 1 Одинаковость гравитационной и инерционной масс – следствие равнозначности сил тяготения и инерции. Эта тождественность известна под названием – принцип эквивалентности Эйнштейна. Фундаментальный принцип относительности Эйнштейна Справка 2
Эйнштейн сформулировал принцип относительности — движение тел в поле гравитации ничем не отличается от движения в поле инерциальных сил, при одинаковых начальных условиях и одинаковой напряженности этих полей.
Согласно принципу относительности абсолютно все физические процессы в системе отсчета перемещающейся с ускорением при отсутствии гравитации, происходят абсолютно одинаково с процессами в поле тяготения. Это один из фундаментальных законов мироздания.
Эйнштейном был предложен умственный эксперимент, доказывающий принцип относительности. Если представить лифт, движущийся с ускорением при полном отсутствии гравитационных сил, то на тела, находящиеся в нем будут действовать только силы инерции. Они будут давить на опору или подвес с определенной силой (весом).
В неподвижном лифте, размещенном в однородном гравитационном поле, все тела также будут иметь вес. Для наблюдателя, находящегося в лифте, эти силы будут неотличимы. Следовательно, все физические процессы, происходящие в обоих лифтах, ничем не будут отличаться друг от друга.
Эйнштейновский принцип распространяет этот принцип на все физические явления.
Основное следствие закона Эйнштейна – наблюдатель, находящийся внутри закрытой кабины, не сможет достоверно определить, чем вызвана сила (!!!). Вызвана ли она действием сил гравитации или ускорением?
Состояние невесомости космонавтов на орбите – это ярчайшее доказательство равенства гравитационных и инерционных сил. При определенной скорости (первая космическая) наступает равенство гравитационных и центробежных сил инерции. В ОТН Эйнштейна принцип эквивалентности – основополагающий закон.
Принципы эквивалентности
В физике существуют два понятия:
- Слабый принцип эквивалентности.
- Сильный принцип эквивалентности.
Тезис, «сильный принцип эквивалентности», можно пояснить следующим образом – в какой-либо точке пространства-времени, находящейся с произвольным полем тяготения, в «локально-инерциональной» системе координат» все физические законы природы ничем не будут отличаться от процессов у неускоренных декартовых системах координат.
«Слабый принцип эквивалентности» – это просто иная формулировка равенства инертной и гравитационной масс. Слабый принцип – закон движения относительно небольших падающих частиц, а «сильный принцип эквивалентности» рассматривает влияние тяготения на физические объекты любой величины.
Некоторые физики убеждены, что принцип эквивалентности основополагающий закон ОТО и других релятивистских теорий тяготения, т. к. гравитационное поле – неинерциальная система отсчета.
Согласиться с этим мнением можно лишь с определенными оговорками, потому, что какая-либо неинерциальная система отсчета СТО основывается на плоском и неискривленном пространстве-времени. ОТН связана с метрическими теориями гравитации, а в них пространство-время искривлено.
Не полное соответствие усугубляется отсутствием глобальных инерциальных систем отсчета, отсутствующих в метрических теориях. Они рассматривают только неинерциальные системы. Поэтому переход в некую «локально-инерциональную» систему отсчета не устранит гравитационные эффекты, вызванные искривлением пространства-времени.
Только при выборе исследуемой системы с размерами меньшими, чем характерная кривизна, то незначительными физическими отклонениями можно пренебречь и подтвердить «принцип эквивалентности».
Формулировка релятивистских законов Вселенной обязательно учитывает кривизну пространства, в отличие от законов в СТО.
Во всех метрических теориях тяготения принцип эквивалентности, с учетом оговорок предыдущего пункта, подтверждается математически с помощью ввода локально-геодезической системы или даже риманову систему координат, вблизи любого события пространства-времени. При этом в заданной точке символы Кристоффеля стремятся к 0, чем, с точки зрения физиков, подтверждается наличие локально-инерциальных систем отсчета.
Шар, имеющий массу m, подвешен на невесомой нити l внутри полой цистерны. Цистерна начинает перемещаться с ускорением, а в горизонтальном направлении. Что будет происходить с шаром?
- Задано: m, l, а.
- Определить: уравнение движения шара.
Решение: В соответствии с принципом эквивалентности считаем, что цистерна неподвижна, а на объекты, находящиеся в ней действует дополнительное гравитационное поле (!!!) Его действие суммируется с полем тяготения Земли, в результате получается эффективное поле тяготения, напряженность которого определяется по формуле: (!!!). Вектор (!!!) отклоняется от вертикали на угол (!!!). Тангенс этого угла можно определить соотношением (!!!).
Общую напряженность поля тяготения можно определить по теореме Пифагора: (!!!).
При неподвижной цистерне нить маятника направлена вертикально вдоль вектора (!!!) – это положение равновесия. Как только начнется движение с ускорением, а маятник отклонится на угол (!!!) влево.
Следовательно, мятник в ускоренно движущейся цистерне будет совершать колебания с угловой амплитудой (!!!).
При малых величинах ускорения амплитуда колебаний также будет небольшой, гармонической, угол отклонения от вертикали (!!!), будет изменяться по формуле: (!!!), в которой частота колебаний зависит от соотношения (!!!).
В итоге уравнение движения шара примет вид: (!!!),
Источник: https://sciterm.ru/spravochnik/gravitaciya-i-inerciya-principi-ekvivalentnosti/
Гравитация и инерция не эквивалентны — Физика
Новая Теория – научный форум для публикаций работ и статей описывающих новые теории, идеи и гипотезы.
Обсуждение новых теорий по физике.
Правила форума Научный форум «Физика»
Комментарий теории:#1 Желя » 03 фев 2017, 17:44
Эвристический принцип эквивалентности сил гравитации и инерции, выдуманный Эйнштейном, говорит, что «Если инертная и гравитационная массы равны, то невозможно отличить, какая сила действует на данное достаточно малое тело — гравитационная или сила инерции». Для иллюстрации этого принципа Эйнштейн предложил мысленный лифт. Уже более века наука доказывает наличие этого принципа, измеряя ускорение падения атомов и проверяя этот принцип для масс Земли и Луны путём высокоточной лазерной дальнометрии уголковых отражателей.В элементарном учебнике физики (ЭУФ) приведёно описание опытов, подтверждающих эквивалентность. В вагоне к потолку прикрепляется отвес и предлагается определить силу, отклонившую отвес от вертикали вагона. «…окна вагона закрыты шторами и мы не можем определить направление вертикали, например, глядя на стены домов. Как в этом случае мы можем объяснить наблюдающееся отклонение отвеса от перпендикуляра к полу вагона? Отвес отклонится, если вагон неподвижен, но стоит на наклонном пути. Тогда отклонение нити объяснится действием силы тяготения; отвес перпендикулярен к поверхности Земли, а пол вагона к ней наклонен. Но такое же отклонение может возникнуть и на горизонтальном пути, если вагон движется в сторону, противоположную отклонению отвеса от перпендикуляра к полу. В этом случае отклонение объяснится тем, что вагон движется ускоренно».Однако, даже с первого взгляда видно, что причины возникновения этих сил различны. Сила гравитации всегда действует на массу тела только в одну сторону, она направлена к центру тела, создающего гравитацию. Сила инерции не зависит от этого направления. Она совпадает с направлением движения и зависит от изменения интенсивности движения. Поэтому различию можно определить, какая из сил в настоящий момент действует. Похоже, что учёные просто не пытались найти экспериментальное подтверждение различий между силами. Существует простой опыт, который можно (и нужно тем, кто не верит на слово) провести в земных условиях.Для этого достаточно провести опыт в вагоне, как описывает его элементарный учебник физики, но, кроме отвеса-груза, прикреплённого к потолку, нужно прикрепить другой отвес-шарик, прикреплённый к полу (в качестве груза у этого отвеса нужен воздушный шарик, наполненный гелием). С силой, компенсирующей тяжесть шарика и направленной вверх перпендикулярно к уровню Земли, физиков, надеюсь знакомить не надобно. В этом случае, если вагон неподвижен, но стоит на наклонном пути, оба отвеса отклонятся от вертикали вагона, но останутся перпендикулярными уровню Земли и параллельными друг другу, а если вагон движется в сторону, противоположную отклонению отвеса-груза от перпендикуляра к полу, то отвес-шарик будет отклоняться в ту же сторону, что и груз. При этом параллельность отвесов нарушается. Этот опыт наглядно показывает отличие сил гравитации и инерции. Для того, чтобы более наглядно показать это отличие, необходимо рассмотреть механику возникновения рассматриваемых сил. Однако ни в одном современном учебнике описания механизма возникновения сил гравитации и инерции я не нашёл. Считаю, что такового просто нет. Ньютон гипотезы не измышлял, его последователи занимались тем же. Поэтому предлагаю своё измышление гипотезы. Для этого, подобно тому, как Эйнштейн, проделав эксперимент со своим лифтом, обобщил сделанные выводы на все физические явления, предлагаю продолжить опыты с вагоном и сделать выводы.Для этого, в горизонтально установленном вагоне снимаем торцевые стенки и устанавливаем мощный вентилятор. Получаем вагон – аэродинамическую трубу. Если по вагону движется воздух, то отвесы отклоняются так, как будто вагон движется ускоренно навстречу потоку воздуха. Аналогичное отклонение будет и тогда, когда вагон будет открыт и двигаться прямолинейно и равномерно в неподвижном воздухе. Но в закрытом вагоне такое движение отвесами не фиксируется. Из этого мною сделан вывод, что в окружающем нас пространстве существует среда, для которой стенки вагона преградой не являются.Создадим в вагоне вакуум и повторим опыт с отвесом – грузом (шарик в этом опыте не работает, он не летает). Отвес без воздуха действует так же, как и с воздухом. Делаю вывод, что среда (обозначим её через Х), для которой стенки вагона преградой не являются, действует на тела аналогично воздуху, но с отличием в том, что если воздух отталкивает тела от Земли, то среда Х их к земле приталкивает. Эта сила приталкивания и является силой гравитации. Поскольку эта сила действует на каждый нуклон вещества тела, то эта сила пропорциональна массе вещества. Такая среда относительно Земли подвижна, но приблизительно так же, как подвижна масса океанской воды относительно суши: где-то она движется, а где-то и не очень. Сила инерции аналогична силе потока воздуха, но в отличии от него возникает не пропорционально скорости своего движения, а пропорционально изменению скорости своего потока. Частицы этой среды должны быть гораздо мельче атомов, чтобы проникать сквозь вещество, а свойства этих частиц должны позволять создавать запас кинетической энергии в движущемся теле.
Вывод, что существует среда Х, создающая гравитацию и инерцию, не нова. Однако на основании этого вывода создан реальный эксперимент, опровергающий принцип эквивалентности сил гравитации и инерции и указывающий отличие в природе этих сил: гравитация имеет природу давления в среде, а инерция – взаимодействия потока среды с веществом тела. И этого наука «не знает».
Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
Код: выделить всеОбсудить теорию Гравитация и инерция не эквивалентны Вы можете на форуме «Новая Теория». Желя Доступ заблокирован! Сообщений: 219Зарегистрирован: 28 янв 2017, 23:21 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 4 раз.
Комментарий теории:#2 Николай Шульгин » 04 фев 2017, 18:52
Желя писал(а): Однако на основании этого вывода создан реальный эксперимент, опровергающий принцип эквивалентности сил гравитации и инерции и указывающий отличие в природе этих сил: гравитация имеет природу давления в среде, а инерция – взаимодействия потока среды с веществом тела.
Если я не ошибаюсь, в современной науке доказывается ТОЛЬКО эквивалентность гравитационной и инертной масс. При чем здесь силы???
С уважениемН.Шульгин
Николай Шульгин Сообщений: 2318Зарегистрирован: 23 май 2016, 16:26 Благодарил (а): 95 раз. Поблагодарили: 87 раз.
Комментарий теории:#3 Unlimiter » 04 фев 2017, 19:28
Николай Шульгин писал(а):в современной науке доказывается ТОЛЬКО эквивалентность гравитационной и инертной масс. При чем здесь силы???
Интересно знать логику такого доказательства, когда в современной физике нет и понимания сущности массы, и той и другой. Принцип эквивалентности — обобщение экспериментальных данных, введён Ньютоном.
Unlimiter Сообщений: 195Зарегистрирован: 24 июн 2013, 13:11 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 11 раз.
Комментарий теории:#4 Желя » 04 фев 2017, 20:05
Николай Шульгин писал(а):Если я не ошибаюсь, в современной науке доказывается ТОЛЬКО эквивалентность гравитационной и инертной масс.
Ошибаетесь. Если нет желания смотреть буквари, наберите «Эквивалентность сил гравитации и инерции» в поисковике. То, что этот принцип эвристический, я взял из вики.
Unlimiter писал(а):Интересно знать логику такого доказательства, когда в современной физике нет и понимания сущности массы, и той и другой.
Основные принципы логики этого доказательства кратко даны в #1. Согласен, что понимания сущности массы в современной физике нет, но понятия гравитационной и инерционной масс введены, что подтверждает ложность её догматов.
Unlimiter писал(а):Принцип эквивалентности — обобщение экспериментальных данных, введён Ньютоном.
Речь идёт не о принципе эквивалентности вообще, а о эквивалентности двух конкретных сил. Ньютон эту эквивалентность не рассматривал. С уважением, Желя. Желя Доступ заблокирован! Сообщений: 219Зарегистрирован: 28 янв 2017, 23:21 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 4 раз.
Комментарий теории:#5 che » 04 фев 2017, 20:35
Желя писал(а): Сила инерции не зависит от этого направления. Она совпадает с направлением движения
Направление силы инерции совпадает не с направлением движения (чего?) а противоположно направлению ускорения СО в которой ведётся наблюдение. Вот так… Даже элементарный учебник физики Вам оказался не по силам…
che Сообщений: 12567Зарегистрирован: 25 авг 2010, 18:50 Благодарил (а): 928 раз. Поблагодарили: 924 раз.
Комментарий теории:#6 Желя » 04 фев 2017, 21:49
che писал(а):Направление силы инерции совпадает не с направлением движения (чего?) а противоположно направлению ускорения СО в которой ведётся наблюдение. Вот так… Даже элементарный учебник физики Вам оказался не по силам…
А Вам не по силам обыкновенное мышление. Если Вы увидели только это, то значит, что Вы ничего не поняли и с Вами нет смысла вести диалог. Восхищайтесь своими ложными знаниями. Успехов Вам в этом приятном деле.
Желя Доступ заблокирован! Сообщений: 219Зарегистрирован: 28 янв 2017, 23:21 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 4 раз.
Комментарий теории:#7 Николай Шульгин » 04 фев 2017, 22:00
Желя писал(а):А Вам не по силам обыкновенное мышление. Если Вы увидели только это, то значит, что Вы ничего не поняли
Странная реакция. Вам сделали верное замечание. Вы меня так же верно поправили: Эйнштейн говорил и о силах.
Но вот с массами я согласен, а с силами нет.
С уважениемН.Шульгин
Николай Шульгин Сообщений: 2318Зарегистрирован: 23 май 2016, 16:26 Благодарил (а): 95 раз. Поблагодарили: 87 раз.
Комментарий теории:#8 che » 04 фев 2017, 22:13
Желя писал(а):с Вами нет смысла вести диалог
Да я, в общем-то, не особо и рассчитывал. И коммент мой предназначался, скорее, не Вам, а лишь как предостережение другим форумчанам.
Админ Вас забанил, но позволил вернуться — Вы думаете Вам и дальше будет хамство сходить с рук? che Сообщений: 12567Зарегистрирован: 25 авг 2010, 18:50 Благодарил (а): 928 раз.
Поблагодарили: 924 раз.
Комментарий теории:#9 dreamer » 05 фев 2017, 11:05
Желя писал(а): наберите «Эквивалентность сил гравитации и инерции» в поисковике. То, что этот принцип эвристический, я взял из вики.
Ну конечно, если Вики и соцсети интернета-авторитетный источник знания, тогда человек, «набравшийся» знаниями под завязку из таких источников, должен В СВОИХ собственных глазах вырасти-ого-го !-до размеров Платонов и Невтонов ! Но только в своих собственных глазах, а на большее-и не рассчитывай .
dreamer Сообщений: 4851Зарегистрирован: 15 окт 2010, 14:43 Благодарил (а): 482 раз. Поблагодарили: 490 раз.
Комментарий теории:#10 Борис Шевченко » 05 фев 2017, 11:44
Ответ на комментарий №4.
Желя писал(а):наберите «Эквивалентность сил гравитации и инерции» в поисковике.
Уважаемый Желя. Вы слышали звон, но не поняли откуда он. Эта эквивалентность потому и является эвристической, что наблюдается только при равномерном движении, как в ИСО, так и в не ИСО. С уважением, Борис.
Борис Шевченко Сообщений: 19762Зарегистрирован: 24 фев 2011, 13:20 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 256 раз.
Вернуться в Физика
- Гравитация — это инерция Борис70 » 24 фев 2017, 17:17 0 Ответов 1 Просмотров Последнее сообщение Борис70 24 фев 2017, 17:17
- Гравитация и магнетизм. Инерция. ОКБорис » 31 дек 2011, 09:13 0 Ответов 2532 Просмотров Последнее сообщение ОКБорис 31 дек 2011, 09:13
- Инерция tverd4 » 01 мар 2015, 20:06 0 Ответов 4 Просмотров Последнее сообщение tverd4 01 мар 2015, 20:06
- инерция определение и толкование. nik-30 » 01 май 2011, 12:55 74 Ответов 4970 Просмотров Последнее сообщение Борис Шевченко 19 мар 2016, 12:24
- Инерция.Уточнение понятия. dreamer » 17 апр 2011, 13:06 176 Ответов 12667 Просмотров Последнее сообщение ОКБорис 20 ноя 2013, 14:57
Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot], Короб и гости: 1
Все права на опубликованные материалы, размещенные на сайте, принадлежат их авторам и охраняются законом об авторских правах.Копирование материалов возможно только с согласия автора.
Администрация форума «Новая Теория» не несет ответственности за публикуемые пользователями материалы и комментарии.
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group Русская поддержка phpBB phpBB Guru
Источник: http://www.NewTheory.ru/physics/gravitaciya-i-inerciya-ne-ekvivalentni-t4136.html
Принцип эквивалентности гравитационного поля и сил инерции
В основу своих рассуждений А. Эйнштейн положил совпадение двух масс, с которыми встречаются физики, решая разные задачи. С одной стороны, масса характеризует инертные свойства тел, способность их противодействовать силам, пытающимся изменить состояние тел.
С другой стороны, как говорилось выше, масса определяет гравитационные свойства тел, способность их притягивать другие тела. До А. Эйнштейна эти массы не различали, их совпадение считалось само собой очевидным.
Эйнштейн же придал этому совпадению характер закона, его часто называют принципом эквивалентности инертной и гравитационной масс.
Еще Галилей в XVI в. установил, что все тела, падая свободно в поле тяжести Земли, приобретают одно и то же ускорение. В этом проявляет себя гравитационная масса падающих тел. При резкой остановке транспорта пассажиры подаются вперед, при ускоренном же движении того же транспорта пассажиры прижимаются к сидению.
При этом все тела, находящиеся в транспорте, независимо от их массы, приобретают одинаковое ускорение. В этом случае проявляет себя инертная масса.
Из рассмотренных примеров, в которых по отдельности проявляют себя либо гравитационная, либо инертная массы, и исходя из эквивалентности этих масс, Эйнштейн делает следующий вывод, который обычно и называют принципом эквивалентности: свободное движение в поле тяготения и ускоренное движение в отсутствии этого поля происходят совершенно одинаково, другими словами, явление тяготения и ускоренное движение имеют одну и ту же физическую сущность, это два проявления одного и того же физического процесса. Это главное утверждение ОТО.Теперь посмотрим, к каким следствиям приводит сформулированный выше принцип эквивалентности. При взлете с ускорением космического корабля космонавты испытывают перегрузки. Это эквивалентно тому, что космонавты как бы оказываются в более сильном гравитационном поле, чем поле Земли. Ускоренное движение приводит к тем же следствиям, что и гравитационное поле. С другой стороны, при свободном движении ракеты (двигатели отключены) вокруг Земли все тела в кабине становятся невесомыми. Их свободное падение (вместе с космическим кораблем), находясь внутри корабля, невозможно отличить от свободного движения (движения по инерции, когда на тело не действует внешняя сила) в отсутствии поля тяготения (в малом объеме корабля — это очень важное условие — как бы устраняется поле тяготения). Таким образом, не существует возможности отличить состояние свободного движения от состояния свободного падения. Свободное падение и свободное движение — утверждает Эйнштейн своим принципом эквивалентности — это одно и то же!
Мы знаем, что свободное движение (движение по инерции) происходит прямолинейно. Но прямая — это простейшее понятие геометрии. Тем самым мы естественным образом устанавливаем связь между физикой и геометрией.
В нашем мире справедлива так называемая геометрия Эвклида, в которой пространство трехмерно (вправо-влево, верх-низ, вперед-назад), существует только одна прямая, соединяющая две точки, сумма углов треугольника всегда равна 180 градусам.
По прямой, которая является кратчайшим расстоянием между двумя точками, распространяется световой луч (в этом мы снова обнаруживаем связь физики и геометрии).
Но помимо эвклидовой геометрии существуют и другие, неэвклидовы геометрии. Первым такую неэвклидову геометрию построил русский математик ректор Казанского университета Н. Лобачевский (1829г.).
В качестве наглядного примера «мира», где геометрия неэвклидова, можно привести кривой мир поверхности шара.
Двухмерные существа в этом мире под «прямой» (кратчайшей) линией между двумя точками понимали бы дугу большого круга, сумма углов треугольника, лежащего на поверхности шара, уже не была бы равна 180 градусам и т.д.
Эти представления о геометрии на поверхности шара можно обобщить на более сложные поверхности. Но главным в наших рассуждениях является то, что геометрия Эвклида — это лишь одна из возможных геометрий. А так как геометрия связана с физикой, то следовательно, могут существовать иные миры, где действуют более сложные физические законы.
И снова первым, кто пытался выяснить, какой геометрии подчиняется наш мир, был Н. Лобачевский. Неточность измерений не позволила ему найти правильный ответ. Основную идею Н. Лобачевского (связь геометрии мира и физики) трансформировал в своей теории А. Эйнштейн.
Неоднородность гравитационного поля, изменение его от точки к точке Эйнштейн объяснил парадоксально: геометрия физического мира не эвклидова и такого физического объекта — гравитационного поля — не существует, нет и никаких сил тяготения.
А движение, которое мы до сих пор называем свободным падением, фактически является свободным движением по кратчайшей (геодезической) линии в этом неэвклидовом мире.
В этом месте наших рассуждений следует сказать, что для описания любого физического процесса, в том числе и свободного движения, нужно задавать не только пространственные координаты, но и время. С этой точки зрения наш мир является не трех-, а четырехмерным.
Правда, время, в отличие от пространственных координат, может изменяться только от прошлого к будущему.
Связь физики с геометрией проявляется и в том, что не только пространственный мир может быть неэвклидовым, но и ход времени в разных точках пространства может быть разным.
Теперь установим, от чего зависит геометрия мира. Для этого совершим краткое путешествие с физическими представлениями о пространстве и времени. Пространство, по Ньютону, — это «ящик», вместилище всего бытия, оно существует независимо от тел и явлений, происходящих в «ящике».
Время — это длительность процессов (явлений), во всем мире существует единое (мировое) время, его ход не зависит ни от места нахождения часов, ни от характера процессов. Пространство и время не связаны друг с другом, не влияют друг на друга. Сформулируем кратко то новое, что внес в данную проблему А.
Эйнштейн в своей специальной теории относительности. Оказалось, что нельзя отрывать пространственное описание явления от временного момента, именно тогда фактически в физику было введено представление о том, что наш мир имеет четыре измерения (три пространственных и одно временное).
А так как в основу специальной теории относительности был положен постулат о постоянстве скорости света в однородной и изотропной среде (одинаковой во всех точках и по всем направлениям), его максимальности (предельности) в вакууме и независимости от скорости движения источника света и наблюдателя, то отсюда непосредственно следовало, что в разных точках пространства время течет по-разному (по определению, скорость численно равна отношению пройденного расстояния к промежутку времени прохождения этого расстояния, если меняется расстояние между событиями для разных наблюдателей, то и промежутки времени также должны изменяться, только в этом случае скорость света в вакууме может быть всегда одной и той же величиной). В специальной теории относительности, как и в теории Ньютона, пространство однородно и изотропно, и время равномерно течет от прошлого к будущему. При этом Эйнштейн не учитывает, что в действительности вблизи тяготеющих масс свойства пространства (и времени) не обладают указанными свойствами. И так, чтобы учесть влияние на свойства пространства и времени гравитирующих масс, Эйнштейн и построил общую теорию относительности. Геометрия Эвклида, и, следовательно, свойства пространства и времени изменяются вблизи массивных тел.
Все изложенное выше следует из уравнений, которые Эйнштейн получил в своей теории.
В 1922 году ленинградский математик А. А. Фридман решил эти уравнения и получил поразительный результат: наш обозримый мир не может находиться в статическом. равновесном состоянии, он должен либо расширяться, либо сжиматься. Все зависит от средней плотности вещества во Вселенной.
В настоящее время нет достоверных данных о средней плотности вещества в мире. В 1929 году американский астроном Хаббл обнаружил, что далекие звезды от нас «убегают», мир расширяется.
Однако если мир сейчас расширяется, то можно рассчитать, сколько времени назад началось это расширение, когда материя была сконцентрирована в относительно малом объеме, когда произошло то, что получило название «Большой взрыв». Эту идею первым высказал наш соотечественник Г. Гамов.
Уравнения Эйнштейна предсказывают существование «гравитационных волн». До сих пор экспериментально гравитационные волны не обнаружены.
В ОТО были предсказаны так называемые нейтронные звезды, в которых из-за мощных гравитационных взаимодействий атомы были «раздавлены», электроны «вдвинуты» в ядра и, соединяясь с положительно заряженными протонами, входящими в состав ядер, превращали их в нейтральные частицы-нейтроны (отсюда и название этих звезд).
Дальнейшее сжатие звезды может привести ее к «коллапсу» — катастрофическому уменьшению размеров и превращению в так называемую «черную дыру».
Такое название возникло потому, что вокруг «черной дыры» пространство-время приобрели такие свойства, такую «кривизну», что ни один сигнал не может покинуть такую звезду, она действительно становится невидимой — «черной дырой» во Вселенной.
И все же «черную дыру» можно обнаружить по ее мощному влиянию на движение Других небесных тел.
Эмпирические доказательства ОТО:
Отклонение луча в поле тяготения предсказала ОТО.
Искривление должен испытывать луч, проходящий возле Солнца. Этот эффект, как писал Эйнштейн, можно обнаружить при наблюдении положения звезд во время солнечного затмения. В 1919 г.
научные экспедиции Лондонского Королевского общества, направленные для изучения солнечного затмения подтвердили правильность этого утверждения.
(Эйнштейн писал Планку: «Судьба оказала мне милость, позволив дожить до этого дня».)
Источник: https://infopedia.su/2xd8e.html
Инерция и гравитация глазами "Новой физики"
Прочитав статью, Вы поймете, почему гравитационная и инерционная массы эквивалентны и что способствует этому явлению. Если возникнут вопросы в части понимания, то в конце статьи имеются ссылки на разъясняющие материалы в рамках Новой физики автора.
Гравитация классическая
Что такое гравитация? Если описывать ее с точки зрения наблюдателя, то это в первую очередь силовое поле, которое возникает вокруг материальных объектов, и благодаря которому они взаимодействуют между собой. В классической механике Ньютона описывается формулой силы Всемирного тяготения и зависит от масс гравитирующих объектов и расстояния между ними. Так выглядит гравитация без поправок на релятивизм.
Источник: http://universetoday-rus.com/_bl/16/70376700.jpg
Инерция классическая
Инерция-стремление тел оставаться в состоянии покоя или равномерного движения. В классической физике силы, которые появляются в результате проявления инерции считаются фиктивными.
Например, если сила трения или сила упругости, являются проявлением электромагнитных сил, то сила инерция не относится ни к этому виду взаимодействия, ни какому-либо другому виду фундаментальных взаимодействий в чистом виде, поэтому было принято считать эту силу фиктивной. Так представляется науке сила инерции.
Ремарка по инерции
Относительно недавно, в 2012 году был обнаружен бозон Хиггса, который, как полагают ученые позволяет описывать пятое фундаментальное взаимодействие, которое назвали полем Хиггса и благодаря которому, в частности, материя может обладать массой.
Возможно, что сила инерции является силовым проявлением поля Хиггса, и теперь инерцию не нужно считать фиктивной, а пора сказать, что силы инерции это разновидность сил хиггсовского поля.
Но это в порядке размышлений, возможно я ошибаюсь.
Гравитация в рамках «Новой физики»
Постоянные читатели уже наверно догадались, что материя, которая состоит из огромного множества частиц, а точнее скрученностей и сжатостей локального пространства, создает вокруг себя общий градиент растянутости пространственной сетки, а в непосредственной близости у поверхности гравитирующего объекта градиент растянутости выражен больше всего (производная графика функции или наклон касательной к графику в заданной точке).
Растянутость пространства в районе Земли. Иллюстрация автора.
Как видно из графика, растянутость пространства вне планеты и внутри нее, имеет разные значения и на графике отмечена сплошной желтой линией. Если бы вся масса Земли была сконцентрирована в точке сингулярности, то кривая растянутости пространства была бы иной, на рисунке она отмечена пунктиром.
Следует отметить, что результат интегрирования этих двух кривых будет иметь одинаковое значение, другими словами, две заштрихованные области будут иметь одну и ту же площадь, а вне гравитирующего объекта формы кривых совпадают.
Этот факт позволяет считать, что в формуле закона Всемирного тяготения Ньютона, физические размеры гравитирующих объектов не играют роли и при расчете можно принять их за материальные точки.
Итак, материальные объекты двигаются в гравитационном поле по следующему принципу.
Если вокруг материального объекта имеется дисбаланс растянутости пространственной сетки, то объект будет двигаться в ту сторону, где градиент растянутости больше, другими словами, если справа от объекта пространственная сетка будет растянута больше, чем слева, то объект начнет свое движение вправо. И чем быстрее по ходу движения будут увеличиваться размеры ячеек пространственной сетки, тем быстрее будет двигаться объект, этим подтверждается факт ускорения при нахождении в гравитационном поле.
Давайте представим такой мысленный эксперимент. Пусть у нас имеется в распоряжении металлической шар.
Для него не важно, в окружении каких объектов и на каком удалении он находится, он не производит никаких вычислений, чтоб узнать по какой траектории ему двигаться, не вспоминает курс школьной физики и формулу Всемирного тяготения.
Самым важным в поведении ядра будет то, какой будет структура растянутости в его ближайшем окружении.
Каждая элементарная частица, из которой состоит шар, будет вести себя в точной зависимости от того, сквозь какую пространственную сетку каждая частица перемещается. А что вызывает искажения в окружающем шар пространстве, металлическому шару знать не надо, да и не за чем, он просто «действует» по ситуации — движется туда, где пространство более растянуто.
Важный вывод №1 — движение материальных объектов в гравитационном поле зависит ТОЛЬКО от формы растянутости пространственной сетки, которая пронизывает этот материальный объект.
Запомним это и продолжим.
Инерция в рамках «Новой физики»
Итак, очень интересное свойство — инерционность массивных тел.
Давайте представим тот же металлический шар, но который будет находиться в состоянии абсолютного покоя, то есть не будет двигаться относительно наблюдателя и относительно пространственной сетки (идеальный случай). Просто будет «висеть» в пустом пространстве.
Пространственные скрученности, представляющие собой частицы материи шара (в основном это u-, d-кварки и электроны) будут равномерно распределены по объему шара, и пространство вокруг шара будет немного растянуто, но одинаково со всех сторон, поэтому шар будет оставаться на месте. В общем пространство будет растянуто так же, как в случае с Землей, но сам график растянутости будет похож больше на прямую, чем кривую, потому что в материале металлического шара гораздо меньше материи, чем в шаре земном, но все же легкий градиент растянутости наблюдаться будет.
Теперь представим, что по этому шару производится удар битой.
Анимация автора. В макропроцессе обратите внимание на передачу воздействия через сжатие вещества шара, в микропроцессе обратите внимание на растянутость пространства, изображенную в виде треугольной сетки.
Рассмотрим подробнее, что происходит с растянутостью пространства в этот момент, и после удара. В первый момент касания битой, левая сторона шара начинает сжиматься. Сжатие вещества шара провоцирует перераспределение плотности пространства, в котором находится шар. Если упростить, то в момент удара происходит два процесса.
1. Первый макропроцесс связан с тем, что объект сжимается и происходит это последовательно слева-направо. Внутри объекта появляется градиент плотности материи и как следствие-растянутости пространства, от левого края к правому. В виду того, что удаленные от биты участки менее растянуты, возникает сила, благодаря которой объект начинает движение.
2. Второй микропроцесс связан с тем, что при резком ударе вокруг каждой мельчайшей частицы объекта образуется микросжатие и микрорастяжение пространства.
При чем сжатие образуется перед частицей по ходу движения, а растяжение позади частицы. Если привезти аналог, то представьте паутину, в которой застряла муха.
Если ее сдвинуть вправо, то слева от мухи сеть паутины растянется, а по направлению перемещения сожмется.
Микропроцесс происходит гораздо быстрее, ввиду своих малых размеров. В момент первого касания биты, сперва появляются относительно сильные растяжения пространственной сетки позади каждой частицы металлического шара, как в паутине. А раз возникает растяжение за частицей, то возникает сила, которая будет стремиться вернуть частицу на место.
Затем, в результате продолжающегося процесса удара, общее воздействие биты в виде запасенной кинетической энергии передается по материалу на соседние частицы шара. Пространство внутри объекта будет стараться выравняться, в результате чего микропроцессы сходят на нет, а макропроцессы еще некоторое время будут преобладать.
Благодаря микропроцессам бита резко замедляет свое движение при первом касании.
Микропроцесс заканчивает свое влияние раньше, чем макропроцесс, но оба процесса заканчивают свое влияние, когда бита перестает касаться шара.
Многие наверняка знакомы со свойствами неньютоновской жидкости, в качестве которой может выступать смесь крахмала с водой.
Благодаря тому, что эта смесь состоит из сложных и крупных молекул (полимеров), процесс передачи воздействия удара плохо передается по такому веществу, в нашем случае это макропроцесс.
Преобладающим типом воздействия при ударе по неньютоновской жидкости, будет являться описанный микропроцесс-чем сильнее удар, тем жидкость тверже.
Еще есть удивительный факт того, что относительно недавно ученые создали вещество с «отрицательной массой».
Я думаю, что это проявление свойств все той же неньютоновской жидкости, только в этом случае, благодаря свойствам сверхтекучести, вообще нельзя передать ударные и иные воздействия на соседние частицы вещества, полностью исключив явление макропроцесса, в этом случае действует исключительно микропроцесс, в результате которого, при попытки сдвинуть частицу, она стремиться к самому объекту воздействия.
Если бы в природе отсутствовал микропроцесс, то не было бы инерции, и при ударе, тела мгновенно приобретали нужную скорость. Если бы не было макропроцесса (частично как в неньютоновской жидкости), то мы просто не могли сдвинут предмет с места, и вообще сами не могли двигаться.
Еще хотелось бы отметить, что в случае торможения о препятствие, влияние макропроцесса и микропроцесса остаются теми же, меняется лишь направление воздействия.
Теперь о главном из этой подстатьи.
Важный вывод №2. Инерция материального объекта зависит ТОЛЬКО от того, какую конфигурацию имеет пространственная сетка вокруг объекта и внутри него. Силы инерция возникает лишь в динамических системах.
Объединяя вывод №1 и вывод №2 можно сказать, что сила гравитации и сила инерции имеет одну и ту же природу и зависит ТОЛЬКО от формы пространственного окружения. Поэтому имеет место то, что гравитационная и инерционная массы являются эквивалентными с очень большой точностью, что и было доказано в результате сложных научных экспериментов.
- Спасибо за внимание, не забывайте ставить лайки в случае если Вам статья понравилась, делиться с единомышленниками и если не подписаны еще, то обязательно подпишитесь
- Для тех, кто не понял сути статьи, рекомендую ознакомиться с основными идеями Новой физики автора:
- 1. Постулат о пространстве
- 2. Постулат о материи
3. Гало темной материи. Ответ на главный вопрос.
4. Гравитационная постоянная такая непостоянная
5. Почему кварков и лептонов по 6?
- 6. Скромное исследование гравитации
- 7. Пространство и спираль ДНК
- автор: Михаил Н. Бровкин
- bmiha@mail.ru
Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5aad27526104935ac8d52530/5b67bc6ab3263300a9c77758
Принцип эквивалентности
- Полные формулировки принципа эквивалентности (а их несколько) вынуждено указывают ещё дополнительное ограничение локальности: или речь идёт о материальной точке, или о точечных окрестностях тела.Потому что в любом сколь-нибудь заметном объеме — даже в лифте — полная эквивалентность невозможна: ускорение лифта (неинерциальная система) образует строго плоское поле — то есть направление ускорения у разных стенок лифта строго параллельно; в то же время гравитационное поле реальных тел никогда не может быть плоским, направления гравитационного ускорения в покоящемся лифте (инерциальная система) у разных стенок лифта не параллельны, а пересекаются в центре Земли.Понятно, что столь малую непараллельность ускорения обнаружить трудно (один метр на шесть тысяч километров — менее двух десятимиллионных!), вдобавок придётся учитывать даже гравитацию стенок лифта. Но всё же возможно. И экспериментатор в лифте сможет однозначно отвергнуть то, что лифт находится в безгравитационной неинерциальной системе отсчёта (например равномерно ускоряющемся космическом корабле).Поэтому очень многим физикам не нравится принцип эквивалентности. По прежнему продолжаются попытки отказаться от него, заменить чем-то другим или просто переформулировать. К сожалению, пока такие попытки безуспешны, но это не останавливает всё новых желающих.Например, в свободно падающем лифте или вращающемся по орбите космическом корабле (неинерциальные системы) точные наблюдения покажут не полное отсутствие тяготения, а наличие его остатков, направленных к тому же центру Земли. И только характер изменения этих направлений со временем (в корабле — вращение точки пересечения, в лифте — нелинейное изменение расстояния до вычисленной точки пересечения) позволит экспериментатору понять, вращается ли он вокруг массивного тела (здесь кстати надо учесть и кориолисовы силы), падает ли быстро к массивному телу, или медленно и равномерно движется в пустоте возле маломассивного тела, вызывающего эти отклонения от полной невесомости. Но всё же позволит! А значит принцип эквивалентности не может быть распространён на сколь-нибудь обширную область пространства, во всяком случае бОльшую чем размер измерительной установки. Ответить
- То, о чем Вы говорите, есть проблемы иллюстраций принципа, а не самого принципа. Надо рассматривать идеальные условия, например, падение не на массивный шар, а на массивную бесконечную плоскость :)В реальных условиях можно только приближаться к идеалу, но нам придет на помощь Гейзенберг, запрещающий абсолютно точные измерения. Просто нужно выбрать отдельно стоящую звезду, отъехать от нее на _достаточное_ расстояние (зависящее от размеров лифта), и падать. Вуаля.Кстати, с такими же проблемами сталкиваются и другие физические принципы: попробуйте в _реальности_ найти _действительно_ замкнутую систему. Ответить
Есть также мнение, что Ньютон, формулируя закон всемирного тяготения, не мог не принять во внимание свои же 1й и 2й законы, он должен был понимать, что существует альтернатива, но видимо, постеснялся.
Заявить в 17 веке, что мы все раздуваемся – еще тот поступок. Думаю, именно этим объясняется поведение Ньютона при датировании своего закона о всемирном тяготении.
Как известно, сам он датировал закон 1666 годом, а опубликовал лишь 1687 году. Двадцать лет сомневался.
Ответить
https://vuhuytoan.files.wordpress.com/2007/07/nature-of-inertia.pdf
Источник: https://elementy.ru/trefil/42/Printsip_ekvivalentnosti