Author: Поляков О.С. Поляков С.М.
Tags: физика гравитация естественные науки
ISBN: 5-7042-0360-4
Year: 1991
Text
С.М.Полянов О.М.Поляков
ВВЕДЕНИЕ
В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНУЮ
ГРАВИТОНИКУ
С.МПоляш
О. С. ПОЛЯКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В ЭКСПЕРИ-
МЕНТАЛЬНУЮ ГРАВИТОНИКУ 4
&403.4&
ББК 22.31 П54
ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНУЮ ГРАВИТОНИКУ
Издание осуществлено за счет средств автора
Поляков С. М., Поляков О. С.
П54 Введение в экспериментальную гравитонику. М.: Прометей, 1991. 136 с.
1604010000—688 п ----------------- без объявл.
183(2)—91
ISBN 5-7042-0360-4
© Спартак Михайлович Поляков, Олег Спартакович Поляков, 1991
Настоящая книга посвящена вопросам создания гравитационной техники и предназначена для широкого круга читателей (от студентов до научных работников с учеными степенями), интересующихся данной проблемой.
Целью данной работы является привлечение широких творческих масс к активному участию в создании нового направления прикладных научных исследований.
Особенностью данной работы является нетрадиционный подход к проблеме Гравитации, отличающийся как изначальными постулатами, так и методами получения приближенных рабочих уравнений. По своему духу работа является «насквозь экспериментальной», поскольку начинается «экспериментами в устоявшейся теории», а заканчивается «экспериментами в металле».
Несмотря на убедительное согласие разработанной физической теории с экспериментом, авторы не претендуют на «познание истины в последней инстанции» и считают свой труд лишь «нулевым приближением» к будущей строгой теории Гравитации, для создания которой в настоящее время недостает фактического материала. Однако полученные авторами приближенные уравнения уже сегодня позволяют ставить сознательные лабораторные эксперименты и делать численную оценку ожидаемых результатов.
Гравитационные поля с ускорением тяготения порядка 1012 «g», источники неэлектромагнитного излучения, распространяющегося со скоростью 1021 см/с, детекторы данного излучения— могут быть воспроизведены в любой лаборатории.
Вот основные ревультаты данной работы.
Первоосновой является физическая микроструктурная модель электрона, которая имеет самостоятельный интерес, но для авторов является лишь средством получения приближенных уравнений, связывающих магнетизм с гравитацией и гравитацию с вращением материальных объектов.
Данные уравнения являются «первородными» и позволяют получить ряд производных рабочих уравнений, допускающих прямую экспериментальную проверку.
В работе представлены результаты экспериментального исследования классических гравиоптических эффектов общей теории относительности (ОТО): искривления светового луча и смещения частоты оптического излучения в неоднородно намагниченном ферромагнетике.
3
Совпадение эксперимента с теоретическими предсказаниями вполне удовлетворительное.
Анализ полученных результатов позволил предсказать совершенно новый, «квадратичный», гравиоптический эффект, состоящий в том, что искривление света должно обязательно сопровождаться смещением частоты фотонов. Эффект смещения частоты оптического излучения в неоднородно намагниченном ферромагнетике позволяет ожидать искривление траектории потока нейтрино, аналогичного «чисто гравитационному» эффекту искривления светового луча.
Радиус кривизны «нейтринной ловушки», в которой поток нейтрино «закольцовывается», имеет размеры — порядка 1 км. Применение подобных устройств в нейтринных экспериментах может повысить их эффективность в 108—1010 раз.
Успехом нашей приближенной теории является объяснение явления магнитострикции как вторичного гравитационного эффекта. Для вычисления всей кривой магнитострикции необходимо иметь лишь кривую технического намагничивания для конкретного материала.
Константой магнитострикции, по мнению авторов, является гравитационная энергия, запасенная ферромагнетиком в точке насыщения намагниченности.
При экспериментальной оценке скорости распространения гравитационного излучения по импульсу «отдачи» была проведена широкая проверка механических уравнений, связывающих гравитацию с вращением материального тела.
Здесь попутно выяснилось, что гравитационное излучение может быть двух типов: «дипольное» и «квадрупольное».
Дипольное излучение соответствует случаю нестационарного вращения объекта, сохраняющего свою геометрию в течение рабочего цикла и его скорость составляет 108—109 С.
Квадрупольное излучение —• излучение механической системы, изменяющей свою геометрию в течение рабочего цикла имеет жестко определенную скорость: 3-1010 С (±30%),— что позволяет считать данную величину «второй фундаментальной константой распространения материи».
Полагая, что физические процессы являются обратимыми, мы тем самым получаем широкий ассортимент технических решений проблемы детектирования нового вида излучения.
Конечно, еще предстоит преодолеть много трудностей как принципиального, так и организационного плана, однако в целом проблема создания гравитационной техники уже сдвинулась с «мертвой точки».
АВТОРЫ
Часть 1
ПОИСК ПУТЕЙ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ МОЩНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ГРАВИТАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ГЛАВА 1
НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ДАВНО ЗАБЫТЫХ ВЕЩАХ
Данная работа предназначена для тех, кто имеет весьма поверхностное представление об общей теории относительности (ОТО) А. Эйнштейна, но зато знает курс общей физики, имеет опыт самостоятельной экспериментальной работы и горячее желание поработать на переднем крае современной науки. Не будем терять время на малоквалифицированную критику общей теории относительности А. Эйнштейна и различных модификаций этой теории, претендующих на самостоятельность и независимость: достаточно напомнить, что на сегодняшний день еще нет ни гравитационных космических кораблей, ни систем связи на гравитационных волнах. Поэтому попробуем разобраться сами.
В качестве ориентиров возьмем определенную последовательность давно известных научных представлений, фактов и явлений, которые при ближайшем рассмотрении оказываются не так уж и хорошо изучены, хотя и давно известны.
§ 1. Проницаем ли «световой барьер»?
И ОТО и СТО (специальная теория относительности) А. Эйнштейна отвечают на данный вопрос категорически: НЕТ! Хотя сама возможность существования «сверхсветовых» частиц — «тахионов»— современной наукой не отвергается. Свои возражения последователи ОТО и СТО обосновывают следующим образом: известно, что при движении относительно неподвижного наблюдателя параметры физического объекта меняются пропорционально скорости этого объекта. Масса растет в соответствии с выражением:
(1)
7
а объем уменьшается
V* = ^о-
(2)
где v— скорость тела относительно наблюдателя, с — скорость света,
длина также уменьшается
£х = ^о-Г.
(3)
Действующая сила, необходимая для ускорения массы т$, растет согласно выражению:
и обращается в бесконечность при v = c.
Таким образом, при v — c, масса обращается в бесконечность, а объем V — в нуль, а для достижения скорости v = c требуется бесконечная сила, то есть для «перехода через с-барьер» бесконечная масса требует бесконечной энергии, следовательно, переход невозможен. Все это звучит солидно, убедительно и не возникает даже такой простой вопрос: а существует ли масса без объема? А что будет, если взять за «характеристический параметр» произведение массы на объем?
Легко видеть, что на это произведение преобразования Лоренца (1, 2, 3) не оказывают никакого влияния:
,, fz Г’ Т7 4
тх • Ух= ‘ • |/0 = invar’ant
(5)
В случае прямолинейного движения преобразования Лоренца на поперечные размеры физического объекта не действуют и выражение (5) можно переписать в виде:
т* • Lx = т() • Lq = inv. (6)
А теперь подумаем: а нет ли в природе реальных физических объектов, удовлетворяющих уравнению (6)?
Рассмотрим электромагнитную волну. Она обладает эквивалентной массой m и характеристической длиной %. В соответствии с уравнением (6):
т • Л = inv. (7)
Но ведь:
h
т-Х = — (8)
С
— это определение «волны Комптона», где h — постоянная Планка, с — скорость света, а отношение — = inv — отношение двух мировых констант.
Итак, наша гипотеза (5) уже подтверждена.
Если теперь умножить обе части выражения (8) на частоту этой волны, мы получим принцип эквивалентности массы и энергии для любого кванта электромагнитного излучения:
h • v
т • X v =- , но Xv = с, откуда тс2 — /Ь (9)
Гипотеза. Преобразования Лоренца справедливы при любых скоростях. Попробуем заглянуть «за световой барьер». Для того
Рис. 1. Релятивистские параметры объекта с двухкомпонентной массей и длиной.
чтобы «С-барьер» был проницаем для материи вообще, очевидно, необходимо, чтобы и геометрия и масса вещества были действительными величинами по обе стороны «с-барьера». Это возможно лишь при одном условии: и масса и геометрия должны быть двухкомпонентными величинами, т. е. должны иметь как действительную, так и мнимую компоненту каждая, т. е. должны быть «парными величинами», например:
= mQ (Li = Lo
"h = 4- jmQ U2 = — ’
где J = V — 1.
(Ю)
В этом случае mxL\ = m^Lz = inv.
Релятивистские параметры физического объекта с двухкомпонентной массой и длиной представлены на рис. 1. Поскольку мы сейчас сомневаемся во всем, в том числе и в абсолютном значении «барьерной скорости», вместо индекса «с» в преобразованиях Лоренца будем пользоваться индексом «сБ», который пока будем считать неизвестным. Кривые на графике дают нам представление о характере изменения комплексных параметров mx, нормированных к единице, в диапазоне скоростей V
0 < ~ < 3 Наличие действительных положительных значений массы и размеров по обе стороны «с-барьера» означает, что объект реально существует по обе стороны «с-барьера».
Таким образом, если наше условие «абсолютной проницаемости С-барьера» выполняется в действительности, то принципиально «сверхсветовые полеты» не запрещены, по крайней мере самими преобразованиями Лоренца.
§ 2. Энергетические соотношения и механизм прохождения «С-барьера».
Классическое определение релятивистской кинетической энергии имеет вид:
£к = «ое2(у--1) (И)
и при —->о обращается в известное выражение
~ v
В остальных случаях, при о < — <1 : с
(тех \
Ек = Дтс2 = I — — ) с3* (13)
10
При малых скоростях [—->о) связь между Ei( и импульсом \ с /
p = mv определяется выражением:
Но релятивистский импульс по определению имеет вид:
р~ г
(15)
Нетрудно видеть, что уравнение (14) не удовлетворяется точно V
при скоростях 0 < — < 1 :
(16)
\ Г /2т 2 Г
Выражение:
р mQ г 1 / v \2 3 / v у "I
£ == — . С2 = — . С2 = т С2 1 4- — —I +— — + ... =
V Г [ 2 \ с / 8 \ с J
— с2 (jhq + Д/п)
(17)
описывает полную релятивистскую энергию движущегося объекта. Таким образом, четкая однозначная связь между кинетической энергией и импульсом релятивистского объекта в диапазоне О < -^- < 1 распадается. Непонятно, почему никто до сих пор не обратил внимания на это обстоятельство.
Если переопределить выражение для Ен, например:
/ Г \
— ), (18)
то уравнение (18) без всяких ухищрений дает при малых скоростях:
mov2 / 1 \ m0v2 v
= — р_-)=—- =р_,
при больших скоростях (у-+с) m°v2 ах -----------------------(1—0) = —• v = V,
(19)
fi’x —
Г
Т. е. обеспечивает нормальный логичный переход от малых скоростей к релятивистским. Зависимость £к = / (—) для старого
Рис, 2. Зависимость релятивистской кинетической энергии от скорости для старого и нового определения.
энергию, которая, но видимому, физического смысла не имеет и мнимую отрицательную £2 = —j, которой можно найти разумное объяснение.
Характерным является то, что зависимость =. / \ — 1
\ с б / асимптотически стремится к нулю с ростом скорости.
Зависимость £к = (1 —Ъ) = при ^-> 1 рази-
тельно отличается от предыдущей. Для m = m0(l +/) = 1 + / она распадается на 4 кривых:
Г ’ ~7 г ; “ 2 ; “7 ~ 2
V
Однако, поскольку — при ствительной компоненте энергии мнимой компоненте, мы ее при
На рис. 3 представлена зависимость релятивистского
р =— и ЭНеРГНИ V= = /1—1,
области ~ < 1 не совпадает ни со старым, ни
1 —мнимая поправка к дей-и действительная поправка к отбросим.
попросту
импульса которая в
с новым определением кинетической энергии (хотя численно близка), однако при — > 1 точно совпадает с новым определением после Г ликвидации мнимои поправки — .
Теперь посмотрим, к чему приводит «неправильная» запись релятивистской энергии движущегося материального тела.
1. Уже при относительной (нормированной) скорости — ~ 0,85 энергия движущегося тела равна единице, т. е. равна
определения (И) и нового (18) представлена на рис. 2. Из рис. 2 V
видно, что в области скоростей 0 < — < 1 старая и новая кри-
вая почти совпадают. Однако в «забарьерной» области при
V
— у 1 наблюдаются существенные
Сб
Зависимость £к = ^о^2
различия.
(11) прит=т0= + 1 распа
дается на 2 части: Е\ = —zn0c2— действительную отрицательную
эквивалентной энергии массы покоя тос2.
2. За «с-барьером» в диапазоне скоростей 1,25 <—<1,5 появляется «потенциальная яма» с минимальной энергией, равной 2тс2 (£,Мин = 2-т0с2).
3. Полная энергия движущегося тела в «досветовой области» при скорости 0,85сб также равна 2т0с2. И вот тут возникает естественный вопрос: а не означает ли это, что переход через еС барьер» чем-то сродни «туннельному эффекту»? Может быть, для прохождения через «С-барьер» не требуется бесконечного
12
13
||||||||||!111||1к1Ш1|ИЫИК11М|М1М
Рис. 3. Зависимость релятивистского импульса Р и энергии E = pV от скорости.
расхода энергии, а он происходит скачком, самостоятельно, как только мы достигнем скорости, равной 0,85 сб?
Изложенный здесь элементарный анализ проблемы проницаемости «С-барьера» был сделан автором еще в 1975 г., однако первое косвенное подтверджение правомерности нашего подхода появилось лишь спустя 10 лет, когда Д. Д. Иваненко с сотрудниками опубликовали свою «Калибровочную теорию гравитации» [1] *, где показано, что четырехмерная теория «скалярного гравитационного поля с динамическим кручением» описывает 2 сорта
скалярных частиц: действительной массы Л4> и мнимой массы 1Мг.
Таким образом, наши рассуждения десятилетней давности не противоречат новейшим представлениям динамической теории гравитации. К сожалению, о комплексном характере геометрии в данной работе ничего не упоминается. Легко видеть, что даже на таком элементарном уровне рассмотрения проблемы «С-барьера» возникает масса вопросов и гипотез, поэтому во избежание лишних дискуссий ограничимся тем, что уже сказано.
В заключение позволим себе заметить, что значение — = 0,85 (см. рис. 2) является областью существования фотона, в соответствии с принципом эквивалентности массы и энергии. Следовательно, абсолютное значение «барьерной скорости» в нашем «свободном пространстве» будет
сБ = 1,178с = 3,53 • 1010 см/с, (20)
что поддается прямой либо косвенной экспериментальной проверке.
§ 3. Какова «электрическая длина» фотона, или сколько длин волн содержится в кванте электромагнитного излучения?
Рассмотрим соотношение неопределенности В. Гейзенберга для энергии кванта электромагнитного излучения и длительности этого кванта, измеренной лабораторными средствами. Для этих канонически-сопряженных величин соотношение неопределенности будет:
ДЕ • (21)
где h —постоянная Планка,
Д£—минимальная ошибка измерения энергии, имеющая физический смысл (ошибка, пропорциональная половине периода электромагнитного колебания не имеет физического смысла, так как невозможно измерить энергию «половины бегущей волны»);
ь 7*— длительность огибающей электромагнитного импульса. Возьмем минимальное значение выражения (21):
ДЕ- 7= Л, (22)
й вместо величины h — ее значение, определенное из «постоянной сверхтонкой структуры»:
* См. библиографию.
14
15
Тогда выражение (22) примет вид:
2ке2
Д£ • Т = 137 --. (23)
с
Теперь произведем замену: с = Xv = — , где т — период колеба-т ний нашего кванта.
Выражение (23) трансформируется в
ЬЕ- — ~ 137^- = A£.JV, (24)
т X
7 к
где N =— —полное число периодов колебании кванта элек-тромагнитного излучения, т. е. «электрическая длина» фотона. Т-Т 2jc£3
Полагая, что Д£ = ------- —электромагнитная энергия, перено-
X
симая одной длиной волны фотона, получаем:
W₽ 137. (25)
Легко видеть, что выражение (24) является классической записью энергии фотона:
2^3 2ne2hc he
±Е \ ~----— =-------=----= h^ = Е.
а • X X • е2 к
т. е. соотношение неопределенности, взятое по-минимуму, описывает вполне определенно энергию одного фотона. Здесь возникает законный вопрос: почему д£ = —-— , а не ДЕ —е2/Х? Ведь тогда «электрическая длина» получится в 2л раз больше. Ну, во-первых, до выяснения микроструктуры фотона не следует обращать внимание на чисто внешнее сходство величины \Е с энергией электростатического взаимодействия, а во-вторых, этот вопрос уже давно решен экспериментально.
Действительно, поскольку / =/V-t=137-t =-----= ~, то оче-
CLN ПС
видно, что
— есть минимальная длительность одиночного фотона.
Насколько нам известно [2], импульсов оптического излучения, которые были бы короче, чем определено выражением (26). пока не зарегистрировано.
16
Для справки, а) для оптического импульса с Х — 0,6310-4 см Гмп 0,3-10~12с, б) для СВЧ импульса с X в 3 см, Тмик = — 1,37* 10-8 с. Если же все-таки, вопреки предсказаниям, удастся изучить импульс более короткий, чем это позволяет выражение (26), и измерить его на расстоянии L, значительно большем, чем 137 X, эти импульсы должны обладать какими-то специфическими особенностями.
§ 4. Фотон — одномассовая или двухмассовая частица?
Как известно, в квантовой теории излучения [3], при рассмотрении волнового пакета как суперпозиции плоских поперечных волн, уравнение гармонического осциллятора дает ряд дискретных решений:
(27)
Еп = ч- -у-У
где n = 0, 1, 2, 3,... интерпретируется, как число фотонов, связанных с данной волной. Первое решение, п = 0, описывает «нулевой фотон», у которого электрическая и магнитная компоненты поля равны нулю, а энергия равна половине классической энергии фотона.
Эта энергия и ненаблюдаема и не обращается в нуль ни при каких условиях, в том числе и при температуре абсолютного нуля! Поскольку вопрос о сущности «нулевого фотона» на сегодняшний день остается открытым, а понятие «нулевые колебания вакуума», на наш взгляд, никакой информации не несет, позволим себе высказать свою точку зрения по данному вопросу. Фотон —это гравитационная энергия кванта, ушедшая за С-барьер в момент рождения и ставшая для нас мнимой величиной так же, как и ее эквивалентная масса. Именно эта энергия, по нашему мнению, ответственна за такой странный эффект, как намагничивание ферромагнетика лучом лазера, который широко применяется в новейшей звукозаписывающей аппаратуре и пока не имеет убедительного объяснения.
Таким образом, получается, что фотон обладает двумя энер-। нями:
• Л7о
Ех = Лч0 и Е2 = — /~у
соответственно двумя массами:
Л'о г:, ---
с2
(28)
(29)
-- -У .
7??i — -------- т2 = — у —— ,
с2 2с2
ГДс mt—электромагнитная масса, т2— гравитационная масса, t э«* 149 17
Теперь возникает естественный вопрос, каково реальное соотношение между электромагнитной и гравитационной массами фотона:
----= 2 или -------= 1 ?
ni2 пг2
(30)
С точки зрения ОТО, инерциальная и гравитационная массы для всех материальных объектов равны! Для нас это означает, что
(и \ 1
— 1, представленных на рис. 1 сб /
и 2, мы обязаны выбрать «неправильную», где релятивистская энергия удваивается в забарьерной потенциальной яме, равной 2 тс2. А отсюда уже следует, что область существования фотона соответствует относительной скорости фотона, равной 0,85 сб» Отсюда и абсолютное значение барьерной скорости в свободном пространстве:
сБ = 3,53-1010 см/с.
Теперь предположим, что с помощью каких-то неизвестных нам средств мы можем управлять скоростью распространения фотона
в свободном пространстве, т. е. отношением . Тогда формаль-СБ
но мы может вычислить зависимость энергии фотона от его относительной скорости.
Такая зависимость представлена на рис. 4 вместе с зависимостью частоты фотона от скорости относительно неподвижного наблюдателя, в соответствии с известным уравнением СТО:
V == Vq
(31)
При рассмотрении этих графиков в совокупности легко видеть, что любое изменение электромагнитной энергии фотона приводит к одновременному изменению его частоты, а также к вертикальным перемещениям дна потенциальной ямы и восстановлению нового равновесия между электромагнитной и гравитационной компонентами энергии фотона, но уже при новом значении частоты vx. Заканчивая изложение материала данной главы, отметим, что элементарность изложения отнюдь не означает примитивности понимания. Мы рассмотрели весьма принципиальные вопросы, на которые ортодоксальная наука дает уклончивые ответы. Наши рассуждения везде доведены до критических точек — возможности экспериментальной проверки.
18
?. 4. Полная энергия фотона как функция скорости. Av0 — энергия фотона
v при ~— 0,850. СБ
Рассмотренные в данной главе вопросы необходимы как для онимания последующего материала, так и для понимания внут-снней логики автора, который вынужден смотреть на мир через гравитационные очки», чтобы увидеть детали, невидимые при электромагнитном освещении».
ГЛАВА 2
МИКРОСТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ФОТОНА И ЭЛЕКТРОНА
Предварительная работа, проведенная в гл. 1, позволяет нам приступить к контролируемому на каждом шагу моделированию микроструктуры фотона, а затем и электрона. Зачем это нужно? Как показано на рис. 5, это единственный путь получения обоснованных рабочих гравитационных уравнений, связывающих)
Рис. 6. Электростатическая модель фотона (не объясняет его формоустой-чивости).
мини все фотоны равноправны, т. е. независимо от длины полны описываются одними и теми же уравнениями.
Поскольку в свободном пространстве токи смещения и проводимости отсутствуют, а фотон вместе со своими электромаг-
гравитацию с вращением массы, а также связывающих гравита питпыми полями и спином все-таки существует, да еще и летит цию с магнетизмом, т. е. позволяющих ставить обоснованные со скоростью С, как жесткая конструкция, остается допустить, лабораторные эксперименты. что все свои параметры он несет «на себе»: и поля, и спин.
В нулевом приближении модель линейно-поляризованного § 1. Что мы знаем о фотоне — кванте электромагнитной энер- фотона можно представить в виде электростатической конструк-гии? нии, представленной на рис. 6. Как показано на рис. 6, модель
представляет собой две линейные цепочки элементарных заря-
1. Знаем, что в свободном пространстве фазовая скорость дов, связанных кулоновскими силами как внутри каждой из фотона равна групповой скорости и, следовательно, он «летит» цепочек, так и между разноименными цепочками. Для опреде-как жесткая иедеформируемая Ценности расстояние между любой ближайшей парой зарядов конструкция пока не наткнется примем равным X. На рис. 6 стрелками показано направление на препятствие. сил электростатического взаимодействия между ближайшими
2. Фотон обладает спином парами зарядов. Поскольку в системе координат, движущейся т. е. вращательным моментом со скоростью С, нашу модель можно рассматривать как статиче-количества движения, равным Ъую, легко видеть, что данная устойчивая конфигурация элек-единице, где под единицей по тростатических зарядов невозможна, как это следует из теоремы нимается величина Й. Ирншоу [4].
h
s^ = h= IT"
Микроструктурная модель (ротона
Микроструктурная модель электрона
Связь гравитации с вращением
,, Из рис. 6 также видно, что каждый элементарный заряд, создающий электромагнитное поле линейно-поляризованного фо-s. Мы только что выясни<?м,,‘ взаимодействует с четырьмя ближайшими соседями (двумя ли, что электрическая длина^ИД1ВУмя JT)> чт0 пРи равных (условно) расстояниях, между фотона равна 137 X, а — ' энергия сверхквантована 1А7 и 2^^
137 порции, равных —-—
4. Нам также известно, с точки зрения электродина'
Связь магнетизма с гравитацией
Рабочие уравнения
Рабочие уравнения
Рис. 5. Схема построения «рабочей» теории источников гравитационного излучения.
его^Вой парой соседних зарядов в целом для системы из 137 пар отрицательную суммарную энергию электростатического Содействия YEq = — —— , что составляет всего примерно чисть от энергии фотона Av, т. е. пренебрежимо малую вену.
ЧТ(1
21
20
Рис, 7, Комплексная модель фотона (фрагмент).
Следовательно, природа энергии фотона — неэлектрическая и вопрос о происхождении множителя 2л в определении энергии субкванта снимается. Конечно, мы рассмотрели лишь нулевое приближение, однако маловероятно, чтобы учет более высокш степеней электростатического взаимодействия существенно изме-j нил картину. Допустим все же, что наша электростатическая модель в принципе верна, но только требует, чтобы наши субзаряды обладали еще и спином, тогда она станет полной, ка^ например на рис. 7. Назовем эти элементарные субчастицы уни квантами и оценим их параметры.
§ 2. Параметры униквантов
1. Спин уникванта (постулирован)
Поскольку все уникванты равноправны, а суммарный спи) фотона равен Й, спин одного уникванта должен быть равен:
22
При параллельности всех спинов разноименных униквантов, входящих в «конструкцию* фотона, сумма спинов 137-и пар как раз н длет нам результирующее значение спина линейно-поляризованного фотона.
Парадокс спина фотона
Известно, что спин фотона любой поляризации равен h. «Известно», что спин фотона параллелен направлению распространения.
Рассмотрим фотон длиной в IX, с массой т =------------ и некото-
с2
рым поперечным «радиусом» г. Уравнение спина возьмем в виде:
3 = /иг2си, (33)
где со — частота вращения массы фотона вокруг оси С. При n> -»2nv, где v — собственная частота фотона, сог = с:
п h\ hv г2<1>2
S = —— • Г2-о) = —— • --- =----- = Л .
С2 С2 о) со
(34)
Какой фотон описывает уравнение (34): линейный или круговой? Если <o = 2nv — то линейный, тогда чему равен спин у кругового? Чему равен спин эллиптически-поляризованного фотона? Для тех, кому все понятно, могу предложить элементарную задачу. Дано: 3 фотона с одинаковой энергией E=hv, но разной поляризацией (линейной, эллиптической и круговой). Требуется доказать, что у всех трех фотонов спин 5 = й. Доказать расчетом, л не словами. С точки зрения униквантовой модели фотона возможны три основных состояния фотона:
А. Линейной поляризации (рис. 8, а)
Спин фотона равен сумме спинов униквантов, но ортогонален направлению распространения.
— • = Л , (35)
а 2
РАв Зи = -у-; Зл=Л; Sh=0.
В системе координат фотона (х, у, с) и в лабораторной системе
s = s ± 4- s и = а.
II
Г> Поляризованный по кругу, невращающийся фотон (рис 8,6)
В системе координат фотона (х, у, с)
Sl = YSu = 0; Sи = О, так как со = 0.
В лабораторной системе координат
S±=0, 5 и = 2ти-г2ш, (36)
2m,, масса нары униквантов, вращающихся относительно неподвижной плоскости, ортогональной направлению движения фотона.
u/lv
7m м ; wr = с; <о = , т. е. угол поворота пары и—и
на пути 1X Ду = . Тогда для неподвижного наблюдателя
л
Л aftv 0)2. Г2 ahv
SII = —— •------ = --= Л ;
С2 со 2тыа
S±=0; S = S± + Su=a. (37)
В. Поляризованный по кругу, вращающийся фотон
В системе координат фотона:
/Ь m = -----; со = ; cor = с;
«2
„ hv hv г2 о>2 hv
S и *= -----• г2 • со —-----—----= Л
С2 С2 со 2 rev
S±=0; 5 = 5х+5ц-Л.
В лабораторной системе координат:
„ о _ з/гч
о п = 2ти • со • rv ; со = ; 2/и» =----;
« х и с2
с2 с2
S и = Л только при rx = roP<a
(ровращающийся фотон «сжимается» в поперечном
I и раз.
(38)
(39)
(40)
направ-
25
Описанные модели а, б, в допускают экспериментальную про верку и влекут за собой 2 следствия:
1. Спин фотона определяется двумя компонентами, сумма которых равна й:
+ S и = h .
2. Фотоны разных поляризаций при равной энергии E=hv должны по-разному взаимодействовать с веществом.
2. Магнитный момент уникванта (постулирован)
Тут мы себе позволим подгонку под ответ, а именно: положим магнитный момент уникванта равным 1/3 разности между магнитным моментом электрона и магнетоном Бора, т. е.
1 а а
“ ± Т 2я = * &Г Р'Б‘
Эта небольшая вольность даст неожиданный эффект при моделировании электрона.
3. Гравитационная масса уникванта (постулирована)
Гравитационная масса уникванта определяется эквивалентной массой нулевого фотона:
Действующее значение этой массы для нашего субсветового пространства будет: tlv а
= — ’ t43*
т. е. мнимым и удвоенным в потенциальной яме 2 тс2.
4. Эквивалентный заряд и радиус уникванта
Мы полагаем, что уникванты являются магнитостатическими частицами, не обладающими электрическим полем в неподвижной системе координат. Однако при движении со скоростью «с>, в составе фотона, в соответствии с законами электродинамики, собственное статическое магнитное поле каждого уникванта будет порождать в лабораторной системе координат переменное электрическое поле. В этом смысле электрическое поле, отнесенное к одному уникванту, будет эквивалентно появлению некото-
26
р<>1<> «лекгростатического заряда, который мы приближенно можем оценить. Но будем помнить, что на самом деле униквант iценным электростатическим зарядом не обладает.
И» определения магнитного момента
° 1ХБ = 7 еог» ео . Го
Зя г„ 3- 2ч • г„ 6п ги '
|;к- Г) - - радиус электрона, е0 — заряд электрона.
II" тмим, что Ци = ео при £=0,511 Мэв. Тогда
( 1 Го \ Чи = «о —-------1 = ^0'1
\ 6* ги )
или
га ги = V- • 6п
II" радиус электрона удовлетворяет соотношению:
2«г0 = Лс» а
где >, комптоновская длина волны
аХс
ИЛИ Го = ~
2я
Подставляя в (44), получим:
ги = ~~ (46) для 0,511 Мэв
(45)
гв = —— (47) для любой энергии I £Я*
ги =* 6Л8-10“5.Х.
Теперь мы можем написать окончательное выражение для •квивалентного заряда уникванта:
а fig a fig • 12 я2 4я
Зя ги Зя ак к ’
4я
fig . (48)
Ммкнс получить и другое выражение для qu:
^0 Го е0 акс 12я2 хс
~ п • — г о ’ т. == ео > (49)
ОЯ Ги ОЯ 2я аА А
жвивалентно уравнению (48).
5. Тангенциальная скорость вращения уникванта
Поскольку мы постулируем существование новых суперэлементарных частиц, претендующих на роль «праматерии», мы обязаны с максимальной дотошностью описать их предполагаемые свойства. Тангенциальная скорость vu является серьезным параметром, так как в квантовых расчетах произведение (&-г=с практически выполняется всегда. Чему же равно = Используем определение спина:
Su = mu-vu-ru = а .
Из этого следует:
Полагая, что радиус уникванта, определенный выражением (47), и радиус ги в уравнении (50) есть одна и та же величина, получим
a -fl 4с2 12я2 12тсг
Va = -— ~—•—— ------------= const; (51)
4 тс flva аЛ а
vu = 137-12^-с 5,16.103с.
6. Магнитное поле уникванта
Мы уже знаем, что униквант обладает магнитным моментом и спином, а находясь в составе фотона приобретает некий эквивалентный заряд. Полагая, что электромагнитная энергия уникванта имеет чисто магнитостатическое происхождение, мы можем записать
h^a
Ей = 2 = (52)
где Ни — собственное магнитное поле уникванта, о происхождении которого нам ничего неизвестно.
Из уравнения (52) получаем:
rr ftva /iva 0 r = — = = —.
2(Л« —-[Хе-
6к Б'
Для фотонов с энергией 0,511 Мэв
Ни<^ 1.68-1O15 эрст.
28
(53)
(54)
7. Гравитационная константа уникванта
Поскольку радиус ги на сегодняшний день является естественной границей нашей любознательности, а униквант, по определению, обладает собственной гравитационной энергией и
гравитационным полем, примем его радиус равным гравитационному радиусу. Тогда гравитационная константа уи примет вид:
ги-с2 4е4 Х2-с3
ти ]2z2 hya 3it2h )
для фотона 0,511 Мэв
9,3-10+36 смз/г. с2.
(56)
В отличие от других параметров уи растет с длиной волны.
8. Гравитационное поле уникванта
На поверхности гравитационного радиуса любой сферы Шварцшильда скалярный гравитационный потенциал (т. е. гравитационное поле) равен с2:
т„
<?И==Ь---=С2 = 9-1020 СМ2/С2
(57)
фи = const и не зависит от энергии уникванта.
Таким образом, мы совершенно незаметно для себя вычислили (правда достаточно приближенно) параметры той прама-терии, которую по традиции называют «электрон-позитронным морем Дирака». Для наглядности эта новая информация сведена в табл. 1. Насколько она достоверна, покажет будущее, но, во всяком случае, аналогов и прототипов не имеет (впервые вычислена автором в 1975 г.).
Таблица 1
Основные параметры униквантов
м fl tn Параметр Определение Численное значение для ftv=0,5Il Мэв Примечание
11 Спин Л 1 “ 2 2 ‘137 const Постулирован
Магнитный момент а const Постулирован
29
Окончание табл. 1
№ п/п Параметр Определение Численное значение для hv=0,511 Мэв Примечание
/Ьа
3 Гравитацион- ТПи — ~1,66 10-80г Постулирован
ная масса
4 Гравитационный радиус аХ 4 тс Хс Г 0 Гц = — г0 = 2,8-10-’3 классич. радиус электрона
5 Эквивалент- Яи = ~~ Р-Б = е0~ Ча = е0 Существует
ный заряд X А 12к лишь в составе фотона
6 Тангенциальная скорость вращения vu = С а пи — .. const vu- 5-Ю3 С
7 Магнитное 1,68-10+16 э
поле Ръ
8 Гравитационная W 7 п — ~ л * см3 ~9,3-10+36
константа Зтсз/г г.с2
9 Гравитационное <р„ = с» const По определе-
поле нию
Как видно из таблицы, пространственную жесткость формы коллектива униквантов, образующих фотон, определяет совокупность следующих полей, действующих одновременно: электростатического, магнитостатического, гравитационного, параметры которых нам приблизительно известны. В этом плане энергия 2 к е2
субкванта, численно равная ——, вопросов не вызывает, так Л
как отображает действие всей совокупности разнородных физических полей.
Теперь, используя уже известную информацию о фотоне и зная параметры субэлементарных частиц, образующих данный вид материи, мы можем попытаться представить себе его пространственную структурную модель.
§ 3. Модель фотона
Модель фотона с реальным распределением полей представлена на рис. 9. Здесь приняты следующие обозначения:
и — униквант (Ни, Ци—антипараллельны спину Su)
и — антиуниквант (Н^, ц*---параллельны спину Su)
Стрелками показано распределение поперечной компоненты магнитного поля Ни. Легко видеть, что сумма спинов равна й, а
” 3 г,
сумма всех энергии равна — n,vy где электромагнитная энергия
30
Пространственная модель фотона в системе координат X, У, С. Электростатический заряд и поле отсутствуют.
hv обеспечивает взаимодействие фотона с внешним миром, а
гравитационная
— обеспечивает формоустойчивость фотона во
время этих взаимодействий. И никаких нулевых колебаний вакуума!
Достоверность сконструированной модели фотона легко про
вернется экспериментально.
1. При прохождении плоской электромагнитной волны через дифракционную решетку максимум прохождения имеет место при ориентации магнитного вектора Н параллельно щели. Впер вые данный эффект наблюдался в 50-гг. Г. С. Гореликом * при исследовании плоских электромагнитных волн сантиметрового диапазона. В нашем случае наличие униквантов со спином означает, что только при такой ориентации фотона относительно щели огибание щели не требует скручивания осей вращения микрогироскопов, что, вероятно, потребует дополнительной затраты энергии (поэтому фотон просто «не идет»).
2. Минимальная длительность одиночного кванта любого монохроматического электромагнитного излучения в свободном пространстве не может быть короче
X 137-Х
7 =-----=--------
а-С С
(при условии, что при измерении расстояние между генератором и приемником значительно превышает 137 длин волн). Если в свободном пространстве все же будут зафиксированы импульсы более короткие, они должны обладать какими-то физическими особенностями.
3. Согласно нашей модели (рис. 9), линейно-поляризованный фотон должен намагничивать ферромагнетик, когда электрический вектор Е ортогонален плоскости ферромагнетика. В этом случае фотон оставляет униполярно-намагниченный след (рис. 10).
Для справки: Магнитное поле одного уникванта для фотона с энергией всего 2 эВ, составляет примерно 6-Ю9 эрст.
4. Электростатическая модель фотона (см. рис. 6) дает не-скомпенсированный избыток энергии кулоновского взаимодей-е2
ствия порядка —, следовательно, фотон должен нести следы Л
нескомпенсированного заряда. Если это так, то законы геомет рической оптики должны нарушаться при отражении фотона oi электрически заряженной поверхности.
* Горелик Г. С. Колебания и волны. Гл. VII. М.: Наука, 1959.
32
Рис, 10. Эффект «оптического намагничивания» (контроль модели фотона).
§ 4. Феноменологическая микроструктурная модель электрона
За основу наших рассуждений мы примем тот факт, что при 2у — аннигиляции пары (е+—е-) рождается два фотона с энергией 0,511 МэВ каждый, эквивалентная масса которых в точности соответствует массе исходных частиц (электрон, позитрон), т. е. равна примерно 9,1 • 10~28 г. Следовательно, мы можем предположить, что электрон, позитрон и фотон (с энергией 0,511 МэВ) — это три различных состояния одного и того же физического объекта. Устройство фотона мы уже расшифровали, теперь нам необходимо найти непротиворечивые условия трансформации фотона в электрон (позитрон). Для начала вспомним, что мы знаем о покоящемся электроне?
1. Обладает электрическим зарядом — ej~=—4,8-10-10 ед. СГСЕ = —1,602-10"19 к.
2. Массой покоя — т0—9,1 • 10~28 г.
3. Магнитным моментом — Цо = Цб I1 + —) эрг/Гс
4. Спином — Sq= -у =0,527-10“27 эрг. с
5. Классическим радиусом электрона — г0— 2,8-10-13 см
6. Длиной волны электронного фотона — Ко— 2,426-10-10 см.
Для начала обрати^ внимание на тот факт, что на окружность классического радиуса не умещается даже одна длина Волны электронного фотона, а ведь нам хорошо известно, что Электрон обладает волновыми свойствами.
Длина окружности классического радиуса электрона
£0 = 2лг0 = 1,755-10-12 см. (58)
ft »ак 149 33
Чтобы на окружности классического радиуса уместилась хотя бы одна длина волны фотона с энергией 0,511 МэВ, необходимо фотон мысленно сжать в
Хо 2,426-10-w см
— __-----------------~ |37 раз
Ло 1,755-10-12 см “ Ь
(59)
* теперь мы уже можем вычислить и гравитационную энергию нитрона:
2/и? 2 (137-9,1-10“28)2
V. —L- 1-Ю+зз --------------------~ 1,11-10-4 эрГ. (64)
го 2,8-10-13 V
В соответствии с соотношением инвариантности (см. гл. 1, § 1) мы можем составить выражение:
тх-Ц == Wo-^o = inv» (60)
откуда
тх — т0 —— = 137 mQ. (61)
М)
Чтобы выяснить физический смысл массы ть составим произ-ведение трех величин: тх-с- — ; подставим их численное значе
Оцепим соотношение между гравитационной и электромагнитной компонентами энергии электрона:
1Ге ^1,11-10-4 1 тх
Е 8,19-10-7 а = mQ *
>1 U7e
Неплохое совпадение: —- =—-если учесть, что
Е т* «„2 2 q
Hl-i Т7Тг\‘ 2
1^е = — 7е---= — 7е—-— > а Е = т0С2.
П «2-Го
Однако вернемся к соотношению инвариантности (60). пин, что масса — мнимая забарьерная величина
(65)
Учиты-
ние и подсчитаем результат: j .
Го Л а *
rnrc- —= 0,527-1° 2. эрг. с=—= S°. ’мы приходим к парадоксальному заключению, что на орбите
классического радиуса электрона вообще нет никакой электро-Мы получили численное значение спина электрона, как механи-магнитной волны, имеющей физический смысл, так как для мас-ческого момента количества движения, что даже сейчас, в 1990 г.,cw в соответствии с соотношением (43) возможна только
некоторые светила науки считают невозможным, что уж гово мнимая длина волны типа
рить о том, как это было встречено специалистами в 1975 г, Х1 = £х=уаХ0, (67)
когда этот результат был впервые получен.
Теперь попробуем этот результат объяснить. Предположим,Т ^Удет выполнено. А как же тогда Сыть с корпускулярно-волновым дуализмом электрона? Для что масса /пь как и в случае с «нулевым фотоном» ——, нахо пета дится «за С-барьером», где является мнимой величиной. Параметр -т^ = г есть физическая граница массы находящейся «за с-барьером», поэтому его естественно принять равным гравитационному радиусу электрона.
Тогда произведение полностью отвечает механисти-РвДиус и на отношение заряда к массе электрона, а после всех
ческой трактовке спина электрона. Теперь, зная гравитационный радиус гх=^- и гравитационную массу (^ = 137-^0) электрона, мы можем определить гравитационную константу сильного взаимодействия покоящегося электрона:
„ _ i SL_ _ «-'О-5-9'1»” s ,,01.10„.с„Ч,с1. «5 J
1е 2 тх 2mQ 2.9,1-10-28.137 1 v
Бора:
на
. . I отданный вопрос рассмотрим определение магнетона
h eQ
JX г — ' 1 = ” — _
2 mQc 2 a mQc a 2
образом, мы получили, что магнетон Бора определяет-
Г о
(68)
Таким ( и произведением гравитационной массы на гравитационный
к обращений, просто:
• <69)
Ik) истинное значение магнитного момента электрона незначи-»<Дык) отличается от значения магнетона Бора:
Рю — Ръ [ 1 "Ь ”7 ~ 1,00116 f 1 4- “
\ 2 it 1 \ гчг
3 a \ бтг /
(70)
34
35
Нъ 2
(71
2
где
Теперь вспомним, что в свое время мы определили магнитныйц именно его мы должны использовать в уравнении (68) момент уникванта’ как Q
а .. Зг0.гх q>rx
Iхи = — - |ХБ . 6 к
Тогда выражение (70) можно переписать в виде
Вот и ответ на вопрос: А что же все-таки есть на орбите клас сического радиуса электрона? Есть всего три уникванта! Каждый из них имеет заряд qu = , магнитный момент р.ь
мнимую массу ти = — j---------собственное магнитное пол(
~1,68-Ю15 Э и собственный спин Su = Естественно 2 I
перечисленных параметров не хватает для объяснения массь( покоя, а стало быть и эквивалентной энергии электрона, равны 0,511 МэВ. Практически ситуацию может спасти лишь магнито статическая энергия электрона, -
собственного магнитного момента и собственного магнитного корости .фотона, а только за счет снижения барьерного значе-поля электрона. Предположим, что упомянутые три униквант;ння скорости, при постоянной скорости фотона, равной по-обращаются на орбите классического радиуса электрона (выпрежнему 3-1010 см/с.
уже и появилась планетарная модель электрона) со скоростыав Получается, что не сама скорость фотона зависит от грави-Тогда чисто формально мы можем оценить магнитное пол;1 анионного поля, а величина «с-барьера», причем с ростом поля электрона выражением: "
т0 с2 г/е —
(77)
iro полностью соответствует классическому определению маг-(72 литного момента кольцевого тока:
2
_ = = 7t.rx gx O) = rx.gx
с с 2 л 2
(78)
гх — радиус кольца;
со —частота вращения заряда с — скорость света, со-гх = с.
Что означает термин «сжатие пространства»? Напомним, что и свободном пространстве мы определили область существования фотона на шкале скоростей преобразований Лоренца как скорость, равную 0,85 сБ. Теперь эта область существования пере-определяемая" произведениеместилась в ТОЧКУ 0,9997605 сБ, причем не за счет увеличения
Получается, что не сама скорость фотона зависит от грави-' . . , . ...... ___I
барьерное значение скорости уменьшается. (Ключ к «С-барь-8 [9.10—7 >ру»?) Сам фотон — особый объект, а его скорость в свободном
—— =8,9-1013э. (/^пространстве действительно является мировой константой.
°’92' 0 2 Для проверки правдоподобности этих рассуждений оценим
Но у нас на орбите электрона осталось 3 уникванта, каждый и1,сперь величину собственного магнитного поля электрона как которых имеет заряд, равный заряду электрона. Вернемся :Иоле кольцевого тока трех униквантов на орбите классического определению магнетона Бора: радиуса, сжатого в 45,7 раз. По определению
g .г з3в(\'Га 3Ях.'с 3#q*с 3.1,6.10
ео_го = 2_о_ = —.45 7>г (/Ш Н = —я- = —5- - Г2 = --------------= 8,9-10*э. (79)
1 Б 2 а 2-3 а 2-3/137 2 W rl (2,8)2-10-2в (45,/)2 ' ’
Величина 45,7 — есть не что иное, как коэффициент сжатия под1[цакомое число, не так ли? Сравним с оценкой (73). Здесь пространства электрона в собственном мощном гравитационно11^“ поле. Другими словами,
Го = гх-Г =
с.
(74|
Го
q = з f0;
'к-=45,7т0
откуда реальный размер, нормированный к свободному прост ранству, есть
г
________ Г (75
Денное совпадение — не случайность. Если в уравнении (74) мы •подогнали под ответ» значение гх, входящее в числитель в перво! степени, то в уравнении (79) гх входит в знаменатель в •Мдрате, а численное значение магнитного поля кольцевого (7(^В зарядов электрона совпадает со значением, полученным из
•Шргстических соображений.
37
36
Рис, 11. Последовательные этапы «сворачивания» фотона.
Рп и
Or
Теперь у нас модель электрона собирается из мозаики фак тов очень плотно: фактически мы уже не можем сделать ни пол шага в сторону. Попытаемся представить себе наглядно процел трансформации фотона в электрон.
Последовательные фазы такого превращения представлеиь на рис. 11, а, б, в. На рис. 11, а представлен фотон, который i искривленном пространстве (например, в гравитационном пол! другого фотона) пошел по искривленной траектории. Если ра диус кривизны траектории достигнет того критического значения при котором «начало» и «конец» фотона сблизятся, произойди самозахват фотона, показанный на рис. 11,6. В этом случ и фотон сам себя поглотит, оставив на внешней орбите лишь тр! уникванта и столько же — на внутренней, как показано н| рис. И,в. С точки зрения энергетики, за «С-барьером», в «потен| циальной яме 2тс2» у нас скопится энергия порядка З/zv, стам шая гравитационной. В «досветовом» пространстве останетс! лишь — hv.
137
Таким образом, пропорция между гравитационной и электрс! магнитной материей электрона уже установилась. Теперь мощно! гравитационное поле уже образовавшегося электрона создае! глухой «двойной С-барьер», отделяющий внутреннее досветово! пространство от внешнего. Данная ситуация наглядно представ лена на рис. 12. Теперь, чтобы свести концы с концами, необхД димо допустить, что электромагнитные поля соседних пар: уни
Рис. 12. Распределение униквантов во «внешней» и «внутренней» области электрона.
kuaiii — антиуниквант, разделенные 2С-барьером, частично замыкаются через 2С-барь-гр, в результате чего действующее значение электростатического поля размазанного ыряда трех униквантов равно полю одного заряда электрона Р/з заряда — закорачивается). Аналогичным образом собст-пгнпые магнитные поля пар униквант—антиуниквант почти полностью замыкаются через 2С-барьер. Остатки магнитного поля внутренних униквантов компенсируются магнитным полем их кольцевого тока, так что магнитостатическая энергия внутренней области элек-1рона обращается в нуль. Следовательно, в центре электро-па заряд равен нулю! Кольце
вой ток внешних униквантов обеспечивает действующее значение и магнитного поля, и магнитного момента электрона, а следовательно, и его массу покоя. В окончательном виде микроструктурная трехмерная модель электрона представлена на рис. 13. Легко видеть, что в зависимости от направления сворачивания фотона относительно его мировой линии — вправо или влево — мы получим либо электрон, либо позитрон. Для каждой из этих частиц в отдельности, в зависимости от первоначальной ориентации спина фотона, может иметь место либо суммирование всех магнитных моментов и спинов (электрона и его внешних униквантов), либо их вычитание.
Другими словами, с точки зрения модели равновероятно рождение и электронов и позитронов двух сортов в соответствии С результирующими значениями магнитного момента
1,0438) h 0,9562) 2
и
спина:
Q A h h
se= — -з«.— = —
3 а) —
(80)
/ _а\ _ /1,00116
~ “ |0>99884
авим теперь выражение:
I
•Иб •
(81)
(82)
_ (1,912) “(2,09 Г
38
39
Рис. 13. Микроструктурная трехмерная модель электрона.
Последний результат давно известен в теории и практике ферромагнитного резонанса на СВЧ, как фактор Ланде или фактор спектроскопического расщепления, происхождение которого всегда оставалось загадкой. Оказывается, что значение фактора Ланде определяется условиями рождения электрона и, вероятно, может быть управляемой величиной.
Параметры электрона представлены в табл. 2, из которой следует, что объем наших представлений по данному вопросу существенно увеличился. Некоторые ученые считают моделирование игрой воображения, лишенной практической ценности. Покажем на простейшем примере, что это не так. В свете модельных представлений уже не вызывает сомнений идея спонтанной генерации гравитонов с энергией порядка 0,5 МэВ, при аннигиляции пары электрон—позитрон.
Этого пока никто не наблюдал, потому что нет измерительной аппаратуры и подобный вопрос не возникал.
Можно с уверенностью сказать, что аннигиляционный у-лазер будет одновременно и гразером. Однако это не главный резуль-
40
hit нашей модели. Главным результатом является то, что модель •лектрона дает нам подсказку, как кратчайшим путем решить три основных задачи гравитационной техники, о которых уже говорилось. Кратчайший путь — не всегда самый легкий, однако он существует, и значительная часть его уже пройдена. Весь последующий материал является прямым следствием из нашей модели электрона.
Таблица 2
№ п/п Параметр Определение • Численное значение Примечание
1 2 Масса инерциальн. Масса гравитационная Р-е ^е = С2 . .. =(—./) а 9,1 10-» г —/-1,25-10"25 г Эквивалентная масса магнитостатической энергии эл-на «забарьерная» масса
3 4 5 Радиус классическ. Радиус гравитационный Радиус эффективный • г е0 Го и zn0c2 0 г~ 2 Го 2,8-10-18 см 1,4-10~13 см 1,28-10-" см Для «внешнего» наблюдателя Для «внешнего» наблюдателя Для «внутреннего» наблюдателя
Г 1 и V V '-(d
6 Коэффициент «сжатия» п/п электрона 1 X 45,7
7 Спин Se = —— (1 ± 3 а) 1,0438 -у- 0,9562 Следствие: 2 сорта электронов, 2 сорта позитронов
8 9 Магнитный момент Заряд классическ. (хе = ИБ|1 ± “ ) \ 2 л/ *0 1,00116 0,9984 1,602-10-19 к Аналогично С точки зрения лабор. измерений
41
Окончание табл. 2
№ п/п Параметр Определение Численное значение Примечание
10 11 Заряд эффективный Магнитное поле = 3 во ее-с ГУ — 4,806 -10”19 к 8,9-10+13 Эрст. По величине собств. магнитного поля
/7е — 2 е
12 Гравитационная константа Го С2а = 10+38см3/г. с2
2
13 Гравитационная энергия Го 1,11 10-4 Эрг. 1 137
14 Отношение электромагн. энергии к гравитацион. Е = а W Для «эйнштейновской школы» EIW = 3
§ 5. Вывод приближенных гравитационных уравнений, представляющих практический интерес
Если говорить строго, то это нельзя назвать выводом, поскольку мы свои уравнения скорее вычисляем, проверяя и перепроверяя связи между давно известными экспериментальными фактами и научными концепциями. Широкая экспериментальная поверхностная проверка наших уравнений уже произведена и е целом дала положительные результаты. Однако у нас случаются осечки, когда совершенно казалось бы очевидные и простые вещи оказываются далеко не очевидными и не простыми. В такие моменты мы физически ощущаем всю приближенность нашего подхода. Но другого пути на сегодняшний день мы не знаем Итак, что дает гравитационная модель вращающегося электро на? Ответ содержится в самом вопросе: закономерность связ} гравитации с магнетизмом и закономерность связи гравитацш с вращением. Связь магнетизма с вращением установлена епа в начале века в знаменитом опыте, известном как эффект Эйн штейна—Де Гааза.
Таким образом, электрон как источник «фундаментально информации» практически исчерпан, по крайней мере на уровн нынешних представлений.
42
А теперь перейдем к конкретным вопросам.
а) Связь магнетизма с гравитацией
В предыдущем разделе (§ 4) мы показали, что отношение электромагнитной энергии электрона к его гравитационной энергии равно постоянной сверхтонкой структуры
£ _
W ~ ~ 137 ’
Там же показано, что электромагнитная масса покоя электрона на самом деле имеет чисто магнитостатическое происхождение н определяется произведением магнитного момента электрона на его собственное магнитное поле
Сравнивая уравнения (83) и (65), мы можем написать:
И7е = . (84)
а
Справедливость уравнения (84) в данном случае сомнений не вызывает. А теперь перейдем от микромира электрона к макромиру намагниченного ферромагнетика. Мы знаем, что ферромагнитное состояние вещества создается электронами обменного пзаимодействия. Не вдаваясь в подробности механики суммирования магнитных моментов и магнитных полей этих электронов (хотя это может быть и чрезвычайно важно и интересно), мы только вспомним, что плотность энергии, запасенной намагниченным ферромагнетиком, определяется выражением:
Ем_______
-у-==£//. (85)
где В — индукция, Н — собственное магнитное поле.
Так как, по определению, индукция — это магнитный момент единицы объема, — полная магнитная энергия, запасенная в данном объеме данного ферромагнетика, V будет:
£м=в-/Г.у. (86)
Полагая, что суперпозиция магнитных и гравитационных полей отдельных электронов обменного взаимодействия происходит ВО одним и тем же законам (пусть даже нам неизвестным), мы
43
можем уравнение (84), относящееся к отдельному электрону, переписать для намагниченного ферромагнетика в виде:
W = вну (87)
а
Уравнение (87) показывает, что вопреки общепринятому заблуждению о возможной связи между магнитным и гравитационным полем, реальная связь есть лишь между магнитной и гравитационной энергией и осуществляется она только через вещество. Уравнение (87) легко проверяется экспериментально в лабораторных условиях.
б) Связь гравитации с вращением
Моделируя электрон, мы вычислили гравитационную константу сильного взаимодействия:
7е = — — 10+33 СМ3/Г.С2. (88)
2 7И0
Тут сразу возникает два вопроса: А почему обязательно сильного взаимодействия, а не просто гравитационную константу электрона? Что это может дать механике?
Как известно, гравитационная константа Земли равна примерно 6,67-10~8 см3/г-с2 и считается мировой константой.
Таким образом, мы имеем уже две мировых гравитационных константы, да еще и отличающиеся примерно в 1040 раз. А не слишком ли много развелось этих мировых гравитационных констант? Сейчас мы «лихим маневром» произведем «Великое объединение» двух взаимодействий: сильного и гравитационного. Сначала зададим себе вопрос: какие признаки являются общими для Земли и электрона? Ответим:
1. Оба объекта обладают массой покоя; спином; собственным магнитным полем; собственным гравитационным полем.
Гипотеза: «Собственным гравитационным полем обладает лишь вращающийся объект». Неподвижный объект, находящийся в гравитационном поле внешнего источника, обладает лишь гравитационной поляризацией, а при взаимодействиях ведет себя неотличимо от источника поля, подобно стружке из железа «армко» в поле постоянного магнита...
Еще одна гипотеза:
«Гравитационная константа является функцией гравитационной энергии вращающегося объекта, а точнее — функцией его частоты вращения».
Автор не советует тратить слова на опровержение этих гипо тез: они уже подтверждены лабораторными экспериментами.
44
Итак, у нас есть две величины, отличающиеся на 40 порядков, которые необходимо объединить одним простым выражением. Есть такое:
Тлок — 2 k уо ш 2,
(89)
где уо= -Зу-;
k — параметр формы, 0,5^6^1.
С точки зрения выражения (89), как гравитационная константа Земли, так и гравитационная константа электрона обе не являются мировыми константами, т. е. первородными константами, охватывающими все объекты природы. Они являются местными константами, для конкретной Земли и для конкретного покоящегося электрона. Первородной константой, с нашей
1 точки зрения, является постоянная сверхтонкой структуры
хотя здесь тут же возникает неудобство, связанное с появлением размерности. Однако надо выбирать, что важнее? Гравитационная техника или соблюдение приличий?
В настоящий момент мы — за технику! Потом, вероятно, найдутся и более веские аргументы. А теперь произведем численную проверку нашего спорного уравнения (89).
а) Для электрона
С учетом несферичности электрона положим 6 = 0,7.
Угловая частота электрона, как сфероида со средним
-у- , вращающегося с тангенциальной скоростью с\
2 с 3-10Ю
сох =-= ----------= 2,14-Ю23 с"1;
х Го 1,4-10-13
со3/2 99-1033 с”3/2 .
радиусом
Отсюда
Те = 4; *2-0,7-99-10+33 = 41.10+33 10+33см’/г с’.
б) Для Земли
К = 0,7 по той же причине, что и для электрона. шх <*. 0,725-10-* с-*; ш3/2 а. 61,6-10-е с-3/2 .
Подставим эти данные в уравнение (89):
Тэ = 4" • 1,4-61,6-10-8 = 0,63-10-8смз/г.с’.
137
Результат обескураживающий. Однако не будем спешить!
45
(90)
(91)
Для объяснения факта существования земного магнетизма необходимо допустить, что земное ядро вращается быстрее мантии, а е нашей точки зрения, собственное гравитационное поле Земли создает только ее внутренняя, быстровращающаяся часть. _ т'2
Если рассматривать отношение — , то нетрудно видеть, что
при Мх а. 0,708 Л43 и = 0,5 R3 отношение
Л42 Л42
—- а. —з_ t (92)
гх R3
где А1з — общая масса Земли, Мх — масса вращающегося ядра, 7?з— полный радиус Земли, гх — радиус вращающегося ядра.
В этом случае собственную гравитационную энергию Земли определяет выражение:
Откуда легко можно вычислить угловую скорость вращающегося ядра Земли. Действительно, из уравнений (93) и (89) получаем: 7я 6,67-10-в «&3
=-------= 10,6 = —5И- ,---------------(94) Тз-----------------------------------------0,63-10-8 <о|/2 '
откуда
О)Я = (10,6)2/3 . Ш3 « 4,8 Ш3.
Итак, земное ядро, в предположении, что его радиус равен —Y- > а масса равна 0,708 М3, вращается быстрее коры в 4,8 раза! Данный вывод не противоречит современным представ лениям геофизики о происхождении земного магнетизма!
Для простейшей геофизической проверки составим систему уравнений:
Мо = Мм + Л4Я
Л42 М20
—i. = const =— 05)
7?х. *о
Обозначив радиус ядра через X, а плотности через ро, plt рг, получим:
Ро- Vo = pt • Vi + ps • V3, где |/e « 1 =/?3 ; =-^-Я(1 - хЗ); V3 = -^-KX3
0 0 о
46
Ро-1 = Pi (1 — X3) + Ра--*’
или
(Ра*3)’ Ро-1 2
------------------- Ро
X 1
(96)
При ро = 5,5 г/сма— средней плотности Земного шара, решение (96) при учете вращения только ядра дает:
Х = 0,548 /?0 Мя = 0,742 Мо Pi = 1,7 г/см3, Рз = 25 г/см3
Теперь мы можем объяснить эффект Земного Динамо как обычный эффект Барнетта, при условии, что ядро состоит из элементов группы железа, а температура Кюри (Гк) растет с давлением быстрее, чем естественная температура, т. е.
д тк др dT др . dR > dR '
С точки зрения современной теории магнетизма это возможно*.
Естественно, подстановка нового значения угловой скорости ц>я даст нам привычное значение гравитационной константы кмли 6,67-10~8, но только теперь она уже не мировая константа, а всего лишь локальная. Обширный материал по измерению гравитационных констант вблизи различных планет Солнечной нстемы, подтверждающий нашу точку зрения, представлен в работе [7], а результаты наземных измерений вблизи больших масс в работе [8]. Теперь, определив локальную гравитационную мшетанту, мы можем ее подставить в ньютоновское уравнение ।равитационной энергии:
„„ m2 л , з/9 m2 m2
W = 7-------Yow/ -------------« 1,46-10-2 fcu>3'2-----эрг.
r r r
(97)
Только таким образом нам удалось ввести вращение в гравитационную энергию. Уравнение (97) весьма простое и его экспериментальная проверка не представляет принципиальных трудностей.
в) Гравитационная энергия вращающегося гироскопа
У нас имеется еще один, подозреваемый на причастность к fроптании объект — это прецессирующий гироскоп. Уравнение
• См Белов К- П. Магнитные превращения. Москва, 1959. С. 111—115.
47
прецессии классического гироскопа было впервые сформулиро- Я —внешнее магнитное поле, вано Н. Е. Жуковским и в современной записи имеет вид: е
, । «------магнитомеханическое отношение.
/У? г- тс
LX&1, (9SJ /ЛПЧ
at L J 1огда уравнение (99) примет вид:
где L—собственный момент количества движения гироскопа^ uz = | [м X #] |, (ЮЗ)
(«спин»),
Q —угловая скорость прецессии. >днако так как это уже будет гравимеханическое отноше-
Данное уравнение описывает скручивающий момент сил ре акции, возникающих при любой попытке изменения ориентацш оси гироскопа. Однако природу этих сил данное уравнение нс вскрывает. Представим себе на миг, что это уравнение одновре менно является и уравнением гравитационной энергии (кстати правая часть уравнения (98) имеет размерность энергии (эрг) а выражает собой — закон сохранения гравитационной энергии в механической системе). Если это так, мы его можем предста вить и по-другому:
W = i | [Г х а] | . (9S
где £= ^гр/И/кин — гравимеханическое отношение, равное отно шению собственной гравитационной энергии вращающегося гиро скопа к его кинетической энергии:
пне для отдельного электрона.
Ггр /Лое2 1 _ т0е2 2 а-2
£кин а С а
2
При ш Г = С.
Перепишем (103): __ _
W ~ 4|[Л1 X Н] |.
Гравитационная мощность, излучаемая при НФМР, будет:
ivz л ми ‘Ll М — const; Н = const;
W = 4 МН cos <р ——, Л .
т dt ? - 0; cos ? я 1.
(104)
(105)
(Ю6)
2*Тои>3/2'«-7г 41о от J
£- <|0!<
2
Здесь мы полагаем, что параметр формы гироскопа в уравнени: гравитационной энергии и кинетической энергии один и тот же Тогда, в окончательной форме, уравнение гравитационной энер гии для прецессирующего гироскопа будет:
w = [л х q] I.
Рассмотрим еще одну возможность расширения нашего тек нического арсенала: прецессию коллективного спина при нели нейном ферромагнитном резонансе на СВЧ. В уравнении (99 произведем обычную замену переменных:
= U ), (Ю!
2 = у/7 J
где — намагниченность вещества, Q — частота ларморовской прецессии.
48
_ d ф 2 х 1
Обозначив: —— = шг =___—частота релаксации ферромагнети-
dt тг
ка, Т — — период ларморовской прецессии, мы получим урав-
нение гравитационной энергии, излучаемой за один период прецессии:
2 к 8 к
Т =—-МН. (107) 'г-----------------------'rf
(ЮI П окончательно уравнение прецессии намагниченности в привычной форме:
^- = -7 [ЙХЯ]--^- [м[МХ7/]]-^у (ЙЯ) (108) dt L J Мо L L JJ xrf ' 7 Af0
Никто и никогда еще не учитывал гравитационный механизм диссипации энергии при НФМР, такой же мощный, как «диссипация Ландау».
Таким образом, мы имеем четыре основных гравитационных уравнения (87), (97), (101) и (108). Именно ради этих уравнений и проводилась работа по моделированию электрона. Конеч-
< Зак. 149 49
но, эти уравнения являются лишь нулевым приближением, без которого невозможно вообще лабораторное исследование при отсутствии строгих решений этих же проблем. Однако уже nJ этом этапе уравнения предсказывают мощные наблюдаемьд эффекты, представляющие практический интерес. Для наглядности, сведем их в общую таблицу 3. Насколько верны эти уравнения, решит эксперимент. Если же широкий эксперимент даст положительный ответ, мы обязаны ставить вопрос о воз можности создания техники нового типа — гравитоники и начи нать эту работу уже сегодня.
Таблица 2
Перечень физических механизмов, описывающих мощное гравитационное излучение
№ п/п Механизм генерации Уравнение излучаемой мощности Примечание
1 Перемагничивание ферромагнетика 1 d W = (BHV) = a dt 1 d / B2V \ Как механизм грави тационного излученш никем не рассматри вался
2 3 Вращение гироскопа Прецессия гироскопа a dt \ p. ) d / m~\ Ч7 = 2*7„ — <o3'2 dt \ r 1 4т(|т d U7= — . dt 21)1 Для сравнения: т2г* U/ = - 90 с5 Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, <Тео рия поля». Классическая механик отрицает возможное?! излучения нерелятивистской механической системы
4 Прецессия намаг- tv/ 4 Л. Л I t \ Полное уравнение пре
ниченности U/ — (/VIП ) tr/ цессии намагниченное?! будет: dM г_ „ -ф«1-
Г "Кд Г //!1 .
Л/о гЧМ /7]] + , Л±1 (м н\ М + гг/ М’ М
Часть 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА НОВЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ УРАВНЕНИЙ
ГЛАВА 1
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКИХ ГРАВИТАЦИОННЫХ УРАВНЕНИЙ
| I. Проблемы скорости распространения гравитационного излучения.
Все, что будет представлено в данной главе, сделано собственными руками от начала и до конца (от идеи эксперимента — «О готовой отлаженной экспериментальной установки), впрочем, гАЛовия выполнения данной работы заслуживают отдельного «ггчета с приложением подлинных документов, иначе в него трудно будет поверить!
Л. Эйнштейн в своих бессмертных трудах постулировал, что • морость распространения гравитационной энергии (возмущения, < «Гкала) равна скорости света с. Не будем дискутировать вопрос о том, из каких соображений он это сделал? Давайте просто послушаем и других специалистов по данному вопросу, квалификация и научный авторитет которых ни у кого не вызывают • омнений.
а) Исаак Ньютон, автор современной механики и закона •семирного тяготения: «Скорость распространения гравитацион-МОГо взаимодействия равна бесконечности». Современная астрономия поддерживает эту точку зрения, мотивируя это тем, что гели бы скорость распространения отличалась от бесконечности, •ВКон всемирного тяготения принял бы вид:
н взаимодействие запаздывало бы на величину
At=/t — — 'j , (ПО)
\ »г)
MR) в реальных условиях звездных наблюдений не замечается
&. М).
б) П.-С. Лаплас в 1787 г. показал, что для определения за-МЮв движения планет достаточно пользоваться законами Нью-и Кеплера, пренебрегая запаздыванием гравитационного
53
взаимодействия. Лаплас рассчитал с учетом погрешности наблю•« ннекого!). Предположим, что истинное значение скорости рас-дений своего времени, что скорость гравитационного взаимодей нространения гравитационного возмущения лежит где-то между ствия в 50 миллионов раз больше скорости света [10], таким щенками Ньютона и Лапласа, т. е.
образом, нижняя оценка скорости гравитационного взаимодей Ж 1Л1о , .....
ствия, по Лапласу, равна 1,5-Ю18 см/с. __ 10*в см/с< vr<co. (Ill)
в) Наш современник сотрудник ИФЗ В. А. Дубровский [1 • к;1КИМ способом можно измерить такую огромную скорость? рассматривая вопрос распространения продольных и попереч |^;|КИХ размеров должен быть измерительный прибор, чтобы ных волн в упругом вакууме (новое название мирового эфира) было надежно оценить такую скорость, хотя бы с точ-
пришел к выводу, что для продольных волн скорость распростри ,юстью д0 одного порядка (не говоря уж о технически допусти-нения достигает 109 С, т. е. 3-Ю1 см/с. мой— ±Ю%)? Представим себе, что у нас .есть импульсный
г) Наш современник В. А. Ацюковскии, рассматривая рас екератор и два чувствительных приемника гравитационного пространение звука в упругом эфире получил значение скорост) ^лучения. Берем максимальную в земных условиях базу: распорядка 6,6-10* см/с. Как Дубровский, так и Ацюковскии отож ( тояние «земля—Луна» (порядка 300000 км), запускаем оба дествляют свои волны с гравитационными [Щ приемника одним и тем же импульсом, а с помощью двух син-
д) И наконец, профессор В. Б. Брагинский, главный специа кронизированных атомихроиов измеряем задержку импульса на лист АН СССР по экспериментальной гравитации, официалык >том пути. Если прав Ньютон, то измерения бессмысленны! Если заявил: «Установлено с большой точностью, что скорость рас прав Лаплас, то задержка будет порядка 2-10-8 с, т. е. величина пространения гравитационных волн отличается от скорости свет; измеряемая. Если прав Дубровский, эта величина уже будет лишь в третьем знаке...». А теперь позвольте высказать нашпорядка 10~9 с. Если же прав Поляков, то при задержке точку зрения по данному вопросу. Современная наука знает — 3-10—11 с за надежность таких измерений уже никто не пору-всего два вида материи: электромагнитную и гравитационную чится (порог нестабильности самого атомихрона). Как же быть? Современная физическая картина мира — это картина электро Ведь для разработки измерительной аппаратуры необходимо магнитного мира и электромагнитной материи. О гравитацион тать, хотя бы примерно, параметры этого излучения, иначе никой материи мы не знаем практически ничего, если не принимал кто не ассигнует такую работу. Как реальный выход из данного
всерьез костоломные математические упражнения с нулевыми тупика нами предложен косвенный способ измерения скорости практическими результатами. Может ли кто гарантировать, нераспространения неизвестного излучения: по импульсу отдачи нет еще более сложных видов материи, чем перечисленные два?-|самого излучателя. Для этого необходимо, чтобы излучение было Нет! Сколько их есть еще, непознанных: пять? десять? сто? -однонаправленным и вовсе необязательно остросфокусирован-никто не может этого сказать. И не исключено, что для каждок ным. Необходим достаточно мощный излучатель и совсем не вида материи будет свой набор мировых констант и все ohi нужен приемник.
как-то соотносятся между собой, образуя иерархию мировы: Как показано в ч. I настоящей работы, у нас есть пакет ни-констант. В том числе и иерархию фундаментальных скорост когда ранее не известных гравитационных уравнений, предсказы-вида: с1, с2, с3, с4,... сп, иающих мощные механизмы гравитационного излучения. Проверке — скорость света, равная 3-1010см/с, -а этих уравнений является и принципиальным, и престижным
с2 — фундаментальная скорость гравитационной материи нопросом. Так почему бы нам не совместить приятное с полез-9-1020 см/с, ным, сделав такой генератор и измерив скорость распростране-
с3 — фундаментальная скорость «праматерии» — «упругог|ния излучения (если оно действительно есть) ?
эфира», равная 2,7-1031 см/с (для сравнения, по Ацю ковскому, 6,6-1031 см/с), с4 — для материи «X» — 8,1 • 1041 см/с... и т. д.
В общем, вопрос о скорости распространения гравитации очен
непростой, особенно если учесть, что при изменении значени^^_ _ _
скорости распространения в уравнениях Эйнштейна изменяютефвботы которого нам неизвестен, питающийся от сети 50 Гц и и уравнения, и сама теория (здесь я цитирую самого В. Б. Брарзлучающий что-то в одном определенном направлении (излу-
ным, сделав такой генератор и измерив скорость распростране-
§ 2. Методика измерения скорости распространения неизвестного излучения по импульсу отдачи
Представим себе, что у нас есть какой-то прибор, принцип
54
55
Рис. 14. Схема измерения скростм излучения X по импульсу «отдачи*
чение X). В соответствии с рис. 14, наш излучатель с массой All должен испытывать импульс отдачи Р\ в противоположном на! правлении и приобрести скорость V\.
Предположим, что скорость этого излучения — фундаменталь! ная величина, т. е. мировая константа.
Запишем импульсы излучения и отдачи:
= const (
Р2 = Л42У2 у2 = const
и закон сохранения импульса:
MvVx = AfoV2. (11з|
Дифференцируя обе лучим:
Мх
части уравнения (113) по времени, мы по
dVy dM2
= = V2—1
dt dt
Наш генератор %-лучей в процессе работы своей массы не рал ходует, так как является всего лишь трансформатором электро энергии в Х-лучи. Поэтому расходуемую массу можно определит; выражением:
Ех
w2 = -f-. (11
с*
где Е*— потребляемая электроэнергия, с — скорость света.
Следовательно, расход массы электроэнергии будет: dM2 1 dEx 1 .
----=---------=----Ех ,
С2 Х
(1161
dt с* dt где £*х — потребляемая мощность.
А теперь еще раз напомним, что наш генератор X являетл! всего лишь трансформатором, поэтому в полном согласии с за| коном сохранения материи мы можем записать: dmx 1 dt = с*
где ц — КПД преобразования.
(iq
\ произведение в скобках правой части уравнения (117) есть не что иное, как мощность излучения X, которую обозначим W. Теперь мы можем записать окончательное выражение для силы 1иги нашего «черного ящика»:
. v .
F = — W =-----W. (118)
С2 gC2
\втор приносит свои извинения за разжевывание элементарных пещей, но как показала практика, примитивность данного подхода в сочетании с его эффективностью вызывает яростное раздражение и непонимание. Уравнение (118) несет в себе определенный заряд неожиданностей. Если взять силу F в граммах, л мощность W— в ваттах, то их отношение (удельная тяга) имеет вид:
F V
— * 10‘ —г/Вт. (119)
Теперь прикинем, что нам обещает уравнение (119) при различных скоростях излучения X?
а) «Фотонная ракета»: v = ~----= 3-10~7 г/Вт. Значит,
прощай фотонные звнездные корабли, так как даже при однонаправленном излучении мощности в 1 МВт тяга «достигает» исего 0,3 грамма.
б) Если скорость распространения равна 109 с, то
F 10*
-т- « -—330 г/Вт.
1Г 30
Представляет интерес.
в) Если скорость равна 3-1010 С, то — ~104 г/Вт. С точки фения технической политики приведенные оценки являются убийственным аргументом, так как при V=c связь на гравитационных волнах представляет лишь академический интерес, а двигатели для космоса никому не нужны, даже при КПД, равном единице! А вот при скоростях порядка 3-1010 С и безграничная связь (в пределах нашей Вселенной), и мощные гравитационные двигатели, потребляющие только электроэнергию, нужны всем. На языке ракетчиков, импульс такого двигателя равен с, а тяга, при скорости истечения массы всего один грамм • Секунду, составит F—IO12 т [12]. Вот что следует из элементар-•0п> уравнения (119). Конечно, для двигателей — это предель-МВЯ оценка, которая никогда не будет достигнута, однако теперь ЫЫ можем с легким сердцем пожертовать 2—3 порядка, а того,
56
57
что останется, вполне хватит, чтобы слетать к соседним звездам уже в будущем столетии.
Итак, проблема скорости распространения— это не схоласти ческий спор между «академиками» и «технарями», а принципи альный вопрос, несущий в себе огромный практический потен циал.
А теперь вернемся «с облаков — на землю». Для чистоты эксперимента наш генератор не должен излучать ничего, кроме гравитационной энергии. С этой точки зрения нам наиболее подходит механический генератор, поскольку «всем известно», что механические нерелятивистские системы ничего не излучают. Одним нам это неизвестно, причем уже с 1975 г. Но зато нам известны механические уравнения, описывающие это излучение.
Например:
О о 7П2
«7 = 2 k to <о3'2- (97)
Г
— уравнение гравитационной энергии вращающейся массы U7 = $ | [Z х 2] I (99)
— уравнение гравитационной энергии прецессирующего гироскопа, которые дают шесть различных механизмов излучения гравитационной мощности, в нестационарном режиме работы механических систем.
Управляемыми параметрами могут быть: собственная частота гироскопа, масса гироскопа, радиус гироскопа, момент количества движения гироскопа, частота прецессии, угол прецессии гироскопа. Естественно, мы должны обеспечить модуляцию, по определенному закону лишь одного параметра, сохраняя стабильность остальных. Но это уже дело техники, как показала практика.
Вернемся к уравнению (118)
F = — W.
С2
Если в процессе измерения мы сумеем надежно измерить силу тяги F, а также все динамические параметры величин, входящих в уравнение конкретного механизма генерации W, то отношение FIW даст нам экспериментальное значение скорости распространения, в единицах V/c2. Нетрудно видеть, что размерность V/c2 будет с/см в системе СГС, следовательно, скорость распространения будет иметь нормальную размерность (см/с).
Первые измерения скорости распространения гравитационного излучения были проведены автором еще в 1984 г. и доложены на физическом семинаре ИПФ АН МССР, а также в СПП Пре-1
58
1Ндиума АН СССР в том же 1984 г. Поскольку эти результаты были перепроверены в 1985—1986 гг. на более высоком уровне, с учетом результатов всех обсуждений, сейчас на них останавливаться не будем, отметим только, что результат 1984 г., дающий оценку V/c2^ 10_2 (с/см) является правильным, т. е. подтвердился в широком диапазоне режимов работы системы гироскопов, прецессирующей с угловым ускорением.
Сопоставление всех экспериментальных материалов за период 1984—1986 гг. приводит к мысли о том, что мы имеем дело с двумя различными видами излучения, которые мы условно назвали дипольным и квадрупольным. Дипольное излучение создастся механической системой, не изменяющей своей геометрии в течение рабочего цикла. Квадрупольное излучение создается системой переменной геометрии. Соответственно и измеренные значения скорости распространения у них различаются почти в 100 раз. Лишь скорость распространения квадрупольного излучения подтверждает предсказания автора, т. е. V/c2^l. Для дипольного излучения наблюдается обратная зависимость от частоты, как это будет показано далее при обсуждении экспериментальных результатов. Действительно ли есть такая закономерность или это результат частотной зависимости КПД генератора, либо функции направленности излучения — пока непонятно. Для квадрупольного излучения результаты стабильны.
§ 3. Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка для измерения скорости распространения гравитационного излучения состоит из трех принципиальных узлов:
а) чувствительных весов с одной степенью свободы,
б) системы индикации малых изменений веса,
в) силового агрегата, т. е. механической системы, изменяющей свой вес в динамическом режиме.
Общий вид экспериментальной установки представлен на рис. 15 и 16. Рассмотрим экспериментальную установку подробнее.
а) Весы (рис. 15)
Весы состоят из неподвижной и подвижной частей. Неподвижная часть весов образована системой из трех штанг, выполненных из нержавеющей стали (1), закрепленных в специальных обоймах (2), которые вмонтированы в пол и потолок помещения. Штанги выверены по отвесу, отклонение от вертикали не превышает 5-ти угловых минут. На штангах (1), у нижней обоймы весов (2) размещены постоянные магниты (3), обеспечивающие
59
Рис. 15. Общий вид экспериментальной установки: 1 — направляющие штанги, 2 — опорные плиты, 3, 5 — постоянные магниты подвески, 4 — корпус подвижной части весов, 6 — измерительная схема, 6а — метрический штырь с ферритовым наконечником, 7 — цилиндрическое зеркало оптической схемы индикации, 8—динамический блок («двигатель»).
магнитную подвеску корпуса подвижной части весов (4) Подвижная часть весов «за центрована» на штангах (1) с помощью 18-ти шарикопод шипников (6 — (радиальных •+ 12-—тангенциальных). К ниж ней части корпуса (4) прикреплены постоянные магниты (5), со встречным направлени ем магнитного поля относительно системы магнитов (3). Таким образом, при любой на грузке в состоянии покоя вес подвижной части весов полностью компенсируется силами магнитостатического взаимодействия постоянных магнитов 3,5, что позволяет во время эксперимента измерять непосредственно приращение веса динамической системы. Вместе с устройством подачи пяти питающих напряжений и отбора одного контрольного сигнала, существенно снижающих чувс-
твительность весов, весы обес печивают чувствительность порядка 10"4 от полного веса нагруженной подвижной части, при работе в тяжелых условиях постоянных осевых и поперечных перегрузок.
б) Системы индикации приращений веса
Фактически задача сводится к измерению малых осевых смещений весов в динамическом режиме работы силового агрегата. При экспериментах использовалось два независимых индикатора малых осевых смещений весов: индукционный (6; 6а) и оптический (7). Индукционный индикатор (6) закреплен на нижней обойме (2) и управляется ферритовым стержнем, связанным с подвижной частью весов (4) с помощью плексиглассового стержня (6, а). Цилиндрическое зеркало оптического индикатора (7) (закрытое специальным кожухом от рассеянного света) укреп-
60
•«•но на нижней части корпуса (4) подвижной части весов, более подробно, хотя и схематически, общий вид весов, измери-нмьного блока и измерительной схемы представлен на рис. 16 и не нуждается в дополнительных пояснениях.
Следует отметить, что несмотря на более высокую чувствительность оптического индикатора, от него пришлось впоследствии отказаться в связи с отмеченной тенденцией отрабатывать поперечный силовой эффект, как продольной. Обозначения УФ
и УИ на рис. 16 означают усилитель фотосигнала и усилитель индукционного сигнала, ЦВ — цифровой вольтметр.
। Электрическая схема и принцип работы индукционного индикатора представлены на рис. 17.
Необходимо отметить еще одно важное обстоятельство. Поскольку чувствительность весов определяется добротностью системы подвески, нам необходимо иметь максимальную добротность, но с другой стороны, при высокой добротности всякое ударное возмущение ве-
а
Рис. 16. Измерительная аппаратура (а и б).
Рис. 17. Схема и принцип работы индикатора смещения весов.
сов возбуждает механические автоколебания, маскирующие полезный сигнал. Таким образом, помеха растет вместе с чувствительностью весов. Чтобы устранить данное противоречие был разработан специальный электрический фильтр, представленный на рис. 18, позволяющий отфильтровать автоколебания.
Разработанное измерительное оборудование позволяет при необходимости вывести на экран осциллографа до четырех сиг-
62
(
Рис. 18. Фильтр автоколебаний весов.
налов одновременно; силы тяги, собственной частоты гироскопов, частоты прецессии, меток времени и т. п.
в) Силовой агрегат
В процессе выполнения работы были обследованы следующие механизмы генерации.
1. Вращение массивного гироскопа с положительным угло-• им ускорением в режиме «разгон—резкое торможение». Изме-•гния проводились на участке разгона.
2. Прецессия системы из четырех гироскопов (в режиме п. 1).
3. Прецессия системы из четырех гироскопов с переменным глом прецессии.
4. Эффекты резкого торможения тяжелого гироскопа. По-кольку каждый из силовых агрегатов требует пояснений, рас-мотрим их порознь.
( 4. Гироскопический мультиполь «Букет»
•'Силовой агрегат представляет собой систему из четырех гироскопов с приводом от электродвигателей Д-25М, размещенных • Общей обойме, каждый под углом ЗГг относительно общей оси «рспессии. Прецессия системы гироскопов обеспечивается специальным тягачом, представляющим собой червячный редуктор • Выходом на резьбовый фланец.
63
Рис. 19. Силовой агрегат в сборке.
Общий вид агрегата представлен на рис. 19; 20.
Возможные режимы работы представлены на рис. 21, с рас шифровкой обозначений, принятых на рис. 22; 23. Всего возмог ны четыре различных режима работы:
d Q
1. Гироскопы — выключены. <о=0, L = 0, ---->0 (рис. 21 (1))
dt
В данном случае обойма гироскопов 3 вращается как 6oj ванка и мы имеем дело с простейшим случаем вращения Mai сивного гироскопа с угловым ускорением. Направление импул са тяги Fi показано стрелкой и зависит от направления вращеш болванки. Замена обоймы 3 эквивалентным массивным гироск пом (равного радиуса и массы) картины существенно не меняе В данном случае мы имеем дело с ускоренным вращением гир скопа с нулевой начальной скоростью. Угловая скорость преце сии Q (в данном случае она скорость вращения массивно:
64
Лив, 20. Тягач: 1—плита, 2 — редуктор, 3 — корпус обоймы гироскопов, < — привод редуктора, 5 — реверс-переключатель, 6 — резьбовый фланец.
•Ироскопа) непрерывно контролируется. Таким образом, зная одр а метры М и R и измерив импульс тяги Fit мы можем вычислить отношение V/c2:
V _ F|_______R dt
& “ W, “3^-foQ1'2' М-’ ’ dQ' (119)
1ри включении гироскопов мы наблюдаем суммарный эффект: /7=Л-Ь/7х» (120)
А Ах— импульс тяги, определяемый способом включения и редком питания системы гироскопов.
1 2. Гироскопы включены (через один)
Ла Рис- 21(2) представлен один из интереснейших, с нашей ЧВИк зрения, результатов. В данном случае направление собст-вращения гироскопов выбрано «через один», т. е. любые
149 65
Рис. 21. Режим работы гироскопической системы.
»• близлежащих гироскопа вращаются в противоположных • правлениях. При равенстве угловых скоростей o)i = ©2—0)3 = (04 моментов L| = L2=^3 = bi сумма их проекций и на ось прецес-ин и на плоскость прецессии равны нулю, т. е. (SL)o = O= (SL)P, «см не менее в данном случае наблюдается необъяснимый, с • шей точки зрения, эффект тяги. На рис. 21(2) это отмечено сражением для силы тяги
к = = (^>1- ?) • (121)
с2 с2 4 '
3. Гироскопы включены (все в одну сторону рис. 21(3))
В этом случае сумма проекций на плоскость прецессии Л)р = 0, на ось прецессии (SL)0=max, как и во всех
ильных случаях.
Здесь эффект тяги складывается из двух эффектов:
V I Г- ^2] . \
F3 = 77 <122)
с3 \. L at J /
<1 и следует учитывать при вычислении У/с2.
4. Гироскопы включены парами (рис. 21.4)
Здесь каждая пара гироскопов вращается в направлении, «ИКвоположном относительно другой пары. В этом случае Х®о = О; (S£)p = max. Прецессия с угловым ускорением дает эффект:
VI d Q . \
Л = — е • 4L —— sin 35° ± IT, . (123)
С2 \ at /
>< иовные результаты для мультиполя «Букет» представлены на •<С. 22 и 23, составленных по результатам осциллографических • «мок.
На рис. 22(1) представлен контроль калибровочных меток. 1Ярис. 22(2) (а, б) яредставлена картина изменения угловой Mftocrn прецессии обоймы гироскопов Q за один цикл работы Ь^Бовки. Здесь каждый период синусоидального сигнала ра-полного оборота обоймы, что позволяет оценить мгно-значение Q и dQ/dt практически в любой точке осцилло-На рис. 22(3) (а, б) представлены одновременно им-тяги F угловой скорости Q для правой и левой прецессии Индекс «9» означает номер серии фотографий. Как
67
Рис. 22. Динамические параметры гироскопического мультиполя.
fi>0 я=о Я<0 я»о
Рис. 23. Динамические параметры гироскопического мультиполя при выну! денной прецессии с угловым ускорением.
М фотографий, совмещение картин затрудняет их распну. На рис. 22(4) (а, б) представлены аналогичные ре-ТЫ (вращение болванки), уже без осциллограммы угловой in I). На рис. 22(4) нанесен контур среднестатической н скорости, так что мы получаем представление о том, Иг процессы происходят на каждом участке рабочего цикла, тн, из рисунков видно, что угловая скорость Q весьма не-< |цбИЛ1 »на, что непосредственно связано с нестабильностью работы тягача (червячной пары редуктора), вносящей помехи в •вВЛеримент. Однако, поскольку мы вторгаемся в новую для нас 'йМясгь, всякий результат, пусть даже только качественный, гавляет большой интерес.
а рис. 23(5) (а, б) представлены осциллограммы правой и А прецессии квадруполя, для которого сумма всех проекций сита количества движения и на ось и на плоскость прецес-► равна нулю. Тем неожиданнее результат для левой пре-ни, где всплеск силы тяги достигает 50 г (пунктир сверху и эу осциллограммы — отметки ±100 г).
На рис. 23(6) представлены результаты для правовращаю-хся гироскопов. Для левовращающихся — на рис. 23(7) (а, б). Чдесь бросается в глаза, что для обеих прецессий импульс тяги более четко выражен для левовращающихся гироскопов. Для ^внения имеет смысл обратить внимание на вращение «бол-ок» (см. рис. 22(4) (а, б). И наконец, рис. 23.8 (а, б) —инте-ный случай, расшифрованный на рис. 21.4.
Здесь мы имеем дело с прецессией фиктивного гироскопа, ось ащения которого перпендикулярна вектору угловой скорости цессии. Такая прецессия, с угловым ускорением, никакой тео-ей не рассматривается, а между прочим зря! В этом случае пульс тяги достигает максимального значения и превышает 100 г для правой прецессии и —80 г для левой. Конечно, с точ-зрения наших сегодняшних возможностей приведенные результаты являются более чем скромными, однако именно они были рвыми и позволили задать науке целых два вопроса.
1. Действительно ли нелинейная механическая система не еет права что-либо излучать, кроме тепла от трения в подшипниках?
2. Какова скорость распространения этого излучения, если о действительно есть?
Перепроверка результатов, полученных в 1984 г.
Одной из задач 1986 г. была перепроверка результатов 1984 г. при помощи использования новой метрики.
По техническим причинам (от динамических перегрузок сло
71
малась 6-мм ось двигателя Д-25М), систему из четырех гире скопов, представленную на рис. 19; 20, пришлось заменить экви валентной системой из двух гироскопов (рис. 28 6). Сам экспе римент пришлось ограничить лишь пунктами 6, 7 рис. 23. В дан ном случае отношение определялось из выражения:
V _ (FS-FO)981
с* Г— d 21 ‘ '
24ix ^1
При циклической частоте вращения гироскопов f=100 Гц, масс гироскопа т0=775 г., радиусе г=4,4 см и заданном угле пре цессии а = 35°
тг^ 775-19,2
L — —-— ш-------------• 628 — 46,6-105 г.см2/с
t ,1 — т 4 775 П Q 1Й--2
с — 4 ?о = 137 84-25,2 - 0’8-’0
окончательно
V (Fe-F0)981 , &F
= 8 = ] ,85- 0~2 , (125 100 Гц 42,6.103^2/^ dUjdt V 1
где Fe —суммарная тяга гироскопической системы, Fq — эффект тяги болванки.
Поскольку нас интересует лишь ускоренный участок прецессии, режим работы был выбран таким, чтобы ротор, объединяющий систему гироскопов, совершив 1/3 полного оборота (120°), выключался автоматически. Пришлось также отказаться от фотографирования осциллограмм в пользу массового набора экспериментальной статистики. В процессе работы нуль индикатора тяги систематически уползал, что, кстати, на разностных результатах измерений не сказалось. Наибольшую погрешность вносила нестабильность работы червячной пары тягача (неста-d 2
бильность — ). Общий вид импульса тяги системы в режиме
болванки представлен на рис. 24. Импульс суммарной тяги для правого вращения гироскопов представлен на рис. 25. Импульс суммарной тяги для левого вращения гироскопов представлен на рис. 26.
Расшифруем осциллограммы, представленные на рис. 24, 25, 26. «250 в. лев.» — напряжение питания тягача — 250 В, прецессия— левая, «гир. 30. лев.» — напряжение питания гироскопов — 30 В, вращение — левое, А/ — время от начала вращения до
72
кШ 74. Прецессия болванки: Q — Влево.
F2 = + 39,5 г
Рис. 25. Прецессия гироскопов: Q — влево, ©о — вправо AF=—85,5 г.
►к 26. Прецессия гироскопов: Q— Влево, «о — влево; AF=+36 г.
Рис. 27. Экспериментальная зависи-v
мость -----f (©) при ударном вра-
с2
щении массивного гироскопа или ударной процессии гироскопической системы.
виски отсчета (пика тяги F), Q — вершины импульсов тахогене-•тора с шагом л/10 рад., которые фактически показывают не вмо значение й, а лишь угол поворота Лф механической систе-IM за время Л/. При расчетах бралось максимальное значение
Д ф d Q Дф
1 4 "д/ и ~dt~ ~ ’ Цена деления для тяги, указанной на
рафиках, равна 5 г/дел., цена деления для времени 6/0 =
73
= 6,25-10~3 с/мм. Усредненные значения V/c2 для 12 серий п добных измерений (3—5 замеров в одной серии) представлен на рис. 27, в области со/2л= 100. Здесь максимальное значеш V/с2 незначительно превышает 1 • 10~2.
§ 5. Исследование эффектов ударного вращения массивно! гироскопа
Поскольку эффект прецессии с угловым ускорением оказал! вялым, не более 10% от суммарного эффекта, что обусловлю прежде всего весьма скромным вкладом кинетической энерп самих гироскопов в полную энергию вращающейся части сил вого агрегата, было проведено обследование динамических п раметров массивного гироскопа с массой и радиусом, эквивален ными аналогичным параметрам обоймы гироскопов, вместо кот рой он устанавливался на тот же тягач (см. рис. 28). Типичш осциллограммы для правого и левого вращения массивного г роскопа представлены на осциллограммах рис. 29 и 30. Зде бросается в глаза, что для левого вращения — эффект знач тельно сильнее, чем для правого. Скорее всего, это опять об ясняется особенностями приработки червячной пары тягач для которого правое и левое вращение неадекватны. Кстати, э! подтверждают и осциллограммы угловой скорости.
Рис. 28-. Массивный гироскоп-болванка (а) и гироскопическая система Г
29. Эффект ударного ускорения (f^Niiiioro гироскопа: Q+ — влево, ДЯ=+123 г.
Рис. 30. Эффект ударного ускорения массивного гироскопа: Q- — вправо, AF=—28,5 г.
Обработка экспериментальных результатов велась, как и в вдыдущем случае; калибровочные данные для силы F и вре-Цени д/0 те же (5 г/дел; 6,25-10~3 с/мм).
f При М = 5500 5г, Z? = 11 см, R7 = 3£ v0Q1/2 = 2,7• 1 Оз Q1/2 — ,
R dt dt
Дер d Q Дер * * tit ’ dt ~ (tit)2 '
Окончательное выражение для отношения а/с2 примет вид:
V 981-ДА л ' ДА
— =------------------- ж 0,365 •-------
с2 л _ 1/9 d 2 1/9 d S2
2,7 -103 21/2--- Q1/2------------
dt dt
(126)
Результаты вычислений для 12-ти серий представлены на рис. 27, в области (1)/2л=12с~1.
Как видно из графика, разброс очень велик и, по-видимому, содержит в себе некую закономерность, которую еще предстоит выяснить.
| 6. Эффект ударного торможения массивного вращающегося гироскопа
I Для данного эксперимента на базе электродвигателя СЛ -661 М был разработан и изготовлен специальный тяжелый гироскоп, с массой 9700 г и радиусом 11,35 см. Общий вид данной конструкции представлен на рис. 31, под условным названием «ротор». Поскольку такой гироскоп обладает большой инерцией, в для однозначности результатов наблюдений необходим макси-
75
мальный эффект, при экспери! менте использовался реверсии! ный режим торможения (пода ча равного напряжения об ратной полярности) до полной остановки ротора, что контро лировалось по сигналу тахо метра.
Типовые осциллограмм t представлены на рис. 32 и 33 Каждая серия измерений об рабатывалась, как и в преды дущем случае. Окончательной выражение для отношения V/c2 в данном случае имеет вид:
32. Осциллограмма ударного «фВОжения ротора: Q — вправо, Д5=+71 г.
Рис. 33. Осциллограмма ударного торможения ротора: Q — влево, AF=—106 г.
С’ „ . г,1/2 Mi d й
ьр. 1 ' s: 1,09 ------с/см-
Q1/2 А?
Рис. 31. Внешний вид ротора без корпуса (а) и в корпусе (б).
981 - A ifNiiHc механизмы излучения общим термином — дипольное
«•Лучение. Будем надеяться, что для квадрупольного, т. е. ис-’ИИно гравитационного излучения, мы получим ожидаемую ••личину.
(127)1
• 7* Квадрупольный генератор направленного гравитационного излучения («Елка»)
Результаты семи серии из-
мерении представлены на легкой руки А. Эйнштейна в теорию гравитации вошли по-рис. 27 в диапазоне частотЬятия квадрупольное излучение, квадрупольный момент, о кото-20^ —^40 с-1. ПунктирнаяЬых, как выяснилось, теоретики имеют весьма смутное представ-аение. С нашей точки зрения, квадрупольный моментом обла-линия на рис. 27 пока не npe hieT лишь такая механическая система, которая изменяет свою тендует на некую количествен пространственную геометрию в течение одного рабочего цикла, ную зависимость скорости ра: |(ЛИ еще более жестко: твердое тело, вращающееся относительно пространения излучения от ча Ьюбой неподвижной оси, квадрупольный моментом, в гравита-стоты вращения излучающе: иконном смысле этого слова, не обладает. Основанием для та гироскопа, а скорее отражав >ого смелого заявления служат результаты экспериментального КПД преобразования механи исследования конструкции, представленной на рис. 34. Она пред ческой вращательной энергииЬавляет собой систему из четырех гироскопов, объединенных в излучение. Но почему. Каз< общей обоймой таким образом, что в процессе выполнения мелось бы все должно быть нас чнического цикла происходит одновременное изменение угла борот! наклона осей гироскопов относительно общей оси прецессии, а
Результаты, представлен тпкже и сама прецессия относительно данной оси. Кроме этого ные на рис. 27, достаточно да .инструкция обеспечивает возможность контроля и управления леки от заявленной величины! .-жимов работы самих гироскопов. Установка является пол-У/с2=1, поэтому возьмем н.|ЬоСТЬЮ автоматизированной, без чего исследования вообще не-себя смелость назвать все опи кодможны.
76
77
Рис.,34. <Елка>.
С точки зрения механики данная система имеет три степени <»ободы. Общая масса конструкции составляет порядка 32 кг |ри общей массе гироскопов 6400 г. Поскольку данная конструк-состоит примерно из 200 деталей, описание взаимодействия •торых отнюдь не облегчит восприятия, мы ограничимся опи--иием возможных режимов работы данной гироскопической «стемы. Основных специфических динамических режимов всего • гыре, однако возможно осуществление 24-х комбинаций этих • жимов, каждая из которых обладает своей спецификой и несет нределенный заряд информации. Таким образом, эксперимен-йльные возможности данного силового агрегата вне всякой •нкуренции.
Итак, рассмотрим основные режимы работы:
1. Качка болванок
В данном случае гироскопы не вращаются юо = О, прецессия •сутствует Q = 0, а переменным параметром является угол пре-кссии Д<р. Поскольку в данной конструкции изменение угла IpflieccHH сопровождается смещением центра масс системы ЙрОскопов вдоль вертикальной оси системы, т. е. несимметрично Несите ль но ускорения земного тяготения, наши весы дают не-ИШЫетричный отклик ±AF, как показано на рис. 35.
Указанное на осциллограмме значение AF = —365 г есть । ПИный динамический нуль нашей системы.
2. Качка гироскопов
«•(мним, что динамический нуль составляет AF=—365 г мы
Как показано на рис. 36, включение гироскопов (t/r=32 существенно меняет наблюдаемую картину. В этом случае cyi марная проекция векторов L на ось прецессии й изменяет свс| величину по следующему закону:
(0 = 4Locos<₽(<). (15
Мучаем эффект тяги для правого вращения: А/’Прав =—ИО г, Левого вращения: АГЛев= +55 г.
3. Прецессия болванок
При выключенных гироскопах £ = 0 в режиме циклической Миссии наша гироскопическая система ведет себя как некий |ни*нй гироскоп с переменным радиусом. Особенностью данного
Откуда следует, что, согласно нашей теории, уже в этом пр KggMa является двухфазность одного цикла: фаза «прецессии» ” *” "*.................................... — -4i^y>TPg фазой «обратной качки», так что каждый полный
»
стейшем случае механическая система обязана излучать грав
тационную энергию. Действительно, выражение W = 2 k т0<»3/2 - Ц* заканчивается в исходном положении системы гироскопов, легко трансформируется в выражение
** = ?Й212
«< Показано на графике <р = <р( + ). Здесь возможны четыре ва-fepi циклической работы: а) прецессия правая, сходящаяся * 0, б) прецессия правая, расходящаяся 0, в) пре-
dt
иССМя левая, сходящаяся —- <Z 0, г) прецессия левая, расхо-
W d? п
---- dt _
.На рис. 37 представлена осциллограмма импульса тяги за |>1Л, где AF= + 175 г, с учетом динамического нуля. В данном мучае импульс тяги определяется выражением d/? dt
при к=0,5 и для переменного параметра L = L(t) при и = соп< г = const излучаемая гравитационная выражением ° dZ dt
мощность определяет В^вяся JLx •> q
гГ>ш’/2
Как видно из осциллограммы рис. 36, гироскопов AF =—475 г, для левого
80
для правого вращен! вращения AF =—310
(131)
v . v г п
F = — W= — —2*-fo с* с» L
М’ 23/2 7?2
••трудно понять, что знак F определяется как знаком Й
L________________________>
Рис. 37.
Зак. 149 81
(правое—левое), так и знаком dR/dt (сходящаяся или расход щаяся прецессия). Отсюда следует, что результирующий з фект тяги может иметь четыре различных числовых значеш
4. Прецессия гироскопов (рис. 38)
При включении гироскопов на эффект тяги болванок накЗ дывается еще и эффект тяги гироскопов с переменным угл прецессии, где дополнительная сила определяется выражеии
Поскольку здесь новым параметром является L, знак ±Е бул еще определяться и знаком ±£, т. е. направлением собственвс вращения гироскопов (правое—левое).
Если просуммировать все эффекты, одновременно воздейп вующие на наши весы, то результирующая осциллограмма бул определяться следующим выражением:
где F\ — качка болванок,
F2— качка гироскопов,
F3 — прецессия болванок,
Ft — прецессия гироскопов,
т. е. выражение (133) описывает 15 возможных комбинаций.
Рис. 38.
Одипьо анализ вклада каждого из механизмов можно упро-если результирующий эффект более простого вида движе-I (например качки болванок) принять за динамический нуль сложного движения (прецессии болванок) и т. д.
а. Экспериментальные результаты для квадрупольного генератора
На рис. 39 представлены результаты исследования эффекта ««цессии болванок за вычетом эффекта качки болванок. Здесь F, обозначенная в «относительных единицах», на самом дана в граммах за вычетом 80 г, набежавших за счет под->4*1 питания фазометрической схемы. Одновременно выясни-Иф *>то точность измерения угловой скорости прецессии й ока-иесь низкой, поэтому вместо Q на шкале абсцисс отложено "ЛЙжение питания тягача (обеспечивающего прецессию) без мМЙднего нуля (теперь уже действительно относительные еди-ф). Представленные здесь кривые построены по пяти точкам дая, а отдельная точка является средним значением резуль- десяти замеров. Таким образом, представлены результаты вамеров.
Рис. 40.
Рис. 39.
I Мссмотрим последнюю колонку таблицы. Если отбросить »«ЫЙ выброс — величину 1,77, то среднее значение V/c2 состав-
ту IД5±ЗО%, что можно считать вполне удовлетворительным
Некоторая асимметрия между левыми и правыми эффекта Жктатом при измерении такой фантастической скорости, как объясняется асимметрией работы тягача, о которой говорив К> см/с вызывает сомнений, что повышение точности ранее Лучшие результаты (рис. 39) (прецессия правая, cxojE (в пераую очередь Q) даст массив данных по V/c2 °Т.Н.°ЩеЛИ.Я„^С1 по..м_е Г кнадрупольного механизма излучения, среднее значение ъгарых будет равно единице.
дике, представленной на рис. 40. В кинематическую систе квадруполя был встроен тахометр, представляющий собой cii тему из восьми магнитных элементов, равномерно распределиI ных по окружности специального плексиглассового диска, в;1 щающегося вместе с гироскопами относительно неподвиян! индукционной катушки.
Импульсы ЭДС — индукции представлены в правом верхи! углу рис. 40, где восемь импульсов соответствуют одному пс| ному обороту системы гироскопов относительно вертикалы! оси прецессии. Все временные замеры производились по четыр I импульсам (N — 4 в табл. 5), а само время — по шкале разверт! осциллографа.
Дт— время прохождения четырех импульсов (половины оЛ рота);
dt — время полного цикла прецессии (может быть люб! числом).
Результаты измерений и вычислений представлены в табл.
$00
400
Я.отн.ед,
t ПРЕЦЕССИЯ ПРАВАЯ СХОДЯЩАЯСЯ
>001
МО
А,г
+ 100 -
О
-300Q_
-100
-200
S1, о тн. ед.
Рис. 42.
ПРЕЦЕССИЯ ПРАВАЯ РАСХОДЯЩАЯСЯ
Таблиц
V/c2 по параметрам гироскопа с переменным радиусом
CD Дт, с Т\ об О dt, с dR dt еЗ/2 2 dJL dt хЗ,21.1 О’ F x981 V/( Puc. 41.
со ’ о» <4 X
140 4 0,263 0,526 12,0 1,16 1,5 41 61,5 1,97-105 180 1,76 106 0,8 «,• *700 ©
150 4 0,250 0,500 12,6 1,45 1,2 45 54,0 1,74- 10s 200 1,96- 10s 1,1 >iocr
0,250 0 "x. Д Л. __1 J
160 4 0,500 12,6 1,00 1,75 45 78,5 2,54-105 230 2,25-10* 0,81 14 16 >18 —о2,01н.ед. СИЯ ЛЕВАЯ СХОДЯЩАЯСЯ
180 4 0,250 0,500 12,6 1,29 1,36 45 61,2 2,05-10® 300 2,94-IO3 1,41 • 10(J np 'ЕЦЕС
200 0,238 0,476 13,2 1,26 1,39 66,6 2,15- 10s 390 3,82-IO5 ' J
4 48 1,7 Puc. 43.
200 4 0,187 0,374 16,8 1,11 1,59 69 по 3,56 10s 480 4,70-10® 1,3!
Рис. 44.
84
;zMo
На основании уже имеющихся данных, мы берем на с смелость утверждать, что скорость распространения гравии онного излучения является фундаментальной величиной, а численное значение равно примерно 9/1020 см/с.
На рис. 41—44 представлены результаты, интересные уж| практическом плане. Здесь индексы Л и П обозначают право левое вращение гироскопов. Пунктирные кривые — это дуб каты кривых рис. 39 и приведены для сравнения. Здесь еще е над чем подумать, но ясно одно — прецессия квадрупольной i ханической системы с переменным углом прецессии — мощи механизм гравитационного излучения, представляющий прак ческий интерес.
0А = 6,7 см АВ = 9,0 см ВС =13,7см
СО = 4,7см | гг| = 4,138 см тг = 2137г | гшт| = 6,882 см тшт =420,86 г Zw= Z-0,4 см mM= 1335 г Zo= 8,17 см m0= 45143 г
§ 9. Математическая модель квадрупольного генератора
Математический анализ работы экспериментальной уставI ки проведен совершенно самостоятельно участником даш работы т. Поляковым О. С., а результаты анализа — машины графики центральной силы, действующей на центр тяжести ханической системы в течение рабочего цикла — оказались ка ственно совпадающими с реально наблюдаемыми в экспе менте. И это несмотря на упрощенность проведенного а нал и Краткая формулировка задачи. 1. Рассчитать движение ц тра тяжести подвижной части весов относительно неподвиж; части за счет действия внутренних сил, возникающих при раб силового агрегата экспериментальной установки, в различи динамических режимах. 2. Рассчитать амплитудные характе стики отклика индикаторной части весов и сравнить их с реал1 наблюдаемыми импульсами тяги.
Описание силового агрегата. Силовой агрегат экспери.М! тальной установки представляет собой симметричную систему четырех идентичных гироскопов в рамках подвески, шарнир | соединенных с общей стойкой. Угол наклона осей вращения I роскопов относительно оси системы (направляющего вит I задается положением резьбовой матки, скользящей вдоль I правляющих пазов агрегата по винту и соединенной шарни[ I через управляющие штанги с верхними шарнирами рамок ги | скопов. Геометрическая схема силового агрегата представл) Крта.
на рис. 45, где АВ — рамка подвески гироскопа, ВС — управ; f|jee геометрические размеры и массы деталей установки были ющая штанга, СД — матка. В процессе возвратно-поступата Стельно измерены и для каждой детали было определено ного движения матки СД происходит перемещение центров м| Еожение центра масс. Для гироскопа в рамке, радиус-вектор матки, гироскопов и штанг, что в условиях динамического рея масс от нижнего шарнира г2 имеет угол наклона к оси ма работы агрегата, помещенного на измерительные весы, вы; WJ радиус-вектор центра масс гшт от точ-
вает появление сил чисто механического происхождения, 1 Т- Ш1 F А к
Рис. 45. Геометрическая схема силового агрегата.
шьку в силу симметрии агрегата центр масс подвижной части фегата перемещается вдоль оси весов, совпадающей с осью
Все геометрические размеры и массы деталей установки были
---- ------ Т.ЛПЛ1ТГЧ
87
86
ки контакта с маткой угол наклона относительно оси агрегат обозначим р. При рассмотрении геометрической схемы видн что Р и у зависят только от положения шарнира С матки ДС и оси винта г. Направив ось вниз и приняв за начало отсчет проекцию шарнира А на ось z, получим:
cos 7 - с₽п Ю - *3 ~ 102,69-z + 2 /z‘— 118,62-z3 + 9249,2361 ,, ,
cos 7 - cgp (z)-------------18 (г2/4)------------ U
здесь cgp(z) косинус— гамма-плюс.
cos ₽ = cbm (z) = г3 + 110.69^-2 + 529,38•z3- 12252,2761 (П
27,4 (г2+ 4)
cbm(z) косинус— бэта-минус, z— текущая координата шарж pa С.
Для общего центра масс подвижной части агрегата можн записать:
, v S/n/Z/ mm(z—0,4) + 4 [mrr2 cgp (г)+тшт (z—гшт cbm (z))) zu.m (г) — — m , Л1т , „ ч > ('"f
здесь тм— масса матки, тг — масса гироскопа, тШТ — масс штанги.
Положение центра масс всей установки, как функция z буде1
. (1Я
т0 + ^подв
здесь т0 и Zo— масса и положение центра масс неподвижно части установки.
Теперь, написав в явном виде зависимость гц.м(/), мы легк можем получить выражение для вынуждающей силы Fr(/] изменяющей положение подвижной части весов относительн неподвижной. Координата z матки однозначно определяется к( личеством оборотов ведущего винта (шаг — 2 мм).
В реальных условиях были проведены замеры динамик этого вращения (рис. 46), где, как выяснилось, общее движени винта за один цикл работы складывается из шести отдельны участков:
1 — торможение до полной остановки в крайнем положеню 2 — ускорение в противоположном направлении (реверс), 3 — линейный участок,
4 — торможение в верхнем крайнем положении,
5 — реверс, движение с ускорением,
6 — линейный участок,
1 —... и т. д.
88
20,25
Рис. 46. Зависимость Z=f (t).
Для того чтобы функция z(t) имела аналитический вид без рывов, ее пришлось аппроксимировать следующими полино-(н:
1) первой степени — на линейных участках III и VI,
2) четвертой степени — на участках разгона II и V,
3) пятой степени — на участках торможения I и IV.
"лавным требованием является непрерывность самой функ-по координате, а также ее первой и второй производных в ах сшивания решений:
(t—0) = Z2 (<+0) dz21 dt t — 0 “ dt | / + 0
(Pzi _ db I
dt2 t — 0 ~ dt 11 4- 0
(138)
89
Расчет коэффициентов полиномов для разных периодов одного цикла производится программой inter (см. приложение). Теперь, подставив полученную функцию z(t) в уравнение (137) и продифференцировав его, получим:
= A , (139)
ц dt2 dt \ dt dz )
Г d2z
L dt2
d^cM dz
dz У <*2гсм 1
dt / dz2 J ’
(140)
Для вычисления каждой из частных производных использовались отдельные подпрограммы программы CYCLE.
Теперь в лабораторной системе координат направим ось X вверх, параллельно оси z установки. Других степеней свободы у весов нет. Нас интересует движение подвижной части весов вместе с установкой под действием трех сил:
а) силы упругости магнитной подвески Fynp, которая для малых колебаний весов определяется;
Fупр >
б) внешней по отношению к Fynp силы:
Fвнешн == 7^ (t) ,
в) силы трения, определяющей конечную добротность весов, как колебательной системы:
Гтр=-аУ(/). (141)
Для первых двух сил эта задача решается аналитически.
Выпишем дифференциальное уравнение для малых колебаний весов под действием внешней силы: d2X k F(t)
dt2 M M
(142)
i / k dx
Обозначив I/ _ = ш, имея в виду, что -------= V и введя но-
г М dt
вую переменную l=V+ja>X, перепишем уравнение (142) в виде:1
di . е F(t) dt J м
(1431
которое легко интегрируется:
' ^(0
e~]atdt + l0 .
(114
о
90
Координата X будет
Л = /„
Г R(0
— —— • sin u> t-dt 4- со xQ J М о
COS <> t
0>
sin со t
соа to t-dt 4- Vo
(145a)
Скорость
V = Re [5] ® COS co t
cos to t-dt 4- Vo
?F(0
4- sin <o M I ——— • sin co t dt — to Xq
J J Л1
L о
(1456)
Таким образом, без учета силы трения движение весов нам известно.
Введем силу трения, задавая начальные условия Xo, Vo и интервал Д/— достаточно малый, чтобы FTp —const на нем. Тогда
04 М
FTp =-а V (/) = - —— • V(t), (146
К ц/
Где Q — добротность весов как механического колебательного контура.
На этом интервале
(147)
(Затем вычисляются координата X и скорость V в момент /о + Д^, Которые используются как исходные величины для следующего шага и т. д. Мощная сила Fr(0, график которой представлен на Кис. 47, возбуждает автоколебания весов, которые даже при демпфировании маскируют полезный сигнал, как показано на Кис. 48.
> I Для выделения полезного сигнала применялся фильтр зату-Крющего синуса, показанный на рис. 49. Данный фильтр подав-Киет гармонические составляющие полезного сигнала, но каче-К-венно верно передает амплитудные и фазовые изменения в Креме. Как показано на рис. 49, входной сигнал 1/0 с помощью Кух диодов разделяется на положительную и отрицательную Компоненты (t/+, U-), каждая из которых поступает на свою Кррядную цепочку RC, причем постоянная времени цепочки не-
91
Рис. 48. Эффект маскировки полезного сигнала автоколебаниями весов.
>ис. 49. Фильтр затухающего синуса.
много меньше постоянной вре-
мени весов:
— = й—
RC 2nQ'
(148)
Как определено экспериментально ('-опт — 2,3.
Такой фильтр легко аппроксимируется программой:
Uc+ = (/0 при Uo > Uc+
U* = Uc+ тах ехр (— при Uc <
\ О/
671 = при (/о < UL
ис = (Jc min
/ t \
ex₽r^J
ыходной сигнал будет:
при Uo > U^_
(149)
(А== UL + , (150)
i его метаморфозы представлены на рис. 50 и 51.
. Смоделировав фильтр математически и введя его в программу IYCLE, мы получаем графики, аналогичные реально наблю-вшимся сигналам в процессе экспериментального исследования Илового агрегата.
[ Теперь напомним, что вычисленная нами сила смеща-Нцая весы из положения равновесия, получена только из усло-Мя возвратно-поступательного движения матки вдоль оси Z. Но
93
силовой агрегат допускает еще и прецессию гироскопов с пере менным углом (как вращающихся гироскопов, так и неподвиж ных, т. е. при соо = 0).
Таким образом, в системе еще действуют и центробежные силы, а также и ранее неизвестные — гироскопические центральные силы, приложенные к центру тяжести механической системы Центробежные силы, как известно, при вращении вокруг оси Z, компонент вдоль оси Z не имеют. И вот здесь мы подходим к кульминационному моменту нашего анализа: как известно, орто доксальная классическая механика не допускает существования центральных сил, якобы нарушающих закон сохранения момента
94
количества движения. Тем самым классическая механика не допускает и саму возможность направленного излучения энергии при нерелятивистском криволинейном движении любой массы некосмических размеров.
Именно ниспровержению этой голословной догмы и посвящен данный раздел нашей работы. В разработанную программу были внесены неклассические силы, сформулированные Поляковым С. М.:
а) эффект вращения гироскопа с переменным радиусом,
б) эффект прецессии системы гироскопов с переменным углом прецессии.
Случай а) реализуется одновременным наложением вращения системы с угловой скоростью Q относительно вертикальной оси Z на независимое циклическое перемещение матки вдоль оси Z.
Случай б) получается автоматически из а) при включении собственного вращения гироскопов (<х>о=Ь).
Движение по-прежнему остается циклическим, причем одну половину периода функции Z(Z) действует Q = Q(f), т. е. система совершает поступательно-вращательное движение, а другую половину — только возвратно-поступательное в исходное положение (Q = 0).
Как видно из. геометрической схемы рис. 45, при движении матки изменяются радиусы вращения центров масс гироскопов и штанг относительно оси Z.
Радиус вращения общего центра массы гироскопа и штанги будет
/пшт(4,7 4 гшт-81пр) 4- ^1Ир(6,7 4 rrlip-sin 7)
Гвр =------------------------------------ • (151)
^шт • ^гир
Дополнительная центральная сила
V V М2 (dr \±
^ХЩ= —^= —2*7о^2-—-^Г—) *пр
ДОП С2 4 2 \ dt / Р
вр
V ]
где 77=1; 2Л = 1; То = ~; *пр=0,1.
С3 10/
(152)
В свою очередь
^вр 1 Г
~di---т тШТ-ГШТ
«• /Ивр L
d .--------------d
.7 V 1 cbmJ (Z) 4 wrHp-гГИр-
dZ г г
где твр = 4 + /ягир)
95
Рис. 52. Зависимость Q=f (t). L—f (t).
Если на активном участке движения Q=#0, Z(t) возрастает, то **Гвр < 0 и режим носит название «веер сходящийся». Если dt
Z(t) убывает, то ^22, > о —«веер расходящийся».
Реальный график функции Q представлен на рис. 52 и аппроксимируется следующими функциями:
2(0 =
^мякс
^пром
о о
^пром
на участке включение—разгон
(154) на участке торможение—
остановка
Ai — параметр нарастания Q при включении электродвигателя, Д2—параметр убывания Q при выключении электродвигателя. Аналогично аппроксимируется и функция L(t).
При включении гироскопов одновременно с силой (152) начинает действовать еще одна центральная сила
V . V [ d т \±
* - 77 '4"р- а± “> ’ (тг) <•»>
96
где —-=I; kr — 10“3; у = Arc cos cgp (z);
7____tZcgp(z) 1
dt dt ' dz ’ /1 — cgp4z) ’ 1 '
Вся программа представлена в приложении 1.
Результаты расчета /7Дин=^? (О представлены на рис. 53—61.
На рис. 53 представлен простейший случай, который еще в состоянии описать классическая механика: «качка болванок».
С точки зрения механики, «отклик» весов определяется лишь конечными значениями функции F(t) в точках 2Макс(0 и Дшн(0, вне зависимости от способа движения между этими точками.
Таким образом, графиком рис. 53 «классический расчет» должен закончиться!
На рис. 53 пунктиром обозначено равновесное положение весов в состоянии покоя (0-покоя), а сплошной линией — функция F(t) за один цикл действия силового агрегата. Поскольку Ускорение тяготения уже вносит асимметрию в вертикально-по-ртупательное движение общего центра масс, в динамическом режиме равновесное состояние за один цикл перемещается в область, обозначенную сплошной линией (О-динамический).
На рис. 54 представлена рассчитанная зависимость F(t) для циклической прецессии неподвижных гироскопов (прецессия болванок). Для сравнения сплошной линией показан эффект :«качки болванок», равновесное состояние которого является динамическим нулем для эффекта прецессии болванок. Как видно из рисунка, прецессия болванок левая — расходящаяся гДает положительный эффект тяги, а правая — расходящаяся — [отрицательный, как это и наблюдается в реальном эксперименте, хотя классической механикой — совсем не предусмотрено.
На рис. 55 представлены аналогичные результаты для «пре-Нцессии болванок — сходящейся». Здесь, в полном соответствии с кнашими силовыми уравнениями, эффект тяги меняет свой знак, dr
вместе с изменением знака — , для каждого из направлении угловой скорости прецессии Q. Интересен факт, что для прецессии левой — сходящейся дополнительный силовой эффект равен нулю за цикл действия установки.
На рис. 56 представлены результаты расчета действия комплекса сил при прецессии системы вращающихся гироскопов с [переменным углом прецессии. Здесь зависимость ZF = f (/) описывает прецессию гироскопов правую — сходящуюся для правого и левого направлений собственного вращения гироскопов.
I Сплошной линией представлен эффект прецессии болванок, рав-
7. Зак. 149 97
Рис. 54. Расчет функции F (t), прецессия болванок.
Рис. 55. Расчет функции F (t), прецессия болванок.
[новесное состояние которого на этот раз является динамическим [нулем для прецессии гироскопов. Для сравнения рассчитанных [кривых с реальными пунктирными линиями рядом представлены реальные осциллограммы.
На рис. 57 представлены результаты для прецессии гироскопов левой — сходящейся. Здесь, особенно для «левого» вращения гироскопов эксперимент неважно коррелирует с расчетом, что, вероятно, связано с тем, что в программу не вошел эффект качки гироскопов, вносящий определенный вклад в общую каротину:
V 8 70 dL
(О • (157)
с2 г5 <о01/2 dt v 1
Шля правого вращения гироскопов расчет и эксперимент даже внешне похожи.
На рис. 58 представлены результаты расчета силовой функции для правой (а) и левой (б) расходящейся прецессии для юбоих направлений вращения гироскопов.
7 • 99
Рис. 56. Расчет функции %F=f (t) для прецессии гироскопов.
Качественно результаты расчета и эксперимента стыкуются и наглядно показывают, что наблюдаемые динамические эффекты являются реальностью, обусловленной действием ранее неизвестных и никем не описанных механических сил, сопровождающих вращение классического гироскопа с переменным радиусом и прецессию гироскопической симметричной системы с переменным углом прецессии.
Таким образом, те же самые уравнения, которые использовались нами для вычисления скорости распространения неизвестного излучения по импульсу отдачи, будучи использованными в классической задаче исследования движения центра масс механической колебательной системы, позволили вычислить импульсы отклика механической системы, аналогичные реально наблюдаемым на экране осциллографа.
Таким образом, наши уравнения выдержали прямую и обратную проверку, в отличие от голословных утверждений наших
100
jhtob. Легко видеть, что данные материалы уже представ-практический интерес. Однако вопросам практического нения будет посвящена отдельная работа *.
Итак, подведем итоги данной главы.
• 1. Теоретически предсказано, экспериментально доказано и математическим анализом условий эксперимента подтверждено, то в нелинейной механической осесимметричной (т. е. безэкс-
* Желающие получить программу могут обратиться к автору.
101
Рис. 58. Расчет функции ZF=f (t) для прецессии гироскопов.
центриковой системе возможно появление нескомпенсированных за цикл действия центральных сил, принуждающих центр тяжести механической системы к направленному движению, а следовательно, и всю систему в целом.
Безопорное движение — возможно.
2. Сам факт существования этих мощных сил имеет лишь одно разумное объяснение: нелинейная механическая система излучает новый вид энергии, неизвестный современной науке.
3. Приближенная экспериментальная оценка скорости распространения данного излучения дает следующие величины:
а) для дипольного излучения— 108-=-109 С,
б) для квадрупольного излучения — 3-1010 С = 9-1020 см/с.
Последняя величина — есть вторая фундаментальная скорость распространения материи в природе.
4. Мы имеем авторское право и обязаны продетектировать данное излучение — первыми.
§ 10. Вопросы практического применения полученных результатов
В настоящий момент мы имеем импульсную тягу F — 1 кг, при суммарной массе гироскопов m0=SrTii=6,4 кг, частоте вращения гироскопов со о —2л -50 с-1, частоте прецессии Q^l,5 рад/с и общей массе Л4е— 32 кг. Рассмотрим возможности оптимиза* 1ции конструкции. Рабочее уравнение:
V 4 Ya т0 d <р
, = i <158)
V 8 k То
При —— =1; —га-const; Q = const, «> = const, с3 ю1/2
d
——- = const, cos <p = max == 1.
dt Y
Можно представить в виде:
„ ninL
F = const • —— (159)
1ля сферического гироскопа т0~г\
И выражение (159) примет окончательный вид:
/? = С-М8/3. (160)
Масса двигателя Ми состоит из следующих компонентов:
=•= Wq + Л^АП’ (161)
103
Рис, 59. Зависимость абсолютной тяги F
и относительной тяги
Л
мЕ
от массы гироскопов.
где /п0 — масса гироскопов, ЛГап—масса арматуры и силового привода.
Полагая, что Л4ап пропорциональна мощности двигателя, т. е. Л1ап ~/по/3, возьмем ее минимальное значение:
^АП =
(162)
где /пх — неизвестная еще масса гироскопов.
104
Тогда
M0L = mx + mx3
(163)
— минимальная масса двигателя. Нормированная к массе гироскопа
МЕ=2^ = 1+тх2'3, (164)
отношение
является удельной тягой на единицу массы двигателя и его можно отождествить с ускорением в единицах g — ускорения земного тяготения. Теперь рассмотрим реальные возможности повышения тяги F в рамках имеющейся конструкции.
При
tOjSslOwo; St=3 20; ——- = 3—— dt dt
( m \5/3
F\ = 28,6 ‘ FO=28,6 • -- (166)
\ niQ )
представлен на рис. 59. На
График функции /?!=/(—) \ / этом же рисунке представлена зависимость F т5;3 Л1Е 1 + т2/3
р
При сравнении графиков видно, что при /и = 3/п0, = 2 ,
a F — 170 кг (при новых параметрах со, Q, — ) и при собственном весе порядка 90 кг.
Таким образом, вопрос о приоритете: «Практический результат» — «доверие», необходимо решать в пользу «доверия», так как конструкцию, определяемую графиками рис. 59, «на коленке»— не сделаешь, а летать — надо! «Маленьких летающих тарелочек» — не будет.
Мы вошли в зону практического применения и с кустарщиной пора прощаться, тем более, что силовые гироскопы на 30— 60.000 об/мин шуток не терпят.
105
ГЛАВА 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВЯЗИ МАГНЕТИЗМА С ГРАВИТАЦИЕЙ — СЛЕДСТВИЯ МИКРОСТРУКТУРНОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОНА
Существование такой связи подозревалось еще в начале XX века с момента появления ОТО А. Эйнштейна. Дело в том, что уравнения ОТО при определенных граничных условиях и некоторых упрощениях приводятся к системе уравнений Максвелла, что порождает иллюзию простоты проблемы связи магнетизм— гравитация. Появился даже такой термин: электромагнитно-гравитационная аналогия. В этом направлении выполнено большое количество теоретических исследований, например [13], в которых очень изящно и наглядно показано, что все лабораторные попытки наблюдения сильных гравитационных эффектов обречены на провал!
Идя в этом направлении, ни один из авторов так и не вскрыл сущности связи магнетизма с гравитацией, механизма преобразования одного вида энергии в другой, не предсказал новых наблюдаемых лабораторных эффектов. В результате все внимание исследователей перенеслось в космос на наблюдение космических катаклизмов как единственного источника мощных грави тационных эффектов. Первая попытка установления количественной связи между магнетизмом и гравитацией, а вернее, между магнитным и гравитационным полем, была сделана Э. Теллером [14], отождествившим гравитационное поле с полем центробеж кого ускорения. Для вращающегося заряженного тела он полу чил следующее уравнение:
Z7=-^[7x»j. (167)
где И —напряженность магнитного поля,
е —заряд электрически поляризованной вращающейся мае сы,
g —центробежное ускорение,
со —угловая скорость вращения тела,
с —скорость света в свободном пространстве.
106
। I i и,| . hi...........Ilin,: iiliiliiiiiniuiiii.iii<iiiliiliiiiiiiibiiiil<iiiUuiuiiiiJwiu>liMiiiiiikUdd
С точки зрения эксперимента уравнение (167) предсказывает лабораторный эффект, аналогичный эффекту Барнетта и ничего более. Наш подход, основанный на физическом моделировании микроструктуры покоящегося электрона, изложенный в ч. 1 настоящей работы, оказался более плодотворным. Из нашей модели следует, что эквивалентная энергия массы покоя электрона является магнитостатической энергией и определяется произведением собственного магнитного момента и собственного магнитного поля электрона; гравитационная энергия покоящегося электрона превышает его магнитостатическую энергию в 137 раз. Полагая, что при переходе от микромира к макромиру пропорции между взаимосвязанными величинами сохраняются, мы получили однозначную связь между магнитной энергией и гравитационной энергией макроскопического намагниченного ферромагнетика:
Таким образом, с нашей точки зрения не существует прямой связи между магнитным и гравитационным полями, но есть закономерная связь между магнитной и гравитационной энергией, которая осуществляется на уровне микромира элементарных частиц. Именно поэтому максвелловская электродинамика не сработала. В нашей модели электрона также показано, что гравитационный радиус электрона равен половине его классического значения, т. е. примерно 1,4-10~13 см.
Имея эти данные и уравнение (87), мы можем определить скалярный гравитационный потенциал намагниченного ферромагнетика, т. е. его гравитационное поле. Как известно, на поверхности гравитационного радиуса любого объекта, будь то черная дыра или электрон, скалярный гравитационный потенциал равен с2, где с — скорость света в свободном пространстве: В предположении, что в одном элементе кристаллической решетки ферромагнетика содержится лишь один электрон обменного взаимодействия и зная, что скалярный гравитационный потенциал по определению убывает линейно с расстоянием от гравитирующего центра, определим среднее значение скалярного потенциала по элементу кристаллической решетки:
- г0 1,4-10-13
<Р = <*’ = с2 ~1П-8 = 1 ’4 • 10’5 С2 = <168>
Z Гр 1U
где гр«10~8 см — постоянная решетки.
Величина, приближенно определяемая выражением (168), есть максимальное значение гравитационного скалярного потенциала
107
для всего ферромагнетика, намагниченного до насыщения. Тогда скалярный потенциал для произвольно-намагниченного ферро-
магнетика будет:
Ф =
1,4-10-ь-с3
(В") (BH)S
(169)
где индекс S обозначает точку насыщения намагниченности. Легко видеть, что при намагничивании ферромагнетика неоднородным магнитным полем, одновременно с градиентом намагниченности в нем появится и градиент скалярного гравитационного потенциала, эквивалентный ускорению земного тяготения:
1,4-10”5с3
grad Ф = ---—------- • grad (ВН). (170)
Сделаем численную оценку этого ускорения в единицах g — ускорения земного тяготения. По реальным параметрам ферромагнетика, использованного в наших экспериментах: (BH)S= = 1,6-108 Эрг/см3 и grad(ВН) =6-107 Эрг/см4
6-10’
grad Ф = 1,4 • 10"5 • 9 1Озо — - « 4,72-1015 см/с3= s4,8-10l3g. (171)
1,6-108
Проведенная численная оценка показывает, что гравитационные поля космических масштабов у нас находятся буквально под руками. Поскольку наши результаты представляют большой научный и практический интерес, имеет смысл выяснить насколько они достоверны? Подтверждаются ли экспериментально и какими экспериментами? Какие новые эффекты можно ожидать при лабораторных исследованиях? Именно этим вопросам посвящены следующие разделы нашей работы.
§ 1. Гравитационная трактовка магнитострикции
Эффект изменения линейных размеров и объема ферромагнетика при намагничивании был обнаружен Дж. П. Джоулем еще в 1842 г. Магнитострикция широко используется в современной технике, однако в Физическом Энциклопедическом Словаре 1963 г. (т. 3, стр. 109) содержится честное признание: «Для большинства ферритов как продольная, так и поперечная магнитострикция— отрицательны; причина этого еще не ясна».
Так что же нам известно об этом эффекте через 150 лет после его открытия?
1. Линейная магнитострикция ‘ может быть как положительной, так и отрицательной. Объемная магнитострикция — всегда отрицательна.
108
2. Магнитострикция — четный эффект, не зависящий от направления действующего магнитного поля.
3. Магнитострикция обладает гистерезисом, так же как и намагниченность.
4. Современная теория магнетизма может рассчитать только линейную магнитострикцию, только для кристаллов кубической симметрии, только в области парапроцессов и только при наличии предварительно экспериментально определенных двух констант магнитострикционной анизотропии. Как видите, широкое применение еще не есть глубокое понимание.
Первый расчет магнитострикции был проведен еще в 1928 г. Н. С. Акуловым [15], где магнитострикция в области парапроцессов определялась выражением:
Xj = — = Хх 31 + «$2 ’ ?2 + *$3 3 з — — I + I О }
4- 2 Х2 (SiSaPifta — » (1^2)
где St — направляющие косинусы вектора намагниченности, pi — направляющие косинусы направления магнитострикции,
Ль Х,2 — константы магнитострикции.
Перечисленные обстоятельства делают очень заманчивой перспективу объяснения всей кривой магнитострикции со всеми ее особенностями, исходя из предположения, что магнитострикция— гравитационный эффект.
Итак, попробуем вывести собственное уравнение магнитострикции и сравнить его с известными экспериментальными результатами. Напомним, что произведение (В//) —есть плотность магнитной энергии Е^, по определению. Запишем это
—’ (173)
V [Л
При периодическом изменении внешнего магнитного поля Н из уравнения (173) следует:
1 а£м £м dV 2 В д В В '2 д р.
V дН V» дН ~ (Л дН~ дН ’ . (174)
Уравнение (1/4) описывает одновременно два процесса:
1 д Ем 2 В д В
— -г~т =-----— изменение плотности магнитной энергии,
V о п (/. о п
Е» дУ В2 др
— ~т— = — —— собственно магнитострикцию. (175)
109
Поскольку в реальных экспериментах по магнитострикции внеш-нее магнитное поле создается подмагничивающими катушками и является однородным, поперечными составляющими магнитного поля, вероятно, можно пренебречь, как и поперечными составляющими намагниченности.
Поскольку наш расчет приближенный, мы пренебрежем также и поперечными составляющими магнитострикции, хотя и не имеем для этого достаточных оснований.
Тогда уравнение магнитострикции примет вид:
1 dV_ = В2 дц = 1 а/ х
V дН Р.ЦВН) дН (ВН) дН I дН ’ ( ’
Теперь прошу обратить внимание, что в процессе нашего анализа произошло переопределение магнитострикции: вместо Х =—у— 1 д/ u
теперь стало X = — :, что далеко не одно и то же. Но ведь Z д И
д1
если вдуматься, именно величина — измеряется при экспери-д п
ментах с магнитострикцией!? Причем же здесь гравитация? А вот причем. Определим константу магнитострикции в точке насыщения намагниченности следующим образом:
а • k а = -----.
s (BH)S
(177)
где 3—- — плотность гравитационной энергии в точке насы а щения намагниченности,
k — параметр участия гравитационного поля магнит ных ядер ферромагнитных ионов в эффекте магнитострикции.
Тогда в окончательном виде рабочее уравнение магнитострикции будет
1 _ I • k Др.
I dH (BH)S dH ’
(178)
Таким.» образом, в наше уравнение магнитострикции гравитация вошла дважды: как константа магнитострикции и как параметр участия магнитных ядер.
Теперь рассмотрим качественное соответствие уравнения (178) реальным перечисленным выше особенностям явления магнитострикции.
< о др.
1. Знак магнитострикции определяется знаком — , т. е. хо
110
дом кривой технического намагничивания, измеренной в направлении вычисляемой компоненты линейной магнитострикции.
2. Графическая сумма трех линейных компонент магнитострикции, рассчитанных по трем основным осям анизотропии формы образца, всегда будет отрицательной, а численно близка к значению объемной магнитострикции.
3. Магнитострикция — четный эффект, так как магнитное ноле входит в уравнение в квадрате.
4. Магнитная проницаемость ц— величина гистерезисная, , . • д
следовательно, и дифференциальная проницаемость ---— вели-
д Н чина гистерезисная, и значит и сама магнитострикция — тоже величина гистерезисная.
Итак, пока качественно все сходится. Для проверки согласия теории с экспериментом нам необходимы экспериментальные зависимости B = и X = f(/7) для одного и того же образца.
К сожалению, такой возможности у нас не было, поэтому пришлось ограничиться экспериментальной зависимостью B = f(H) для железа армко и технически чистого никеля, а результаты расчета сравнивать с надежными экспериментальными данными по литературным источникам [16].
Экспериментальные результаты
На рис. 60 представлены результаты для никеля: экспериментальная кривая технического намагничивания, экспериментальная кривая магнитострикции B = f(H) и расчетная кривая магнитострикции, где параметр /(=6,5. Согласие эксперимента с теорией вполне удовлетворительное. На рис. 61 представлены аналогичные результаты для железа армко. Здесь без всякой привязки согласие эксперимента с расчетом более чем удовлетворительное (К= 1).
Таким образом, эксперимент подтвердил справедливость нашего подхода к проблеме магнитострикции, и тем самым и гравитационную сущность этого механизма — сжатия вещества в собственном гравитационном поле. Данный факт следовало бы внести в Физический энциклопедический словарь, в раздел «Магнитострикция».
§ 2. Магнитострикционное искривление оптического луча
Данный эффект, как и сама магнитострикция, тоже является гравитационным, хотя это не то искривление светового луча, которое предсказывалось общей теорией относительности А. Эйнштейна.
111
Рис. 60. Зависимость магнитострикции технически чистого никеля от вели чины приложенного магнитного поля.
Вообще искривление светового луча в среде с переменным коэффициентом преломления было описано теоретически как гипотеза еще в учебнике физики Фриша и Тиморевой в 50-х гг [17]. Однако в магнитострикционном варианте он впервые был предсказан автором данной работы и экспериментально обнару жен им же 25 мая 19/5 г. [18]. Справедливости ради следует отметить, что он вначале интерпретировался автором как чисто гравитационный.
Последующие гравиоптические эксперименты и расшифровка механизма магнитострикции дали автору недостающий материал для установления полной ясности в данном вопросе.
Итак, рассмотрим некоторый объем оптически прозрачного ферромагнетика, помещенного в неоднородное магнитное поле с заданным градиентом. Градиент магнитного поля создаст в среде градиент намагниченности, что, в свою очередь, вызовет появление в ферромагнетике градиента магнитострикции, т. е. градиен та внутреннего давления в среде. Градиент внутреннего давления немедленно вызовет появление градиента коэффициента прелом-
112
Рис. 61. Зависимость магнитострикции железа армко от величины приложенного магнитного поля.
ления среды. Если теперь через среду пропустить оптический луч нормально к вектору градиента коэффициента преломления, то он отклонится на угол, определяемый выражением:
0 = grad п , (179)
л*
где По — невозмущенный коэффициент преломления среды,
I — путь луча в среде.
В работе [19] приращение коэффициента преломления как функции внутреннего давления в среде определяется выражением:
<<4-»<4+2) дР„ ,,»>
6 «о
где q—сжимаемость среды, ДРд — приращение давления при адиабатическом сжатии.
8. Зак. 149 ИЗ
Для адиабатического процесса
ср 1 / A v\ cv V \ Л Р )s
(181)
где ср — изобарная теплоемкость, су — изохорная теплоемкость, v — начальный объем вещества.
Подставляя выражение (181) в (180), получим:
д „ = (”р— 1)(яо + 2) СР 6 По cv V
Нетрудно видеть, что — в нашем случае есть не что иное, как
объемная магнитострикция, которую мы можем представить в виде:
(182)
1 д v
г k - ------№
v дН (BH)S
дН '
(183)
Переходя от приращения коэффициента преломления в уравнении (182) к производной по магнитному полю и используя выражение (183), получим:
д” = _ («О— 1)(»0 + 2) . СР . afe (184)
дН 6л0 cv (BH)S дН '
Отсюда градиент коэффициента преломления в окончательном виде:
дп дН Г (Пр— 1)(л£ + 2) ср а* дН
gradx п— --- --— + I----------------------------п2-----------=
дН дХ L био cv (ВН)з J дН дХ
= [ ]gradx(x. (185)
Для раствора хлористого марганца, использованного в эксперименте-^ = 1,13, а невозмущенный коэффициент преломления Су
на частоте гелий-неонового лазера, использованного в эксперименте, п0 = 1,33. После подстановок и всех сокращений уравнение (179) примет окончательный вид:
0 = + 0,3 /№ grad ц (186)
(Dn)s
(знак + в уравнениях (185) и (186) обусловлен тем, что объемная магнитострикция всегда отрицательна).
114
Рис. 63. Зависимость оптической прозрачности раствора хлористого марганца от длины волны (результаты получены на спектрофотомере СФ-10).
Схема эксперимента по искривлению луча в неоднородно намагниченном ферромагнетике представлена на рис. 62.
Выбор материала для магнитогравиоптических исследований
В наших экспериментах в качестве рабочего вещества использовался насыщенный водный раствор хлористого марганца (МпС12Х4Н2О) с невозмущенным коэффициентом преломления
8*
115
n0= 1,332. Материал является относительно доступным, оптически прозрачным, хотя и капризным — нестабильным во времени. К сожалению, других материалов, несмотря на все наши усилия, добыть не удалось.
Оптическая прозрачность раствора хлористого марганца, измеренная на автоматическом спектрофотометре СФ-10 при длине рабочей кюветы 40 мм, представлена на рис. 63. Из графика видно, что на частоте Не—Ne-лазера (ОКГ-13) оптическая прозрачность составляет 98—99%.
Результаты магнитных измерений раствора приведены на рис. 64, где представлены зависимости B=^f(H), (В— и p = f(/7). Как видно из зависимости (В—магнитное насыщение раствора наступает при внешнем магнитном поле //= 12000 Э. Зависимость ц = показывает, что раствор является слабым ферромагнетиком, но все-таки ферромагнетиком и ничем больше! Графики рис. 64 являются основой для дальнейших расчетов и при анализе экспериментальных результатов.
Параметры магнитного зазора
Неоднородное магнитное поле, использованное в оптических экспериментах, создавалось системой двух клиновидных полюсных наконечников, с углом между образующими клина, равным 90°, и расстоянием между вершинами— 10 мм. Магнитный зазор фиксировался специальной оправкой.
Экспериментальные результаты по измерению неоднородности магнитного поля в данном зазоре представлены на рис. 65. По результатам измерений, представленных на рис. 64 и 65, были рассчитаны зависимости gradzB=f(Н) и gradz(ВН) представленные на рис. 66, которые и являются собственно основой всех дальнейших расчетов.
Методика эксперимента
Как схематически показано на рис. 62, луч лазера пропускался через рабочую кювету, помещенную в неоднородное магнитное поле клиновидных полюсных наконечников электромагнита, параллельно плоскости максимального магнитного поля (на расстоянии 2,5—3 мм от нее). Длина рабочей кюветы составляла 80 мм. На расстоянии 2 м от выходного окна кюветы луч проектировался на экран, на котором фиксировалось смещение центра светового пятна при изменении магнитного поля.
Результаты измерений представлены на рис. 67 в виде зависимостей 03=f(tf), ©др=/(^) и 0M = f(ff), где 0Э — эксперимен-
116
Рис. 64. Экспериментальная зависимость B—f (Н) для раствора хлористого марганца (по данным таблицы 1). Зависимости (B—H)=f(H) и (Н), рассчитаны.
тальное значение угла искривления в угловых минутах, 0М — теоретическое значение магнитострикционного эффекта искривления (в минутах), 0др — разность между теоретическим и экспериментальным значением, характеризующая вклад эффекта дрейфа магнитных ионов в область максимального значения магнитного поля.
По результатам сравнения эксперимента с расчетом вычислена реальная зависимость градиента коэффициента преломления
117
Рис. 65. Экспериментальная зависимость (Н) в реальном магнит-
ном зазоре.
(обусловленного дрейфом магнитных ионов) от величины магнитного поля. Эта зависимость grad2n(/7) = f(Н) представлена на рис. 67 пунктирной линией.
Как видно из таблицы расчетных данных и рис. 67, до полей порядка 6000 Эрст эффект искривления луча обусловлен в основном дрейфом магнитных ионов, который достигает насыщения примерно при 8000 Эрст; в области более высоких магнитных полей дальнейший рост угла искривления происходит уже за счет магнитострикционной компоненты приращения коэффициента преломления.
С нашей точки зрения, основным результатом данного исследования явился сам факт обнаружения предсказанного эффекта в 1975 г.
118
' ' " ।"г"г1 inin iiiii i iitiitiuKiHKLiC h.ni.iiuiiiiiiUiiimnniUiiiMuiiaii
Рис. 66. Зависимости gradz B=f (И) и gradz (Н), рассчитанные по
результатам графиков рис. 66 и рис. 67.
§ 3. Гравиоптические эффекты общей теории относительности
Рассмотрим эти канонизированные эффекты глазами ньютоновской механики, которая, кстати, может объяснить все известные эффекты общей теории относительности своими силами. Втайне мы надеемся, что нам удастся увидеть еще нечто, до сих пор ускользавшее от внимания релятивистов.
Из общей теории относительности А. Эйнштейна мы используем принцип эквивалентности массы и энергии, предложенный, кстати, Хэвисайдом:
h
(187) с2
119
jradln(H)-10"4,cM-'
e Г I ts
О 2 4 6 8 16 12 14 Н-10 ,э
ТАБЛИЦА 2
Н-103, э 1 2 3 I 14 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
д 1,05 1,06 1,06 I 1,07 1.07 1,08 1,08 1,09 1,095 1,10 1,10 1,105 1,183 1,095
вД ан +5,6-10’*,эрсг’ -5,0-10Л эрст-1
^•10’см' 0Z 5,15 6,16 7,57 9,30 11,3 13,2 15,3 18,2 21,3 24,6 28,3 32,4 32,8 33,0
ем-Ю'4, рад 5,5* -10'3 2,7* хЮ’в 7,5* *10’2 0,16 0,31 0,52 0,82 1,27 1,90 2,69 3,74 5,10 6,24 7,90
Эм 1 МММ 0Д02 0,009 0,03 0,06 0,11 0,18 0,28 0,44 0,65 0,93 1,29 1.75 2,14 2,70
О'д-Ю'4, рад 5,02 29,1 64,0 71,3 74,0 77,0 80,0 80,03 81,4 81,4 81,4 81,4 81,4 81,4
0Z 0,96 4,8 10,6 11,8 12,2 12,7 13,2 13,3 13,4 13,4 13,4 13,4 13,4 13,4
Рис. 67.
120
Поскольку для гравитационного поля, по-видимому, все массы равноправны, это относится и к фотону, который в гравитационном поле должен изменять или траекторию, или свою энергию, или и то и другое одновременно. Рассмотрим предельные случаи такого движения.
а) Вертикальное падение фотона в гравитационном поле
При вертикальном падении фотона в гравитационном поле с ускорением тяготения g он приобретает дополнительную энергию:
ДЕ = т-^.Д/, (188)
где AZ— пройденный путь.
Поскольку скорость света — константа, изменить свою энергию фотон может только путем изменения своей частоты:
Д Е = h Д^ = т-g-Д I. (189)
Беря отношение
ДЕ Л Дм m-g-hl 2^1
---=----- = ------= -----, (190)
Е hy тс'2 с2
получаем
Ду _ g-Д/ = д zgrad у = Ду V с2 с2 с2
— классическое уравнение ОТО, где g = grad<p.
Знак ± означает, что фотон может и ускоряться и тормозиться в зависимости от направления движения относительно поля тяготения, т. е. смещение частоты может быть и «красным» и «синим». Поскольку фотон — нейтральная частица, следует, что искусственное неоднородное гравитационное поле — готовый ускоритель нейтральных элементарных частиц!
б) Искривление оптического луча, движущегося параллельно гравитирующей поверхности
При движении в поле тяготения параллельно поверхности гравитирующего тела на пути AZ фотон приобретает вертикальную составляющую скорости
д I
V = g-M^g------. (192)
с
Рис. 67. Эффект искривления светового луча в растворе МпС12 (Н)— искривление луча за счет дрейфа магнитных ионов; — магнитострикционное искривление луча (расчет).
9. Зак. 149
121
Отсюда для малых углов искривление траектории будет:
V AZ-gradcp Ду
с с2 с2 с2
(193)
т. е. с точностью до множителя 4 мы опять получаем результат ОТО. Поскольку нас интересуют лабораторные, а не космические эффекты, мы будем пользоваться своими уравнениями. Обратите внимание: и смещение частоты, и искривление траектории опи сываются одним и тем же уравнением, хотя один эффект является «продольным», а второй «поперечным» относительно уско рения тяготения. И еще одна тонкость: на пути Д/-И) любой из эффектов приближается к нулю. Это нам еще пригодится при обсуждении экспериментальных результатов... Подставляя в уравнения (191, 193) вместо grad <р уравнение (170), получим уравнение гравиоптических эффектов в неоднородно намагни ченном ферромагнетике:
Ду 1,4-10“5./
±-----= = “7777— grad •
V (BH)S
(194)
в) Квадратичный гравиоптический эффект
Данный эффект никем и никогда не рассматривался. Вернемся к искривлению траектории фотона. Проходя по горизонтали путь А/, одновременно по вертикали он проходит путь АЛ:
(195)
т. е. опять приобретает дополнительную энергию
Д Е — m-g' Mi,
(196)
хотя на этот раз он падает «боком», но ведь от этого ничего не меняется. Следовательно, как и в случае вертикального падения, он должен увеличить свою частоту на величину:
Ду Д hg_______1 / Д l-g\2_1 /Д/gradyV______1_ / Ду
у = с2 = 2 \ с2 ) 2 \ с2 / 2 \ с2 '
Данный эффект вполне наблюдаем в лабораторных условиях, а смещение частоты оптического излучения может достигать сотен килогерц. Для ферромагнетика данное уравнение примет вид:
Ду 1 Г /-1,4-КГ* у = 2 L (BH)S
12
(198)
122
§ 4. Гравитационное смещение частоты оптического излучения в неоднородно намагниченном ферромагнетике
Наблюдаемость данного эффекта была предсказана автором в 1976 г. [20]. Эффект был обследован в 1978—1980 гг. и опубликован в 1983 г. [21]. Как показано в предыдущем разделе, в неоднородно намагниченном ферромагнетике оба гравиоптических эффекта ОТО описываются одним и тем же уравнением:
Ду I
-н--- в = j >4.!0-5 —— gradz (ВН). (!94)
Зависимость gradz(B/7) =/(//), вычисленная по результатам магнитных измерений, представлена на рис. 66.
Как видно из рис. 68, качественное совпадение теоретических и экспериментальных результатов не вызывает сомнения. Некоторое их количественное расхождение вполне объяснимо тем, что магнитные и оптические измерения проводились не на одном и том же материале. Следует отметить, что интерферрометриче-ские измерения проводились в постоянном магните, а гетеродинные— в электромагните. Смещение частоты — величина порядка 10~5, а поскольку гравитационное искривление света описывается тем же уравнением, т. е. величина того же порядка (разница лишь в длине рабочих кювет, т. е. параметре /), то отсюда следует, что чисто гравитационный вклад в эффект искривления в 1975 г. был ненаблюдаем!
Данный эксперимент был повторен (с консультациями автора) двумя студентами МФТИ в 1983 г. в Черноголовке.
§ 5. Квадратичный гравиоптический эффект
Как уже упоминалось выше, сущность эффекта состоит в том, что искривление луча в неоднородно намагниченном ферромагнетике обязательно должно сопровождаться смещением частоты оптического луча на выходе из рабочей среды, которое описыва-
ется уравнением:
, 2 L (BH)S J
(198)
В связи с невозможностью в настоящее время срочной экспериментальной проверки нам придется ограничиться лишь теорети-
Д'у
ческой зависимостью ----- рассчитанной по реальным
параметрам раствора МпС12 и представленной на рис. 69.
9*
123
Помимо практического значения (данный эффект обязательно придется учитывать в оптических системах связи, применяющих ферромагнитные коммутаторы) в данном эффекте заложена возможность обнаружения асимметрии системы уравнений Максвелла относительно гравитационного поля и гравитационной энергии.
Действительно, реальная, физически обоснованная связь магнетизма с гравитацией следует из микроструктурной модели
124
IIIIIIII Illi il'lll................
Рис. 69. «Квадратичный» гравиоптический эффект (расчет), электрона, которая оказалась правильной. Связь электростатики с гравитацией ниоткуда не следует.
Искривление светового луча ц неоднородно намагниченном ферромагнетике должно сопровождаться наблюдаемым смещением частоты луча. Но ведь мы можем точно также искривить луч в «неоднородно наэлектриченном» оптически прозрачном сегнетоэлектрике...
Будет ли это сопровождаться смещением частоты луча?
На это может ответить только эксперимент. Вот тут-то и должна всплыть асимметрия уравнений Максвелла относительно гравитации.
§ 6. Некоторые фантастические возможности, открывающиеся перед современной фундаментальной наукой
Доказанная закономерная связь магнетизма с гравитацией открывает новые возможности для решения предельных задач фундаментальной науки.
125
а) Гравимагнитная ловушка для нейтрино
Во всем мире идут интенсивные работы по детектированию нейтрино. Особый интерес к данной проблеме обусловлен тем, что это единственный вид излучения, который приходит к нам из солнечных и звездных недр без искажения, т. е. несет подлинную информацию о происходящих процессах. Однако колоссальная проникающая способность (при энергии 1 МэВ — свободный пробег в свинце равен 1020 см, т. е. 100 световых лет) создает невообразимые трудности в экспериментальной работе. Действительно, современные нейтринные детекторы при плотности потока реакторных антинейтрино порядка 1013 см-2 фиксируют менее 1 события (захвата) в минуту, что объясняется чрезвычайной малостью величины сечения захвата, составляющей примерно 10-43 см~2. Наше предложение сводится к тому, что эту величину можно увеличить примерно в 1010 раз, если одно и то же нейтрино заставить взаимодействовать с одним и тем же детектором 1010 раз, а не всего 1 раз, как это имеет место в современной аппаратуре.
Как это сделать?
С нашей точки зрения, которая, надеюсь, не противоречит точке зрения фундаментальной науки, которой мы хотим помочь, перед гравитацией все массы равны. С этой точки зрения, искривление траектории нейтрального фотона и траектории нейтрального нейтрино тождественны, так как параметры самой частицы в уравнение эффекта не входят. Ну а если это так, то замкнутое кольцо из неоднородно намагниченного ферромагнетика будет идеальной ловушкой для любого нейтрино, любых энергий, поскольку для проникающей способности нейтрино любой ферромагнетик тождественен вакууму.
Оценим радиус кривизны нейтринной ловушки по результатам наших гравиоптических экспериментов. Эффект смещения частоты составлял порядка 10~5, что равно эффекту гравитационного искривления светового луча в радианах. Беря это значение за кривизну, мы сразу получаем радиус ловушки
/? = 105 см = 1 км. (199)
Таким образом, как мы убедились, ловушка для нейтрино имеет вполне разумные размеры, которые могут быть значительно уменьшены при использовании сильных ферромагнетиков. Конечно, здесь выявится масса технических трудностей, например, связанных с юстировкой и т. п. Главное в данном случае, именно для нейтрино — ловушка является полным эквивалентом управляемой «черной дыры».
Итак, наши любительские эксперименты нашли себе еще одно фундаментальное применение.
126
б) Детектор солнечных нейтрино
Как известно, солнечные нейтрино в основном являются электронными, для которых основным механизмом детектирования является реакция ядерного захвата:
з*С1 + -> Аг37 + е~. (200)
Энергетический порог данной реакции составляет 0,814 МэВ, тогда как основной поток солнечных нейтрино составляют корпускулы с энергией 0,42 мэВ, к которым хлор совершенно нечувствителен. В итоге получается ситуация, когда скорость образования Аг37 не превышает 0,3—0,4 атома в сутки [22]. Выход из данной ситуации виден в возможности ускорения нейтрино до удвоения его энергии.
Как уже упоминалось выше, смещение частоты может быть как «красным», так и «синим» в зависимости от направления движения частицы относительно градиента скалярного гравитационного потенциала (ускорения тяготения).
Рассчитаем длину пробега частицы, необходимую для удвоения ее энергии.
Л Е кт g>ДI
=-= -----= 1 (201) тс2------------------------------------т с2
При £эксп = 4,6- 1015 см/с2, А/ =1,95 км.
При общей длине ускоряющего участка порядка 100 м потребуется всего 20 оборотов нейтрино в гравитационной ловушке, чтобы реакция захвата нейтрино атомом хлора пошла. При радиусе ловушки порядка 1 км, 100 м — это всего 1,6% от общей протяженности гравитационного кольца. Можно ожидать, что при равномерном размещении «ускоряющих» элементов в промежутках между «искривляющими» элементами условие замыкания потока нейтрино не нарушится. Использование хлористого марганца (кстати можно и в кристаллической фазе) в качестве ускорителя особенно благоприятно тем, что именно в нем и пойдет реакция захвата.
Данный способ интересен еще и тем, что можно создать ускоряющие ячейки, учитывающие спиральность нейтрино, для чего, по нашему мнению, достаточно совместить направление скалярного гравитационного потенциала с направлением приложенного магнитного поля.
Легко видеть, что изменение знака магнитного поля не изменит знака градиента скалярного потенциала, но может изменить эффективность механизма ядерного захвата нейтрино. Именно в этом и состоит возможность учета спиральности нейтрино.
127
Мы надеемся, что наши «рацпредложения» привлекут интерес физиков-элементарщиков, занимающихся проблемой нейтрино. Думается, что идя этим путем, можно достичь не только более эффективных результатов исследований, но и значительной экономии средств на разработку измерительной аппаратуры, где счет идет на миллионы.
§ 7. Генератор коротких гравитационных импульсов
Работа в направлении генерации гравитационных импульсов делится на два этапа.
1. Доказательный этап работы, где необходимо и излучить, и продетектировать импульс гравитационного излучения, и убедительно доказать, что ни электромагнетизм, ни акустика к наблюдаемому импульсу никакого отношения не имеют.
2. Внедренческий этап работы, требующий широких предварительных исследований особенностей нового канала передачи информации: грубой оценки констант распространения, условий оптимальной работы составных элементов каналов связи, путей повышения направленности излучения и многое другое.
В этом плане к обоим этапам предъявляются совершенно разные требования, например — если для первого этапа главным условием является минимальное присутствие электромагнитного сопровождения импульса гравитационного излучения, а длительность— безразлична (хватало бы мощности), то на втором этапе уже появляются требования к длительности импульса излучения.
Случай 1 легко реализуется механическими средствами, описанными в предыдущих разделах работы, однако для них предел длительности импульса, по-видимому, лежит где-то в области Ю-2 с. Реально мы пока имеем импульс длительностью порядка 0,5 с. Однако для серьезной работы в направлении создания систем связи на гравитационных волнах необходима реальная перспектива уплотнения информационного канала, в первую очередь за счет укорочения импульса гравитационного излучения.
В этом плане доказанная нами закономерность связи магнетизма с гравитацией подсказывает естественный путь: создание ферромагнитных импульсных генераторов гравитационного излучения. Действительно, из уравнения, связывающего магнитную и гравитационную энергию (87):
BI/V В2 V
F------= -----=--------
a a [La
128
легко получить уравнение мощности гравитационного излучения:
. 2 BV dB В^ V d 11
Г =---------= -----------
dt a2 a dt
(202)
Таким образом, обыкновенное техническое перемагничивание уже сопровождается гравитационным излучением.
К сожалению, для доказательства этого факта необходим приемник именно гравитационных импульсов с рабочей полосой, обеспечивающей надежность приема, чем мы пока похвастаться не можем. Тем не менее лабораторный макет генератора гравитационных импульсов с длительностью импульса (по цепи питания) порядка 1 мкс и мощностью (опять-таки по цепи питания) порядка 100 кВт/имп нами уже создан.
Общий вид генератора представлен на рис. 70, где собственно излучатель (1) закреплен на системе управляемых кронштей
Рис. 70. Импульсный генератор.
нов (2) и питается от источника мощных электромагнитных импульсов, расположенного в корпусе (3), который одновременно является опорой системы пространственного сканирования гравитационного луча. Пределы сканирования: 360° — по азимуту и ±30° — по вертикали. Прибор снабжен выносным пультом дистанционного управления (4), обеспечивающим возможность работы в телеграфном режиме.
Общая масса генератора — около 40 кг, масса излучателя — около 25 кг. Излучатель представляет собой псевдосферу Лобачевского, изготовленную из суперпарамагнетика массой 6 кг, помещенную в подмагничивающее поле постоянных магнитов. Псевдосфера перемагничивается внешним импульсом тока, подаваемым на специальную обмотку, внутри которой она расположена. Прибор питается от сети 50 Гц, 220 В.
К сожалению, все, что мы о нем пока знаем, это то, что он работает, что его излучение греет руку.
Для индикации именно гравитационной компоненты излучения необходим приемник с полосой не менее 10 МГц, которым мы пока не располагаем. Тем не менее мощный генератор мик-росекундных импульсов, вполне пригодный для первых экспериментов по передаче информации, уже есть. Повышение мощности на входе излучателя до 1 МВт для нас не проблема, необходимая подготовительная работа уже выполнена.
§ 8. Проблема гравитационного приемника
С нашей точки зрения, гравитационные антенны и гравитационные приемники веберовского типа, на которые сейчас ориентируется фундаментальная наука есть нонсенс. Конечно, полностью отрицать факт принципиальной возможности индикации механических автоколебаний массивной металлической болванки массой 1,5—3 т бессмысленно, сейчас техника может и не такое. Однако еще более бессмысленным, с нашей точки зрения, является сам факт «ожидания» этого самовозбуждения волн плотности в пробной массе под действием неэкранируемого и всепроникающего излучения (от локально неопределенного в пространстве источника), направление распространения которого должно случайно совпадать с осью пробного тела.
К проблеме приемника мы подходим с совершенно иных позиций.
1. Гравитационное излучение должно взаимодействовать не с массой, через которую оно проходит без потерь (всепроникающее), а с гравитационным полем вращающейся массы, где взаимодействие должно быть наиболее эффективным, вследствие принципа обратимости физических процессов.
130
2. Гравитационный детектор в качестве непосредственно измеряемой величины должен использовать не волны плотности массивной болванки, а угловую скорость свободного вращения тонкого диска большого диаметра.
Из нашего уравнения гравитационной энергии вращающегося тела (97)
W = 2 k То®3''2 — Г
можно легко получить выражение для приращения угловой скорости вращающегося тела под действием импульса гравитационного излучения
± До» = — 9р2Г — • а • Д UZ со1/2 т?
при & = 0,5,
где Ла> — импульс изменения частоты вращения пробной массы (диска),
г — радиус диска, т — масса диска, &W —энергия импульса гравитационного излучения, а — параметр потерь гравитационной мощности в детекторе.
Легко видеть, что наше уравнение требует, чтобы масса была как можно меньше, а радиус как можно больше.
Что касается частоты вращения со — вопрос пока остается открытым, так как есть серьезные подозрения, что параметр потерь а является функцией частоты. В общем, мы имеем возможность убедиться в этом экспериментально. Таким образом, детектируя гравитационный импульс, мы измеряем не случайные автоколебания болванки, а закономерные изменения частоты вращения легкого диска. Поэтому и наша аппаратура весит не тонны, а килограммы, вместе с автономными источниками питания.
Здесь могут быть использованы три основных вида индикации Дог
1) обычный тахогенератор,
2) аналоговый преобразователь частоты в амплитуду,
3) числовой преобразователь частоты в амплитуду.
Сейчас мы не будем останавливаться на особенностях конструкции детектора и электрических схем, это материал для другой работы. Можем только с уверенностью заявить, что следующая модель приемника будет иметь полосу порядка 10 МГц, а третье поколение 5 ГГц. Для решения этих задач не требуется ничего, кроме того, что уже выпускается современной промышленностью.
131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотренная в данной книге многократная проверка механизма связи магнетизма с гравитацией показала следующее.
1. Объяснение явления магнитострикции, как сжатия вещества в собственном гравитационном поле путем численного расчета кривых магнитострикции, по результатам съемок кривых технического намагничивания и сравнения результатов расчетов с известными экспериментаельными результатами по магнитострикции — проходит!
Самое интересное, что здесь гравитация вошла в уравнение как константа магнитострикции, которая оказалась равной гравитационной энергии ферромагнетика в точке насыщения намагниченности.
2. Эффект магнитострикционного искривления оптического луча в неоднородно намагниченном ферромагнетике, предсказанный и обнаруженный автором еще в 1975 г., можно считать доказанным.
3. Эффект смещения частоты оптического излучения в неоднородно намагниченном ферромагнетике считать окончательно объясненным (предсказан автором в 1976 г., исследован в 1980 г.).
4. Искривление светового луча в неоднородно намагниченном ферромагнетике обязательно должно сопровождаться смещением его частоты, но уже на этот раз по квадратичному закону. Данный эффект представляет большой теоретический интерес, так как позволяет экспериментально установить симметричны ли уравнения Максвелла по отношению к гравитации?
5. Возможно создание гравимагнитной ловушки для нейтрино, а следовательно, и нейтринного детектора нового типа с эффективностью на десять порядков выше, чем у существующих в настоящее время.
6. Возможно создание короткоимпульсных и высокоскоростных генераторов гравитационных импульсов большой мощности.
132
7. Проблема гравитационного детектора (приемника) имеет новое решение, принципиально отличающееся от методов, применяемых в современной мировой науке.
8. /Модель электрона, предложенная автором, подтверждена экспериментально, поскольку подтвердились все предсказания теории, являющейся следствием модели электрона.
9. По предварительным данным, скорость распространения импульсов гравитационного излучения для «дипольного» излучателя лежит в пределах (3-108—3-109)-с, для квадрупольного излучения равна точно 3-1010 с. Величина 3-1010 с, по-видимому, является второй фундаментальной константой распространения материи в Природе.
10. Задача излучения гравитационной мощности является проблемой нелинейной механики. Вероятно первым это осознал великий Д’Аламбер, поставивший вопрос о «движении материальной точки в 4-х мерном пространстве», задачу так никем до сих пор и не доведенную до окончательных аналитических результатов.
Авторы надеются, что изложенный материал заинтересует широкие круги «искателей приключений в джунглях современной Науки».
В добрый путь!
Дорогу осилит идущий!
Л ИТЕРАТУРА
1. Иваненко Д. Д., Пронин П. И., Сарданашвили Г. А. Калибровочная теория гравитации. М.: Изд. МГУ, 1985. С. 113.
2. Сверхкороткие оптические импульсы / Сб. переводов под ред. Шапиро. М.: Мир, 1981. С. 68, 83.
3. Макс Борн. Атомная физика. М.: Мир, 1970. С. 444.
4. Тамм И. Е. Основы теории электричества. М.: ГИТТЛ, 1957. С. 97.
5. Дубровский В. А. Упругая модель физического вакуума. ДАН СССР. Т. 282, № 1. С. 83—88.
6. ФЭС. Советская Энциклопедия. М., 1962. Т. 2. С. 74.
7. David R. Mikkelsen and Michael J. Newmann. Constraints on the gravitatio nal constant at large distances. // Phys. Rev. D. 1977. Vol. 16, No 4. P. 919—926.
8. Hsou-Tao Yu and Vei-Tou Ni. Experimental determination of the gravitational forces at separation around 10 meters. // Phys. Rev. D. 1979. Vol. 20, No 8. P. 1813—1815.
9. Шарлье К. Небесная механика. М.: Наука, 1966.
10. Лаплас П. С. Изложение системы мира. Л.: Наука, кн. 4.—198. С. 197 (см. также П. С. Лаплас. Изложение системы мира. 1961. СПБ, т. 1. С. 418; т. 2.—С. 412).
11. Ацюковский В. А. Введение в эфиродинамиру. Деп. ВИНИТИ № 2/60-80. Удк 530.3. М., 1980. С. 219.
12. Гильзин К. А. Электрические межпланетные корабли. М.: Наука, 1970.
13. Robert L. Forward. General Relativity for the Experimentalist. Proc. IRE. 1961. Vol. 49. P. 892—912.
14. Edward Teller. Electromagnetism and Gravitation. Ц Proc. Nat. Acad. Sci. USA. Vol. 74, No 4. P. 2664—2666.
15. Киренский Л. В. Магнетизм. M., Наука, 1967. С. 94—107.
16. Вонсовский С. В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. С. 404.
17. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс физики. Т. 3. М., 1952. С. 251.
18. Поляков С. М., Мартынов В. Ф. Способ отклонения и фокусирования опти ческого излучения.— А. з. № 2187534/25 от 10.11.1975.
19. Катыс Г. П., Кравцов Н. В., Чирков Л. Е., Коновалов С. М. Модуляция и отклонение оптического излучения. М.: Наука, 1967. С. 141.
20. Поляков С. М. Способ управления частотой оптического излучения.— А. з. № 2324523/25 от 13.02.1976.
21. Поляков С. М., Олихов И. М., Дорофеев В. А., Ладанов Г. И., Канев ский Е. И. Смещение частоты оптического излучения в неоднородно намагниченном ферромагнетике // Изв. АН МССР. Сер. физико-технических и математических наук. 1983. № 2. С. 57—59.
22. Физика микромира. М.: Советская Энциклопедия, 1980. С. 274—281.
134
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................................. . 3
Часть 1. Поиск путей решения проблемы мощных лабораторных источников гравитационного излучения .............. 5
Глава 1. Новые представления о давно забытых вещах ...... 7
§ 1. Проницаем ли «световой барьер»? .............. 7
§ 2. Энергетические соотношения и механизм прохождения «С-барьера»................................. 10
§ 3. Какова «электрическая длина» фотона или сколько длин волн в кванте электромагнитного излучения? 15
Глава 2. Микроструктурная модель фотона и электрона .... 20
§ 1. Что мы знаем о фотоне-кванте электромагнитной энергии?.......................................... 20
§ 2. Параметры униквантов ........................ 22
§ 3. Модель фотона ............................... 30
§ 4. Феноменологическая микроструктурная модель электрона ............................................ 33
§ 5. Вывод приближенных уравнений, представляющих практический интерес ............................. 42
Часть 2. Экспериментальная проверка механических гравитационных уравнений .................................... 51
Глава 1. Экспериментальная проверка механических гравитационных уравнений ................................. 53
§ 1. Проблема скорости распространения гравитационного излучения ................................... 53
§ 2. Методика излученир скорости распространения неизвестного излучения по импульсу отдачи .......... 55
§ 3. Описание экспериментальной установки ........ 59
§ 4. Гироскопический мультиполь «букет» .......... 63
§ 5. Исследование эффектов ударного вращения массивного гироскопа ................................. 74
§ 6. Эффект ударного торможения массивного вращающегося гироскопа ................................. 75
* 7. Квадрупольный генератор направленного гравитационного излучения («Елка») ...................... 77
§ 8. Экспериментальные результаты для квадрупольного генератора....................................... 83
§ 9. Математическая модель квадрупольного генератора 85
§10. Вопросы практического применения полученных результатов ....................................... 103
Глава 2. Экспериментальное доказательство закономерности связи магнетизма с гравитацией — следствия микроструктурной модели электрона ............................. 106
§ 1. Гравитационная трактовка магнитострикции ... 108
§ 2. Магнитострикционное искривление оптического луча 111
135
§ 3. Гравиоптические эффекты общей теории относитель-
ности .................................... 119
§ 4. Гравитационное смещение частоты оптического из-лученир в неоднородно намагниченном ферромагнетике ...................................... 123.
§ 5. Квадратичный гравиоптический эффект ..... 123
§ 6. Некоторые фантастические возможности, открывающиеся перед современной наукой ................ 125
§ 7. Генератор коротких гравитационных импульсов.. 128
§ 8. Проблема гравитационного приемника ...... 130
Заключение ..........................„.............. 132
Литература ......................................... 134
Спартак Михайлович Поляков Олег Спартакович Поляков
ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНУЮ ГРАВИТОНИКУ
Зав. редакцией В. И. Грушецкий Редактор Е. Е. Коленко Художественный редактор М. Я. Турбовской Технические редакторы Т. Е. Молозева, Н. Д. Лаукус Корректоры О. А. Разуменко, М. М. Мартынова Мл. редактор А. А. Петрова
Сдано в набор 25.01.91. Подписано в печать 22.07.91.
Бумага типогр. Гарнитура литературная. Печать высокая.
Уч. кр.-отт. 8,88. Уч.-изд. л. 7,88. Тираж 5000 экз.
Издательство «Прометей» МПГУ им. В. И. Ленина.
119048, Москва, ул. Усачева, 64. Отпечатано МП Информполиграф.
111123, Москва, ул. Плеханова, За.
Формат 60X84*/id Усл. печ. л. 7,91. Цена 6 р.
It
t *
*
«