КИММАК
Достижения Разума велики. Цивилизация на нынешнем этапе развития достигла очень больших высот. В основе всех достижений – Знания, познание окружающего Мира, его структуры, состава, свойств, закономерностей и законов их выражений и отношений. Но самое удивительное это то, что в основе всех знаний лежит незнание. Мы фактически не знаем о сути материи, хотя широко используем её во множестве технологических преобразований, переделов и построений, повышающих удобство нашего существования в этом Мире.
Мы знаем, что материя подразделяется на невесомую энергетическую и на весомую вещественную. Их взаимопереход определяется известной формулой Эйнштейна:
E = c2 M, (1)
где E – энергия, c – скорость света в вакууме, M – масса вещества. c2 играет роль коэффициента пропорционального преобразования вещественной материи в энергетическую, и с является Мировой константой. И энергию, и массу связывают с физическими полями. Физические поля не раскрывают ясной и понятной своей сути, они не объясняются другими понятными категориями, сущностями. Физические поля приняты как аксиомы, т.е. как объекты, не объяснимые через другие понятые категории и сущности. Следовательно, наши знания основаны на незнании. Наиболее широко используются гравитационное поле и электрическое поле как частное проявление электромагнитного поля. Они относятся к, так называемым, центрально-силовым полям, и описываются известными эмпирическим Законами Ньютона-Кавендиша и Кулона. По форме оба закона очень похожи в математическом выражении. Поэтому для определенности рассмотрим гравитационный закон Ньютона-Кавендиша:
F = G m1m2/R2, (2)
где F – сила притяжения двух гравитирующих на расстоянии R масс m1 и m2, G – коэффициент пропорциональности, называемый гравитационной константой.
Сам Ньютон придерживался идеи дальнодействия, т.е. мгновенного изменения силы притяжения одной из масс при изменении другой. Первая теория гравитации Ле Сажа предусматривала близкодействие, т.е. передачу силового воздействия в пространстве с очень большой, но конечной скоростью некими чрезвычайно малыми «космическими частицами». После открытия теорий относительности под Лесажевыми «космическими частицами» понимают некие гравитоны, распространяющиеся со скоростью света в вакууме. Попытки обнаружить гравитоны за долгие годы не увенчались успехом. Поэтому на самом деле ясной, полностью определенной теории гравитации фактически нет. Вообще неизвестна природа гравитационного притяжения объектов, обладающих физическим свойством – массой, как макроскопических, так и микроскопических.
Не только природа гравитации не известна, но и обратно-квадратичная зависимость от расстояния в (2) не ясна. В чем ее причина? Философ Кант утверждал, что причина в трёхмерности пространства. Но логической (математической) связи между трёхмерностью пространства и квадратом расстояния в знаменателе (2) он не дал, как не дали ни физики, ни математики.
Основная цель настоящего сообщения – выяснение причины обратно-квадратичной зависимости силы притяжения от расстояния между гравитирующими массами. Не меняя существа Закона Всемирного Тяготения (2), запишем его в виде:
F = (G M/ R2) m, (3)
Где M – притягивающая масса, намного превосходящая притягиваемую массу m. Умножим числитель и знаменатель в скобках на 4π:
F = (4π G M/4π R2) m (4)
Но 4πR2 – площадь поверхности сферы радиуса R. Тогда M/4πR2 представляет собой поверхностную плотность массы M на этой сфере. Обозначим её как ρMs и перепишем (4) в форме:
F = (4π G ρMs) m (5)
Если принять 4π G ρMs = gMs, то (5) перепишется в виде:
F = gMs m, (6)
который в земных условиях выражает вес (P) тела вблизи поверхности Земли, P = gm, g – хорошо известное ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения представляет собой не что иное как напряженность гравитационного поля вблизи поверхности Земли. В общем случае gMs – напряженность гравитационного поля притягивающей массы M на расстоянии R. Если на этом расстоянии находится масса m, то она под действием напряженности gMs центрально-силового гравитационного поля притягивающей массы M будет испытывать силу притяжения (6), и при отсутствии препятствия будет падать к массе M с ускорением gMs = 4πGρMs. Подставив известные массу и радиус Земли в эту формулу, нетрудно убедиться в том, что в случае Земли она дает хорошо известное значение g ускорения свободного падения.
Из этих выкладок вытекает, что в любой точке сферы радиуса R от геометрического центра массы M возникает определенное значение напряжённости гравитационного поля, которая пропорциональна поверхностной плотности массы M, если бы она была равномерно распределена по поверхности сферы. Поверхностная же плотность M на сфере радиуса R обратно-пропорциональна площади сферы, а площадь сферы равна 4πR2. Отсюда становится ясной природа квадрата расстояния в знаменателе Закона Всемирного Тяготения.
Преобразовывая подобным образом закон Кулона, можно получить:
F = EQs q, (7)
где F – сила притягивания (отталкивания) притягивающего (отталкивающего) электрического заряда Q, действующего на притягиваемый (отталкиваемый) заряд q, находящийся на расстоянии R от Q, EQs – напряженность электрического поля на этом же расстоянии, в системе СИ равный:
Ems = 4πk ρQs, (8)
где k = 1/4πε0, а ε0 = 1,602 176 565(35)·10−19 Кл в системе СИ, и ρQs – поверхностная плотность заряда Q на сфере радиуса R от геометрического центра заряда Q, равная:
ρQs = Q/4π R2 (9)
В результате закон Кулона запишется в форме:
F = k0 ρQs q, (10)
где k0 = 1/ε0. Записан только случай притяжения, поскольку случай отталкивания отличается лишь знаком.
И в этом случае квадрат расстояния между взаимодействующими зарядами объясняется напряженностью центрально-силового поля, пропорциональной поверхностной плотности заряда, которая в свою очередь обратно-пропорциональна площади сферы, равной 4πR2.
Утверждение Канта о том, что причина квадратичности расстояния в знаменателе формулы Центральных Сил в размерности пространства их действия, подтверждается. Степень расстояния между взаимодействующими объектами снижается на 1 по сравнению с размерностью пространства действия этих Сил. Площадь сферы в трехмерном пространстве пропорциональна квадрату ее радиуса. В случае двумерного пространства напряженность поля Центральных Сил выразилась бы через линейную (окружную, 2πR) плотность массового (M) и электрического (Q) зарядов.
Интересно заметить, что по этой логике в линейном пространстве не было бы никакой зависимости силы взаимодействия от расстояния между массовыми и электрическими зарядами. Возможно, в этом случае реализовывалось бы дальнодействие.
Проведенные выкладки вовсе не снижают аксиоматичности понятий поля, вещества, т.е. коренного незнания материи ни в форме полей, ни в форме вещества. Нет ответа на вопрос, почему притягиваются или отталкиваются вещества. Знаем только, как притягиваются и отталкиваются они. Здесь же сделана лишь попытка решения многовековой загадки квадратичности расстояния в знаменателе сил взаимодействия вещественных объектов в центрально-силовых физических полях.
Проведенное в предыдущем сообщении преобразование законов Кулона и Ньютона-Кавендиша с заменой расстояния между взаимодействующими объектами на числа натурального ряда не имеет какого-либо принципиального смысла и практического значения, кроме только поставленной цели демонстрации законов без «загадочно-неудобного расстояния в квадрате». В попытках же реальных расчетов все равно пришлось бы вернуться к расстояниям из преобразований по использованному переходу 4N2 = 4π R2, т.е. N2 = π R2. Да и вообще нет необходимости упрощать эмпирические законы Центральных Сил. Они в оригиналах выражены в максимально простых формах.
В серии предшествовавших сообщений (http://meganauka.com/sciencecosmos/1108-nepreryvno-celostnaya-sistema-himicheskih-elementov.html, http://meganauka.com/sciencecosmos/1107-mnozhestvo-himicheskih-elementov.html) на эту тему на самом деле было проведено объединение эмпирических закономерностей Природы – Закона Менделеева и Закона Центральных Сил. Обе закономерности, выражаемые Законами Менделеева и Ньютона-Кавендиша-Кулона, являются аксиомами. Они проявляются в общей аксиоме Законопорядка Центричности Вселенной (ЗЦВ) в целом и во всех частях макромира и микромира, и неживой, и живой Природы. В результате проведенного объединения ощутимо преобразилось двумерное представление Закона Периодичности свойств химических элементов – Периодическая Таблица химических элементов, не имеющая общего математического выражения, но рекомендуемая IUPAC. Вместо двух таблиц, в первой из которых 36 пустых клеток (дыр) получен один непрерывно-целостный Круг Элементов вещественной Вселенной с простым математическим выражением всего Круга Элементов в целом.
Заметим, что объяснение обратно-квадратичной зависимости Центральных Сил проводилось с целью повышения обоснованности объединения эмпирических Законов Менделеева и Ньютона-Кавендиша-Кулона в рамках единой аксиомы Законопорядка Центричности вещественной Вселенной, видимым проявлением которой во Вселенских масштабах являются Центрально-Силовые Поля. И Поля эти должны иметь как можно меньше неясностей, загадок.
Обмен мнениями возможен или комментариями, или посредством kimmak2014@yandex.ru