Gravity: il diavolo è nei dettagli

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Ho già affrontato questo argomento sul sito web di Kramol. Temo che nell'ultimo articolo ho affrontato l'argomentazione dell'ipotesi un po' alla leggera. Questo articolo è un tentativo di correggere il mio errore. Contiene idee che possono essere applicate in questo momento nella geodesia gravimetrica, nella sismologia e nella navigazione spaziale, e non è un tentativo di avviare un'altra insensata disputa con i seguaci di un dogma stabilito.

Viene proposta un'ipotesi, dal punto di vista della quale due proprietà fondamentali della massa - gravità e inerzia, dovrebbero essere considerate come una manifestazione del meccanismo globale per compensare i cambiamenti nello spazio e nel tempo. La gravità è considerata come una compensazione per i cambiamenti nello spazio - un'eccessiva espansione o contrazione, cioè come una base potenziale. Inerzia - come compensazione su base cinetica dei cambiamenti nel tempo - cioè eccessiva espansione o contrazione dell'arco temporale di ciò che sta accadendo, in altre parole, accelerazioni positive o negative. L'equivalenza delle masse inerti (su base cinetica) e gravitazionali (su base potenziale), quindi, segue direttamente dalla seconda legge di Newton: m = F / a.

Per quanto riguarda l'inerzia, questa formulazione della questione appare abbastanza ovvia. La gravità, invece, dovrebbe sforzarsi di ristabilire un equilibrio tra energie potenziali positive e negative, cioè tra le forze di attrazione e repulsione create dai campi. Quindi, se ci sono forze repulsive tra gli oggetti, la gravità tenderà ad avvicinarli. Se l'attrazione - al contrario, alla distanza.

Il problema è che per confermare questa ipotesi, è necessario isolare una singola manifestazione di gravità, a livello dell'atomo, solo allora questa proprietà della gravità apparirà ovvia.

I fisici guidati da Peter Engels, professore di fisica e astronomia all'Università di Washington, hanno raffreddato gli atomi di rubidio fino a uno stato vicino allo zero assoluto e li hanno catturati con i laser, racchiudendoli in una "ciotola" di dimensioni inferiori a cento micron. Aprendo la "ciotola", hanno permesso al rubidio di fuoriuscire. I ricercatori hanno "spinto" questi atomi con altri laser, cambiando il loro spin, e allo stesso tempo gli atomi hanno iniziato a comportarsi come se avessero una massa negativa - per accelerare verso la forza che agisce su di loro. I ricercatori ritengono di trovarsi di fronte a una manifestazione inesplorata di massa negativa. Sono propenso a pensare che abbiano osservato esempi di singole azioni di gravità, che hanno cercato di compensare il cambiamento di energia potenziale dei singoli atomi.

L'attrazione gravitazionale è un fenomeno globale. Di conseguenza, deve resistere in potenza alle forze repulsive, che sono presenti in tutti gli stati di aggregazione della materia; dopo tutto, i gas, i solidi e il plasma sono attratti. Tali forze esistono, e determinano l'azione del divieto di Pauli, secondo il quale due o più fermioni identici (particelle con spin semiintero) non possono trovarsi contemporaneamente nello stesso stato quantistico.

Se la distanza tra gli atomi in una molecola aumenta, l'energia potenziale di repulsione degli elettroni esterni, rispettivamente, dovrebbe diminuire. Di conseguenza, ciò dovrebbe provocare anche una diminuzione della massa gravitazionale della molecola. In un solido, le distanze tra gli atomi dipendono dalla temperatura - le ragioni dell'espansione termica. Professore del Dipartimento di TTOE, Università statale di tecnologie dell'informazione, meccanica e ottica di San Pietroburgo A. L. Dmitriev ha scoperto sperimentalmente una diminuzione del peso del campione al riscaldamento ("CONFERMA SPERIMENTALE DELLA DIPENDENZA NEGATIVA DELLA TEMPERATURA DELLA FORZA DI GRAVITÀ" Professor AL Dmitriev, EM Nikushchenko).

Con la stessa logica, il peso di un singolo cristallo, in cui le distanze tra gli atomi lungo i suoi vari assi non sono le stesse, dovrebbe differire in posizioni diverse rispetto al vettore gravità. Il professor Dmitriev ha scoperto sperimentalmente la differenza di massa di un campione di un cristallo di rutilo, misurata in due posizioni reciprocamente perpendicolari dell'asse ottico del cristallo rispetto alla verticale. Secondo i suoi dati, il valore medio della differenza nelle masse del cristallo è pari a - 0, 20 µg con un RMS medio di 0, 10 µg (AL Dmitriev "gravità controllata").

Sulla base dell'ipotesi proposta, con un impatto quasi elastico di un corpo che cade su una superficie dura, il suo peso al momento dell'impatto dovrebbe aumentare a causa della reazione della gravità alla comparsa di ulteriori forze repulsive. Il professor A. L. Dmitriev ha confrontato i coefficienti di recupero per impatti orizzontali e verticali di una palla di prova in acciaio con un diametro di 4,7 mm su una massiccia piastra di acciaio lucidato.

Il coefficiente di recupero caratterizza l'entità dell'accelerazione della palla al momento dell'impatto sotto l'influenza delle forze elastiche. Con un impatto verticale, il coefficiente di recupero nell'esperimento si è rivelato notevolmente inferiore rispetto a uno orizzontale, come dimostra il grafico sottostante.

Tenendo conto che l'entità delle forze elastiche elettromagnetiche in entrambi gli esperimenti è la stessa, la conclusione rimane che con un impatto verticale, la palla è diventata più pesante.

I paradossi della gravità si manifestano anche su una scala per noi più familiare. Usando questa appropriata espressione nel titolo dell'articolo, mi riferivo principalmente alle anomalie gravitazionali, perché è nella loro diversità, e non nelle rigide leggi della meccanica celeste, che si manifesta l'essenza stessa della natura della gravità.

Esiste un metodo di esplorazione geofisica come la microgravimetria, basato sulla misurazione del campo gravitazionale eseguita da strumenti molto accurati. Sono stati sviluppati metodi dettagliati per analizzare i risultati della misurazione, basati sull'installazione che le deviazioni gravitazionali sono determinate dalla densità delle rocce sottostanti. E sebbene ci siano seri problemi nell'interpretazione dei risultati dell'indagine, per indicare specificamente una contraddizione, sono necessarie informazioni complete sul sottosuolo nell'area di misurazione. E finora si può solo sognare questo. Pertanto, è necessario selezionare un soggetto di composizione minerale omogenea, la cui struttura è più o meno chiara.

A questo proposito, vorrei proporre di considerare la visualizzazione dei risultati del rilevamento gravimetrico di una delle "meraviglie del mondo" sopravvissute: la Grande Piramide di Cheope. Questo lavoro è stato svolto da ricercatori francesi nel 1986. Attorno al perimetro della piramide sono state trovate strisce larghe con circa il 15% in meno di densità. Perché sottili strisce si siano formate lungo le pareti della piramide, gli scienziati francesi non sono stati in grado di spiegare. Considerando che questa immagine è, in sostanza, una proiezione dall'alto, una tale distribuzione di densità non può che sorprendere.

Pertanto, nella sezione, questa distribuzione della densità dovrebbe assomigliare a questa:

La logica in una struttura del genere è difficile da trovare. Torniamo alla prima immagine. In esso viene indovinata una spirale, che indica in modo inequivocabile l'ordine in cui è stata eretta la piramide: un accumulo sequenziale delle facce laterali con una transizione in senso orario. Questo non è sorprendente: questo metodo di costruzione è il più ottimale. E poiché quando è stato applicato il nuovo strato, il precedente si era già abbassato, quindi, a sua volta, il nuovo, abbassandosi, "scende" sul vecchio, come uno strato separato. E l'intera piramide, quindi, non rappresenta una struttura non del tutto monolitica: ogni lato di essa è costituito da diversi strati separati.

Supponiamo, se ci atteniamo all'installazione generalmente accettata, queste anomalie potrebbero essere causate dalla compattazione del terreno sotto la pressione di cuciture inclinate. Tuttavia, è noto che la piramide sorge su una base rocciosa, che non potrebbe essersi compattata del 15%. Vediamo ora cosa succede se si ritiene che le anomalie siano il risultato di sollecitazioni interne provocate dalla pressione dei singoli strati laterali sul terreno roccioso.

Questa immagine sembra molto più logica.

Senza dubbio, l'analisi dei dati gravitazionali è un compito molto difficile con molte incognite. L'ambiguità di interpretazione è comune qui. Tuttavia, una serie di tendenze indica che le deviazioni del valore di gravità non sono causate da differenze nella densità delle rocce sottostanti, ma dalla presenza di sollecitazioni interne in esse.

Gli sforzi di compressione interna devono accumularsi nelle rocce dure, come il basalto, e infatti, le isole vulcaniche di basalto e le creste oceaniche delle isole sono caratterizzate da significative anomalie di Bouguer positive. Le rocce a bassa durezza - sedimentarie, ceneri, tufi, ecc., Di solito formano minimi. Nelle aree di giovani sollevamenti prevalgono le sollecitazioni di trazione e si osservano anomalie negative di gravità. L'allungamento della crosta terrestre avviene nell'area delle depressioni abissali e queste ultime hanno cinture pronunciate di anomalie gravitazionali negative.

Nelle zone di sollevamento prevalgono le sollecitazioni di trazione in cresta e le sollecitazioni di compressione prevalgono al suo piede. Di conseguenza, le anomalie di Bouguer hanno un minimo sopra la cresta del sollevamento e massimi sui suoi lati.

Le anomalie gravitazionali sul versante continentale nella maggior parte dei casi noti sono associate a rotture e faglie della crosta. Anomalie negative della gravità delle dorsali oceaniche con grandi gradienti sono anche associate a manifestazioni di movimenti tettonici.

Nel campo gravitazionale anomalo, i confini dei singoli blocchi sono chiaramente separati da zone di grandi gradienti e massimi di banda della forza di gravità. Questo è molto più tipico per l'inversione dello stress; è difficile spiegare i confini netti tra rocce di diversa densità.

La presenza di sollecitazioni di trazione provoca la comparsa di rotture e la formazione di cavità interne, pertanto le coincidenze di anomalie negative e cavità sono del tutto naturali.

Nel lavoro "EFFETTI GRAVITAZIONALI PRIMA DI FORTI TERREMOTI REMOTI" V. E. Khain, E. N. Khalilov, indicano che le variazioni di gravità sono state ripetutamente registrate prima di forti terremoti, i cui epicentri si trovano a una distanza di 4-7 mila chilometri dalla stazione di registrazione. È caratteristico che nella maggior parte dei casi, prima di forti terremoti lontani, si verifica prima una diminuzione e poi un aumento della gravità. Nella stragrande maggioranza dei casi, si osserva la "vibrazione di registrazione": oscillazioni di frequenza relativamente alta delle letture del gravimetro, con una frequenza di 0,1-0,4 Hz, che si interrompe immediatamente dopo un terremoto (!). Si noti che il salto di gravità può essere così significativo da essere registrato non solo da dispositivi speciali: a Parigi, nella notte tra il 29 e il 30 dicembre 1902, all'1:05, quasi tutti gli orologi a pendolo da parete si fermarono. Capisco che sia inevitabile un'enorme inerzia dei metodi sviluppati negli anni e dei lavori scientifici pubblicati, ma avendo abbandonato l'impostazione generalmente accettata della dipendenza delle anomalie gravitazionali dalla densità delle rocce, i gravimetristi potrebbero ottenere maggiori certezze nell'analizzare i dati ottenuti, e inoltre, ampliare anche in qualche modo il campo della loro attività. Ad esempio, è possibile monitorare a distanza la distribuzione del carico a terra dei supporti portanti di grandi ponti, in modo simile alle dighe, e persino organizzare una nuova direzione nella scienza: la sismologia gravimetrica. Un risultato interessante può essere ottenuto con il metodo combinato - registrazione delle variazioni della forza di gravità al momento del rilevamento sismico. Sulla base dell'ipotesi proposta, la gravità risponde alla risultante di tutte le altre forze, quindi le forze gravitazionali stesse non possono opporsi l'una all'altra in linea di principio. In altre parole, delle due forze gravitazionali dirette in senso opposto, quella di valore assoluto minore cessa semplicemente di esistere. Esempi di ciò, non comprendendo la semplice essenza del fenomeno, i critici della legge di gravitazione universale ne hanno trovati parecchi. Ho selezionato solo quelli più ovvi: - secondo i calcoli, la forza di attrazione tra il Sole e la Luna, al momento del passaggio della Luna tra la Luna e il Sole, è più di 2 volte superiore a quella tra la Terra e la Luna. E poi la Luna dovrebbe continuare il suo percorso in un'orbita intorno al Sole, - il sistema Terra-Luna ruota non attorno al centro di massa, ma attorno al centro della Terra. - non è stata riscontrata alcuna diminuzione del peso dei corpi immersi in miniere superprofonde; al contrario, il peso aumenta in proporzione alla diminuzione della distanza dal centro del pianeta. - nei satelliti dei pianeti giganti non viene rilevata la propria gravitazione: quest'ultima non ha alcun effetto sulla velocità di volo delle sonde. Il vettore gravità è diretto strettamente al centro della Terra e per ogni corpo che ha dimensioni orizzontali diverse da zero, le direzioni dei vettori di attrazione dai suoi vari punti lungo la sua lunghezza non coincidono più. In base alla proposta proprietà della gravità, le forze di attrazione che agiscono sui lati destro e sinistro devono parzialmente annullarsi a vicenda. E, quindi, il peso di qualsiasi oggetto oblungo in posizione orizzontale dovrebbe essere inferiore a quello in verticale. Tale differenza è stata scoperta sperimentalmente dal professor A. L. Dmitriev. Nei limiti degli errori di misurazione, il peso dell'asta in titanio in posizione verticale ha superato sistematicamente il suo peso orizzontale - i risultati della misurazione sono mostrati nel seguente diagramma:

(A. L. Dmitriev, V. S. Snegov L'influenza dell'orientamento dell'asta sulla sua massa - Tecnica di misurazione, N 5, 22-24, 1998).

Questa proprietà spiega come la gravità, in quanto interazione più debole conosciuta, prevalga su ognuna di esse. Se la densità degli oggetti repulsivi è abbastanza grande, le forze che agiscono tra loro iniziano a opporsi l'una all'altra, ma ciò non accade con le forze gravitazionali. E maggiore è la densità di tali oggetti, più si manifesta il vantaggio della gravità.

Diamo un'occhiata ai seguenti esempi.

È noto che le cariche con lo stesso nome vengono respinte e, in base all'ipotesi proposta, sotto l'influenza della gravità, dovrebbero, al contrario, essere reciprocamente attratte. Con una densità sufficiente di elettroni liberi a bassa energia nell'aria, iniziano davvero ad attrarre fino a quando il divieto di Pauli non lo impedisce. Quindi, le riprese ad alta velocità hanno mostrato che il fulmine è preceduto dal seguente fenomeno: tutti gli elettroni liberi da tutta la nuvola si raccolgono in un punto e già sotto forma di una palla, insieme, si precipitano a terra, ignorando chiaramente la legge di Coulomb!

Esistono dati sperimentali convincenti sulla presenza di forze attrattive tra macroparticelle di carica simile in un plasma polveroso, in cui si formano varie strutture, in particolare ammassi di polvere.

Un fenomeno simile è stato riscontrato nel plasma colloidale, che è una sospensione naturale (fluido biologico) o preparata artificialmente di particolato in un solvente, solitamente acqua. Le macroparticelle con carica simile, dette anche macroioni, sono reciprocamente attratte, la cui carica è dovuta alle corrispondenti reazioni elettrochimiche. È essenziale che, a differenza del plasma polveroso, le sospensioni colloidali siano termodinamicamente in equilibrio (Ignatov A. M. Quasi-gravity in plasma polveroso. Uspekhi fiz. Nauk. 2001. 171. No. 2: 1.).

Ora diamo un'occhiata agli esempi in cui la gravità agisce come una forza repulsiva.

Va detto che l'ipotesi si basa quasi interamente sui risultati di molti anni e sul lavoro sperimentale su larga scala svolto dal professor A. L. Dmitriev. Secondo me, nell'intera storia della scienza, uno studio così articolato e dettagliato delle proprietà della gravità non è stato ancora condotto. E in particolare, Alexander Leonidovich ha attirato l'attenzione su un lungo effetto familiare. L'arco elettrico ha una forma caratteristica: piegarsi verso l'alto, che è tradizionalmente spiegato dagli effetti della galleggiabilità, della convezione, delle correnti d'aria, dell'influenza dei campi elettrici e magnetici esterni. Nell'articolo "Eiezione di un plasma da un campo gravitazionale" A. L. Dmitriev e il suo collega E. M. Nikushchenko dimostrano con calcoli che la sua forma non può essere una conseguenza delle ragioni indicate.

Foto di una scarica ad incandescenza a una pressione dell'aria di 0,1 atm, una corrente nell'intervallo 30-70 mA, una tensione attraverso gli elettrodi di 0,6-1,0 kV e una frequenza di corrente di 50 Hz.

L'arco elettrico è plasma. La pressione magnetica del plasma è negativa e si basa sull'energia potenziale. La somma dei valori della pressione magnetica e gas-dinamica è un valore costante, si equilibrano a vicenda e quindi il plasma non si espande nello spazio. A sua volta, l'entità dell'energia potenziale negativa è direttamente proporzionale alla distanza tra le particelle cariche, e in un plasma rarefatto queste distanze possono essere sufficientemente grandi da generare, secondo l'ipotesi proposta, forze gravitazionali repulsive superiori alla gravità terrestre. A sua volta, l'energia potenziale negativa può raggiungere i suoi valori massimi solo in un plasma completamente ionizzato, e questo può essere solo un plasma ad alta temperatura. E l'arco elettrico, va notato, è esattamente questo: è un plasma rarefatto ad alta temperatura.

Se questo fenomeno - la repulsione gravitazionale di un plasma rarefatto ad alta temperatura - esiste, allora dovrebbe manifestarsi su una scala molto più ampia. In questo senso, la corona solare è interessante. Nonostante l'enorme forza di gravità anche sulla superficie della Stella, l'atmosfera solare è insolitamente vasta. I fisici non sono riusciti a trovare le ragioni di ciò, così come le temperature in milioni di kelvin nella corona solare.

Per fare un confronto, l'atmosfera di Giove, che in termini di massa non ha raggiunto di poco la stella, ha confini chiari e la differenza tra i due tipi di atmosfere è chiaramente visibile in questa immagine:

Sopra la cromosfera solare, c'è uno strato di transizione, sopra il quale la gravità cessa di dominare - questo significa che certe forze agiscono contro l'attrazione della Stella, e sono loro che accelerano gli elettroni e gli atomi nella corona a velocità tremende. Sorprendentemente, le particelle cariche continuano ad accelerare ulteriormente, mentre si allontanano dal Sole.

Il vento solare è un deflusso più o meno continuo di plasma, quindi le particelle cariche vengono espulse non solo attraverso i fori coronali. I tentativi di spiegare l'espulsione del plasma per azione dei campi magnetici sono insostenibili, poiché gli stessi campi magnetici agiscono al di sotto dello strato di transizione. Nonostante il fatto che la corona sia una struttura radiante, il Sole fa evaporare il plasma dalla sua intera superficie - questo è chiaramente visibile anche nell'immagine proposta, e il vento solare è un'ulteriore continuazione della corona.

Quale parametro plasmatico cambia a livello dello strato di transizione? Il plasma ad alta temperatura diventa piuttosto rarefatto: la sua densità diminuisce. Di conseguenza, la gravità inizia a spingere fuori il plasma e ad accelerare le particelle a velocità incredibili.

Una parte significativa delle giganti rosse è costituita proprio da un plasma rarefatto ad alta temperatura. Un team di astronomi guidato da Keiichi Ohnaka dell'Istituto di Astronomia dell'Università Cattolica del Norte in Cile, utilizzando l'osservatorio VLT, ha esplorato l'atmosfera della gigante rossa Antares. Studiando la densità e la velocità dei flussi di plasma dal comportamento dello spettro CO, gli astronomi hanno scoperto che la sua densità è maggiore di quanto sia possibile secondo le idee esistenti. I modelli che calcolano l'intensità della convezione non consentono a una tale quantità di gas di salire nell'atmosfera di Antares e, quindi, una forza di galleggiamento potente e ancora sconosciuta agisce all'interno della stella ("Vigoroso movimento atmosferico nella stella supergigante rossa Antares" K. Ohnaka, G. Weigelt & K.-H. Hofmann, Nature 548, (17 agosto 2017).

Sulla Terra si forma anche un plasma rarefatto ad alta temperatura a seguito di scariche atmosferiche e, quindi, si dovrebbero trovare fenomeni atmosferici, in cui il plasma viene spinto verso l'alto dalla gravità. Tali esempi esistono e in questo caso stiamo parlando di un fenomeno atmosferico piuttosto raro: gli sprite.

Presta attenzione alle parti superiori degli sprite in questa immagine. Hanno una proprietà esterna con scariche a corona, ma sono troppo grandi per questo e, soprattutto, per la formazione di quest'ultimo, è necessaria la presenza di elettrodi a un'altitudine di decine di chilometri.

È anche molto simile ai getti di molti razzi che volano parallelamente verso il basso. E questa non è una coincidenza. Ci sono forti indicazioni che questi getti siano il risultato dell'espulsione gravitazionale del plasma generato dalla scarica. Tutti sono orientati rigorosamente in verticale - nessuna deviazione, il che è più che strano per gli scarichi atmosferici. Questa spinta non può essere attribuita al risultato della galleggiabilità del plasma nell'atmosfera - tutti i getti sono troppo uguali per questo. Questo processo di brevissima durata è possibile grazie al fatto che l'aria viene ionizzata durante lo scarico e si riscalda molto rapidamente. Quando l'aria circostante si raffredda, il getto si asciuga rapidamente.

Se ci sono molti sprite contemporaneamente, allora all'altezza della fine dei loro getti, l'energia trasmessa all'atmosfera in un brevissimo periodo di tempo (circa 300 microsecondi) eccita un'onda d'urto che si propaga per una distanza di 300-400 chilometri; questi fenomeni sono chiamati elfi:

È stato scoperto che gli sprite appaiono ad un'altitudine di oltre 55 chilometri. Cioè, allo stesso modo, come sopra la cromosfera solare, c'è un certo confine nell'atmosfera terrestre, da cui la spinta gravitazionale fuori dal plasma rarefatto ad alta temperatura inizia a manifestarsi attivamente.

Permettetemi di ricordarvi che secondo quanto sopra, le forze gravitazionali possono essere sia attraenti che repulsive - ne sono stati forniti esempi. È abbastanza naturale concludere che le forze gravitazionali di segni diversi non possono opporsi l'una all'altra: un campo gravitazionale attrattivo o repulsivo può agire in un dato punto spaziale. Pertanto, avvicinandosi al Sole, si può bruciare, ma non si può cadere su una Stella: la corona solare è un'area di repulsione gravitazionale. Nella storia delle osservazioni astronomiche, il fatto della caduta di un corpo cosmico sul Sole non è mai stato registrato. Di tutti i tipi di stelle, la capacità di assorbire la materia dall'esterno è stata trovata solo nelle nane bianche estremamente dense, in cui non c'è spazio per il plasma rarefatto. È questo processo che, avvicinandosi alla stella donatrice, porta all'esplosione di una supernova di tipo Ia.

Se la gravità non obbedisce al principio di sovrapposizione, allora si apre una prospettiva piuttosto allettante: la possibilità fondamentale di creare un dispositivo propulsivo non supportato secondo lo schema proposto di seguito.

Se è possibile creare un'installazione in cui due aree saranno direttamente adiacenti, in una delle quali agiscono forze molto grandi di repulsione reciproca, e nell'altra, al contrario, forze molto grandi di attrazione reciproca, allora la reazione di gravità come un insieme dovrebbe acquisire asimmetria e direzione da aree di intensa compressione ad aree di intensa espansione.

È possibile che questa non sia una prospettiva così lontana, ne ho scritto in un precedente articolo su questo sito "Possiamo volare così oggi".