Библиографическое описание:

Бортникова Г. И. К механизму взаимодействия гравитации и массы // Молодой ученый. — 2009. — №3. — С. 5-9.


С древних времен и первых цивилизаций люди заметили, что окружающий мир существует в сложной периодической динамике природных явлений. Это давало возможность отслеживались периодические изменения в комплексе синхронно протекающих процессов и прогнозировать один процесс, отслеживая другой. Известные флуктуации различных показателей в химии, физике и технике являются предметом специальных исследований. Периодичность некоторых изменений в организме, ставшая в настоящее время предметом отдельного направления в биологии, хронобиологии, активно изучается в связи с атмосферными явлениями и геофизической обстановкой. Большое внимание уделяется исследованиям физических полей: электромагнитных, радиоактивности ультразвуку, вибрациям. Медицинский аспект этой области изучает хрономедицина, выявляющая критические для начала заболеваний интервалы в определенных периодах и возможности временной оптимизации терапевтических воздействий на организм. С э
С этой точки зрения, существенный интерес представляет приливная динамика гравитационного поля Земли: неэкранируемость гравитации, естественный и универсальный характер ее действия, устойчивая и сложная периодичность изменений в соответствии с координатами и местным временем. Спектр периодов колебаний энергии земного гравитационного поля, известный в геофизике, очень широк, от геологических (порядка 200, 60-100 млн. лет) до около- 6- часовых, практически в полном объеме отражается в палеонтологических ритмах, колебаниях экосистем, организмов, а также клеточных и молекулярных процессов [1,2]. Немногочисленные, но имеющие более 300-летнюю историю, наблюдения обнаружили корреляции ряда явлений живой природы с морскими приливами, а функциональных изменений организмов животных и человека с разнопериодными приливными изменениями силы тяжести [3, 4, 5]. В многолетних исследованиях были зарегистрированы разнопериодные колебания активности ферментов, концентраций различных веществ крови, скорости химических реакций, колебания скорости радиоактивного распада и других объектов, которые, по мнению авторов, имеют общую природу и являются ответом на какой-то космофизический фактор [6]. В со
В соответствии с современными физическими представлениями, низкие значения напряженности (порядка 10-6 - 10-8 м/с2 ) приливных изменений на фоне постоянного гравитационного поля (9,8 м/с2) не могут быть непосредственной причиной воздействий, а тем более нетепловых высокочастотных движений, недиффузионных потоков, морфологических, структурных и геометрических движений в клетках и субклеточных структурах, синхронной конформационной подвижности биомолекул, колебаний скорости и интенсивности взаимодействий и т.д.. Этой точке зрения способствует и полное отсутствие представлений о механизме действия гравитационного поля на массу. Поэтому актуальными являются новые, выходящие за рамки традиционных, подходы, взгляды и гипотезы, способствующие прогрессу в понимании универсального характера периодичности динамики естественных процессов и явлений. Результатом таких исследованием будут и новые возможности для прогнозов.
В отношении гравитации, таким новым представлением стала общая теория относительности А. Эйнштейна, которая изменила современное научное мировоззрение [7]. В астрофизике больших масс и скоростей, сильных гравитационных полей, в квантовой механике эта теория широко востребована. В биологии одно из первых таких исследований проведено на растениях [8]. Недавние логические построения постепенно направляли научное мышление в сторону активной роли физических особенностей пространства для жизнедеятельности клеток живых организмов [9,10]. Однако, до настоящего времени в применении к наиболее близкому человеку миру масс и гравитационных полей, Солнечной системе, Земле, возможности, открываемые общей теорией относительности, по причине не осознанности возможного механизма взаимодействия слабой гравитации и массы, являются практически не использованными. Поэтому была предпринята попытка подойти к пониманию механизма течения некоторых процессов с точки зрения влияния на них неоднородности гравитационного поля как искривленного массой пространства, взаимодействия его геометрических свойств и масс. Чтобы
Чтобы учесть геометрические особенности гравитационных полей масс необходимо обратиться к основному уравнению гравитационного поля: при заданных начальных условиях все тела в нем вне зависимости от их массы движутся следующим образом:
a = - grad u ,гд
где а - ускорение тела в постоянном гравитационном поле, grad u - градиент потенциальной энергии на определенном интервале [11], где процесс изменения потенциала требует определенного интервала времени ∆t = (t +1) - (t-1). Соответственно принципу эквивалентности, равномерно ускоренная система отсчета эквивалентна постоянному однородному внешнему полю. Поэтому его можно применить к локальной области ∆R поля тяготеющей массы М, где а - среднее ускорение равноускоренного движения за интервал времени ∆ t:
a = 2 ∆R/∆t 2Ре
Решение уравнения
2 ∆R 2 = -∆u ∆t 2по
позволяет описать связь интервала ∆R гравитационного поля между точками, соответствующими двум последовательным моментам времени, и создающей его массой М в виде формулы:
М = ∆t 4 ( g t-1 g t+1 /( √ g t-1 - √g t+1 )) 2 /4 j *
j - гравитационная постоянная [12]. *
* Массу удобно выражать через напряженности, так как ее величины во многих случаях
известны и могут быть использованы для оценки реальных эффектов. Н
Напряженность g t эквипотенциальной поверхности среднего радиуса интервала Rt привязывает его к системе отсчета - центру тяжести массы. Используя формулу массы, можно выразить различные характеристики интервала (&#8710;R, &#8710;t), расположенного между эквипотенциальными поверхностями, в моменты времени, где g t-1 < g t < g t+1, по отношению к массе М:сред
среднее ускорение в интервале a = &#8730;(g t-1 g t+1)ск
скорость V = a &#8710;t ра
расстояние &#8710;R = &#8730;(g t-1 g t+1) &#8710;t 2/2 = а &#8710;t 2/2ра
разность потенциалов &#8710;u = g t-1 g t+1 &#8710;t 2/2 = (а &#8710;t) 2/2 = V 2/2ве
вертикальную координату Rt = (g t-1 g t+1 &#8710;t 2)/ (2 &#8730;g t (&#8730; g t+1 - &#8730;g t-1 ))ин
интервал времени &#8710;t 4 = 4j М ((&#8730;g t-1- &#8730; g t+1)/ g t-1 g t+1) 2
Исходя из закона тяготения Ньютона, кривизна эквипотенциальной поверхности постоянного центрально-симметричного гравитационного поля выражается
Кg = g /R.Дл
Для учета геометрических свойств интервала в поле кривизну оценивают как величину отношения относительного ускорения к относительному расстоянию [13]:
К = а /R, Кр
Кривизна - это ускорение относительного изменения расстояния в 1 м; ускорение а4 входит в числитель формулы массы, поэтому эта формула преобразована:
K = 2 (&#8730;g t /(&#8730;g t-1 &#8730;g t+1) /( &#8730;g t+1 -&#8730; g t-1))/ &#8710; t 2.В
В интервале времени кривизна отражает полную энергию гравитационного поля, потенциальную ее составляющую (g t-1 , g t , g) и кинетическую (&#8730;g t-1 - &#8730; g t+1), поэтому может характеризовать энергию тела как при его свободном падении, так и при ее изменении в области неподвижного тела. Выражение
&#8730;g t ( &#8730;g t-1 - g t+1) /(&#8730;g t-1 &#8730;g t+1) = G = 2епр
представляет собой удвоенный эксцентриситет (е). Интервал времени изменения потенциала между апогелием и перигелием является одной из характеристик орбит планет (табл. 1).Таб
Таблица 1.
Некоторые средние характеристики орбит планет.

Планеты &#8710;t K G е
с с -2
Плутон 12,43 108 0,65 10-18 0,5045 0,2468
Нептун 1,57 108 1,39 10-18 0,0178 0,0086
Уран 1,84 108 5,58 10-18 0,0950 0,0472
Сатурн 7,06 107 4,49 10-17 0,1138 0,0560
Юпитер 2,63 107 0,28 10-17 0,0976 0,0484
Марс 5,78 107 1,11 10-17 0,1973 0,0930
Земля 1,30 106 3,95 10-14 0,0340 0,0167
Венера 0,51 106 10,5010-14 0,0136 0,0068
Меркурий 1,10 106 68,01 10-14 0,5250 0,2060Эк

Эксцентриситет е <1 является безразмерной величиной, которая не зависит от величин напряженностей, поэтому можно оценивать неоднородность гравитационных полей любых напряженностей и масс.
Введение эксцентриситета дает возможность выразить границы интервала g t-1 , g t = g , g t+1 через средние его величины R и g , что упрощает оценку и других его средних характеристик:&#8
&#8710;R = e R - расстояния а
а = g /(1-e2) - среднего ускорения K
K = j M/R3 (1-е2) или K
K = Kg / (1-e2) - кривизныТ
Т = 2 &#960; &#8730;(R3 (1-e2))/ j M = &#960; &#8710; t/ &#8730;e - периода. Ес
Если эксцентриситетом можно пренебречь, то кривизна соответствует закону тяготения. Исх
Исходя из вышесказанного, и закон тяготения Ньютона целесообразно выразить в более общем виде:
F = ma = - j M m/ R2 (1-e2), пр
при е = 0 имеем вместо ускорения напряженность, а закон тяготения в общепринятой форме, где m - масса тела в поле М.
Для планет Солнечной системы, где эксцентриситет мал, закон тяготения применим в его традиционной форме, однако, если эксцентриситет велик или сколь угодно близок к 1, то ускорения могут быть большими, например, сопоставимыми со скоростью движения электрона на орбите атома. Пусть энергия электрона связана с орбитой вращения электрона вокруг ядра атома, которая имеет высокий эксцентриситет, сколь угодно близкий к 1, но не достигающий ее. В неоднородном гравитационном поле основой кинетической энергии частиц малой массы является наличие разности потенциалов, связанной с эксцентриситетом:
E = j M/ 2R(1- e2)Бо
Большая величина е позволяет возрастание скорости, кинетической энергии и частоты до бесконечно больших величин, при е 1, (1 - е2) 0, (табл. 2).
Таблица 2 .
Величины эксцентриситета е > 0,9 , (n - число десятичных знаков).

е n 1-е2 ~ (1-е2)0,
0,9 1 0,19 2 10 -10,
0,99 2 0,0199 2 10 -20,
0,999 3 0,001999 2 10 -30,
0,9999 4 0,00019999 2 10 -4 0,
0,99999 5 0,00000199999 2 10 -5Из

Из таблицы видно, что при округлении величина степени 10 соответствует числу 9-к после запятой в эксцентриситете (n), для е = 0,99999+9 ,
1-е2 = 2 10-nВ
В формуле периода орбиты T = 2 &#960;/&#8730;K с большим эксцентриситетом при четном п &#8730;(1-е2) = &#8730;2 10 -0,5n, а при нечетном &#8730;(1-е2) = &#8730;0,2 10 -0,5 (n-1) . Если Х - множитель перед 2 10n , то при четном n период Т 0,9 = 1,0877 106 10 -0,5n (R3 X/M)0,5.
В настоящее время установлено, что в невозбужденном состоянии движение электрона не круговое, а радиальное в направлении к ядру и от него, при этом скорость электрона непостоянна. Электронные оболочки внешних уровней атомов представляют собой сильно вытянутые эллипсы и электроны при вращении практически падают на ядро [14]. Поскольку энергии связи электронов внешних оболочек известны, как и размеры атомов, то можно оценить эксцентриситеты внешних орбит атомов. Так, для массы кислорода М = 2,6559 10-26 кг, R = 6,6 10 -11 м, энергия связи Е =13,64 эв на 1 молекулу. Предположим, что энергия связи электрона (m =9,11 10 -31 кг) с ядром в атоме кислорода имеет гравитационную природу, тогда Е = 0,5 jМ/R (1-е2) = 1,342 10-26/(1-е2) дж =2,396 1012 дж, отсюда находим (1-е2) = 0,28 2 10-38 , е ~ 0,99+9 (n = 38). Период Т = 1,574 10 -16с, частота f = 6,3 10 15 гц. Тогда при напряженности g = j M/R2 = 4,07 10-16 м/с2, ускорение a =7,268 1022 м/с2, К = 1,1 10 33 с -2, скорость V= 2,210 6 м/с. Ис
Используя известные данные энергий связи внешних электронов, с ядром для большинства элементов таблицы Менделеева, были рассчитаны выражения (1-е2) , которые имели минимальное значение у (гелия) Не (0,042 10-38), а максимальное у (гафния) Hf (6,475 10-38). Динамика (1-е2) обратно коррелировала с энергией связи: коэффициент корреляции к/к =-0,494 , Р<0,01 , n=72. Имея низкие напряженности, но высокие относительные ускорения, гравитационные поля атомов могут обладать большой энергией за счет скорости изменения. Тогда, не только электрическое поле может обеспечивать электрическую связь электрона с ядром, но и гравитационное поля, орбиты которого имеют эксцентриситеты, близкие к 1. Тогда должны быть близкими силы притяжения гравитационного и электрического полей ядра. Силы гравитационного притяжения F ядра (M) и центробежной силы Fс, действующий на электрон (m), практически совпадают
F = j M m /R2 (1-е2) =6,62 10-8 Н, Fс = mV2/R = 6,56 10-8 Н. С
Сила электрического (кулоновского) притяжения Fк оказалась близка к гравитационной Fк = q2/ 4peR2=5,29 10-8 Н, где q =1,6 10-19 Кл - заряд электрона , e = 8,85 10-12 Кл2/(Н м2) -электрическая постоянная. Ход значений сил гравитационного и электрического притяжения для элементов таблицы Менделеева был одинаков, корреляция высока: к/к =0,878, P<0,01, n=73. Однако, электрическое притяжение было всегда ниже гравитационного, особенно в максимумах колебаний в периодах, и почти не отличалась в минимумах; средние значения F =(2,05 10-8 0,82) Н, а Fк = (1,32 10-8 0,71) Н отличались недостоверно. Силы достоверно коррелировали с энергией связи, к/к = 0,441, Р < 0,05. Противофазный ход энергии связи и силы имел место для инертных газов. В группах сила связи уменьшалась с первого по 7 период, в больших периодах сначала росла, затем уменьшалась. Для
Для внешней орбиты каждого атома рассчитали кривизну. Изменения кривизны по периодам были стереотипны и имели максимумы для элементов 7 группы главной подгруппы, включая водород, а минимумы для элементов 1 группы главной подгруппы. Водород имел максимальную кривизну из всех максимумов других атомов, наибольший минимум был у лития (табл. 3).
Таблица
Значения кривизны К и скорости V для атомов 1 и 7 групп (радиус R). П

Периоды 1 группа 7 группа
Атом К 10 32 R 10 -11 V10 6 Атом К10 32 R 10 -11 V10 6
с-2 м м/с с-2 м м/с
1 H 22,6 4,6 2,18
2 Li 0,8 15,5 1,37 F 15,1 6,4 3,06
3 Na 0,5 18,9 1,34 Cl 4,6 9,9 2,13
4 K 0,3 23,6 1,23 Br 3,2 11,4 2,04
5 Rb 0,2 24,8 1,21 J 2,1 13,3 1,92
6 Cs 0,2 26,8 1,17

Ход кривизны по периодам полностью повторяет изменение силы, действующей на электрон: к/к = 0,976, P<0,01. Относительно малые кривизны энергетических слоев при больших радиусах и относительно малых скоростях в атомах 1 группы способствует отдаче электронов, а большие кривизны, малые радиусы и большие скорости в энергетических слоях атомов 7 группы создают условия для их захвата. Очевидно, что небольшие флуктуации энергии любого вида в области атома (например, модуляции кривизной с возрастающими периодами) могут уменьшить эксцентриситет или обусловить e >1, в результате возрастет вероятность переходов электронов между атомами. Поэтому с периодом модулирующей кривизны должна изменяться и скорость реакции. По такому же принципу высокочастотные приливные изменения гравитации могут иметь значение и влиять на сосуществование нуклонов в объеме пространства ядра, о чем свидетельствует зарегистрированная периодичность естественной радиоактивности [6]. Так
Таким образом, теоретически объемы пространства гравитационных полей масс не зависимо от их величины могут обусловить вращение не только планет, но и электронов. Отражение колебаний геометрических свойств пространства гравитационного поля Земли живыми организмами было показано в экспериментальных биологических исследованиях [15]. В дальнейших публикациях предполагается показать и другие стороны механизма взаимодействия гравитации и массы. Установленные факты и связи могут дать новые подходы к пониманию и прогнозам динамики естественных процессов и результатов воздействий на них, поэтому дальнейшая научная разработка этого направления представляется весьма актуальной.
Литература
1. Б.Л. Личков. Природные воды Земли и литосферы. Л. Изд. АНСССР, 1960.
2. Н.Ф.Балуховский. Геологические циклы. Киев. Наукова Думка, 1966.
3. F. Brown Biological Clock Phenomenon: Exogenous Tyming Hypothesis. J. interdiscipl. Cycle Res.(1983) 14, 2, р.137.
4. В.И. Хаснуллин. Психоэмоциональные проявления метеопатии.Медицинский геофизический прогноз и профилактика метеопатий.Тез. докл. Регионального симп.г. Новосибирск, 29-31 октября 1991 г.
5. В.А.Райбштейн, В.И. Войнов, В.Э. Кудряшев, В.И. Чепасов. О связи медицинских показателей с колебаниями естественных гравитационных полей. Биофизика, 37, в 3, 1992.
6. С.Э. Шноль, В.А. Намиот, В.Е. Жвирблис, В.Н.Морозов. Возможная общность макроскопических флуктуаций скоростей биохимических и химических реакций, электрофоретической подвижности клеток и флуктуаций при изменениях радиоактивности, оптической активности и фликкерных шумов.
Биофизика, 28, в. 1, с. 153. (1983)
7. И.А.Акчурин, М.Д. Ахундов. Эйнштейн и развитие понятия пространства. В кн.: Эйнштейн и философские проблемы физики ХХ века. М. Наука,1979. с 169.
8. В.Н. Хитрово. О парусности зачатков некоторых растений. Записки Киевского общества естествоиспытателей. ХХ, в 1, 1912.
9. Р. Тома. Комментарии к статье Уолддингтона К.-Х. Основные биологические концепции. В кн.: "На пути к теоретической биологии". М. Мир, 1970, с. 38.
10. А. П. Дубров.Симметрия биоритмов и реактивности. М. Медицина, 1987,175 С.
11. Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц. Теоретическая физика. Теория поля.. М. Наука, (1973) с. 288.
12. Г. И. Бортникова. Дис .к.б.н. "Характеристика влияния приливных изменений гравитационного поля нa функционально-метаболические показатели некоторых биообъектов". Ташкент, 1995, 145 С.
13. Э.Тейлор, Дж.Уиллер. Физика пространства-времени. (1971) М. Мир с.229.(E.F.
F. Taylor, J.A.Wheeler. Spacetime physics (1966). W.H. Freedman and Company. San Francisco and London).
14. Л. Полинг. (1974) Общая химия. М. Мир. 845 с. (Linus Pauling. (1970). General chemistry. San-Francisco. W.H. Freedman and Company).
15. G.I. Bortnikova. Influence of the gravity flow changes on periodic functional activity of the dog corticoadrenal and thyroid glands. Biophysica, 37, n. 3, p. 533 (1992).

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle