Читать книгу Как рождается гравитация - Геннадий Ершов - Страница 10

Рис. 1.2. Закон обратных квадратов. Интенсивность света обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника (S).

Начнем с обобщающих законов природы и их родителей. Естественно, первым в этом ненумерованном списке – закон всемирного тяготения Ньютона, его математическая формула (1.1). Для того чтобы подобраться к истине, для начальных рассуждений нам потребуется часть этой формулы, а именно ее знаменатель – r². Когда начинаются обобщения, то не зря говорят, что нужно все привести «к общему знаменателю». Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния между гравитирующими телами.

Проанализируем аналогичные законы, известные физике, в знаменателе которых стоит квадрат расстояния. Будем уповать на то, что в начале XXI в. ключевые законы физики действительно открыты и известны. Поэтому нужно внимательно посмотреть на все это законное хозяйство под определенным углом зрения, а именно – под прицелом гравитации.

В свое время еще И. Кантом было замечено, что законы обратных квадратов для гравитационной и электростатической сил связаны с 3-мерностью пространства.

Закон обратных квадратов – закон, согласно которому некая физическая величина в определенной точке обратно пропорциональна квадрату расстояния до этой точки. Суть таких законов в том, что данная физическая величина распространяется из центра равномерно во все стороны пространства.

Обратно квадратичной зависимости подчиняются следующие физические законы:

• Звуковые волны от точечного (шарового) источника звуков

• Напряженность электрического поля Е на расстоянии r от точечного заряда Q в вакууме (закон Кулона)

• Напряженность магнитного поля (закон Био—Савара—Лапласа)

• Освещенность Е_п плоской поверхности, создаваемая точечным источником света

• Напряженность гравитационного поля (закон Ньютона)

Вот основной набор уравнений волнового излучения, подчиняющихся закону обратных квадратов.

Правда, есть еще один закон обратных квадратов, некий закон Лотки, который гласит: число научных работников N, написавших n статей, пропорционально 1/n². Интересный закон, но его точность сомнительна, поскольку в его основу положены статистические данные. Возможно, в тех статьях речь идет и о гравитации, но гравитацию они не раскрывают, иначе это было бы известно, поэтому сразу оставим его за рамками обсуждения.

Проведем анализ указанных законов и попробуем их отождествить с гравитационным взаимодействием.

Звуковые волны хороши, но они явно не подходят, так как звук распространяется только в атмосфере (среде), а она, как известно, имеется далеко не у всех небесных тел, не говоря уже о межзвездном пространстве.

Законы Кулона и Био—Савара—Лапласа тоже хороши, но также не подходят под тождество с гравитационным взаимодействием. Электрические и магнитные силы во много раз превосходят гравитационные. Радиус действия этих сил также не сопоставим – электромагнитные силы действуют на более коротких расстояниях. Оставим пока в покое и эти законы.

Остается что? Остается – свет! Чтобы не забыть, так и запишем: гравитация – это свет!

На квантовом уровне свет у нас представляет фотон, а гравитацию – гипотетический гравитон.

Приравняем кванты фотона γ и гравитона g.

На такое скоропалительное заключение кто-то интеллигентно скажет: «Некорректное отождествление», а кто-то резко: «Чушь!» Но не будем так категоричны и продолжим построение логической цепочки.

Свет, безусловно, хорош, и о нем мы знаем практически все. Опыты со светом проводились еще в древности. Оптическое излучение (свет) представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0,01 нм до 0,1 мм. Свет подчиняется законам оптики, а оптика, по накопленным наблюдениям и опыту, еще более древняя наука, чем механика.

Давайте посмотрим на это физическое явление оптическим глазом еще раз и более внимательно. Что может роднить свет с гравитацией?

1. 1/r² – общий знаменатель? И это все? Хотя, просматривая глубже, находим еще несколько соответствий.

2. Скорости распространения электромагнитной световой волны и гравитационной волны равны: с=2.998·10⁸ м/с (скорость света в вакууме).

3. Свет и гравитация распространяются волнообразно. А, как известно, волны являются переносчиками энергии. Без энергии нет движения, без движения нет энергии.

4. Гравитоны идентичны фотонам, их массы связаны только с движением – масса покоя как таковая у данных частиц отсутствует.

5. Фотон – квант электромагнитного поля, гравитон – гипотетический квант гравитационного поля. Квант – это некая минимальная частичка энергии.

6. Фотоны и гравитоны не избирательны к воспринимающим их объектам. Они не поляризованы и не заряжены, им безразлично внутреннее состояние вещества, тела или предмета, они равнозначно взаимодействуют со всеми.

Шесть соответствий – это уже не то что серьезно, а вполне достаточно, чтобы отождествить фотоны с гравитонами. Или недостаточно?

Вот этим и займемся в ближайшем постраничном пространстве. А для этого заглянем еще глубже, а точнее дальше, где мы должны увидеть свет не только в конце тоннеля, но и в далеком Космосе. Гравитация, похоже, действует таким же образом, разница только в одном: свет мы видим всегда, а гравитацию – никогда!

Вот написал последнюю фразу и усомнился в ее правильности. Сами фотоны, как переносчики света, мы тоже не видим. Как можно увидеть фотоны, проскакивающие мимо нас со скоростью чего? – того самого света! Мы видим реакцию этого света с окружающими нас предметами, поэтому нас ни на секунду не покидает ощущение его присутствия. Свет либо отражается от них, тогда мы видим блестящую или зеркальную поверхность, либо поглощается ими, тогда видим оттенки серого. По сути, мы не видим отдельные фотоны, а только их интегральное действие на сетчатку глаза. Чтобы увидеть свет, необходимо действие 200 фотонов в секунду [12, с. 46]. Итак, седьмое соответствие.

7. Одиночные фотоны света и гравитоны не видимы зрением!

Что касается источников света, например, скептики сразу мне возразят: «Ты что, слепой, и Солнце не видишь?» На что я спокойно отвечу: «Я вижу Солнце, оно испускает световые волны, я также отчетливо вижу, что оно испускает и гравитационные волны, а вы что, их не видите? Тогда вы невесомы!»

Так кто из нас прав?

Гравитационную энергию переносят все волны, а мы видим только в узком промежутке 780—380 нм (3∙10¹⁴ – 4∙10¹⁴ Гц) из всей шкалы широкого диапазона электромагнитных волн.

Получается, свет загораживает нам гравитационную картину.

Пока не поздно, можно отмахнуться от гравитации известным выражением: «То, что не вижу, для меня не существует!», но не будем спешить, не для того затеян разбор гравитационных полетов.

Здесь следует напомнить, что солнечный свет или свет от обычной лампы накаливания содержит полный спектр длин волн, который распадается на составляющие при прохождении его через стеклянную призму. «Каждый охотник желает знать…» – получается радуга, которую в искусственных условиях исследовал И. Ньютон и многие другие физики.

Электромагнитные волны представляют собой периодические колебания электрических и магнитных полей, распространяющиеся в среде или вакууме. Для распространения таких волн не требуется наличия какой-либо среды.