5 июля 2020 года Земля проходит точку афелия

Схема смещения орбиты Меркурия, вид с северного полюса эклиптики
Аномальное смещение перигелия Меркурия

— обнаруженная в 1859 году особенность движения планеты Меркурий, сыгравшая исключительную роль в истории физики[1]. Это смещение оказалось первым движением небесного тела, которое не подчинялось ньютоновскому закону всемирного тяготения[комм. 1][1]. Физики были поставлены перед необходимостью искать пути модифицировать или обобщить теорию тяготения. Поиски увенчались успехом в 1915 году, когда Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности (ОТО); из уравнений ОТО вытекало именно такое значение смещения, которое фактически наблюдалось. Позже были измерены аналогичные смещения орбит нескольких других небесных тел, значения которых также совпали с предсказанными ОТО.

Лауреат Нобелевской премии по физике Ричард Фейнман заметил[2], что долгое время ньютоновская теория тяготения полностью подтверждалась наблюдениями, но для объяснения едва заметного отклонения в движении Меркурия потребовалась коренная перестройка всей теории на основе нового понимания гравитации.

Содержание

  • 1 Открытие эффекта
  • 2 Попытки объяснения в рамках классической теории тяготения 2.1 Вулкан и вулканоиды
  • 2.2 Другие гипотетические объекты внутри орбиты Меркурия
  • 2.3 Заниженная масса планет
  • 2.4 Другие попытки объяснения
  • 2.5 Критика со стороны Саймона Ньюкома
  • 3 Предложения по модификации классической теории тяготения
      3.1 Модели без зависимости от скорости
  • 3.2 Модели с зависимостью от скорости
  • 4 Решение в рамках общей теории относительности
  • 5 Механизм гравитационного взаимодействия с точки зрения квантовой теории гравитации
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки
  • Открытие эффекта[править | править код]

    Параметры орбит планет Солнечной системы из-за взаимовлияния этих планет со временем претерпевают медленные изменения. В частности, ось орбиты Меркурия постепенно поворачивается (в плоскости орбиты) в сторону орбитального движения[3], соответственно, смещается и ближайшая к Солнцу точка орбиты — перигелий («прецессия перигелия»). Угловая скорость поворота составляет примерно 500″ (угловых секунд) за 100 земных лет, так что в исходное положение перигелий возвращается каждые 260 тыс. лет[4].

    Урбен Леверье

    В середине XIX века астрономические расчёты движения небесных тел, основанные на ньютоновской теории тяготения, давали чрезвычайно точные результаты, неизменно подтверждаемые наблюдениями («астрономическая точность» вошла в поговорку). Триумфом небесной механики в 1846 году стало открытие Нептуна в теоретически предсказанном месте небосвода.

    В 1840—1850-е годы французский астроном Урбен Леверье, один из первооткрывателей Нептуна, на основе 40-летних наблюдений Парижской обсерватории разработал теорию движения Меркурия. В своих статьях 1859 года[5][6] Леверье сообщил, что в 1846 году обнаружил небольшое, но существенное расхождение теории с наблюдениями — перигелий смещался несколько быстрее, чем следовало из теории. В своих расчётах Леверье учёл влияние всех планет[4]:

    ПланетаВклад в смещение перигелия Меркурия (в угловых секундах за столетие)
    Венера280,6
    Земля083,6
    Марс002,6
    Юпитер152,6
    Сатурн007,2
    Уран000,1

    В итоге рассчитанное Леверье теоретическое значение смещения составило 526,7″ за столетие, а наблюдения показали примерно 565″. По современным уточнённым данным, смещение несколько выше и равно 570″. Таким образом, разница составляет около 43″ за столетие. Хотя это различие невелико, оно значительно превышает погрешности наблюдения и нуждается в объяснении[7].

    Для решения проблемы аномалии выдвигались гипотезы в основном двух типов.

    • «Материальные гипотезы»: смещение вызвано влиянием какой-то материи вблизи Солнца.
    • Новые теории тяготения, отличные от ньютоновской.

    лунный календарь на каждый день

    ← назад к другим календарям ← выбор года ← выбор планеты

    Ничто во Вселенной не стоит на месте. Любое тело, будь то планета, звезда, галактика или просто кусок метеорита, движутся относительно других тел. Наблюдатель, находясь на Земле, может наблюдать время от времени, как планеты Солнечной системы двигаясь по своим орбитам подходят близко друг к другу и такое явление в астрономии называется соединение. Это, конечно, не значит, что планеты и в пространстве сближаются друг с другом, просто они видны в одном направлении с Земли и это сближение кажущееся.

    По отношению к Земле различают внешние (или верхние) планеты, которые находятся дальше от Солнца, чем Земля (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и нижние планеты (Меркурий и Венера). При этом, например, для Меркурия все планеты будут внешними, для Нептуна – все планеты внутренними. Земля является внешней планетой с точки зрения Венеры и внутренней планетой с точки зрения Марса.

    Соединения могут также возникать между планетами или между Луной и одной или несколькими планетами, но в этом случае термин часто используется более свободно, с точностью до нескольких градусов.

    Верхнее соединение — точка орбиты Меркурия или Венеры, когда планета при наблюдении с Земли лежит за Солнцем.

    Нижнее соединение — положение планет Меркурия или Венеры, когда они находятся непосредственно между Землей и Солнцем. Из-за относительного наклона планетных орбит фактическое прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца происходит достаточно редко. Обычно во время нижних соединений планеты проходят на небе севернее или южнее Солнца.

    Период, когда внешняя планета находится ближе всего к Земле, называется противостоянием. Интервал времени между двумя противостояниями одной и той же планеты составляет больше года (период, в течение которого Земля должна совершить один оборот, после чего «догнать» планету, которая также не стояла на месте). Противостояния Марса происходят раз в 26 месяцев (т.е. реже чем раз в 2 года), а противостояния Нептуна – раз в 367 дней.

    Если бы орбиты всех планет были бы точно круговые, то во время противостояний расстояние между планетами во время противостояний было бы всегда одинаково. Однако все тела Солнечной системы (в том числе и Земля) движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, то приближаясь к нему, то удаляясь. Ближайшая к Солнцу точка орбиты небесного тела называется перигелием, а самая удаленная — афелием. Видимые размеры Марса максимальны во время великих противостояний, когда Земля находится в афелии, а Марс — вблизи перигелия своей орбиты. Календарь составлен для города Москвы.
    Верхнее и нижнее соединение ☿ Меркурия в 2020 году для Москвы

    дата событиятипрасстояние до Земли
    05-01-2020 07:21:26 всудаление (соединение верхнее)215 247 010,60 км
    28-02-2020 20:55:05 птсближение (соединение нижнее)94 186 537,35 км
    02-05-2020 19:04:20 сбудаление (соединение верхнее)198 645 778,30 км
    29-06-2020 02:30:07 пнсближение (соединение нижнее)83 758 973,85 км
    23-08-2020 03:09:46 всудаление (соединение верхнее)204 526 474,94 км
    24-10-2020 14:15:27 сбсближение (соединение нижнее)99 984 514,42 км
    17-12-2020 23:00:01 чтудаление (соединение верхнее)216 733 676,29 км

    Сближение и удаление планет к Земле в 2020 году ☽ Луна ☉ Солнце ☿ Меркурий ♀ Венера ♂ Марс ♃ Юпитер ♄ Сатурн ♅ Уран ♆ Нептун ♇ Плутон Сближение и удаление планет к Земле в другие годы

    сближение, удаление в 2018сближение, удаление в 2019
    сближение, удаление в 2020сближение, удаление в 2021
    все годы →

    ПоделитьсяПопулярные лунные календари

    Луна без курса

    Время Луны без курса неблагоприятно для тех дел, которые направлены на конкретные результаты. Перейти

    Апогей и перигей Луны

    Перигей это та точка орбиты, в которой Луна максимально приближается к Земле, а апогей, наоборот отдаленная. Перейти

    Восход заход ☉ Солнца сегодня

    Выберите нужную дату в календаре и узнайте информацию о восходе и заходе Солнца и других планет. Перейти

    Текущее положение планет

    Данный астрологический cервис позволяет рассчитать текущее положение планет солнечной систем. Перейти

    День равноденствия и солнцестояния 2020

    Астрономические времена года не совпадают с календарным и сменяются в дни солнцестояния и равноденствия. Перейти
    расчеты 20 → гороскопы 16 все лунные календари 42

    Комментарии:

    добавить комментарии

    Попытки объяснения в рамках классической теории тяготения[править | править код]

    Вулкан и вулканоиды[править | править код]

    Леверье предположил, что аномалия объясняется наличием неизвестной планеты (или нескольких малых планет) внутри орбиты Меркурия. Эту гипотезу поддержал авторитетный французский астроном Франсуа Феликс Тиссеран. По предложению физика Жака Бабинэ гипотетической планете дали имя «Вулкан». Из-за её близости к Солнцу наилучшим способом обнаружить Вулкан были наблюдения во время солнечного затмения или во время прохождения Вулкана между Землёй и Солнцем; в последнем случае планета была бы видна как тёмное пятно, быстро пересекающее солнечный диск[8].

    Предполагаемая орбита Вулкана (VULCAN) на схеме внутренних планет Солнечной системы

    Вскоре после публикаций 1859 года французский астроном-любитель Эдмон Лескарбо (Edmond Modeste Lescarbault

    ) сообщил Леверье, что в 1845 году наблюдал перед Солнцем тёмный объект, зарегистрировал его координаты, однако тогда не придал наблюдению должного значения. Леверье по результатам Лескарбо вычислил, что объект втрое ближе к Солнцу, чем Меркурий, период обращения составляет 19 дней 7 часов, диаметр около 2000 км. При этом, если плотность Вулкана близка к плотности Меркурия, его масса составляет 1/17 массы Меркурия. Однако тело с такой небольшой массой не может вызвать наблюдаемый сдвиг перигелия Меркурия, поэтому Леверье предположил, что Вулкан — не единственная малая планета между Меркурием и Солнцем. Он рассчитал примерную орбиту Вулкана и в 1860 году, когда ожидалось полное солнечное затмение, призвал астрономов всего мира посодействовать в обнаружении Вулкана. Все наблюдения оказались безрезультатны[9].

    Планету искали несколько десятилетий, но по-прежнему безо всякого успеха. Были ещё несколько неподтвердившихся сообщений об открытии — за новую планету принимали солнечные протуберанцы, солнечные пятна, а также звёзды и мелкие околоземные астероиды, близко расположенные к диску Солнца во время затмения. После каждого такого сообщения астрономы заново рассчитывали орбиту предполагаемого Вулкана и ждали, что при следующем прохождении перед Солнцем планета будет повторно найдена, но она больше не появлялась[8]. Последние сообщения о возможном открытии Вулкана были опубликованы в начале 1970-х годов, причиной оказалось падение кометы на Солнце[9].

    Вариант с несколькими малыми планетами, которых заранее назвали «Вулканоидами», был также тщательно проверен. Леверье верил в существование Вулкана или вулканоидов до конца жизни (1877), однако ни одного прохождения сколько-нибудь крупного неизвестного объекта по диску Солнца достоверно зарегистрировать не удалось[10]. В 1909 году американский астроном Уильям Уоллес Кэмпбелл уже имел основания уверенно заявить, что между Меркурием и Солнцем нет объектов крупнее 50 км в диаметре[8].

    Другие гипотетические объекты внутри орбиты Меркурия[править | править код]

    Гуго Ганс фон Зелигер
    Как альтернатива высказывалось предположение о существовании неизвестного спутника Меркурия (возможно, нескольких спутников). Их поиск также не имел успеха[11]. Ещё одна гипотеза, которую высказал в 1906 году немецкий астроном Гуго Ганс фон Зелигер, допускала наличие вокруг Солнца рассеянного (диффузного) облака вещества, видимым признаком которого служит зодиакальный свет. Это облако, по Зелигеру, наклонено к плоскости эклиптики и слабо влияет на движение планет. Скептики возражали, что для смещения перигелия Меркурия это облако должно обладать значительной массой, но тогда от него следует ожидать гораздо более высокий уровень светимости; кроме того, массивное облако неизбежно влияло бы на движение Венеры, в котором серьёзных необъяснимых аномалий не отмечается[12][13].

    Голландский метеоролог Христофор Бёйс-Баллот в 1849 году, ещё до работ Леверье, предположил, что Солнце, подобно Сатурну, окружено кольцом (возможно, даже двумя кольцами). Леверье и другие учёные отвергли эту гипотезу, указав, что такие кольца не смогут стабильно существовать вблизи Солнца, да и сама гипотеза плохо аргументирована[14].

    Заниженная масса планет[править | править код]

    Причиной аномалии могла стать заниженная оценка массы одной из планет (под наибольшее подозрение подпадала Венера). Однако против этого предположения свидетельствовал тот факт, что, будь оно верно, аномалии из-за неверной массы обнаружились бы и в рассчитанных движениях других планет. Французский астроном Эммануэль Ляи предположил, что эффект вызван наложением нескольких причин: рефракции, немного заниженной массы Венеры и ошибок наблюдения; после исследований Ньюкома (см. ниже) реальное существование аномалии больше не подвергалось сомнению[15].

    Другие попытки объяснения[править | править код]

    Среди возможных причин смещения перигелия Меркурия называлось осевое сжатие Солнца у полюсов. Наблюдения, однако, не обнаружили у Солнца сжатия, достаточного для объяснения эффекта[16]. По данным измерений 1975 года, осевое сжатие солнечного диска составляет всего 0,018 4 ± 0,012 5 {\displaystyle 0{,}0184\pm 0{,}0125} угловых секунд[17].

    С 1870-х годов начали появляться первые гипотезы о том, что источник аномалии связан с неевклидовой геометрией Вселенной (Шеринг, Киллинг, позднее (1900-е годы) Шварцшильд и Пуанкаре)[18]. Немецкий астроном Пауль Харцер[de] склонялся к мнению, что кривизна пространства положительна, поскольку тогда объём Вселенной конечен, и такие проблемы, как гравитационный и фотометрический парадоксы, отпадают[19]. Однако объяснить смещение перигелия Меркурия с помощью этой гипотезы не удалось — расчёты показали, что для этого требуется неправдоподобно большая кривизна пространства[18].

    Гуго Ганс фон Зелигер в 1906 году исследовал гипотезу своего ученика, астронома Эрнста Андинга (Ernst Anding

    ): система координат, связанная с неподвижными звёздами, неинерциальна, а связанная с планетами — инерциальна. Это необычное предположение позволяло с помощью подбора параметров объяснить все известные планетные аномалии. Андинг также постулировал существование нескольких пылевых облаков, создающих зодиакальный свет вблизи Солнца. Многие учёные подвергли модель Андинга — Зелигера уничтожающей критике как искусственную и с точки зрения физики неправдоподобную — в частности, Эрвин Фройндлих и Гарольд Джеффрис доказали, что источник зодиакального света слишком разрежён, чтобы иметь требуемую в модели массу[20].

    Критика со стороны Саймона Ньюкома[править | править код]

    Саймон Ньюком
    В 1895 году свои результаты расчётов орбит четырёх внутренних планет (Меркурия, Венеры, Земли и Марса) опубликовал ведущий американский астроном Саймон Ньюком. Он подтвердил наличие аномалии в движении Меркурия и уточнил её значение: 43″ вместо 38″ у Леверье[21]. В существование неизвестных планет внутри орбиты Меркурия Ньюком не верил и заявил, что эта гипотеза «совершенно исключается», а массу Венеры он сам уточнил, похоронив все предположения, что её оценка существенно занижена[22].

    Ньюком обнаружил смещение перигелия не только у Меркурия, но и у Марса, а также, с меньшей уверенностью, у Венеры и Земли (их орбиты почти круговые, поэтому отмеченное для этих двух планет смещение было близко к погрешности измерения)[22]. При этом была окончательно отвергнута гипотеза Бёйс-Баллота о кольце вокруг Солнца, потому что никаким подбором его параметров не удаётся получить реальное смещение и для Меркурия, и для Марса одновременно; аналогичные трудности вызывало предположение о системе астероидов. Ньюком указал также, что как гипотетическое кольцо, так и массивная диффузная материя вблизи Солнца вызвали бы смещение узлов орбиты Венеры и самого Меркурия, не согласующееся с наблюдениями[23]. Наблюдения и расчёты Ньюкома подтвердил авторитетный французский астроном Франсуа Феликс Тиссеран[18].

    На какие даты приходятся прохождения Меркурия через перигелий

    В период с 31 октября по 20 ноября 2020 года женщины могут смело выполнять ритуалы на возврат любимого, так в это время они реально работают. На ретроградный Меркурий в ноябре 2020 года многие пары начнут соединяться, позабыв про старые обиды и проблемы. Причем это будут выстраданные союзы, в которых придется заново выстраивать всю цепочку отношений, но огромное желание быть вместе дадут небывалый энтузиазм.

    Отметим, что последний раз прохождение Меркурия по диску Солнца мы наблюдали 9 мая 2020 года, а в следующий раз это явление состоится не ранее 13 ноября 2032 года, то есть, аж через 13 лет!

    Поэтому очень важно поймать свою удачу за хвост в период с 31 октября по 20 ноября 2020 года и восстановить то, что было очень важно Вашему сердцу на ретроградном Меркурии в год Желтой Свиньи.

    Если для сравнения Вас заинтересует информация о том, на какие точные даты приходится прохождение Меркурия через перигелий, то знайте, что последнее прохождение XX века произошло 15 ноября 1999 года. Озвучим и даты первых 4 прохождений XXI века – это 7 мая 2003 года, 8 ноября 2006 года, 9 мая 2020 года, а также 11 ноября 2019 года.

    Фактически, речь идее о том, что происходит самое настоящее солнечное затмение, но роль Луны берет на себя планета Меркурий, а за счет ее большей удаленности от Земли, мы видим лишь черную точку, проплывающую по диску Солнца. Но это ни коем образом не умаляет энергетическое воздействие сил Космоса на наши судьбы и события в жизни.

    Ретроградный Меркурий в ноябре 2020: прохождение Меркурия по диску Солнца

    Предложения по модификации классической теории тяготения[править | править код]

    Попытки улучшить ньютоновский закон всемирного тяготения предпринимались начиная с середины XVIII века. Первую попытку сделал в 1745 году А. К. Клеро, чтобы объяснить аномалии в движении Луны. В мемуаре «О системе мира согласно началу тяготения

    » Клеро предложил вместо ньютоновского закона:
    F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 R 2 {\displaystyle F=G\cdot {m_{1}\cdot m_{2} \over R^{2}}}
    другую, более общую формулу:

    F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 ( 1 R 2 + a R 4 ) {\displaystyle F=G\cdot {m_{1}\cdot m_{2}\left({\frac {1}{R^{2}}}+{\frac {a}{R^{4}}}\right)}}

    Здесь F {\displaystyle F} — сила тяготения, m 1 , m 2 {\displaystyle m_{1},m_{2}} — массы тел, R {\displaystyle R} — расстояние между телами, G {\displaystyle G} — гравитационная постоянная, равная 6,673 84 ( 80 ) ⋅ 10 − 11 {\displaystyle 6{,}67384(80)\cdot 10^{-11}} м³/(кг с²), a {\displaystyle a} — дополнительная калибровочная константа.

    Позже (1752 год) Клеро пришёл к выводу, что для объяснения движения Луны, со всеми замеченными аномалиями, вполне достаточно классического закона. Окончательные результаты своих трудов Клеро свёл в трактат, названный «Теория Луны, выведенная из единственного начала притяжения, обратно пропорционального квадратам расстояний

    ». Тем не менее идея Клеро, в различном математическом оформлении, неоднократно возникала в истории астрономии, в том числе для объяснения смещения перигелия Меркурия[24].

    Модели без зависимости от скорости[править | править код]

    В статье 1895 года Саймон Ньюком исследовал способ объяснения аномалии, связанный с модификацией закона всемирного тяготения. Простейшая модификация состоит в замене квадрата расстояния на немного бо́льшую степень:

    F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 R 2 + δ {\displaystyle F=G\cdot {m_{1}\cdot m_{2} \over R^{2+\delta }}}

    Тогда смещение перигелия за один оборот будет равно[25]:

    2 π 1 − δ ≈ 2 π ( 1 + δ 2 ) , {\displaystyle {\frac {2\pi }{\sqrt {1-\delta }}}\approx 2\pi \left(1+{\frac {\delta }{2}}\right),}

    то есть дополнительное смещение равно δ π . {\displaystyle \delta \pi .}

    Это предположение известно как «гипотеза Холла», американский астроном Асаф Холл опубликовал её годом раньше (1894)[26]. Значение δ = 0,000 000 157 4 {\displaystyle \delta =0{,}000\,000\,157\,4} позволяет объяснить аномальное смещение перигелия Меркурия[27]. Дополнительным достоинством нового закона тяготения по сравнению с ньютоновским был тот факт, что он не создавал гравитационный парадокс[28] — потенциал поля тяготения бесконечной Вселенной не обращался в бесконечность.

    Ряд учёных (в частности, Вебер и Ритц) проявили интерес к такому подходу, хотя были и критики — указывали, например, на то, что в законе Холла постоянной тяготения G {\displaystyle G} приходится приписывать дробную размерность длины. К тому же расчёты Ньюкома показали, что смещение перигелия Марса по новому закону получается далёким от фактического[29].

    Исследовался и несколько более общий вариант закона тяготения — добавление в формуле Ньютона выражения, обратно пропорционального R 3 {\displaystyle R^{3}} или R 4 {\displaystyle R^{4}} . Однако Ньюком отверг и этот вариант, поскольку из него следовало, например, что притяжение двух близких предметов на Земле неправдоподобно велико[30][31].

    Зелигер и Нейман предложили ещё одну модификацию закона всемирного тяготения:

    F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 R 2 e − λ R {\displaystyle F=G\cdot {m_{1}\cdot m_{2} \over R^{2}}e^{-\lambda R}}

    В ней дополнительный множитель e − λ R {\displaystyle e^{-\lambda R}} обеспечивает более быстрое, чем у Ньютона, убывание тяготения с расстоянием. Подбор коэффициента затухания λ {\displaystyle \lambda } позволял также объяснить смещение перигелия Меркурия, однако и в этом случае движение Венеры, Земли и Марса переставало соответствовать наблюдениям[32].

    В 1897 году американский астроном Эрнест Уильям Браун опубликовал очень точные таблицы движения Луны, значительно подорвавшие доверие к гипотезе Холла[33]. Одновременно (1896) Гуго Ганс фон Зелигер исследовал три варианта модификации закона Ньютона, включая закон Холла, и показал, что все они не согласуются с наблюдениями. В 1909 году Ньюком также пришёл к выводу, что гравитационное поле описывается классическим законом Ньютона[34].

    Модели с зависимостью от скорости[править | править код]

    Некоторые физики предлагали ввести в закон тяготения зависимость силы от скорости тел[31]. Меркурий отличается от других планет не только близостью к Солнцу, но и большей скоростью, поэтому возникли предположения, что именно скорость ответственна за дополнительное смещение перигелия. Авторы этих идей ссылались также на законы электродинамики, где зависимость силы от скорости была общепринятой[35].

    Первые модели подобного рода, разработанные во второй половине XIX века по аналогии с электродинамикой Вебера или Максвелла, давали слишком маленькое значение смещения перигелия (не более 6—7″ в столетие). Их авторы вынуждены были предположить, что, возможно, часть аномалии имеет причиной зависимость тяготения от скорости, а остальная часть — влияние какого-то неизвестного вещества вблизи Солнца[35]. Несмотря на то, что этой проблемой занимались такие крупные физики, как Лоренц, Вин, Пуанкаре и другие, добиться удовлетворительного согласия с наблюдениями им не удалось[36].

    Вальтер Ритц

    Наибольший интерес вызвала «баллистическая теория» Вальтера Ритца (1908). В этой модели гравитационное взаимодействие осуществляют гипотетические частицы, которые, как надеялся Ритц, формируют также все электромагнитные явления. Формулу для силы автор выписал по аналогии с электродинамикой. Ритц скончался в возрасте 31 года (1909), не успев закончить развитие своей теории, но её оживлённое обсуждение продолжалось ещё десятилетие. В модели Ритца смещение перигелия для Меркурия, Венеры и Земли, а также перигея Луны было уже близко к реальным. Вместе с тем модель Ритца была несовместима с принципом постоянства скорости света и предсказывала несколько новых астрофизических эффектов, которые не подтвердились. В конечном счёте баллистическая теория не выдержала конкуренции с логически более безупречной и подтверждаемой опытом общей теорией относительности Эйнштейна (ОТО): например, отклонение света в гравитационном поле, предсказанное теорией Ритца, на четверть меньше эйнштейновского. В 1920-е годы интерес к теории Ритца угас[37].

    Ещё одним конкурентом ОТО стала теория немецкого физика Пауля Гербера, опубликованная в 1898 году[38]. Исходя также из электродинамической аналогии, Гербер предложил формулу для гравитационного потенциала[39]:

    V = μ r ( 1 − 1 c d r d t ) 2 , {\displaystyle V={\frac {\mu }{r\left(1-{\frac {1}{c}}{\frac {dr}{dt}}\right)^{2}}},}

    где:

    μ = 4 π 2 A 3 τ 2 {\displaystyle \mu ={\frac {4\pi ^{2}A^{3}}{\tau ^{2}}}} A {\displaystyle A} — большая полуось; τ {\displaystyle \tau } — период обращения.

    Если скорость d r d t {\displaystyle {\frac {dr}{dt}}} мала по сравнению со скоростью света c {\displaystyle c} , то формула Гербера переходит в классическое выражение для гравитационного потенциала:

    V = μ r {\displaystyle V={\frac {\mu }{r}}}

    Из нового закона Гербер вывел ту же формулу для смещения перигелия Меркурия, что и в ОТО (см. ниже). Этот вывод и всё содержание теории Гербера подверглись критике со стороны многих видных физиков по нескольким причинам: произвольность ряда допущений, отсутствие лоренц-инвариантности, ошибочное значение для угла отклонения световых лучей в поле тяготения (в полтора раза выше эйнштейновского), дальнодействие и др.[39]Макс фон Лауэ в 1920 году писал, что «Гербер просто подогнал правильное его [численного коэффициента] значение, изменив соответственно без какого-либо физического обоснования математический подход своих двух предшественников» (В. Шайбнера и Ф. Тиссерана)[40].

    Как заметил Н. Т. Роузвер, «ни одна из этих теорий не выдержала проверки на классических эффектах, подтверждающих общую теорию относительности, а измерения эффекта отклонения световых лучей явились для них камнем преткновения»[41].

    §11. О смещении перигелия планет

    Одной из причин, зародивших сомнение в истинности закона тяготения Ньютона, было аномальное смещение перигелия Меркурия, открытое французским астрономом Леверье в середине XIX века. Это явление заключается в том, что точка эллиптической орбиты планеты, ближайшая к Солнцу, перемещается в пространстве в прямом направлении, т.е. по направлению движения планеты, вследствие чего вся орбита начинает вращаться вокруг Солнца в том же направлении (рис. 1). Объяснение этому явлению Леверье пытался дать, предположив, что между Солнцем и Меркурием есть какое-то планетарное вещество, в виде небольшой планеты, которой последующие ученые дали название Вулкан. В дальнейшем это предположение не подтвердилось. Затем оказалось, что смещение перигелия имеет место не только у Меркурия, но и у других планет солнечной системы, в том числе и у Луны. Выяснилось также, что движение Луны все время ускоряется. История поисков объяснения этого явления изложена в обстоятельной работе Н. Т. Роузвера [14] . Мы же кратко остановимся на основных идеях, предлагаемых для объяснения смещения перигелия. Поскольку других материальных тел, могущих влиять на движение Меркурия, между ним и Солнцем не оказалось, Леверье предположил, что на смещение перигелия могут влиять другие планеты. Результаты его расчетов приведены в таблице 1. Таблица 1.

    ПланетаВклад в смещение перигелия
    Венера 280,6”
    Земля 83,6”
    Марс 2,6”
    Юпитер 152,6”
    Сатурн 7,2”
    Уран 0,1”
    Всего за столетие526,7 “

    Однако, влиянием планет оказалось невозможным объяснить всю величину смещения перигелия, которая была больше расчетной на 39“ за столетие. Это расхождение Леверье пытался объяснить введением дополнительной силы в закон тяготения Ньютона, который в этом случае принимал следующий вид (в векторной форме): , (1) где G — постоянная гравитации, M — масса Солнца, m — масса планеты, r- расстояние от планеты до Солнца, — единичный вектор, — дополнительная сила. Однако, эта попытка Леверье оказалась безуспешной. В 1895 году Ньюком использовал другую модификацию закона тяготения в виде: , (2) где п=2+d , d — очень малое число, порядка 1,510-7 . Представление закона тяготения в таком виде давало возможность объяснить прямое смещение перигелия у Меркурия за счет подбора величины d . Кстати, подобную идею выдвигал еще и Ньютон. Были и другие варианты изменения закона тяготения, но все эти попытки не дали желаемых результатов. Были попытки использовать и эфир, как тормозящую среду, однако, его необычные свойства, в частности огромная внутренняя энергия, останавливали здравомыслящих ученых. Так, например, Максвелл, говорил [14, с. 159]: “Будучи неспособным поныть, каким образом среда может обладать такими свойствами, я не могу продвигаться дальше в этом направлении в поисках причин гравитации”. В настоящее время считается, что недостающие 43”в перигелии Меркурия хорошо объясняет общая теория относительности А. Эйнштейна, причем то трактуется как одно из основных подтверждений ее истинности. По современным данным смещение перигелия Меркурия объясняется следующими причинами [15, с. 202-205] (см. таблицу 2).

    Таблица 2.

    Причина Величина смещения, угл. сек.
    Влияние планет:
    Меркурия 0,025±0,00
    Венеры 277,856±0,68
    Земли 90,038±0,08
    Марса 2,536±0,00
    Юпитера 153,584±0,00
    Сатурна 7,302±0,01
    Урана 0,142±0,00
    Нептуна 0,042±0,00
    Сжатие Солнца 0,010±0,02
    Прецессия 5025,645±0,50
    Сумма 5557,18±0,85
    Наблюдения 5599,74±0,41
    Разница между наблюдением и теорией 42,56±0,94

    Из данных, приведенных в этой таблице, следует, что, смещение перигелия Меркурия на самом деле гораздо больше, чем это отмечается в других работах, посвященных этому вопросу. Очень большой вклад в смещение перигелия Меркурия вносит прецессионное движение планеты, хотя этот вопрос в учебной литературе почему-то не обсуждается и не объясняется. Необъясненное смещение перигелия Меркурия в 43” мы предполагаем объяснить за счет тормозящего действия эфира или физического вакуума, который является материальной средой, и как бы ни мала была плотность эфира по сравнению с плотностью вещества микрочастиц (» в 106 раз меньше), все равно он будет оказывать сопротивление при любых скоростях движения материальных объектов. Свойства эфира будут рассматриваться в пятой главе. Подобная идея уже рассматривалась немецким астрономом Зеелигером в 1906 году, только вместо эфира сопротивление движению он связывал с наличием крошечных частиц, находящихся в пределах орбиты Меркурия, что подтверждалось наличием зодиакального света [14, с. 84]. Следует отметить, что гипотеза Зеелигера хорошо объясняла смещение перигелия Меркурия, и только появление теории Эйнштейна привело к ее забвению. Для упрощения поставленной задачи мы примем несколько допущений: траекторию движения планет будем считать круговой, сопротивление движению планет со стороны эфира постоянным. Тогда при движении планеты по средней орбите скорость ее будет непрерывно уменьшаться в соответствии с выражением: (3) где — начальное значение скорости на средней орбите, — ускорение торможения, F- сила сопротивления со стороны эфира, m- масса планеты, — время движения. Если бы планета была обычным телом, движущимся по какой-либо поверхности, она бы постепенно теряла скорость в соответствии с выражением (3) и сравнительно быстро затормозилась бы даже при малом ускорении а, т.е. при малом сопротивлении движению. Но планеты свободно вращаются вокруг Солнца и на них действует не только сила притяжения со стороны Солнца, но и центробежная сила, обусловленная вращением вокруг Солнца, которая в расчетах не принимается во внимание, так как во-первых, силы инерции считаются фиктивными, и во-вторых, считается, что планеты не вращаются, а совершают поступательное движение по орбите. При движении планеты по средней орбите центробежная сила инерции уравновешивается силой притяжения к Солнцу, поэтому такая орбита и является круговой и стационарной. Чтобы сместить планету с этой орбиты требуется добавочное воздействие на нее. Таким воздействием и будет сопротивление со стороны эфира. Поскольку скорость движения планеты за счет сопротивления будет уменьшаться, нарушится равновесие между силой притяжения и центробежной силой инерции, так как центробежная сила инерции будет уменьшаться. Тогда под действием силы тяготения планета начнет приближаться к Солнцу. При этом, однако, касательная скорость планеты начнет возрастать в соответствии с законом сохранения момента количества движения: , (4) где — средняя скорость движения планеты по средней орбите, определяемая выражением (3), — радиус средней орбиты, V- скорость планеты на новом расстоянии r от Солнца. Как следует из выражений (3) и (4) новая скорость движения планеты будет равна: (5) Радиальное движение планеты будет происходить до момента выравнивания центробежной силы инерции и силы притяжения: , (6) которое с учетом выражения (5) может быть приведено к виду: , (7) откуда можно найти величину радиуса r: (8) Полученное выражение можно преобразовать, имея в виду, что на средней орбите центробежная сила инерции и сила притяжения равны: (9) Тогда получим: (10) Найденное значение r подставим в выражение (5), в результате получим: (11) Эту формулу можно использовать для определения перемещения планеты по орбите в касательном направлении, имея в виду, что : (12) Ввиду малости значения ускорения а натуральный логарифм может быть заменен приближенным выражением в соответствии с формулой: (13) где <<1. Приравняв выражения под знаком логарифма, найдем выражение для величины : , (14) откуда: (15) Тогда перемещение S определится следующим приближенным выражением: (16) Нас интересует отклонение данного перемещения от невозмущенного перемещения по круговой орбите. Оно определяется выражением: (17) Так как отношение значительно больше единицы в виду малости а, формулу (17) можно представить в виде: (18) Чтобы пользоваться этой формулой, надо знать величину ускорения а, т.е. надо знать величину тормозящей силы. К сожалению, рассчитать эту силу не представляется возможным. Однако, выход из данного положения есть: формулой (18) можно воспользоваться для определения ускорения а по известному перемещению S для какой-либо планеты: , (19) где перемещение может быть найдено по добавочному угловому смещению : (20) Для этого можно воспользоваться смещением перигелия для одной из планет, а результаты потом проверить для других планет. Кроме смещения в касательном направлении планеты будут смещаться и в радиальном направлении, что и обусловливает поворот всей орбиты в целом. Величина этого смещения в соответствии с выражением (10) будет равна: (21) Найдем тормозящее ускорение эфира, используя смещение перигелия у Венеры, которое составляет за сто лет. Сперва по формуле (20) найдем дополнительное линейное перемещение Венеры за один земной год: , где угловое смещение переводится в радианы за оди год. Поскольку сидерический период обращения Земли вокруг Солнца составляет 365,26 суток, то один земной год составит 365,2636024=3,156107 сек. Тогда ускорение а, обусловленное торможением среды (эфира), будет равно: Используя это ускорение, найдем, в качестве примера, смещение перигелия для Земли. Однако, надо иметь в виду, что Земля отличается от Венеры и размерами и массой. Это обстоятельство следует каким-то образом учесть. Будем считать, что сопротивление движению любой планеты со стороны эфира будет, как и в гидравлических расчетах, пропорционально площади ее поперечного сечения и квадрату скорости ее движения. Тогда отношение ускорений для двух планет определится выражением: (22) откуда можно найти любое а. Так как для Венеры и Земли экваториальные радиусы соответственно будут равны 6050 км и 6378 км, а средние орбитальные скорости 35 км/с и 29,8 км/с, найдем , соответствующее ускорению Земли: Теперь по формуле (18) найдем для Земли: Угловое смещение перигелия Земли за один год находим по формуле: за сто лет это смещение составит примерно , что соответствует астрономическим наблюдениям [15, с.203]. В радиальном направлении Венера и Земля за один земной год сместятся в соответствии с формулой (21) на следующие расстояния: ; Теперь по предлагаемой методике, используя полученные данные, найдем смещение перигелия Меркурия, у которого R=2437 км, =57,9 106 км, =47,86 км/с: ; ; что за сто лет составит . Как видим, этот результат почти в десять раз меньше действительного смещения перигелия Меркурия. Это обстоятельство можно объяснить только тем, что сопротивление движению Меркурия будет больше, чем сопротивление другим планетам, так как он расположен значительно ближе к Солнцу. Это вполне убедительное заключение. Результаты расчетов смещения перигелия для всех остальных планет за один год представлены в таблице 3.

    Таблица 3

    Планета R, км , км V0 , км/с DS, км j´10-3 , сек Dr, км
    Марс 3394 227,94 24,12 0,6277 6,25 5,66 3,75
    Юпитер 71400 778,34 13,06 81,45 811,3 215 3064
    Сатурн 60400 1427,2 9,64 31,76 316,3 46 2968
    Уран 24800 2869,3 6,80 2,664 26,5 1,9 708,7
    Нептун 25050 4498,5 5,43 1,733 17,26 0,79 906,3
    Плутон 2900 5900 4,74 0,0177 0,176 0,006 14,0

    У автора нет экспериментальных данных для проверки полученных величин смещения перигелиев указанных планет. Если смещение перигелиев планет обусловлено их торможением при взаимодействии с физическим вакуумом, это приводит к интересным последствиям. Так как смещение перигелиев планет связано с их приближением к Солнцу, то это, в конце концов, приведет их к падению на Солнце. Приведенные выше формулы дают возможность найти время, по истечении которого это явление может произойти. Для расчета времени существования планет, начиная с настоящего момента времени, можно использовать формулу (10), преобразовав ее к виду: , (23) где расстояние r следует брать равным радиусу Солнца, равного Rc=696103 км. Для Земли время ее существования будет зависеть от следующих параметров: и будет равно: что соответствует примерно 24 млн. лет. Получился, как видим, довольно неожиданный результат, так как Земле осталось существовать не так уж и долго, если, конечно, автором не учтены еще какие-то важные обстоятельства, как, например, притяжение со стороны других более удаленных планет. Формулу (10) можно также использовать и при обратном движении времени, чтобы найти расстояние от планет до Солнца в далеком прошлом. В этом случае время следует брать с отрицательным знаком. Для Земли, примерно, 24 млн. лет назад (t=7,351014 сек), это расстояние было равно: , т.е. Земля во столько раз находилась дальше от Солнца, чем находится сейчас. Значит, и другие планеты тоже находились дальше от Солнца. Следовательно, солнечная система как бы “съеживается”. Наверно, последствия этого сжатия, если оно существует на самом деле, можно обнаружить по каким-то известным нам явлениям.

    Решение в рамках общей теории относительности[править | править код]

    Альберт Эйнштейн, 1921
    Основная статья: Задача Кеплера в общей теории относительности

    После создания в 1905 году специальной теории относительности (СТО) А. Эйнштейн осознал необходимость разработки релятивистского варианта теории тяготения, поскольку уравнения Ньютона были несовместимы с преобразованиями Лоренца, а скорость распространения ньютоновской гравитации была бесконечна. В одном из писем 1907 года Эйнштейн сообщал[42]:

    Сейчас я также занимаюсь исследованием закона тяготения с позиций теории относительности; надеюсь, это позволит мне пролить свет на ещё не объяснённое большое вековое смещение перигелия орбиты Меркурия.

    Первые наброски релятивистской теории тяготения опубликовали в начале 1910-х годов Макс Абрахам, Гуннар Нордстрём и сам Эйнштейн. У Абрахама смещение перигелия Меркурия было втрое меньше реального, в теории Нордстрёма ошибочным было даже направление смещения, версия Эйнштейна 1912 года давала значение на треть меньше наблюдаемого[43].

    В 1913 году Эйнштейн сделал решающий шаг — перешёл от скалярного гравитационного потенциала к тензорному представлению, этот аппарат позволил адекватно описать неевклидову метрику пространства-времени. В 1915 году Эйнштейн опубликовал окончательный вариант своей новой теории тяготения, получившей название «общая теория относительности» (ОТО). В ней, в отличие от ньютоновской модели, вблизи массивных тел геометрия пространства-времени заметно отличается от евклидовой, что приводит к отклонениям от классической траектории движения планет[43].

    18 ноября 1915 года Эйнштейн рассчитал (приближённо) это отклонение[44] и получил практически точное совпадение с наблюдаемыми 43″ в столетие. При этом не понадобилось никакой подгонки констант и не делалось никаких произвольных допущений[45]. Если обозначить:

    • M {\displaystyle M} — масса Солнца;
    • c {\displaystyle c} — скорость света;
    • A {\displaystyle A} — величина большой полуоси орбиты планеты;
    • e {\displaystyle e} — эксцентриситет орбиты;
    • T {\displaystyle T} — период обращения,

    то дополнительное смещение перигелия планеты (в радианах за оборот) в ОТО даётся формулой[46]:

    δ φ ≈ 6 π G M c 2 A ( 1 − e 2 ) = 24 π 3 A 2 T 2 c 2 ( 1 − e 2 ) {\displaystyle \delta \varphi \ \approx \ {\frac {6\,\pi \,G\,M}{c^{2}\,A\,\left(1-e^{2}\right)}}\ =\ {\frac {24\,\pi ^{3}\,A^{2}}{T^{2}\,c^{2}\,\left(1-e^{2}\right)}}}

    Для Меркурия эта формула даёт 42,98″ за столетие в отличном соответствии с наблюдениями. Точное решение уравнений Эйнштейна, полученное Карлом Шварцшильдом два месяца спустя (январь 1916, уже после открытия окончательной версии уравнений поля), подтвердило приведённую формулу.

    До 1919 года, когда Артур Эддингтон обнаружил гравитационное отклонение света, объяснение смещения перигелия Меркурия было единственным экспериментальным подтверждением теории Эйнштейна. В 1916 году Гарольд Джеффрис выразил сомнение в адекватности ОТО, поскольку она не объясняла смещение узлов орбиты Венеры, ранее указанное Ньюкомом. В 1919 году Джеффрис снял свои возражения, поскольку, по новым данным, никаких аномалий в движении Венеры, которые не укладывались бы в теорию Эйнштейна, обнаружено не было[47].

    Тем не менее критика ОТО продолжалась некоторое время и после 1919 года. Некоторые астрономы высказывали мнение, что совпадение теоретического и наблюдаемого смещения перигелия Меркурия может быть случайным, или оспаривали достоверность[47] наблюдаемого значения 43″. Современные точные измерения подтвердили оценки смещения перигелия планет и астероидов, предложенные ОТО[48][49].
    Аномальная часть смещения перигелия, угловых секунд за столетие

    Небесное телоТеоретическое значениеНаблюдаемое значение
    Меркурий00043,00043,1 ± 0,5
    Венера00008,60008,4 ± 4,8
    Земля00003,80005,0 ± 1,2
    Марс00001,350001,1 ± 0,3
    Икар (астероид)00010,10009,8 ± 0,8

    Большая погрешность данных для Венеры и Земли вызвана тем, что их орбиты почти круговые.

    Формула ОТО была проверена также для двойной звезды-пульсара PSR B1913+16, в которой две звезды, по массе сравнимые с Солнцем, вращаются на близком расстоянии, и поэтому релятивистское смещение периастра каждой (аналога перигелия) очень велико. Наблюдения показали смещение на 4,2 градуса в год, в полном согласии с ОТО[50][51][52]. Самое большое смещение периастра обнаружено у открытого в 2003 году двойного пульсара PSR J0737−3039 — на 17 градусов в год; измерения 2005 года показали соответствие динамики системы предсказаниям ОТО с точностью 0,05 % в доверительном интервале 3 σ {\displaystyle 3\sigma } [53][54].

    В 2020 году завершились более чем 30-летние измерения релятивистского смещения периастра для движения звезды вокруг компактного радиоисточника Стрелец A* (предположительно чёрной дыры) в центре нашей Галактики. Измерения проводил немецкий Институт внеземной физики Макса Планка. Результаты полностью соответствовали предсказаниям ОТО[55][56].

    Новое в блогах

    Применимы ли предшествующие (электромагнитные) теории к тяготению, и можно ли допустить, что гравитация распространяется со скоростью света, а также подчиняется законам, допущенным нами? Ответ положительный: возмущения, как и в теории Лоренца, оказываются второго порядка. Но кроме того с помощью этих новых формул, возможно, удастся устранить имеющееся в астрономии заметное расхождение между вычислениями и наблюдениями, а именно медленное вращение эллипса, описываемого Меркурием, вращение, которое на 41» дуги в столетие превосходит ожидаемое от возмущений, создаваемых планетами.

    Вальтер Ритц, «Критический анализ общей электродинамики», 1908 г. [8]

    Другой важный «успех» общей теории относительности состоял в объяснении векового смещения перигелия Меркурия. Как показали астрономические наблюдения, эллипс орбиты Меркурия медленно поворачивается в направлении вращения планеты. То есть, перигелий Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбитыP) смещается вместе с орбитой против часовой стрелки (Рис. 52). Частично этот эффект удалось объяснить влиянием других планет солнечной системы. Однако, оставалась ещё необъяснённая часть смещения. Вот её-то и объяснил Эйнштейн в 1915 г., в рамках общей теории относительности. И найденная им поправка в точности соответствовала наблюдаемому смещению перигелия Меркурия. Этот результат ОТО, вместе с обнаруженным отклонением луча света возле Солнца, были сильными аргументами в пользу общей теории относительности, а, значит, и её частного случая, — специальной теории относительности.

    Рис. 52. Медленный поворот орбиты Меркурия.

    Но смещение перигелия Меркурия находит простое объяснение и в рамках БТР. Более того, объяснение это было предложено Ритцем задолго до Эйнштейна [107],— ещё в 1908 г. Согласно Ритцу, поворот орбиты Меркурия вполне объясним классически. Известно, что Меркурий движется вокруг Солнца S с огромной скоростью (v порядка 50 км/с). Если сила тяготения имеет, по предположению Ритца, электрическую природу и распространяется со скоростью света, то движение Меркурия меняет величину этой силы, так же, как в случае электрического воздействия (§ 1.7). Из-за малого изменения силы притяжения Солнца, движение Меркурия слегка искажается, что и приводит, согласно Ритцу, к медленному смещению перигелия P. Если в покое сила тяготения равна F, то для движущейся со скоростью vпланеты (Рис. 53), она вырастет пропорционально квадрату скорости встречных реонов: F’=F(c’/c)2=F(1+v2/c2). Квадрат скорости Меркурия легко выразить через радиус его орбиты r, массу Солнца M и гравитационную постоянную G: v2=GM/r, откуда F’= F(1+GM/rc2). То же выражение (для случая GM/rc2 малого в сравнении с единицей) получил и Эйнштейн [26; 66, с. 87]. Именно из этого выражения следует правильная величина векового смещения.

    Рис. 53. Изменение силы тяготения Солнца S за счёт движения Меркурия. Его скорость v, отнятая от скорости c, меняет скорость встречных реонов R.

    Поскольку гравитация сводится, опять же, к движению реонов и ареонов, то гравитационная энергия, совсем как электромагнитная, есть кинетическая энергия движения этих частиц. Колеблющееся тело постепенно тормозится, расходуя свою кинетическую энергию на излучение гравитационных волн, подобно тому, как это происходит у колеблющегося или ускоренного заряда. Таким образом, мы можем наглядно представлять и рассчитывать не только энергию электрического, но и энергию гравитационного поля. Существование гравитационного трения было подтверждено и наблюдениями [26]. Указав на применимость законов электродинамики к гравитации, именно Ритц и Цёлльнер первыми предсказали гравитационный аналог магнитного поля, гравитационные волны и трение. В самом деле, подобно тому, как вращающийся электрон излучает электромагнитные волны, — периодически меняющееся электрическое воздействие, так же и планета или другое космическое тело, летящее по круговой или эллиптической орбите, должно создавать периодично меняющееся гравитационное воздействие, — гравитационные волны, теряя при этом свою энергию. И совсем как вращающийся заряд создаёт магнитное воздействие (называемое ещё вихревым), так же и крутящаяся масса, за счёт изменения силы тяготения при движении, создаёт небольшую добавку к гравитационному воздействию. Эта добавка обусловлена вихревым гравитационным полем. Порой его ещё называют «торсионным полем вращающегося тела», но это — всё то же ненужное приумножение сущностей, против которого предостерегал Оккам. Все воздействия: магнитные, гравитационные, вихревые гравитационные — это лишь частные проявления электрического, действующего вдоль прямых линий (§ 3.16).

    Вообще же, об электромагнитной природе гравитации догадывались уже очень давно, начиная ещё с учёных античности: Демокрита, Эпикура и Лукреция, считавших, что все воздействия (световые, электрические, магнитные и гравитационные) передаются посредством ударов источаемых телами частиц. Эту точку зрения развивали и учёные эпохи Возрождения: Леонардо да Винчи, Джордано Бруно, Галилео Галилей и Пьер Гассенди, возродившие античную науку с демокритовой теорией света и атомов. Так же и Кеплер, предположив у планет силу тяготения и закон изменения её, считал эту силу электромагнитной природы, говоря такие слова: «Гравитацию я определяю как силу, подобную магнетизму — взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому». Наконец, ещё в XIX в. И. Цёлльнер и, независимо от него, П. Гербер предложили для объяснения векового смещения перигелия Меркурия учесть, что гравитация распространяется не мгновенно, и потому сила тяготения зависит от скорости по закону, аналогичному закону Вебера для электрической силы [106, 107]. Именно Цёлльнер выдвинул гипотезу, объясняющую гравитацию, как не скомпенсированную разницу сил притяжения и отталкивания элементарных зарядов, составляющих тело. А уже в 1908 г. Вальтер Ритц обосновал эти идеи с позиций своей баллистической теории и нашёл строгую формулу (найденную спустя семь лет Эйнштейном) для описания смещения перигелия Меркурия, которая соответствовала наблюдениям (Визгин В.П. Релятивистская теория тяготения. М.: Наука, 1981). Более того, Ритц на основе этой формулы, опять же задолго до Эйнштейна, предсказал вековые смещения перигелиев для других планет, — Земли и Венеры, впоследствии подтверждённые измерениями [107].

    И снова несомненное преимущество БТР перед теорией относительности состояло в том, что все эти эффекты были объяснены без привлечения дополнительных абсурдных постулатов об эквивалентности гравитационной и инертной массы или об искривлении пространства тяготеющими телами, но, исключительно, — как прямые следствия исходной механической модели взаимодействия зарядов, посредством обмена частицами. Так что, объяснение смещения перигелия Меркурия с позиций теории относительности, мало того, что не единственно возможное, но, даже, — не первое, не второе и, при том, — не самое последовательное или естественное. В самом деле, если объяснять гравитационные силы искривлением пространства, то как объяснить все другие силы: неужели тоже искривлением пространства? Почему гравитационное воздействие должно быть выделено по сравнению, например, с электрическим, которое подчиняется тем же законам? Не случайно, как признался сам Эйнштейн, он до конца жизни так и не смог объяснить природу отталкивания двух электронов [58, с. 144], в отличие от Ритца.

    Кроме всего прочего, Ритц устранил основной порок ньютоновской теории тяготения, показав, что и здесь нет дальнодействия. Гравитацию переносит материальный посредник (реоны) с конечной скоростью, равной скорости света. Именно эта задержка ведёт к изменению гравитационных сил при движении: вместо гравистатики работает гравидинамика, которая, как показали Цёлльнер, Гербер и Ритц — задолго до Эйнштейна, объясняет вековое смещение перигелия Меркурия [106]. Итак, Ритц единым образом, на базе одной простой модели и без всяких абстрактных гипотез объяснил все электрические, электродинамические, релятивистские и гравитационные эффекты, для чего в современной физике нужны четыре теории — КЭД, электродинамика, СТО, ОТО, каждая — с ворохом надуманных неестественных гипотез и постулатов. А, поскольку все их приняли без должных оснований, только на основании слепой веры, отбросив строгие и логичные теории Ньютона, Ампера, Вебера, Гаусса, то кванторелятивистская физика вообще утрачивает всякое доверие. Однако, когда учёные наконец откроют гравитационные волны, нам это станут преподносить как триумф теории относительности, хотя такие волны задолго до Эйнштейна предсказывали многие физики, включая Ритца, чётко заявившего об аналогии электродинамики и гравидинамики, а также о равенстве скоростей распространения гравитации и света.

    Примечания[править | править код]

    Комментарии

    1. Ранее «неправильное поведение» было отмечено у кометы Энке, видимо, из-за реактивной отдачи летучих веществ, и у Луны, см. Приливное ускорение, однако эти эффекты не вызывали сомнений в теории тяготения.

    Источники

    1. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 9—10.
    2. Фейнман Р.
      Характер физических законов. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1987. — С. 155. — 160 с. — (Библ. Квант, выпуск 62).
    3. Субботин М. Ф., 1968, с. 65.
    4. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 17.
    5. Le Verrier U.
      Théorie de mouvement de Mercure (фр.) // Ann. Observ. imp. — 1859. — Vol. 5, 1—96.
    6. Le Verrier U.
      Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur le mouvement du périhélie de cette planète (фр.) // Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences. — 1859. — Vol. 49. — P. 379—383.
    7. Clemence G. M.
      The Relativity Effect in Planetary Motions (англ.) // Reviews of Modern Physics. — 1947. — Vol. 19. — P. 361—364. — doi:10.1103/RevModPhys.19.361.
    8. 123Isaac Asimov.
      The Planet That Wasn’t (англ.) (May 1975). Дата обращения 6 мая 2014.
    9. 12Paul Schlyter.
      Hypothetical Planets (англ.). Дата обращения 7 мая 2014.
    10. Richard Baum, William Sheehan.
      In Search of Planet Vulcan, The Ghost in Newton’s Clockwork Machine. — New York: Plenum Press, 1997. — ISBN 0-306-45567-6.
    11. Роузвер Н. Т., 1985, с. 7—8, 33—36, 46, 61—62.
    12. Роузвер Н. Т., 1985, с. 84—90, 97—117.
    13. Субботин М. Ф., 1968, с. 61.
    14. Роузвер Н. Т., 1985, с. 37—39, 60.
    15. Роузвер Н. Т., 1985, с. 20—21, 31, 34, 47.
    16. Роузвер Н. Т., 1985, с. 54—55, 59—60.
    17. Hill H. A., Stebbins R. T.
      The intrinsic visual oblateness of the sun // Astrophys. Journal. — 1975. — Вып. 200. — P. 471—483.
    18. 123
      Визгин В. П., 1981, с. 36—37.
    19. Гарцер П.
      Звезды и пространство. // Новые идеи в математике. СПб.: Образование, 1913, вып. 3, с. 71—116.
    20. Роузвер Н. Т., 1985, с. 98—116.
    21. Newcomb S.
      The elements of the four inner planets and the fundamental constants of astronomy. Suppl. am. Ephem. naut. Aim. 1897. U.S. Govt. Printing Office, Washington, D. C., 1895.
    22. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 49—51, 57—58.
    23. Роузвер Н. Т., 1985, с. 49—51, 57—63.
    24. Богородский А. Ф., 1971, с. 35—58.
    25. Роузвер Н. Т., 1985, с. 19.
    26. Hall A.
      A suggestion in the theory of Mercury (англ.) // Astr. J. — 1894. — Vol. 14. — P. 49—51.
    27. Florin N. Diacu.
      On the Mücket-Treder gravitational law // New Trends For Hamiltonian Systems And Celestial Mechanics / edited by Lacomba Ernesto A, Llibre Jaume. — 1996-07-03. — С. 127. — 407 с. — ISBN 9789814547901.
    28. Гравитационный парадокс // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1988. — Т. 1. — ISBN 5-85270-034-7.
    29. Роузвер Н. Т., 1985, с. 65—67.
    30. Newcomb S.
      Discussion and results of observations on transits Mercury from 1677 to 1881. Astr. Pap. am. Ephem. naut. Aim., t, 367—487. U. S Govt. Printing Office, Washington, D. C., 1882.
    31. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 55—56.
    32. Визгин В. П., 1981, с. 34—35.
    33. Субботин М. Ф., 1968, с. 63.
    34. Роузвер Н. Т., 1985, с. 8, 44, 82—83, 89—90.
    35. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 139—161.
    36. Визгин В. П., 1981, с. 44—49, 56—63.
    37. Роузвер Н. Т., 1985, с. 161—168.
    38. Gerber, P.
      Die räumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation // Zeitschrift für Mathematik und Physik. — 1898. — Vol. 43. — P. 93–104.
    39. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 168—176.
    40. Макс фон Лауэ.
      О движении перигелия Меркурия (историко-критический очерк) // Лауэ М. Статьи и речи. — М.: Наука, 1969. — С. 86—89.
    41. Роузвер Н. Т., 1985, с. 179.
    42. Зелиг К.
      Альберт Эйнштейн. — 2-е изд. — М.: Атомиздат, 1966. — С. 74.
    43. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 180—186.
    44. Эйнштейн А.
      Объяснение движения перигелия Меркурия в общей теории относительности // Собрание научных трудов в 4 томах. — Т. I. — С. 439—447.
    45. Пайс А.
      Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, 1989. — С. 245—248. — 568 с. — ISBN 5-02-014028-7.
    46. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М.
      Теория поля. — Издание 5-е, исправленное и дополненное. — М.: Наука, 1967. — 460 с. — («Теоретическая физика», том II)., § 98 «Движение в центрально-симметричном гравитационном поле».
    47. 12
      Роузвер Н. Т., 1985, с. 113—117.
    48. Kevin Brown.
      Anomalous Precessions (англ.).
      Reflections on Relativity
      (2012). Дата обращения 14 апреля 2014.
    49. Субботин М. Ф., 1968, с. 66.
    50. Taylor J. H., Fowler L. A., McCulloch P. M.
      Measurements of general relativistic effects in the binary pulsar PSR1913 + 16 (англ.) // Nature. — 1979. — No. 277. — P. 437.
    51. The Binary Pulsar PSR 1913+16 (неопр.)
      . Дата обращения 15 апреля 2014.
    52. Нарликар Дж.
      Гравитация без формул. — М.: Мир, 1985. — С. 88. — Тираж 50 000 экз.
    53. M. Kramer et al.
      Tests of General Relativity from Timing the Double Pulsar (англ.) // Science. — 2006. — 6 October (vol. 314, iss. 5796). — P. 97—102. — doi:10.1126/science.1132305.
    54. Robert Naeye.
      Einstein Passes New Tests.
    55. (Collective of authors GRAVITY Collaboration).
      Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole // Astronomy & Astrophysics. — 2020. — Т. 636.
    56. Телескоп ESO наблюдает «звездный танец» вокруг сверхмассивной чёрной дыры и подтверждает правоту Эйнштейна (неопр.)
      . European Southern Observatory.
    57. Лев Окунь
      . Основные понятия и законы физики и свойства элементарных частиц материи // Доклад на Президиуме РАН 27 октября 2009 г. -Элементы.ру

    Литература[править | править код]

    • Богородский А. Ф.
      Всемирное тяготения. — Киев: Наукова думка, 1971. — 351 с.
    • Визгин В. П.
      Релятивистская теория тяготения. Истоки и формирование. 1900—1915 гг. — М.: Наука, 1981. — 352 с.
    • Климишин И. А.
      Релятивистская астрономия. — 2-е изд. — М.: Наука, 1989. — С. 35—41. — ISBN 5-02-014074-0.
    • Роузвер Н. Т.
      Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна = Mercury’s perihelion. From Le Verrier to Einstein. — М.: Мир, 1985. — 244 с.
    • Спасский Б. И.
      История физики, в двух томах. — М.: Высшая школа, 1977.
    • Субботин М. Ф.
      Введение в теоретическую астрономию. — М.: Наука, 1968. — С. 58—67.
    • Earman J., Janssen M.
      Einstein’s Explanation of the Motion of Mercury’s Perihelion // The Attraction of Gravitation: New Studies in the History of General Relativity: Einstein Studies, Volume 5. — Boston: Birkhãuser, 1993. — С. 129—149. — 432 с. — ISBN 3764336242.
    Рейтинг
    ( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: