Объединенная система уравнений электродинамики и гравидинамики

2. Объединенная система уравнений электродинамики и гравидинамики

Рассмотрим движение электрически заряженной частицы в поле, создаваемое аналогичными частицами. Частица несет два вида заряда - электрического  и гравитационного (массы) . Полагая , получим

, ,  (2.1)

где - напряженности электрического и гравитационного полей,  - векторы магнитной и инерционной (гравимагнитной) индукций. Траектория движения частицы в этих полях зависит от их отношения. В микромире грави-инерционные силы чрезвычайно слабые и практически никакой роли не играют. Пренебрегая им из (1.11) и (1.16) автоматически получим систему уравнений электродинамики Максвелла – Лоренца. В мегамире, наоборот, они доминируют. В этом случае можно пренебречь электромагнитными силами, тогда получим аналогичную систему уравнений для гравидинамики

 (2.2)

где  и  - плотность и поток массы, g и z - константы связи гравитационного и гравимагнитного полей. Судьба этих уравнений драматична. Они в разной форме предлагались многими выдающимися физиками (Максвелл, Герц, Хэвисайд, Пуанкаре, Бриллюэн и др./5/), но признания не получили. Называют разные причины: отсутствие отрицательного гравитационного заряда, зависимость массы от скорости, неспособность линейной теории объяснить эффекты ОТО и др. Но все-таки, на наш взгляд, истинной причиной были не они, а неопределенность гравимагнитного поля, точнее отсутствие каких-либо явлений, которые свидетельствовали бы о наличии такого поля. Наблюдаемые явления, вроде бы, объяснялись и без него и в нем не было никакой необходимости. Такая природная невостребованность привела к сомнениям в реальности гравимагнитного поля и системы уравнений (2.2) в целом. Теперь эта неопределенность устранена. Получена система обобщенных уравнений из которой уравнения (2.2) вытекают как следствие. При этом гравимагнитное поле приобретает определенный смысл. Оно выражает напряженность инерционного поля . В гравидинамике она играет ту же роль, что и магнитное поле в электродинамике. Гравитационное и инерционное поля взаимосвязаны, друг друга индуцируют и распространяются в виде поперечных волн со скоростью

, (2.3)

Величина этой скорости пока неизвестна, но есть ряд косвенных доказательств того, что в вакууме она совпадает со скоростью света. Принимая это как модель, определим «инерционную постоянную вакуума»

 м/кг (2.4)

Это – чрезвычайно малая величина. Ее малостью можно объяснить почему инерционные поля обычных тел не наблюдаются. Они велики лишь в масштабе Вселенной и играют важную роль в формировании ее структуры. Разумеется, плотной среды гораздо выше вакуумной, но пока мы о них ничего не знаем.

3. Эффекты ОТО и новый грави-инерционный эффект

Три эффекта – гравитационное смещение спектра, отклонение луча в поле тяготения и вращение перигелия планет – обычно интерпретируются как отклонение от закона Ньютона. Первый эффект тривиален и вытекает из закона сохранения энергии фотона. Второй также вытекает из закона

Ньютона (рис.1)

 , (3.1)

но угол отклонения в два раза меньше наблюдаемого. В ОТО это объясняется кривизной пространства. В данном случае кривизна мала и учтена законом Ньютона, поэтому неизвестна, откуда берется вторая половина. Покажем, что она связана с действием инерционного поля. На луч света, проходящего мимо массивного тела с массой на расстоянии , действуют две силы: ньютоновская , которая вызывает отклонение (3.1) и инерционная (гравилоренцовая) , которая под действием инерционного поля тела

 (3.2)

вызывает дополнительное отклонение на угол

, (3.3)

Если заменить  ее значением из (2.4), то этот угол совпадет с ньютоновским. Совпадение формально можно было бы рассматривать как согласие с ОТО. Однако, это не так. Дело в том, что эти углы находятся в разных плоскостях. Первый определяет отклонение луча в радиальном направлении, второй – в аксиальном. Во втором случае луч не притягивается к телу, а отбрасывается инерционным полем в сторону. (рис.2)

Он стремится вращаться вокруг силовых линий инерционного поля, но ввиду его слабости, траектория луча не замыкается и он, описав винтовую линию с большим шагом, покидает поле. Наблюдатель видит его проекцию на направление к телу и принимает его за дополнительное отклонение. Его впервые наблюдал Эдингтон в 1919 г. во время солнечного затмения, но считал его погрешностью эксперимента. Спустя три года такое же смещение обнаружили Кэмпбелл и Трюмплер, а затем и другие исследователи. В 1973 г. Джонес зафиксировал уже смещение 39 звезд и стало ясно, что аксиальное такая же реальность, как и радиальное смещение (более подробно см. обз./6/).

Рассмотрим третий эффект - вращение перигелия планет Пусть мимо массивного тела движется малое тело. Если инерционное поле достаточно сильное, то оно захватывает тело и заставляет его вращаться вокруг его силовых линий. Предположим поле захватило тело и вращение происходит по эллипсу с периодом обращения . Если поле создано только взаимным вращением, то

, (3.4)

где-средний радиус эллиптической орбиты тела с большой полуосью и эксцентритетом . Вращающееся тело, помимо механического момента импульса , обладает еще инертным моментом . Он в два раза меньше механического и направлен в ту же сторону что и . Тело с общим моментом 3 в инерционном поле (3.4) будет прецессировать с «гравиларморовской» частотой  и через каждый оборот смещаться по направлению движения на угол

, (3.5)

который так же совпадает с данными ОТО. Два последних эффекта содержат константу инерционного взаимодействия и подтверждены наблюдениями. Их можно рассматривать как количественное подтверждение реальности инерционного поля.