Аннотация. В данной работе приведён расчет и доказано, что принцип эквивалентности не работает, что лёгкие тела падают быстрее, чем тяжёлые тела
Annotation. In this paper, the calculation is given and it is proved that the equivalence principle does not work, that light bodies fall faster than heavy bodies
Ключевые слова: принцип эквивалентности; инерционная масса; гравитационная масса; пробное тело
Keywords: equivalence principle; inertial mass; gravitational mass; test body
УДК 52, 53
Введение.
Исходя из определения скалярной величины массы, инерционные и гравитационные свойства тела должны пониматься, как одно и то же свойство массы. Это значит, что масса в любой координатной системе отсчёта определяется одним числом.
Есть много определений масс: масса покоя, релятивиская масса, скрытая масса, эффективная масса, инерционная масса, гравитационная масса, есть и другие определения масс. Вероятно, можно вводить понятие центробежная масса, кориолисова масса, эквивалентная масса. Вопрос, а зачем нам потребовалось так много определений массы: эффективная, скрытая и т.д.? Вопрос, а мы говорим о массе или об разных ускорениях?
При написании работы опирался на следующие источники: [1];[2];[3];[4];[5];[6];[7].
Актуальность данной работы обусловлена тем, что понимание массы, в настоящее время, размыто и для развития науки взаимодействия тел, развития космологии, это понятие требует значительного уточнения.
Цели и задачи данной работы заключаются в том, чтобы уточнить понятие массы и показать её потенциал.
Научная новизна данной работы, заключается в том, что проведя сравнительные расчёты, приводится доказательство, что любая масса является источником силы. Масса обладает потенциалом ускорения, является источником ускорения, и поэтому лёгкие тела падают быстрее тяжёлых тел.
Инерционные и гравитационные свойства принадлежат разным телам. Гравитационное свойство тела принадлежит большему телу, а инерционное свойство принадлежит меньшему телу. Поэтому определение массы, как скалярная физическая величина, определяющая, как инертные и гравитационные свойства массы, неверно, так как оно принадлежит разным взаимодействующим телам.
Гравитационное воздействие на тело начинается, только после преодоления у тела инерционной силы. А инерционная сила у тела, - это его гравитационное воздействие на большее тело. Гравитационное воздействие (сила), должно быть больше инерционной силы, так как при равных силах нет преимущества в силе, и тело останется на границе неустойчивого состояния.
В этом случае рассматриваем инерционную силу, как силу гравитационного воздействия малого тела к большему телу (массе), при отсутствии вращения тел.
Инерция, как сопротивление в гравитационном поле, тела с меньшей массой, притяжению телом с большей массой.
Нет инертной массы, так как любая масса является источником силы притяжения, следовательно, пропорционально с массой наделена ускорением притяжения окружающих тел.
Любая масса является источником силы, действующей на другое тело с ускорением, пропорциональной этой массе. Мы можем говорить масса и сила, - это одно и то же, так как в самой массе содержится сила, вызывающая ускорение, пропорциональное этой массе, действующей на другое тело. Источником ускорения данного тела является сила, вызванная массой другого тела.
Можно найти ускорение, которое эта масса обеспечивает взаимодействующему телу. Можно по ускорению данной массы найти массу взаимодействующего тела.
Масса имеет в себе потенциал ускорения, который одинаков для всех масс, взаимодействующих с этой массой или, - это и есть сила, с которой притягиваются другие тела.
Не могут два одинаковых по массе тела притягиваться друг к другу, так как притягивает большее тело меньшее, и ровно на столько, на сколько его масса больше меньшего, что и определяет ускорение для меньшего тела.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что теорию тяготения И. Ньютона понимается не верно, так как тела одинаковой массы не притягиваются, так как у них ускорения направлены в разные стороны, и они равны. Это самое главное в этом! Чем ближе по массе тела, тем меньше ускорение их движения друг к другу. Это явление переноситься и в ядро атома во взаимодействие протонов и нейтронов между собой.
Мы говорим, что масса в любой системе координат определяется одним числом, при этом рассматриваем Солнечную систему координат, как закрытую систему.
Но Солнечная система взаимодействует с ближайшими звёздами, звёздными скоплениями, чёрными дырами, и эти взаимодействия находятся одно в другом.
Поэтому систему координат надо расширять, например: на ближайшее созвездие Альфа Центавра, Бета Центавра, Проксима и Солнечная система.
То есть одна система координат ограничена только Солнечной системой, а другая система координат включает межзвездные взаимодействия. Массу в первом случае мы видим одну, справочную, а расчётная масса должна быть другой, часть неучтенной массы, которая подвергается гравитационному воздействию внешнему. Разница этих масс, и есть скрытая масса и скрытая сила. Стоит задача нахождение массы вблизи другого массивного тела или пояса астероидов.
Считается, что первым к принципу эквивалентности пришёл Галилео Галилей, который сформулировал, что ускорение свободного падения для разных масс одинаково[6].
Альберт Эйнштейн окончательно сформулировал принцип эквивалентности, что инертная и гравитационная массы одинаковы, провёл мысленный эксперимент с лифтами, и на основании этих выводов создал общую теорию относительности. [1].
Принцип эквивалентности проверялся экспериментально, измерялось ускорение падения атомов разных веществ с помощью интерферометра, где этот принцип подтверждён с точностью 10^-7, в 2017 году на спутнике MICROSCOPE принцип эквивалентности подтверждён с точностью до 10^-14, а 2022 г. в эксперименте принцип эквивалентности подтверждён с точностью до 10^-15. [1].
Но эта точность не соответствует истине. Расчёты показывают, что более лёгкие тела падают быстрее, чем тяжёлые тела.
Земля сообщает всем падающим телам одинаковое ускорение, не зависимо от их массы. А каждое падающее тело в зависимости от массы сообщает своё ускорение Земле. Разница в массах пробных тел настолько мала, что эти ускорения заметить на глаз невозможно, речь должна идти о пробных телах, отличающихся в массе на порядки, а точность измерения должна быть 10^- 20 и выше. Такую точность измерений проблематично обеспечить даже лазерным лучом. Осталось провести только расчёты и принять их к сведению.
Эксперимент с падением дробинки, кусочка резины и пёрышка в метровой вакуумной трубке с визуальным наблюдением заведомо обречён на обман. Все массы измеряются в граммах, то какую разницу в падении можно обнаружить?
Эксперимент без расчёта это не эксперимент. А утверждать об одинаковом ускорении падающих тел с разной массой, это отрицать взаимодействие тел. Это равносильно утверждать, что нуклоны большего тела притягивают нуклоны меньшего тела, при этом нуклоны меньшего тела на большее тело не действуют.
Для расчёта возьмём пробное тело m(1) = 1 гр = 0,001 кг = 10^-3 кг и пробное тело
m(2) = 10 кг
Масса Земли: M = 5,9726 *10^24 кг
Средний радиус Земли: r = 6371,0 км
Высота сбрасывания груза над Землёй = 10 м
R = r + h = 6371000 м + 10 м = 6371010 м = 6,37101 * 10^6 м
G = 6,67430 *10^-11 м^3 / кг с^2
По формуле тяготения И. Ньютона определим ускорения пробных тел Землёй.
F(1) = G Mm(1) / R^2
F(1) = m(1) g(З) = G Mm(1) / R^2
g(З) = G M / R^2
g(З) = 6,67430 *10^-11 м^3 / кг с^2 * 5,9726 *10^24 кг / (6,37101 * 10^6 м)^2 = 0,9820929197580721 *10 м/с^2
g(З) = 9,820929197580721 м/с^2
С таким ускорением Земля притягивает пробное тело m(1)
Находим ускорение, с которым Земля воздействует на пробное тело m(2)
F(2) = G Mm(2) / R^2
F(2) = m(2) g(З) = G Mm(2) / R^2
g(З) = G M / R^2
g(З) = 6,67430 *10^-11 м^3 / кг с^2 * 5,9726 *10^24 кг / (6,37101 * 10^6 м)^2 = 0,9820929197580721 *10 м/с^2
g(З) = 9,820929197580721 м/с^2
Как видим, Земля не зависимо от массы любому пробному телу сообщает одинаковое ускорение: g(З) = 9,820929197580721 м/с^2
Находим, каким ускорением воздействует на Землю пробное тело m(1).
F = G Mm(1) / R^2
F = M g(1) = G Mm(1) / R^2
g(1) = G m(1) / R^2
g(1) = 6,67430 *10^-11 м^3 / кг с^2 * 10^-3 кг / (6,37101 * 10^6 м)^2 =
0,1644330642865874* 10^-26 м/с^2
g(1) = 0,1644330642865874* 10^-26 м/с^2
Находим, каким ускорением воздействует на Землю пробное тело m(2).
F = G Mm(2) / R^2
F = M g(2) = G Mm(2) / R^2
g(2) = G m(2) / R^2
g(2) = 6,67430 *10^-11 м^3 / кг с^2 * 10 кг / (6,37101 * 10^6 м)^2 = 0,1644330642865874* 10^-22 м/с^2
g(2) = 0,1644330642865874* 10^-22 м/с^2
g(1) = 0,1644330642865874* 10^-26 м/с^2
Как видим, разница в ускорениях на 4 порядка, эти ускорения очень малы и на Земле они значения не имеют, ими можно пренебрегать, но для космоса этот результат имеет огромное значение.
Результирующее ускорение для лёгкого тела будет больше, чем для тяжёлого тела:
g(З) - g(1) > g(З) - g(2)
Лёгкие тела и на Земле падают быстрее тяжёлых тел, но этот факт, пока, не доступен для измерения.
Как видим, принцип эквивалентности не работает.
Можно рассчитать какое ускорение создаётся одним нуклоном.
Ускорение от массы 10 кг равно 0,1644330642865874* 10^-22 м/с^2
Масса нейтрона 1,674 927 498 04(95)* 10^-27 кг
Составим пропорцию и найдём ускорение, создаваемое одним нейтроном:
10 кг ------ 0,1644330642865874* 10^-22 м/с^2
1,674 927 498 04(95)* 10^-27 кг ------ Х
Х = (0,1644330642865874* 10^-22 м/с^2 * 1,674 927 498 04(95)* 10^-27 кг) / 10 кг = 0,2754134609605843* 10^-50 м/с^2
Х = 0,2754134609605843* 10^-50 м/с^2 - ускорение, создаваемое одним нейтроном.
Все нуклоны между собой обмениваются с помощью частиц нейтрино и антинейтрино, как в ядрах атомов, так и между разными телами. Поэтому основным переносчиком гравитационного взаимодействия являются частицы нейтрино и антинейтрино. Частицы нейтрино от антинейтрино отличаются, только направлением вращения спина, то - есть они являются переносчиками магнитных монополий. В гравитационном взаимодействии, наряду с частицами нейтрино, участвуют все известные частицы.
Заключение.
Сравнивая расчёты ускорений от пробных тел на Земле, видим, что ускорения, создаваемые пробными телами разные, и в данной работе отличаются на четыре порядка.
Поэтому скорость падения пробных тел разная, принцип эквивалентности не работает.
Выводы. Подтверждена актуальность работы. Цели и задачи работы выполнены.
Научная новизна данной работы доказана, она заключается в том, что проведя сравнительные расчёты, приводится доказательство, что лёгкие тела падают быстрее тяжёлых тел, принцип эквивалентности не верен. Основным переносчиком гравитационных взаимодействий являются частицы нейтрино и антинейтрино.
Библиографический список.
1. Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Принцип_эквивалентности_сил_гравитации_и_инерции
(дата посещения: 19.01.2023 г.)
2. Скрытая масса — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Скрытая_масса
(дата посещения: 19.01.2023 г.)
3. Эквивалентность массы и энергии — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эквивалентность_массы_и_энергии
(дата посещения: 19.01.2023 г.)
4. Масса — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Масса
(дата посещения: 19.01.2023 г.)
5. Свободное падение — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Свободное_падение (дата посещения: 19.01.2023 г.)
6. Эксперименты Галилея по падению тел — Википедия /электронный ресурс/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эксперименты_Галилея_по_падению_тел (дата посещения: 19.01.2023 г.)
7. Принцип эквивалентности – Википедия /электронный ресурс/
https://translated.turbopages.org/proxy ... _principle
(дата посещения: 19.01.2023 г.)
19.01.2023 г. С уважением А.Т. Дудин.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать