Графическая модель дифракции гравитационных волн Солнца. Мы считаем, что гравитационное поле переносится волновыми частицами этого поля – гравитонами, распространяющимися прямолинейно от источника излучения. В работах [1, 2, 3] изложены развиваемые нами представления альтернативной высокочастотной теории гравитации. В этой теории используются представления близкодействия. Ее сущность сводится к следующему. По закону Всемирного тяготения Ньютона сила тяготения определяется массами тяготеющих тел. Массы сосредоточены в ядрах атомов, которые излучают и поглощают гравитационные волны в виде квантов этих волн – гравитонов. Поглощение телом гравитационной энергии и превращение ее в кинетическую энергию тела или его частей (атомов) является неотъемлемым свойством гравитационного взаимодействия. Поток гравитационной энергии определяется интенсивностью (J) гравитационного поля центрального тяготеющего тела, в соответствии с уравнением, полученном в нашей работе [1]:
(1)
где g – напряженность гравитационного поля, G – гравитационная постоянная, скорость распространения гравитационных волн. Поглощение энергии гравитационного поля, по нашему мнению, является главным фактором повышения температуры в недрах планет [2]. Здесь же получено уравнение для средней интенсивности (J) излучения гравитационного осциллятора на расстоянии R от него:
, (2)
где m0 – масса осциллятора, d0 – амплитуда колебаний осциллятора, – его частота, – скорость гравитационных волн. В работе [1] выполнена оценка скорости распространения гравитационных волн: 1,2•1015 м/с. В работе [3] выполнена оценка длины гравитационных волн: 10-17м и, соответственно, их частоты: 1,2•1032 Гц. Там же [3] была показана возможность дифракции гравитационных волн, что доказывает волновую природу гравитационного взаимодействия. Показано, что расположение планет и других объектов Солнечной системы определяется положением максимумов дифракции гравитационного поля Солнца (аналогично – положение спутников и колец планетных систем определяется положением максимумов дифракции гравитационного поля планет). Экспериментальные замеры гравитационных полей в Солнечной системе проведены при исследовательских полетах космических аппаратов «Пионер-10 и -11» [4]. Согласно проведённым замерам были обнаружены максимумы напряженностей гравитационного поля. Причем, обнаруженные максимумы приходятся на области расположения планет и их спутников. Полученные результаты являются экспериментальным доказательством дифракции гравитационного поля и его волновой природы. Существование дифракционных максимумов позволяет объяснить устойчивость, происхождение и эволюцию Солнечной системы и её планетных систем.
При анализе расположения планет в Солнечной системе [3] была использована экспоненциальная зависимость, на которую накладывается функция синуса. На рисунке 1 она представлена линией 1, а аналитически выражается уравнением:
(3)
где L – расстояние от планеты до Солнца, n – порядковый номер планеты – числа 1,2,3.., е – основание натуральных логарифмов; L0, k, A и n0 – коэффициенты. Расчет методом наименьших квадратов дал следующие значения коэффициентов: L0 = 31010м, k = 0,543, А = 0,19, n0 = 6,3.
На рис. 2 приведена схема дифракции гравитонов (Г) на удаленных друг от друга ядрах (1 и 2) атомов макроскопического тела. Приведенная на рис. 2 схема может быть использована для моделирования дифракции гравитонов любого макроскопического тела. В нашем примере – это Солнце. Гравитоны (Г), – кванты гравитационного поля макроскопического тела, излучаются во всех направлениях ядрами этого макроскопического тела. Гравитоны обладают высокой проникающей способностью через вещество. Учитывая, что объем ядер в 1015 раз меньше объема атомов, гравитоны «свободно» пронизывают пространство между ядрами атомов. Коэффициент поглощения гравитационной энергии веществом составляет всего лишь 10-10, т.е. очень мал. Проходя далее вблизи ядер (1 и 2), гравитоны (Г) (см. рис. 2) испытывают дифракционные отклонения. Максимумы этих дифракционных отклонений показаны на рис. 2 линиями, которые встречаясь в пространстве с подобными линиями максимумов от других ядер создают интерференционную картину максимумов гравитации. Указанные максимумы гравитации на рис. 2 показаны точками по оси X. По осям У1 и У2 – это обычная дифракционная картина, описываемая уравнением:
dsin = m, (4)
где – угол дифракции, m = 0,1,2…, – порядок дифракционного максимума, – длина волны, d – это размер зоны Френеля в приядерной области, внутри которой пролетает поток дифрагирующих гравитонов (на рис. 1 показан условно).
Рис. 1. Графическая анаморфоза зависимости по уравнению (1) – линия 1
Рис. 2. Схема дифракции гравитонов (Г) на удаленных друг от друга ядрах (1 и 2) атомов макроскопического тела
Рис. 3. Зависимость расстояния дифракционных максимумов L1 от их номера n (линия 1) по уравнению 5, точки – фактические значения (L1ф). Линия 2 – экспонента в уравнении 5
Вероятно, размер такой зоны Френеля (d) соизмерим с диаметром нуклона.
Анализ данных дифракции по рис. 3
|
Значение L1 по уравнению (5) в сравнении с его фактическим значением L1ф при определенном n. |
||||||||||
|
Значение n |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Значение L1, мм |
3,53 |
6,87 |
12,24 |
19,65 |
28,58 |
38,88 |
53,70 |
84,65 |
158,0 |
318,1 |
|
Значение L1ф, мм |
3,4 |
7,3 |
13,0 |
20,0 |
28,0 |
40,0 |
58,0 |
89,0 |
147 |
310 |
|
Относительная погрешность, , % |
3,7 |
5,9 |
5,8 |
1,7 |
2,1 |
2,8 |
7,4 |
4,9 |
7,5 |
2,6 |
|
Среднее значение, ср, % |
4,1 |
|||||||||
Для определения L1ф (индекс «ф» означает «фактическое») сначала определяли положение максимумов по осям У1 и У2 через sin = a/b. В качестве примера на рис. 2 показано определение: а1 = sin1b1. Далее, как показано на рис. 2, определяли положение максимумов по оси X, в которых встречаются дифрагирующие на ядрах 1 и 2 гравитоны при разности их хода, равной нулю, как точки пересечения соответствующих линий. Эти точки определяют значения L1ф, которые измерены и приведены на рис. 2. Анализ данных модели дифракции гравитонов приведен в таблице. По полученным данным в полулогарифмических координатах построены зависимости 1 и 2, представленные на рис. 3. Даже при визуальном сравнении рис. 1 и 3 видно, что зависимости, приведенные на этих рисунках, идентичные. Для данных рис. 3 и таблицы уравнение в общем виде будет:
(5)
где n – порядковый номер дифракционного максимума – числа 1,2,3…, коэффициенты уравнения (5) имеют значения: L01 = 3,53 мм, k1 = 0,50, А1 = 0,28, n01 = 9,0.
Как видно из рис. 2, максимумы дифракции гравитонов с отличающейся от нуля разностью хода симметрично с L1ф образуют круговую структуру, а в пространстве, видимо, с учетом дифракции гравитонов на соответствующих ядрах, будут образовывать сферическую протяженную структуру.
На основании совпадения уравнений 3 и 5 следует сделать вывод о том, что расположение планет и других объектов Солнечной системы приходятся на положения максимумов дифракции гравитационных волн, излучаемых Солнцем. Планеты как бы находятся в гравитационных потенциальных ямах. (Аналогично – положение спутников и колец планетных систем определяется положением максимумов дифракции гравитационного поля планет). Наличие потенциальных ям ввиде максимумов гравитации объясняет формирование планет Солнечной системы, спутниковых и кольцевых систем планет, а главное – их последующую устойчивость.
Проведенный нами анализ на модельной схеме дифракции гравитационных волн позволяет считать необходимым экспериментальную проверку дифракции путем замеров напряженностей гравитационного поля в областях расположение планет (и их спутниковых систем). Такие замеры нецеленаправленно проведены при исследовательских полетах космических аппаратов «Пионер-10 и -11» [4] и расценены как «аномальные эффекты в Солнечной системе». Причем, максимумы напряженностей гравитационного поля, согласно проведенным замерам, приходятся на расположение планет и их спутников. При достижении воспроизводимых результатов будет получено главное доказательство волновой природы гравитации.
Симуляция слияния черных дыр. Этот заголовок взят из источника [5], который информирует об «открытии гравитационных волн». Вызывает удивление использование автором термина «симуляция». Симуляция – (от лат. simulatio – видимость, притворство). Создание ложного впечатления о чем-либо, притворство с целью ввести в обман, в заблуждение. Видимо, у автора осталось недоверие к представленному им материалу. Причин возможно множество. Например, отсутствие воспроизводимости результатов, или: отсутствие регистрации на небесной сфере положения черных дыр как источников сигнала, и т.п.
По сообщению [5] «11 февраля на специальной пресс-коференции ученые международной коллаборатории LVC (LIGO) объявили о первом прямом детектировании гравитационных волн от слияния двух черных дыр с достоверностью 5.1. Участники конференции объявили об открытии гравитационных волн. 14 сентября 2015 год два детектора LIGO (расположенные в США) одновременно наблюдали гравитационно-волновой сигнал с возрастающей частотой от 35 Гц до 250 Гц и амплитудой деформации метрики в 1x10-21м. Сигнал соответствует предсказаниям общей теории относительности (ОТО) для слияния двух черных дыр массами 36 и 29 масс Солнца. На протяжении 0.2 секунды две, вращающиеся вокруг друг друга черные дыры, сблизились из-за потери энергии вращения за счет гравитационного излучения и слились в одну черную дыру. Расстояние (фотометрическое – примечание автора) до источника оценивается в 410 мегапарсек.» Материал представлен на рис. 4, взятому из сообщения [5]. Выполним перевод единиц указанного расстояния: 410106пк = 1,34 млрд. св. лет = 1,231025м. К сожалению, положение источника на небесной сфере не зарегистрировано (хотя используется термин «фотометрическое»), что вызывает некоторое недоверие к полученным данным. Приведённый в [5] материал может быть использован для расчета скорости гравитационных волн, ведь в ОТО она принята равной скорости света. Оценку скорости гравитационных волн можно выполнить, рассматривая вращающиеся черные дыры как гравитационный осциллятор. С этой целью используем два выражения для интенсивности гравитационных волн. Одно – полученное в нашей работе [1], выражаемое формулой (1), а второе, полученное для ОТО в работе [6]:
, (6)
где G – гравитационная постоянная, m1 и m2 – массы черных дыр, r – расстояние между ними, – скорость гравитационных волн, R – расстояние от осцилляторов до Земли. Выражая в формуле (1) 
и приравнивая (1) и (6), получим:
(7)
откуда получим:
(8)
Рис. 4. Детектированный LIGO сигнал после обработки
Здесь значения расчетных величин взяты из [5]: m1 = 7,161031 кг, m2 = 5.771031 кг, R = 1,231025 м, r = 3,5105 м, G = 6,67 10-11 
. Вычисление по уравнению (8) дает значение скорости гравитационных волн:
= 3,51014 м/с. (9)
Использование нашего уравнения (2) по аналогии с уравнением (7) дает:
(10)
Откуда (для = 35 Гц, начало процесса) получим:
= 5,81019 м/с. (11)
Полученные для скорости гравитационных волн значения (9) и (11) превышают принятую в ОТО таковую скорость, равную скорости света, и соответствуют рассчитанной нами в [1] скорости гравитационных волн = 1,21015 м/с. Таким образом, материалы в исследованиях [5] не подтверждают теоретические положения ОТО, а, наоборот, раскрывают заложенные в планировании этих исследований противоречия. Следует отметить, что уравнение (10) показывает отсутствие зависимости скорости гравитационных волн от массы гравитационного осциллятора.
Отметим также, что частота излучаемых нуклонами массивных тел гравитационных волн в виде квантов этих волн – гравитонов составляет = 1032 Гц [3]. Частоту = 35 Гц, излучаемую при слиянии двух черных дыр, можно рассматривать лишь как накладываемую на излучаемую нуклонами частоту1032 Гц, поэтому распространяющуюся в пространстве и приходящую к детектору гравитационную волну следует рассматривать как модулированную.
Рассчитанные по уравнениям (1) и (6) интенсивности гравитационного поля, дошедшего от источника (осциллирующих черных дыр) до приемника (детектора на Земле), составляют соответственно J1 = 1,510-32 Дж/м2 и J6 = 4,810-33 Дж/м2. Указанные уравнения (1) и (6) удобно использовать для проектирования экспериментальных излучателей гравитационных волн применительно к земным условиям. В этой связи механические гравитационные осцилляторы имеют непреодолимые ограничения по частоте и массе. Наиболее предпочтительным является направление с использованием в качестве модуляторов гравитационного поля молекулярных высокочастотных (микроволновых) генераторов. Процессы должны происходить на молекулярном уровне. Размещение источника и приемника гравитационных волн в условиях Земного шара позволит исследовать экспериментально и объективно подойти к решению многих вопросов изучения свойств гравитационного поля.
Выводы
Рассмотрены основные свойства гравитационного поля: скорость распространения, частота гравитонов, интенсивность излучения гравитационных осцилляторов. Проанализирована схема дифракции квантов гравитационного поля (гравитонов) и объяснено образование дифракционных максимумов в Солнечной системе в радиальном от Солнца направлении. Полученные результаты являются экспериментальным доказательством дифракции гравитационного поля Солнца и его волновой природы. По данным исследований [5] выполнена оценка скорости гравитационных волн. Она значительно превышает скорость света, что не подтверждает ОТО. На излучаемые двумя черными дырами гравитационные поля в виде потока гравитонов накладываются низкочастотные колебания, вызванные вращением этих черных дыр, в результате излучаются модулированные гравитационные волны. Конструирование и размещение механических гравитационных осцилляторов на Земле имеет непреодолимые ограничения по достижению необходимой интенсивности излучаемых модулированных гравитационных волн. Рекомендовано для генерирования модулированных гравитационных волн на Земле использовать молекулярные высокочастотные (микроволновые) генераторы.
Библиографическая ссылка
Борисов Ю.А. О СВОЙСТВАХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 6-4. – С. 645-650;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9669 (дата обращения: 19.04.2024).