Гравитационное экранирование

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск

Термин гравитационное экранирование относится к гипотетическому явлению экранирования какого-либо объекта от его гравитационного поля. Такое явление, если оно существует, могло бы приводить к уменьшению веса пробных тел в гравитационном поле объекта. Форма экранируемой области должна быть подобной тени от гравитационного экрана. Например, форма экранируемой области над экраном в виде диска должна быть конической. Ожидается, что размер такого конуса над диском будет зависеть от высоты диска над землёй.[1] Большинство известных экспериментов не обнаруживает явления гравитационного экранирования. Это явление также противоречит принципу эквивалентности и несовместимо с ньютоновской теорией и общей теорией относительности.[2]

В теории гравитации Лесажа допускается эффект внешнего экранирования. [3]

Тесты принципа относительности[править]

С целью описания эффекта экранирования Майорана (Quirino Majorana)[4] предположил коэффициент поглощения h, изменяющий закон Ньютона гравитационной силы следующим образом: $$ F = \frac{GMm}{r^2} e^{-h \int \rho(r) dr}, $$

где G – гравитационная постоянная, M – масса объекта, m – масса пробного тела, r – расстояние между центром объекта и пробным телом, \( \rho(r) \) - плотность среды между объектом и пробным телом.

Из экспериментов вытекает верхнее значение для h, равное 4.3×10−15 м²/кг.[5] Астрономические наблюдения дают более строгие ограничения. Основываясь на наблюдениях Луны, Пуанкаре в 1908 г. [6] установил, что h не может быть больше, чем 10−18 м²/кг. Впоследствии это ограничение улучшили: а) Eckhardt [7] на основе лунно-лазерных измерений до величины 10−22 м²/кг; б) Williams, et al,[8] до h = (3 ± 5)×10−22 м²/кг. Как следствие этих отрицательных результатов (согласующихся с общей теорией относительности), каждая теория, которая может содержать эффект экранирования подобно теории гравитации Лесажа, должна уменьшить этот эффект до указанных выше значений.[2] Обсуждение солнечных затмений с точки зрения экранирования рассматривается в работе Unnikrishnan et al.[9]

Эксперименты Майораны и критика Руссела[править]

В связи с некоторыми экспериментами по экранированию в начале 20 века, проведённых Майораной, [4] который полагал найденным измеримый положительный эффект, Руссел (Henry Norris Russell) в результате анализа приливных сил показал, что найденный Майораной эффект не связан с гравитационным экранированием [10]. Для того, чтобы совместить эксперименты Майораны с принципом эквивалентности и общей теорией относительности, Руссел предложил модель, в которой масса тела уменьшается в присутствии другого тела, но он отрицал любую связь между этим эффектом и гравитационным экранированием. Другое объяснение экспериментов Майораны даёт Coïsson et al.[11] Результаты Майораны не были подтверждены до сих пор, так же как и теория изменения массы Руссела. Исторический обзор попыток детектирования эффекта гравитационного экранирования в начале 20 века содержится в статье Martins.[12]

Результаты, имеющие отличия от общепринятой точки зрения[править]

Хотя большинство физиков полагают эффект гравитационного экранирования отсутствующим, имеется ряд исследований по этой теме, отличающихся своими результатами. Таковы, например, работы: Li, et al 1999 г. [13], а также: [14] [15] Известны также работы Евгения Подклетного по "антигравитации", например. [16] [17] Экспериментируя с вращающимися сверхпроводниками, он нашёл, что дым сигареты рядом с установкой собирается в стопку. Затем он придумал эксперимент с подвешенным в магнитном поле вращающимся сверхпроводящим диском, и сообщил, что объекты, находящиеся выше диска, теряют от 0,5 до 2% своего веса. Анализируя результаты Подклетного, Giovanni Modanese попытался описать возможные следствия из теории квантовой гравитации, которые могли бы привести к явлению гравитационному экранированию. [18]. Смотри также работу: Ning Wu.[19] Результаты Подклетного ещё ожидают повторения и независимого подтверждения.

Экранирование и теория гравитации Лесажа[править]

Анализ эффекта гравитационного экранирования и приведённой выше формулы Майораны с точки зрения теории гравитации Лесажа был осуществлён Федосиным в статье 2009 г. [3] В рассматриваемой модели присутствие каких-либо тел или среды между массивным объектом и пробным телом приводит не к экранированию гравитации, а к увеличению притяжения пробного тела в направлении массивного объекта, в соответствии с законом Ньютона для гравитационной силы и принципом суперпозиции сил от всех тяготеющих масс. Однако в случае, когда экранирующая массивная среда находится за пределами обоих массивного объекта и пробного тела, она приводит к уменьшению действующей между ними силы. Это отличается от предсказаний как теории Ньютона, так и общей теории относительности. В обычной теории внутри тонкостенной сферической оболочки гравитационный потенциал постоянен, гравитационное ускорение от оболочки равно нулю, и два тела внутри оболочки притягиваются по закону Ньютона с силой, зависящей от их масс и расстояния между телами. Согласно же модели Федосина сила между телами будет меньше, поскольку в формулу для силы входит интенсивность потока гравитонов, которая уменьшается после прохождения через внешнюю оболочку. Таким образом возникает не промежуточное между телами экранирование, ожидаемое по формуле Майораны, а эффект внешнего экранирования. Внутри сферической оболочки должна также уменьшаться масса тела. [20]

Что касается эффекта Подклетного и подобных экспериментов, то они связаны не с обычным пассивным веществом, а с веществом, в котором электрические заряды и атомы упорядочены особым образом за счёт сверхпроводимости, вращения, электрических токов, магнитных полей и т.д. Подобное вещество может взаимодействовать с гравитонами по другому. В частности, вращение упорядоченного вещества может привести к эффекту изменения силы гравитации в определённом направлении, а также к изменению величины поля гравитационного кручения. [21]

Ссылки[править]

  1. Unnikrishan, C. S. (1996). Does a superconductor shield gravity? Physica C, 266, 133-137.
  2. а б Bertolami, O. & Paramos, J. & Turyshev, S. G. (2006), General Theory of Relativity: Will it survive the next decade?, in H. Dittus, C. Laemmerzahl, S. Turyshev, Lasers, Clocks, and Drag-Free: Technologies for Future Exploration in Space and Tests of Gravity: 27-67.
  3. а б Fedosin S.G. Model of Gravitational Interaction in the Concept of Gravitons. Journal of Vectorial Relativity, Vol. 4, No. 1, March 2009, P.1-24; статья на русском языке: Модель гравитационного взаимодействия в концепции гравитонов.
  4. а б Majorana, Q., (1920). “On gravitation. Theoretical and experimental researches”, Phil. Mag. [ser. 6] 39, 488-504.
  5. Unnikrishnan and Gillies (2000), Phys Rev D, 61.
  6. Poincaré, H. (1908). "La dynamique de l'électron", Revue générale des sciences pures et appliquées 19, pp. 386-402, reprinted in Science and Method. Flammarion, Paris. An English translation was published as Foundation of Science, Science Press, New York, 1929.
  7. D. H. Eckhardt, Phys. Rev. D, 42, 1990, 2144.
  8. Williams, et al, “Testing the Equivalence Principle on the Ground and in Space”, (2006), to be published by Springer Verlag, Lecture Notes in Physics, gr-qc/0507083.
  9. Unnikrishnan, Mohapatra, Gillies (2002), “Anomalous gravity data during the 1997 total solar eclipse do not support the hypothesis of gravitational shielding”, Physical Review D, Vol. 63, available online at http://www.astro.oma.be/ICET/bim/bim138/vanruymbeke2.htm .
  10. Russell, H.N. (1921). “On Majorana’s theory of gravitation”. Astrophys. J. 54, 334-346.
  11. Coïsson, R.; Mambriani, G.; Podini, P. (2002) "A new interpretation of Quirino Majorana's experiments on gravitation and a proposal for testing his results", Il Nuovo Cimento B, vol. 117, Issue 04, p.469.
  12. Martins, de Andrade, R., 1999. “The search for gravitational absorption in the early 20th century”, in: The Expanding Worlds of General Relativity (Einstein Studies, vol. 7) (eds., Goemmer, H., Renn, J., and Ritter, J.), Birkhäuser, Boston, pp. 3-44.
  13. N. Li, D. Noever, T. Robertson, R. Koczor and W. Brantley, Static Test for a Gravitational Force Coupled to Type II YBCO Superconductors, Physica C 281, 260-267.
  14. R. Koczor and D. Noever, Fabrication of Large Bulk Ceramic Superconductor Disks for Gravity Modification Experiments and Performance of YBCO Disks Under e.m. Field Excitation, NASA Marshall, Huntsville, AL, AIAA 99-2147, 35th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 20-24 June 1999, Los Angeles, CA.
  15. Space.com on NASA funding.
  16. American Anti Gravity, Podkletnov's Original Paper.
  17. Evgeny Podkletnov, Giovanni Modanese. Impulse Gravity Generator Based on Charged YBa_2Cu_3O_{7-y} Superconductor with Composite Crystal Structure. Thu, 30 Aug 2001.
  18. Modanese, G. (1996, August 20). Theoretical analysis of a reported weak-gravitational-shielding effect. Europhysics Letters, 35(6), 413-418.
  19. Wu, N. (2004). Gravitational shielding effect in gauge theory of gravity. Communications in Theoretical Physics, 41(4), 567-572.
  20. Fedosin S.G. The graviton field as the source of mass and gravitational force in the modernized Le Sage’s model. Physical Science International Journal, ISSN: 2348-0130, Vol. 8, Issue 4, P. 1-18 (2015). http://dx.doi.org/10.9734/PSIJ/2015/22197; статья на русском языке: Поле гравитонов как источник гравитационной силы и массы в модернизированной модели Лесажа.
  21. Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи, Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.

Внешние ссылки[править]

Поддерживающие гравитационное экранирование