Новое предположение о природе гравитации или почему работает двигатель EmDrive

Новое предположение о природе гравитации или почему работает двигатель EmDrive

Научно – популярная статья. «Гипотезы облегчают и делают правильной научную работу — отыскивание истины, как плуг земледельца облегчает выращивание полезных растений,» — Дмитрий Иванович Менделеев.

• Введение
• Основная часть
• Выводы

Введение

Человечество шагает семимильными шагами во многих областях своей деятельности: электроника, робототехника, освоение космоса и т.д. Но несмотря на этот высочайший уровень технического прогресса уже 300 лет нет ответа на вопрос — что такое гравитация и какова ее природа. Гениальные представители человечества Исаак Ньютон и Альберт Эйнштейн дали математическое и геометрическое описание гравитации и это конечно великолепно! Однако до настоящего времени гравитация — это божья загадка, разгадав которую мы осмыслим самую великую тайну природы.

Существует множество гипотез и теорий о природе гравитации. Все эти теории можно разделить на две группы: теории неэлектромагнитной природы гравитации и электромагнитной.

Примеры теорий неэлектромагнитной природы гравитации:

• не признается существование гравитации. Тела толкает к земле поток ускоренно движущихся космических частиц,
• сила притяжения объясняется вихревыми вращениями элементарных частиц, например, нуклонов.

Примеры теорий электромагнитной природы гравитации:

• тяготение представляется как не скомпенсированное давление на тело космического электромагнитного излучения, которое действует на тело со всех сторон и экранируется с одной стороны вторым телом,
• гравитация объясняется предполагаемой небольшой разницей зарядов протона и электрона, из которых состоят материальные тела.

Очень интересную гипотезу о природе гравитации предлагает Геннадий Ершов в книге «Как рождается гравитация». Он предполагает, что электромагнитные волны, исходящие от звёзд рождают гравитацию, являясь источником энергии для огромных сил тяготения.

Хочу отметить, что эта гипотеза наиболее близка к моему воззрению на природу гравитации.

Основная часть

Мое предположение о природе гравитации базируется на моей гипотезе под общим названием «Принцип оптимального движения» и является ее практическим выводом.
«Принцип оптимального движения» — это гипотеза (теория) о дискретности механического движения и относится, на мой взгляд, одновременно к классической и квантовой механике. Ее одноименная научно-популярная версия опубликована на этом же сайте promdevelop.ru.

Необходимо отметить, что движение физических тел – это движение с ускорением по величине и по направлению, так как состояние покоя можно приравнять к прямолинейному и равномерному движению, которого в реальности не существует.

Рис.1. А – гравитационное или THz излучение, m – масса шара, Т1 – период кванта движения шара, Т2 – период пульсаций гравитационного поля Земли.

Итак, исходя из моей гипотезы физические тела движутся дискретно. В нашем случае шар массой m движется (падает) в гравитационном поле Земли с периодом кванта движения T1 (см.Рис.1). Но, согласно моей теории, сила Земного гравитационного поля пульсирует с таким же периодом, то есть T1 = T2, откуда: частота дискретности движения (падения) шара равна частоте пульсаций гравитационного поля земли и по теории составляет

То есть предположительно гравитация — это терагерцовое (THz) излучение, (терагерцовый или субмиллиметровый диапазон электромагнитных волн 100GHz -30ТHz).

Прошу заметить, что терагерцовое излучение обладает проникающей способностью по аналогии с гравитационным.

На рисунке пульсации гравитационного поля Земли изображены предположительно пилообразными, однако это потребует исследований. Безусловно исследований требует и сама гипотеза и вышеизложенное предположение о природе гравитации.

Рис.2. А – Земля, В — гравитационное или THz излучение, С — детектор TeraSense terahertz group company, USA, D – компьютер.

На рисунке 2 изображен способ обнаружения предполагаемого THz излучения, исходящего из Земли с помощью детектора, например, детектора TeraSense terahertz group company, USA. Эти детекторы чувствительны в широком диапазоне частот от 0,1 до 3 THz. Требуемая частотная чувствительность этих детекторов настраивается на этапе производства в соответствии с требованиями конкретного клиента.

Выводы

Существуют косвенные доказательства предположения о том, что гравитационное поле Земли — это THz излучение:

Возникновение гравитационного поля вблизи вращающегося с ускорением кольца из сверхпроводника, что подтверждает электромагнитную природу гравитации;

• объяснение «таинственной» причины возникновения тяги двигателя EmDrive инженера Шойера.

Магнетрон двигателя EmDrive излучает электромагнитные волны с частотой 2.5 GHz. Но эта частота всего на несколько порядков отличается от частоты дискретности движения физических тел, согласно моей гипотезы, то есть от частоты дискретности движения (ускорения) всей массы EmDrive, что объясняет возникновение незначительной тяги этого двигателя — 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме.

УДК: 53; 53.03

Тема: Предполагаемая природа гравитации

Автор: Резников Владимир Аркадиевич, Инженер – по образованию, Израиль, e-mail: [email protected], тел: +972542002956.

Аннотация: Данная статья — это практический вывод из гипотезы «Принцип оптимального движения» о дискретности движения физических тел, заключающийся в том, что гравитационное излучение Земли — это терагерцовое электромагнитное излучение

Ключевые слова: гравитационное излучение, терагерцовое, дискретность, частота пульсаций, детектор TeraSense terahertz group company, USA.

Литература:

1. Богословский М.М. Теории гравитации и ее механизмы. 2018.
2. Резников В.А. Принцип оптимального движения. – научно–популярная версия. 2019.
3. Резников В.А. Теоретический анализ достоверности «Гипотезы атомарного (квантового) движения». 2018.
4. Гравитомагнитный момент Лондона. 2020.
5. EmDrive. Википедия.
6. НАСА опубликовало официальную финальную версию своего доклада об испытаниях «невозможного» двигателя EmDrive. 2016.

Асимптотически безопасная гравитация избавилась от сингулярностей

Lando Bosma et al. / Physical Review Letters, 2019

Физики-теоретики из Нидерландов нашли поправки к закону Ньютона в рамках теории асимптотически безопасной гравитации и показали, что скорректированный потенциал остается конечным даже при нулевом расстоянии между гравитирующими телами. Это означает, что в асимптотически безопасной гравитации сингулярности не возникает. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Хотя Общая теория относительности объясняет большинство известных гравитационных явлений, в ней есть несколько недостатков. Основной недостаток — это наличие сингулярностей, то есть точек, в которых кривизна пространства-времени обращается в бесконечность. В частности, такие точки содержатся внутри черной дыры. Очевидно, что около сингулярности классическая теория гравитации уже не работает, поскольку на маленьких масштабах преобладают квантовые эффекты. Поэтому главная задача гипотетической квантовой гравитации — научиться работать с сингулярностями либо полностью от них избавиться.

С точки зрения квантовой теории поля сингулярность возникает из-за специфического поведения гравитонного пропагатора. Пропагатор — это функция, которая определяет вероятность перемещения частицы между двумя заданными точками. Зная эту функцию, можно рассчитать силу гравитационного взаимодействия двух массивных частиц — достаточно рассмотреть процесс, в котором они обмениваются виртуальным гравитоном. Если использовать классический пропагатор, который следует из действия Эйнштейна—Гильберта, вычисление приведет к привычному потенциалу Ньютона V

1/r, который на бесконечно малых расстояниях обращается в бесконечность.

Две массивных скалярных частицы обмениваются гравитоном

Lando Bosma et al. / Physical Review Letters, 2019

Физики-теоретики Ландо Босма (Lando Bosma), Бенджамин Кнорр (Benjamin Knorr) и Фрэнк Сауерессиг (Frank Saueressig) попытались похожим образом избавиться от расходимости в законе Ньютона, работая в рамках асимптотически безопасной гравитации. Квантовая теория поля называется асимптотически безопасной, если на больших энергиях (то есть на маленьких расстояниях) ее константы связи перестают изменяться. Например, в квантовой электродинамике константой связи является заряд электрона, в случае квантовой гравитации — постоянная Ньютона. Вообще говоря, это требование довольно нетривиально, поскольку на маленьких значения энергии константы связи обычно «бегут» из-за квантовых эффектов. Подробнее прочитать, откуда берется этот бег и почему он так важен для квантовой гравитации, можно в новости «За асимптотическую безопасность придется заплатить неабелевым взаимодействием».

Чтобы рассчитать, как меняется закон Ньютона в присутствии фиксированных точек, ученые придерживались следующей схемы. Сначала они выписали уравнение Веттериха, с помощью которого можно ухватить непертурбативные вклады в пропагатор гравитона. Предполагая, как будет действовать скорректированный пропагатор, ученые предложили анзац и разложили его около решения для плоского пространства-времени. В этом приближении теория определялась постоянной Ньютона, космологической постоянной и структурной функцией, которая входит в пропагатор гравитона. Затем физики подставили анзац в уравнение Веттериха, вывели уравнения для потока всех трех функций и нашли нетривиальную фиксированную точку, в которой функции выходили на постоянное значение. Наконец, исследователи рассчитали потенциал Ньютона в скорректированной теории, рассматривая обмен двух частиц гравитоном.

Как и ожидалось, на расстояниях много больше планковской длины скорректированный потенциал практически идеально совпадал с классической зависимостью. Однако в отличие от классического потенциала скорректированная функция оставалась конечной даже при нулевом расстоянии между гравитирующими частицами. По словам ученых, это один из самых больших успехов асимптотически безопасной гравитации.

Классическое (синий пунктир) и скорректированное (оранжевая линия) значение потенциала Ньютона

Lando Bosma et al. / Physical Review Letters, 2019

Гравитационные волны и другие чудеса современной физики

Схематичное изображение гравитационных волн

Группа ученых из нескольких стран сообщила, что при помощи нескольких не связанных между собой детекторов им удалось зафиксировать в лабораторных условиях гравитационные волны.

Еще одна составляющая теории относительности, похоже, получила экспериментальное подтверждение.

Теперь дело за малым: использовать новое открытие на благо человечества. Например, для путешествий к звездам или во времени.

Или для создания принципиально нового холодильника или микроволновки.

Как далеко сегодня фундаментальная наука стоит от практических нужд человечества?

За ответом на этот и другие вопросы ведущие «Пятого этажа» Михаил Смотряев и Александр Кан обратились к профессору физики Университетского колледжа Лондона Рубену Саакяну.

Загрузить подкаст передачи «Пятый этаж» можно здесь.

Михаил Смотряев: Про то, каким образом были вскрыты гравитационные волны, вчера написано достаточно много, в том числе и с картинками. Любой человек, даже не являясь специалистом, но пройдя курс средней школы по физике, наверное, в состоянии разобраться, как это было зафиксировано. Можно только поражаться точности приборов, поскольку порядки величин, которые измеряются современными интерферометрами, человеческому глазу совершенно невидимы и даже рассудком понимаемы мало. Меня, как когда-то в очень далеком прошлом человека, обучавшегося физике, интересует для начала другое.

Гравитационные волны – сразу на ум приходят гравитоны, существование которых еще не доказано. Возникают мысли о том, что вот еще один шаг на пути к завершению построения грандмоделей, всеобщее объединение всех четырех известных нам фундаментальных взаимодействий, примирение теории относительности с квантовой механикой – короче, «победа разума над сарсапариллой», как говорил О.Генри. Не слишком ли я оптимистичен?

Рубен Саакян: Немножко оптимистичен, но, безусловно, это эпохальное событие. Оно в основном эпохальное для очередного подтверждения общей теории относительности. Мы пока не очень сильно продвинулись в плане объединения теории относительности с квантовой механикой, но вполне возможно, она нам поможет тоже. Важность этого открытия трудно переоценить как с точки зрения науки, так и с философской общечеловеческой точки зрения.

У нас есть два столпа, два краеугольных камня нашего понимания Вселенной. Один из этих камней — общая теория относительности, второй – квантовая теория. Гравитационные волны являлись центральной частью в общей теории относительности. Поэтому, безусловно, это очень важная вещь.

М.С.: Общая теория относительности по количеству тех ее элементов, которые уже проверены экспериментально, может считаться достаточно состоявшейся, не нуждающейся в дополнительных доказательствах в том, что касается ее основополагающих принципов. Хотя, с другой стороны, имеет смысл подчеркнуть, что общая теория относительности в том виде, в котором ее оставил нам Эйнштейн, в котором она была впервые сформулирована, и в том виде, в котором она пребывает сейчас, — это, наверное, не один и тот же зверь, да?

Р.С.: Не один и тот же зверь. Это получило очень большое развитие в связи с современными компьютерами, когда мы научились считать числовыми методами многие уравнения, которые невозможно было решить аналитически. Что еще я хотел сказать по поводу важности этого открытия? Вы правы, были и другие безусловные доказательства справедливости общей теории относительности, тем не менее, гравитационные волны – это был, можно сказать, последний элемент, который был необходим. Но это идет гораздо дальше, с моей точки зрения.

Один из очень принципиальных моментов этого открытия – это то, что мы впервые получили способ изучать, наверное, самые интересные объекты в нашей Вселенной – черные дыры. У нас по большому счету не было серьезного инструментария, чтобы смотреть на эти самые интересные объекты, которые нам могут много чего еще рассказать, в том числе о возможности путешествия во времени, в параллельной Вселенной и прочее. Это совершенно сумасшедшие объекты – черные дыры, но изучать их очень трудно. Гравитационные волны дают нам такую возможность.

М.С.: Гравитационные волны при условии непрерывного роста точности, чувствительности детекторов дают нам возможность просто в силу своей физической природы заглянуть гораздо раньше ближе к истокам, к Большому взрыву, если мы принимаем Большой взрыв как некую данность, чем те методы, которыми мы сейчас пользуемся, — реликтовое излучение, световое излучение, гамма-астрономия. Но мерить все это, исходя из того, какого размера нужны детекторы, приборы, какое между ними должно быть расстояние – задача явно не для одной страны, а, как минимум, для всего человечества.

Р.С.: Безусловно, это задача для всего человечества. Изучение гравитационных волн может нам помочь приблизиться к самой ранней Вселенной, хотя реликтовое излучение – это тоже очень ранняя Вселенная, в том числе самые дальние закоулки Вселенной. Просто это, наверное, самые драматичные события. Данные гравитационные волны были зарегистрированы в результате столкновения двух черных дыр. Они возникают в результате коллапса сверхтяжелых звезд. Там очень интересная физика: останавливается время, пропадает свет, и черт знает, что там еще происходит.

Мы надеемся, что со временем гравитационные волны станут нашим стандартным инструментарием, и мы сумеем заглянуть внутрь этой воронки. Другого способа, скорее всего, нет. То, что мы сейчас сумели зарегистрировать, дает нам надежду, что у нас будет способ заглянуть в эту воронку.

М.С.: А как же знаменитое высказывание о том, что у черных дыр нет волос, и в принципе для описания черной дыры, статической, не вращающейся, достаточно трех параметров – масса, импульс, вращение и еще что-то, и гравитационные волны не имеют к ним никакого отношения. Что касается изучения черных дыр, еще есть излучение Хокинга, — вещь, не знаю, насколько сугубо теоретическая, но точно нынешними средствами не измеряемая.

Р.С.: Всегда можно создать простую плоскую модель черной дыры, но интересно, что это такое и может ли эта невероятная энергия ввести нас в совершенно новую физику. Есть очень популярная теория, что наша Вселенная – это одна из многих, многих, многих Вселенных. В этих моделях черные дыры могут быть тем самым тоннелем, который позволяет путешествовать через это.

Это кажется научной фантастикой, но на самом деле это вполне возможно, мы сумеем на эти вещи начинать не то, что отвечать, по крайней мере, заглядывать туда. В этом плане объявление регистрации гравитационных волн для меня лично более даже важно — не очередное подтверждение теории относительности, что, конечно, очень важно, а тот инструментарий, который нам дает для изучения этих объектов.

Александр Кан: Мы говорим о том, что впервые удалось зарегистрировать гравитационные волны. Произошла регистрация явления, которое случилось как давно? У нас есть какая-то точка отсчета для этого?

Р.С.: Больше миллиарда лет назад – 1,2 – 1,4 миллиарда лет назад.

А.К.: Если сейчас удалось впервые зарегистрировать, означает ли это, что теперь ученые смогут регистрировать гравитационные волны в рутинном порядке и получать их многочисленные проявления, изучать, сравнивать, или это одноразовый чрезвычайно сложный и трудно повторимый эксперимент?

Р.С.: Нельзя, к сожалению, ответить с точной определенностью, но я очень сильно надеюсь, и эти надежды основаны на чем-то, что мы действительно входим в эру, когда мы сумеем регистрировать гравитационные волны от самых разных объектов. В научном сообществе ходят слухи, что ребята из LIGO – гравитационной обсерватории — сидят и на других событиях тоже.

Если вы слушали вчера пресс-конференцию, интересным моментом было то, что они зарегистрировали это событие в сентябре, до того как они начали свой запуск снятия данных для науки. Когда ты запускаешь новый прибор, у тебя сначала идет инженерный запуск, и ты месяц работаешь в таком режиме, а потом уже начинается научный запуск. Это событие произошло и было зарегистрировано до того, как начался научный запуск.

Вполне возможно, они сидят и на других событиях, которые не такие сильные, поэтому нужно больше времени для анализа, для уверенности в себе. У меня есть большая надежда, что мы входим в эпоху рутинных регистраций самых разных гравитационных волн от самых разных явлений.

М.С.: Из четырех известных нам сегодня видов взаимодействия, гравитационные – с одной стороны, наиболее слабые, с другой стороны, они дальнодействующие, если можно так выразиться. Эйнштейновская теория постулирует их распространение со скоростью электромагнитных волн, фактически со скоростью света. Если, скажем, на несколько порядков поднять чувствительность приемников, которыми мы сейчас располагаем, недостатка в подобного рода явлениях, наверное, не будет.

Исходя из того, что Вселенная очень большая, где-нибудь в каком-нибудь ее уголке обязательно в какой-то момент — сейчас или миллиард лет назад — массивные объекты, необходимые для того, чтобы запустить гравитационные волны, друг с другом сталкивались – будь то черные дыры, или нейтронные звезды, или другие сверхмассивные тела. В том, что касается пока совершенно непонятных нам темных материй и темных энергий, в какой степени эти две составляющие фундаментальной науки — гравитационные волны и стоящая за ними математика могут быть использованы для понимания темной материи и темной энергии в первую очередь?

Р.С.: Самой прямой связи здесь нет, но опосредованно есть очень сильная. Гравитационные волны – это еще одно свидетельство, как мы уже говорили, о том, что наше понимание гравитации, искривления пространства, времени правильное. Общая теория относительности и это самое искривление было использовано для того, чтобы лучше понять, правда, косвенным способом все еще, распределение темной материи во Вселенной.

Когда свет из далекой звезды доходит до нас, до Земли, проходя мимо очень массивного объекта, такого как, например, черная дыра, он искривляется. Искривление можно посчитать с помощью уравнений общей теории относительности. Мы получили сейчас еще одно подтверждение, что эти уравнения действительно можно использовать. Связь, безусловно, есть.

Для того чтобы разбить этот орешек, решить эту проблему – темной материи и, тем более, темной энергии, нам много придется покопаться. Хотя все зависит от того, насколько к нам добра природа. Может быть, темную материю мы тоже уже увидим в этом или в следующем году. Эксперименты работают, довольно чувствительные, мы не знаем, когда это случится.

М.С.: А дальше дело за малым – за темной энергией, которая, как предполагается по некоторым оценкам, едва ли не три четверти массы Вселенной, но из чего это сделано и как это пощупать руками, пока совершенно непонятно. Вам, Алик, на заметку: если вы в каком-нибудь поисковике наберете «Крест Эйнштейна» и посмотрите картинку, увидите очень занимательную картинку – четыре достаточно ярких объекта, расположенных в форме креста. При определенном желании можно их так интерпретировать.

На самом деле это один объект, искривляемый той самой гравитационной линзой Эйнштейна. В завершение вопрос, ответа на который требовали сегодня мои коллеги по службе, причем требовали с точностью, по возможности, до месяца, а лучше до недели. Сравнительно недавно по историческим меркам в 1925 году господин Эйнштейн определился, в конце концов, с теорией относительности, собрал вместе пространство-время, выяснил, что вблизи тяжелых массивных объектов время замедляется. Не прошло и сто лет, как это свойство пространства-времени, предсказанное Эйнштейном, используется в GPS-приемниках.

Теперь, когда у нас есть гравитационные волны, а наука движется с все большим ускорением, — мы здесь на «Пятом этаже» часто вспоминаем Станислава Лема, который говорил, что от лучины до газовой лампы прошла тысяча лет, а от газовой лампы до лазера – сто, — когда мы увидим практические последствия, когда наши микроволновки и холодильники будут использовать гравитационные волны и иные достижения квантового микромира?

Р.С.: Я не сумею точно ответить на вопрос, когда это будет, но то, что это будет, я нисколько не сомневаюсь. Любое фундаментальное естественно-научное открытие приводило нас к технологическим прорывам. Примеров можно сколько угодно. Вы привели очень хороший пример. Когда Эйнштейн написал свое уравнение специальной теории относительности о замедлении времени и прочем, практического применения не было видно никакого. Не прошло и ста лет, как оно появляется.

Другой пример – это Фарадей, который показывал свои опыты электромагнитной индукции в середине XIX века. Когда его спросили, зачем это нужно, он сказал, это ни зачем не нужно, это фундаментальная наука. Сейчас любой наш двигатель, электромотор работает на этом принципе.

Есть две вещи. Есть сами гравитационные волны. Кто его знает, может быть, научимся сквозь черные дыры в другую Вселенную переходить. Есть технология, которая развивается для того, чтобы их зарегистрировать, допустим, лазеры, которые были использованы. Это, конечно, может использоваться в более ближайшем времени.

М.С.: Мы упоминали черные дыры, довольно много сегодня про них говорили. Интересно, что сама по себе черная дыра теоретически была обнаружена в 1784 году, если мне не изменяет память, причем священником по образованию по фамилии Митчел, который открыл эту штуку на кончике пера, что называется. Черными дырами, правда, мы и сейчас не очень можем пользоваться, но зато можно, например, про них кино какое-нибудь снять, не говоря уже о том, что действительно, может быть, когда-нибудь они нам пригодятся в практическом смысле.

Разговоры о том, что фундаментальной физике осталось жить 20-30 лет, были популярны во времена Бора в начале XX века, что уже вот-вот все будет открыто, расписано по формулам, и после этого физики переквалифицируются в управдомы. Возникает такое ощущение, что сейчас чем дальше развивается наука, тем более очевидно делается, что еще нескольким поколениям физиков безработица не светит, да?

Р.С.: Полностью согласен и очень на это надеюсь.

Если гравитация это не сила, то как она «притягивает» объекты?

Считается, что гравитация ответственна за все происходящее в нашей Вселенной – от падения яблока на голову Исаака Ньютона, до вращения сверхмассивных черных дыр в центрах далеких галактик. Обычно мы представляем гравитацию как силу, которая притягивает вещи к массивным объектам. В некоторых учебниках по физике, особенно начальных классов, можно встретить утверждения о том, что «гравитация Земли притягивает объекты к центру планеты». Но так ли это? Исследователи полагают, что ключом к разгадке тайны гравитации является термин «ускорение», а не «тяга». Дело в том, что гравитация вообще не притягивает объекты; скорее, она искривляет пространство-время, заставляя объекты следовать за создаваемыми ей изгибами, в результате чего они иногда ускоряются. В этой статье разбираемся чем на самом деле является гравитация.

Мы воспринимаем гравитацию, как силу, которая «притягивает» к себе объекты. Но так ли это?

Ньютоновская гравитация

В 1665-1667 годах в Англии бушевала бубонная чума. В этот период молодой ученый по имени Исаак Ньютон вернулся из Кембриджского университета на свою семейную ферму в Вулсторпе. Время, проведенное в изоляции, позволило ему познать физическую природу света: Ньютон провел множество экспериментов и пришел к выводу, что свет можно рассматривать как поток частиц, которые исходят от некого источника и двигаются по прямой до ближайшего препятствия.

Такая модель света называется корпускулярной; она легла в основу классической физики, без которой современных достижений науки просто не существовало бы.

Считается, что примерно в это же время Ньютон стал автором своего наиболее известного открытия – Всемирного закона тяготения. Он совершил концептуальный прорыв признав два различных вида движения – равномерное и ускоряющееся.

В усадьбе Вусторп Ньютон совершил свои величайшие открытия. Вот что самоизоляция с людьми делает!

Важно понимать, что для современников Ньютона гравитация была земной силой; она была ограничена объектами вблизи поверхности Земли. Но в семейном яблоневом саду Ньютон обнаружил, что гравитация – сила универсальная. Она простирается до самых планет, до Луны, звезд и дальше.

Сегодня, благодаря трудам еще одного великого ученого, мы знаем, что энергия буквально говорит пространству-времени, как изгибаться: согласно Общей теории относительности, сила тяжести возникает из-за искривления пространства и времени, а такие объекты, как Солнце и Земля, эту геометрию изменяют.

Гравитация Эйнштейна

Пытаясь разгадать величайшие тайны Вселенной Альберт Эйнштейн, которому на тот момент исполнилось 30 лет, понял, что пространство-время изгибает не сила, но масса. Изгибы, которые оставляют под собой массивные объекты, например Солнце, подсказывают энергии как двигаться.

Представить себе пространство-время можно в виде равномерно натянутой плотной ткани, в центр которой закинули бильярдный шар – точно так же, как изгибается ткань под давлением шара, изгибается и пространство-время под давлением массивных объектов.

Большой шар сильно искривляет пространство-время, заставляя меньший шар изменить свой курс и следовать за падением.

Вместо шара и ткани также можно представить себе автомобиль, который движется по извилистой дороге – когда автомобиль спускается с холма, то ускоряется. Массивные объекты во Вселенной подобны ускоряющемуся автомобилю – они создают экстремальные изгибы в пространстве-времени.

Интересно, что гравитация способна ускорять объекты, когда они входят (или приближаются) в глубокие гравитационные колодцы. Гравитационные колодцы – это концепция, согласно которой чем массивнее тело, тем глубже и больше порождаемый им гравитационный колодец.

Еще больше увлекательных статей о том, какие законы физикой управляют Вселенной и почему, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Гравитация и астероиды

Чтобы лучше понять, как работает гравитация и как она способна ускорять объекты, возьмем, к примеру, Землю и Луну. Земля – довольно массивный объект. По крайней мере, по сравнению с Луной. Это означает, что наша планета довольно сильно искривляет ткань пространства-времени.

Луна вращается вокруг нашей планеты из-за искривления пространства-времени, вызванного массой Земли. Выходит, она просто движется вдоль изгиба или нисходящего склона (в случае с автомобилем), который делает наша планета. В этом отношении на спутник Земли не действует какая-либо сила. Она просто следует определенному пути. Но почему в таком случае все астероиды и метеориты, пролетающие мимо нашей планеты, не попадают на орбиту?

Солнце и Луна искривляют ткань пространства-времени.

Причина, как полагают исследователи, кроется в пути, который проходит объект – он зависит от ряда факторов, таких как скорость, траектория и масса соответствующих объектов. Именно по этой причине каждый день сотни астрономов по всему миру наблюдают множество комет и астероидов, пролетающих мимо Земли и не попадающих на ее орбиту.

А если вам интересно, смогут ли люди когда-нибудь изобрести искусственную гравитацию, обязательно прочтите статью моего коллеги Владимира Кузнецова. В ней он подробно рассказывает о последних достижениях в этой области и о том, перестанет ли в скором будущем искусственная гравитация считаться атрибутом исключительно научной фантастики.