СЕМИМЕРНАЯ ПАРАДИГМА: НОВЫЙ ПОДХОД К РЕАЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ ГРАВИТАЦИИ И ЕЁ СВЯЗИ СО ВРЕМЕНЕМ

Трёхмерные поля разработаны для трёхмерных объектов. Поэтому, каждый трёхмерный объект можно связывать с одним из полей. В таком случае получается, что семимерное поле есть совокупность семи подобных в математическом плане трёхмер­ных полей.

177

прошлого, XX-го века в ядерных объектах. То есть, времени не так много прошло. Сколько полей еще будет открыто - это ещё во­прос, проблема не закрыта. Семимерная модель физического пространства предполагает наличие семи, и только семи, трёх­мерных объектов, трёхмерных полей. Одним из них может быть гравитационное поле. Но знания в области гравитационного поля имеют существенные пробелы. Это очень слабое на малых расстояни­ях поле. Поэтому для его изучения нужны либо очень большие массы тел, либо очень большие скорости движения тел, либо то и другое, вместе взятое.

Очевидно, решение любой из этих задач вызывает в физиче­ском плане очень большие сложности для изучения, поэтому гра­витационное поле изучено очень плохо на настоящий момент. При изучении гравитационного поля используются математические аналогии достаточно хорошо изученного электромагнитного поля.

Но в физическом плане целесообразно рассмотреть следую­щий вариант. Будем проводить аналогию с электромагнитным по­лем, как наиболее изученным из всех известных полей. В статике, когда речь идёт о неподвижных зарядах электрических, либо гра­витационных, математические соотношения чётко выполнены. Это закон Кулона в электромагнетизме и закон Ньютона в теории тяго­тения, совершенно одинаковые по форме в математическом отно­шении силы, действующие в электромагнетизме и в гравитации.

А вот с движением тел ситуация обстоит несколько иначе. Если электрические заряды можно разогнать до бешеных скоро­стей, то гравитационным зарядам не удаётся обеспечить большие скорости.

ной лаборатории (вблизи г. Чикаго) и в Мэрилендском университете (получилась пространственно разнесённая система). Они состояли из массивных алюминиевых цилиндров, которые должны были колебаться, когда гравитационные волны дос­тигнут Земли. Используемые Вебером детекторы гравитационного излучения реагируют как на высокие (1660 Гц), так и на очень низкие (1 колебание в час) час­тоты. Для детектирования последней частоты используется чувствительный гра- виметр, а детектором является сама Земля. Собственная частота квадрупольных колебаний Земли равна одному колебанию за 54 мин. Все эти устройства должны были срабатывать одновременно в момент, когда гравитационные волны достиг­нут Земли. В действительности они срабатывали одновременно. Но, к сожалению, ловушки включались слишком часто - примерно раз в месяц, что выглядело весь­ма странно. Некоторые учёные считают, что хотя опыты Вебера и полученные им результаты интересны, но они недостаточно надёжны. По этой причине многие относятся весьма скептически к идее детектирования гравитационных волн (экс­перименты по детектированию гравитационных волн, аналогичные опытам Вебе­ра, позднее были проверены в ряде других лабораторий мира и не подтвердили результатов Вебера. В настоящее время считается, что опыты Вебера ошибоч- ны)».//Асторолаб.ру

Работы Дж.Вебера по приёму гравитационных волн в конце XX-го века были продолжены знаменитым разработчиком машины времени К.С.Торном в рамках гравитационно-волновой астрономии [10, 11]. (Следует отметить, что работы в облас­ти гравитационно-волновой астрономии ведутся по всему миру: это - научный мейн­стрим.

У научных истоков работы по приёму гравитационных волн стояли отечест­венные физики: В.Б.Брагинский, М.Е.Герценштейн и В.И.Пустовойт (1960).

В МГУ профессор В.Б. Брагинский с коллегами проводит опыты по регистрации гравитационных волн. В его лаборатории проводятся опыты по регистрации гравита­ционных волн космического происхождения методом лазерной регистрации механи­ческих колебаний маятниковых масс (технологически, это, пожалуй, равнозначно исследованию радиоволн с помощью электростатических маятниковых зарядов = „каменный век").

Гравитационные волны дважды поперечные - поляризация перпендику­лярна направлению распространения. Поэтому для их приёма тоже надо исполь­зовать систему, имеющую две поперечные поляризации - две бегущие радиовол­ны разной поляризации, с тем же направлением распространения. Эти радиовол­ны создаются искусственно - нужен передатчик и передающая антенна. Нужен и приёмник на другом конце трассы. При взаимодействии волн возникает модуля­ция радиоволн по фазе, частота модуляции равна частоте гравитационной волны. Фазовые сдвиги различны для волн различной поляризации - и это облегчает измерения. Фазовую модуляцию затем надо измерить чисто радиотехническими методами - это даёт возможность измерить спектр и форму гравитационной вол­ны. Такая система приёма была рассмотрена М.Е.Герценштейном [2, с.59].

- скорость радиоволн и гравитационных волн в вакууме одинакова и равна скорости света, эффект накапливается на длине трассы. В дальнем космосе можно реализовать длинные трассы и тем самым выиграть по чувствительности по энер­гии примерно в более чем в миллион раз;

- система допускает смещение радиопередатчика и приёмника вдоль трассы и

допускает нестабильность частоты передатчика;

- система позволяет получить узкую диаграмму направленности приёма гравитационных волн.

В СССР давно обсуждался вопрос о постановке подобного эксперимента, но... эксперимент так и не удалось поставить - даже в те времена для всемогущей Советской Науки это было невозможно.

Настолько сложные вопросы приходится решать с движени­ем гравитирующих зарядов. Если же проводить аналогию в ма­тематическом плане, то ответ должен быть такой. Закон типа Био-Савара в электромагнетизме должен существовать в теории движущихся гравитирующих масс - и это видоизменит целый ряд законов тяготения и дополнит теорию тяготения совершенно новым разделом: разделом динамики гравитирующих масс. Надо отметить следующее, что в литературе уже освящён вопрос по­строения гравитационногироскопного поля - как одного из полей в составе семи трёхмерных полей семимерного физического поля [6]. Получается так, что, если в статике всё более - менее прием­лемо, то в динамике, то есть с движением масс, не совсем всё об­стоит гладко[45].

гравитирующими массами? Имеется Ли элементарная гравитирующая масса? Спи­сок вопросов, оставшихся без надлежащего ответа, можно продолжить.

Понятен в связи с этим неослабевающий интерес к построению более полных теорий гравитационных сил, нежели теория Ньютона и к экспериментам в этой области знаний. При этом выявляется, прежде всего, зависимость гравитационных явлений от тепловых взаимодействий и гироскопических эффектов.

Анализ явлений в области макро- и микромира, требующих рассмотрения в связи с гравитационными явлениями, приводит к выводу о том, что к таковым явле­ниям должны быть отнесены, в первую очередь, тепловые явления. Действительно, все наблюдаемые тела, планеты и звезды нагреты. Поэтому гравитационные явления не следовало бы рассматривать вне связи с тепловыми. Кроме того, все наблюдаемые тела, планеты и звезды находятся в непрерывном и, прежде всего, вращательном движении. Поэтому гравитационные явления не следовало’ бы рассматривать также вне связи с гироскопическими явлениями.

Мы попытаемся построить теорию гравитационного поля, определяемого та­кими явлениями. Мы будем исходить из того положения, что в рамках семимерного пространства семимерное поле определяется как совокупность семи однотипных по конфигурации трехмерных полей, одним из которых является электромагнитное поле. Таким образом, теория гравитационно-гироскопического поля также может строиться в рамках четырехмерного псевдоевклидового пространства-времени Мин - ковского, а само поле должно определяться гравитационными зарядами - массой тел и 4-потенциалом.

Данные опытов по измерению температуры поверхности планет солнечной системы приводят нас к установлению важного факта. Оказывается, что эффектив­ная температура Ti поверхности i-ой планеты определяется расстоянием ri от плане­ты до центра солнечной системы так, что

ГГ1 2

T i ri = const

для всех планет солнечной системы.

Трудно при этом не вспомнить аналогичное соотношение ньютоновской тео­рии тяготения

U^r = const,

где в роли Ui выступает орбитальная скорость планет солнечной системы.

Квадрат эффективной температуры поверхности планет солнечной системы оказы­вается пропорциональным квадрату орбитальной скорости планеты и связан с ней соотношением

b 2T12 = U2, где константа связи b » 1,06 *10 mc K .

Это соотношение указывает на неразрывную связь понятий эффективной тем­пературы и орбитальной скорости планеты как составляющих одного и того же четырехмерного вектора - 4-потенциала гравитационногироскопного поля

U = (bT,U) в псевдоевклидовом пространстве-времени Минковского.

181

В рамках представлений о гравитационногироскопном поле желательно иметь величину элементарного гравитационного заряда - наименьшей величины массы тела. Мы теперь располагаем возможностью ее вычисления как величины

А/ к

Mv = —, cb

где Mv - элементарная масса, к - постоянная Больцмана, с - скорость света, Ь - вве­денная нами константа связи. Вычисления дают

M = 4,344 • 10-34 кг = Me—-

v 2,097 • 103

где Ме - масса электрона.

Она близка экспериментальным данным по определению массы нейтрино. В та­ком случае элементарной гравитационной массой является масса нейтрино, а масса нейтрино с константой связи Ь приобретает статус фундаментальных констант» [6, с.163-165].

Надо отметить, что существует следующая проблема - все гравитирующие тела нагреты: это предметы на Земле, сама Зем­ля, планеты Солнца, Солнце, звёзды, - все объекты нагреты. Тем не менее, в теории тяготения нагрев тел совершенно не фигури­рует, совершенно не используется. Более того, когда ставят экспе­рименты с гравитирующими массами, то стараются стабилизи­ровать температуру, чтобы исключить влияние температуры на малые значения измеряемых величин. И это тоже не совсем пра­вильно. Надо, наоборот, изучить влияние температуры тел, т.е. нагрева тел на гравитирующие массы, на силу между гравити­рующими массами. Так вот, уже известен факт, можно сказать, феномен, что квадрат эффективной температуры поверхности любой планеты на расстоянии до Солнца, до центра солнечной системы практически является константой в пределах погрешно­сти измерений. Причём, эта константа для всех планет солнечной системы. Известен также со времен Ньютона, и даже Кеплера, закон, что квадрат орбитальной скорости планеты, любой плане­ты, на расстоянии до Солнца, также есть константа. Таким обра­зом, получается, что эти две величины могут быть приравнены с исключением расстояния, то есть получается, что некоторая кон­станта на квадрат эффективной температуры поверхности плане­ты - есть квадрат орбитальной скорости планеты. Причём кон­станта получена из наблюдений и экспериментов и равна сто шесть метров в секунду на кельвин.

То есть, при изменении температуры на один кельвин орби­тальная скорость должна поменяться на сто шесть метров в се­кунду. Величина существенная. Можно сказать, что это соотно­шение указывает на неразрывную связь понятий эффективной температуры и орбитальной скорости планет как составляющих одного и того же четырёхмерного радиуса вектора, то есть его аналога со скалярной величиной - температурой, и векторной величиной - орбитальной скоростью, то есть, четыре компонен­ты, 4- потенциала гравитационногироскопного поля есть

U1 = (bT,U), где b » 1,06 • 102mc 1K_1 - названная константа (см. [6, с.163-165]) в псевдоевклидовом пространстве-времени Минковского. Это очень важное соотношение, говорящее о том, что все взаимосвязи теории тяготения должны быть связаны с по­нятием температуры и четырёхмерного радиуса- вектора - ско­рость, орбитальная скорость, которые практически не учтены.

Что это даёт в математическом отношении и физическом плане? Во-первых, теперь можно ставить вопрос об элементарной массе. То есть, мы знаем, что масса дробится, но дробится ли она до предела, до нуля - совершенно не понятно. Можно это осуще­ствить или нет? Известные массы очень малы, и в частности масса элементарных частиц, например, электрона, но наличие констан­ты B позволяет найти массу и фундаментальных констант. Кон­станту Больцмана разделить на скорость света и на константу B. Эта масса оказывается равной где-то в две тысячи сто раз меньше массы электрона. И по некоторым экспериментальным данным совпадает с массой нейтрино. То есть, масса нейтрино может ока­заться в две тысячи сто раз меньше массы электрона, и масса ней­трино будет являться фундаментальной элементарной гравити­рующей массой. Это, во-первых.

Во-вторых, видоизменяются некоторые законы в статике и динамике гравитирующих тел. В частности, сила, действующая на массу в гравитационном поле, будет определяться не силой Нью­тона - она дополнена динамической составляющей, и по форме совпадает с формой закона Лоренца. Сила Лоренца в данном слу­чае состоит из двух частей - части, связанной с силой, действую­щей на неподвижную массу, и это видоизмененный закон Нью­тона. Он дополнен величиной, пропорциональной градиенту температуры поля, и динамической, составляющей - это величи­на пропорциональна векторному произведению скорость на ус­корение. Если говорить более точно, то на ротор орбитальной скорости. Вот что важно отметить.

Уже это говорит о том, что понятие гравитационного поля ещё очень слабо проанализировано, вообще поле рассмотрено только в статике, а динамика полей не затронута. Если же допол­нить динамическую составляющую, пойти по этому пути, то мы построим, в конце концов, теорию гравитационных волн. При этом окажется, что гравитационные волны связаны с изменением массы либо скорости движения масс, и на всю теорию тяготения можно будет наложить серьёзный отпечаток теории электромаг­нитных волн, то есть теории Максвелла[46].

по энергозатратам) в сравнении с электромагнитной. Т.о., существует реальная потенциальная возможность если и не установить (пока) информационный кон­такт с иными цивилизациями, то хотя бы определить их наличие. (Впрочем, по­добные исследования и разработки, в том числе информационного кодирования гравитационного излучения, - также достаточно самостоятельное и масштабное направление в астрофизике и смежных науках. А впоследствии и установление собственно связи с ВЦ станет возможно).

Понятие времени связано с гравитацией. Их связи совершен­но не простые. Единственно можно сказать, что, следуя опять- таки аналогии четырёхмерного радиуса- вектора в теории элек­тромагнетизма и четырёхмерной величины температуры и орби­тальной скорости, можно провести некоторую аналогию по связи гравитационных взаимодействий со временем. В частности, кон­станта, вернее лучше сказать - скалярный потенциал четырёх­мерного радиуса -вектора определяется константой скорости све­та на время. В гравитации аналогом выступает константа

b » 1,06 * 102 mc 1K_1, поэтому время и температура оказываются величинами аналогичными, в некотором смысле, то есть, скалярный потенциал гравитационного поля температур определяет ход тече­ния времени. По нашим представлениям (в рамках семимерной парадигмы [6, 7]), это примерно так и выглядит, то есть, наличие температуры теплового поля - скалярного потенциала теплового поля - определяет ход течения времени (это близко к причинной механике Н.А. Козырева). Если бы температуры не было, то не было б течения процесса, то есть хода времени, процесса измене­ния временных параметров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Брагинский В.Б. Гравитационно-волновая астрономия: новые методы измерения//Успехи физических наук. 2000.т. 170. вып 7. - (с.3-59).

2. Герценштейн М.Е. //Электромагнитные волны и электронные системы. 2003. т. 8. № 1. - (с. 59).

3. Г индлис Л.М. Внеземные цивилизации: век двадцатый//Общественные науки и современность.2001.№1.- (с. 138-147).

4. Грищук Л.П. Гравитационно-волновая астрономия//Успехи физиче­ских наук. 1988. т.156.вып.10. - (с.297-322).

5. Грищук Л.П., Мигунов В.М., Постнов К.А., Прохоров М.Е., Сатьяпра- каш Б.С. Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого за­регистрированного источника//Успехи физических наук. 2001. т. 171. вып 1. - (с.3-59).

6. Коротков А.В. Элементы семимерного векторного исчисления. Алгеб­ра. Геометрия. Теория поля.- Новочеркасск: Набла, 1996.- 244с.

7. Коротков А.В., Чураков В.С. Теоретико-философские аспекты трех­мерного и семимерного пространств (собственно евклидова и псевдо- евклидова).- Новочеркасск: УлЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007.­194с.

8. Брагинский В.Б., Грищук Л.П. Гравитационно-волновая астрономия [доклад] - (с.177-178)/Научная сессия Отделения общей физики и ас­трономии и отделения ядерной физики Академии наук СССР. 25-26 июня 1986//Успехи физических наук. 1987.т.151.вып.1.- (с. 173-179).

9. Панов А.Д. Универсальная эволюция и проблема поиска внеземного разума (SETI). - М.: УРСС, 2008. - 208 с.

10. Торн К. Черные дыры и гравитационные волны//Вестник РАН. 2001.т.71.№7. - (с.587-590).

11. Торн К.С., Пресс У. Гравитационно-волновая астрономия//Успехи физических наук. 1973.т. 110.вып.8.- (с.570-606).

12. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум/ Под ред. Н.С.Кардашева и

В.И. Мороза.- 6-изд., доп.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. (пробл. науки и техн. прогресса).- 320с

УДК 331.1

© В.И.Полещук, 2008