כוכבי הלכת מקיימים אינטראקציה עם השמש וביניהם. חוק הכבידה האוניברסלית מסביר את טבעה של אינטראקציה זו. אם האינטראקציה הזו לא הייתה קיימת, כוכבי הלכת היו עפים לחלל החיצון. מערכת השמש תחדל להתקיים. על כדור הארץ, פעולת הירח באה לידי ביטוי באופן ניכר: פעמיים ביום יש גאות ושפל. כוכבי הלכת רחוקים מדי מכדור הארץ מכדי שתהיה להם השפעה ניכרת על כדור הארץ עם המשיכה שלהם, אור השמש המוחזר או השדה המגנטי שלהם.
ובכל זאת יש אינטראקציה של כוכבי הלכת, אחרת לא היו הפרעות, כלומר. סטיות של כוכבי לכת ממסלולים מחושבים לפי חוקי קפלר. ואחרי הכל, כוכבי הלכת הם ש"עזרו" לניוטון לגלות את חוק הכבידה האוניברסלית. ואפילו קודם לכן, אסטרונומים החלו לבצע תצפיות שיטתיות בשמיים זרועי הכוכבים. התחשבנות בתנועת כוכבי לכת על רקע כוכבים היא הבסיס לאסטרולוגיה. מדע זה עוסק בהרכבת הורוסקופים, תחזיות של גורלות אנושיים, אירועים חברתיים, אסונות טבע, מלחמות המבוססות על מיקומם היחסי של כוכבי לכת וכוכבים.
כוכבי הלכת, כולל כדור הארץ שלנו, חווים את פעולתם של גרמי השמיים מהחלל. התוצאה היא מכתשים על פני הירח, מרקורי, נוגה, מאדים והלוויינים שלו, לוויינים של כוכבי הלכת הענקיים. תצפיות מתחנות המסלול של הפלנטה שלנו מאשרות עובדה זו. יש סיבה להאמין שחלק מהמכתשים נוצרו כתוצאה מהתנגשות כוכב הלכת בגרעין של כוכב שביט. כוכבי לכת ענקיים, למשל, צדק, על ידי משיכתם יכולים לשנות את מסלול השביט, להשפיע על תנועתו. אין ספק שכדור הארץ שלנו מסוגל לשנות מאוד את התנועה של כמה גרמי שמים: אסטרואידים, שביטים, מטאורואידים (בקוטר של עד ק"מ אחד) שעפים על פניהם. עם זאת, מעברים קרובים אינם סבירים, אירועים נדירים.
כוח המשיכה של כדור הארץ, למשל, שינה את הצורה והמהירות של סיבוב הירח. אפשר גם לומר על חידת ונוס. כוכב הלכת הזה מסתובב לכיוון כדור הארץ כל הזמן עם אותו חצי כדור, נע כמו כל כוכבי הלכת באותו כיוון סביב השמש, אבל מסתובב סביב הציר שלו בכיוון ההפוך. מדענים רבים נוטים להאמין שתנועת נוגה הושפעה מפעולת כדור הארץ. השפעת כדור הארץ על כוכבי לכת אחרים מתבטאת גם בכך שבני כדור הארץ החלו לחקור את כוכבי הלכת בעזרת תחנות אוטומטיות, ובכך השפיעו עליהם: הפלת מכשירים, מכשירים, בדיקות. אנשים ביקרו בירח, אספו דגימות של סלעי ירח וערכו שם מחקרים שונים, שניתוחם עוזר לגלות את התכונות המבניות של הלוויין של הפלנטה שלנו.
השמש, הירח, כוכבי לכת גדולים, הלוויינים הגדולים למדי שלהם ורובם המכריע של הכוכבים הרחוקים הם כדוריים בצורתם. בכל המקרים, הסיבה לכך היא כוח המשיכה. כוחות כבידה פועלים על כל הגופים ביקום. כל מסה מושכת לעצמה מסה אחרת ככל שהמרחק ביניהם קטן יותר, ובשום אופן לא ניתן לשנות (לחזק או להחליש) את המשיכה הזו...
עולם האבן מגוון ומדהים. במדבריות, ברכסי הרים, במערות, מתחת למים ובמישורים, אבנים שעבדו על ידי איתני הטבע דומות למקדשים גותיים ולבעלי חיים מוזרים, ללוחמים קשים ונופים פנטסטיים. הטבע בכל מקום ובכל דבר מראה את דמיונו הפרוע. כרוניקת האבן של הפלנטה נכתבה במשך מיליארדי שנים. הוא נוצר על ידי זרמי לבה חמים, דיונות...
ברחבי הפלנטה שלנו בין שדות וכרי דשא, יערות ורכסי הרים, פזורים כתמים כחולים בגדלים וצורות שונות. אלו אגמים. אגמים הופיעו מסיבות שונות. הרוח נשבה העמקה, המים שטפו את השקע, הקרחון חרש שקע או מפולת הר סכרה במעלה עמק הנהר - ונוצר מאגר בירידה כזו בהקלה. בסך הכל, ברחבי העולם…
מאז ומתמיד ברוסיה ידעו שיש מקומות מתים שאי אפשר להתיישב בהם. בתפקידם של פקחים-איירגואקולוגים היו "אנשים בעלי ידע" - נזירים, שמניקי, דוזרים. כמובן, הם לא ידעו דבר על תקלות גיאולוגיות או ניקוז תת קרקעי, אבל היו להם סימנים מקצועיים משלהם. היתרונות של הציוויליזציה גמלו אותנו בהדרגה מרגישות לשינויים בסביבה, ...
המנהג של מדידת זמן בשבוע בן שבעה ימים הגיע אלינו מבבל העתיקה והיה קשור לשינוי שלבי הירח. המספר "שבע" נחשב ליוצא דופן, קדוש. פעם גילו אסטרונומים בבל עתיק כי בנוסף לכוכבים קבועים, נראים בשמים שבעה מאורות נודדים, אשר נקראו כוכבי לכת. אסטרונומים בבל עתיק יומין האמינו שכל שעה ביום נמצאת בחסות כוכב לכת מסוים....
סימני גלגל המזלות נספרים לאורך האקליפטיקה מנקודת השוויון האביבית - 22 במרץ. האקליפטיקה וקו המשווה השמימי מצטלבים בשתי נקודות של ימי השוויון: אביב וסתיו. בימים אלה, בכל רחבי הגלובוס, היום שווה באורך ללילה. למהדרין, זה לא לגמרי נכון, כי בגלל התזוזות של ציר כדור הארץ (פרצסיה), קבוצות הכוכבים ומזלות גלגל המזלות לא ...
אני מת כי אני רוצה. פזר, תליין, פזר את האפר הנתעב שלי! שלום יקום, שמש! לתליין הוא יפזר את מחשבתי בכל היקום! I. Bunin הרנסנס היה מסומן לא רק על ידי פריחת המדעים והאמנות, אלא גם על ידי הופעתם של אישים יצירתיים רבי עוצמה. אחד מהם הוא מדען ופילוסוף, אמן הוכחות לוגיות, שניצח בסכסוכים בין פרופסורים מאנגליה, גרמניה, ...
לפי מטאורולוגים, מזג האוויר הוא המצב של שכבות האוויר הנמוכות ביותר - הטרופוספירה. לכן, אופי מזג האוויר תלוי בטמפרטורה של חלקים שונים של פני כדור הארץ. השמש היא מקור מזג האוויר והאקלים. הקרניים שלה הן שמביאות אנרגיה לכדור הארץ, הן אלו שמחממות את פני כדור הארץ בדרכים שונות באזורים שונים של כדור הארץ. עד לאחרונה, כמות האנרגיה הסולארית שנכנסה...
אחת ההאשמות שהובאו נגד הגלילאו הגדול על ידי האינקוויזיציה ה"גדולה" הייתה המחקר על ידו עם טלסקופ של כתמים על "הפנים הטהורות של הכוכב האלוהי". כתמים על השקיעה או השמש האפלולית, הנראים מבעד לעננים, אנשים שמו לב הרבה לפני המצאת הטלסקופים. אבל גלילאו "העז" לדבר עליהם בקול רם, כדי להוכיח שהכתמים האלה אינם גלויים, אלא תצורות אמיתיות, שהם ...
כוכב הלכת הגדול ביותר נקרא על שם האל העליון אולימפוס. צדק גדול פי 1310 בנפח מכדור הארץ ופי 318 במסה. מבחינת המרחק מהשמש, יופיטר נמצא במקום החמישי, ומבחינת בהירות הוא במקום הרביעי בשמיים אחרי השמש, הירח ונוגה. הטלסקופ מציג כוכב לכת דחוס בקטבים עם שורה בולטת ...
פרק 4. אינטראקציה כבידה של כוכבים וכוכבי לכת בגלקסיות
כוח המשיכה בתיאוריה של ניוטון
כוח הכבידה (משיכה, כבידה אוניברסלית, כבידה) היא אינטראקציה בסיסית אוניברסלית בין כל הגופים החומריים. עבור רווחים ומהירויות קטנות, האינטראקציה הכבידתית מתוארת על ידי תורת הכבידה של ניוטון, ובמקרה כללי יותר, על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין. כוח הכבידה נחשב לחלש ביותר מבין ארבעת סוגי האינטראקציות הבסיסיות, אך לטווח הארוך ביותר. אם כוחות גרעיניים בונים את גרעיני האטומים, כוחות אלקטרומגנטיים בונים אטומים ומולקולות, אז הכבידה בונה מערכות פלנטריות וכוכבים, גלקסיות ואולי אפילו את המטגלקסיה. בגבול הקוונטים, האינטראקציה הכבידתית חייבת להיות מתוארת על ידי תורת הכבידה הקוונטית, שעדיין לא מפותחת מספיק.
במושג הכבידה האוניברסלית ניתן להבחין בין שתי תזות עיקריות: 1 - לכל גוף פיזי בעל מסה שאינה אפס יש את היכולת למשוך גופים פיזיקליים אחרים; 2 - כוח המשיכה הזה יורד ביחס הפוך לריבוע המרחק ל"מרכז הכוח", כלומר. הטווח של האטרקציה הזו הוא בלתי מוגבל תיאורטית. מאמינים ששתי התזות הללו מאושרות באופן מהימן על ידי הניסיון, ואין סיבה לפקפק בתקפותן.
עם זאת, יש עילה לספקות כאלה. אין עדות ישירה למשיכה הכבידה של ריקים זה לזה בתנאי מעבדה. המושג כבידה אוניברסלית אינו מספק הסבר ברור לתופעות הגאות והשפל באוקיינוס. מדוע על פני כדור הארץ, בהשפעת המשיכה של הירח, לא מופיעה גבנון אחד בכיוון הירח, אלא שתיים - בכיוון לירח ובכיוון ההפוך מהירח? מדידות גרבימטריות הראו את חוסר ההומוגניות של התפלגות מסות הכבידה של כדור הארץ בכדור: התברר שכוח הכבידה על פני כוכב הלכת אינו זהה, יש חריגות כבידה. ולגופים קוסמיים קטנים אין כלל כבידה משלהם, והכבידה של הירח פועלת רק באזור עגול קטן, רחוק מלהגיע לכדור הארץ, וזו הסיבה שכדור הארץ אינו מסתובב סביב מרכז המסה המשותף לירח. .
כוח הכבידה הוא התופעה הפיזית המסתורית ביותר. בתיאוריה הניוטונית, כוח הכבידה הוא כוח הכבידה, או כוח המשקל. לפי ניוטון, מהות הכבידה היא שכל הגופים מושכים זה את זה בכוח פרופורציונלי למסה שלהם ובפרופורציה הפוך לריבוע המרחק ביניהם. לפי ניוטון, כוח הכבידה הוא אינטראקציה ישירה בין גופים. אינטראקציה זו נקבעת על ידי חוק הכבידה האוניברסלית. לא קיים שדה כבידה מיוחד בתיאוריה של ניוטון, שכן כוח המשיכה פועל במרחק דרך הריק. תורת הכבידה של ניוטון נוחה להבנת תהליכים רבים בתנאי כדור הארץ, למשל, בעת חישוב עומסים סטטיים על מבני בניין, חישוב מסלול של קליעים וכו'. זוהי תיאוריה נוחה ויזואלית הנלמדת בבתי ספר.
אבל היום האדם חרג ממעגל התופעות שבו נוצרה התיאוריה של ניוטון במאה ה-17. בתחילת המאה ה-20 הסביר אלברט איינשטיין את מהות הכבידה בדרך חדשה, שבא לידי ביטוי בתורת היחסות הכללית (GR) שיצר. תיאוריה זו מסבירה את יחסי הגומלין הכבידתיים של גופים בקנה מידה קוסמי על ידי עקמומיות החלל על ידי גופים כבידה. מידת העקמומיות פרופורציונלית למסת הגופים. אבל בקנה המידה של פני כדור הארץ והתנועות עליו, אין טעם להשתמש בתורת היחסות הכללית, שכן היא אינה יכולה לתת דבר חדש, ואם כן, אז רק תיקונים דלים בחישובים, שניתן להזניח לחלוטין.
אבל אבן הנגף לתיאוריה של ניוטון הייתה חוסר משקל, המתרחש כאשר גוף נופל בחופשיות או כאשר גוף נע במסלול סביב מסה כבידה. אנו יודעים היטב שלגופים בספינה מסלולית אין משקל, אם כי נראה שהם מרגישים את כוח המשיכה של כדור הארץ. לפי המושגים הניוטוניים, כוח הכבידה קשור לכוח הכבידה. אבל אז מדוע האצת הנפילה החופשית של גופים זהה, ללא קשר למסה של הגופים הללו? זה הוקם על ידי גלילאו, זרק חפצים במשקלים שונים מהמגדל הנטוי של פיזה. משוחררים באותו זמן, בעלי מסה שונה, הם גם הגיעו לקרקע באותו זמן.
דמיינו צניחה חופשית על מטוס לפני קפיצה. הוא עומד מול פתח ונמצא בשדה הכבידה של כדור הארץ, הוא מושפע מכוח משיכה השווה למשקלו. זה מה שניוטון חושב. אבל עכשיו הוא יוצא מהדלת צעד אחד. ברור ששדה הכבידה של כדור הארץ לא נעלם ולא השתנה. וגם כוח הכבידה (משקל הצנחן) לא יכול היה להשתנות. אבל הרחפן נכנס למצב חסר משקל ואיבד ממשקלו, כוח המשיכה נעלם לפתע. אז מה קרה לצנחן הרחפן כשעשה את צעדו מעבר לדופן המטוס? מסתבר שהוא נפטר מכוח הכבידה שפעל עליו במטוס. הכוח הזה הגיע מהתמיכה, מרצפת המטוס. וכשעשה צעד מחוץ למטוס, הוא נעשה חסר משקל, השתחרר. כוח הכבידה חדל לפעול עליו, אך כוח זה גרם להאצת נפילתו. אבל מדוע גם לגופים כבדים וגם לקלילים שנפלו ממטוס יש ערך תאוצה זהה ((g = 9.8 מ"ש לשנייה)?
עסקנו עם הצנחן. אבל מדוע חוסר משקל שולט גם בספינה מסלולית הנעה סביב כדור הארץ? נראה שאין האצת תנועה, מהירות הספינה במסלול אינה משתנה, ומשקל הגופים בספינה המסלולית והספינה עצמה נעלמו. למה?
וגם נפילת גופות של מסות שונות מהמגדל הנטוי של פיזה באותה תאוצה היא בלתי מובנת. נראה שנובע מהנוסחה שהתאוצה של גופים בעלי מסה קטנה יותר צריכה להיות גדולה יותר. פיזיקאים מצאו דרך חכמה לצאת מהקושי הזה, הם לקחו והשוו את מסת הגוף למשקל הגוף הזה. התברר שלמונה ולמכנה יש אותו ערך - המשקל (F) שווה למסה (m), (משקל הגוף שווה מספרית למסה שלו, כפי שאומרים הפיזיקאים). למעשה, הסבר כזה נראה כמו מעגל קסמים – מלכודת הגיונית כמו: "שמן הוא שמן כי הוא שמן". הסבר מצוין, נכון? מסתבר שלא ניתן להסביר את כוח המשיכה על ידי התיאוריה של ניוטון. כוח הכבידה אינו כוח נורמלי.
כוח הכבידה בפיזיקה של חלקיקים
האינטראקציה הגרעינית החזקה כוללת קווארקים וגלואונים וחלקיקים המורכבים מהם - האדרונים (בריונים ומזונים). אינטראקציה זו קיימת בקנה מידה של גרעין האטום ופחות, אינטראקציה זו מספקת תקשורת בין קווארקים בהדרונים ומספקת משיכה בגרעינים בין נוקלונים (נוקלונים הם מעין בריונים (פרוטון + נויטרון)). לראשונה הכריזו פיזיקאים על האינטראקציה החזקה בשנות ה-30 של המאה העשרים, כאשר התברר שאי אפשר להסביר מה קושר נוקלונים בגרעין גם בעזרת כוח הכבידה וגם בעזרת אינטראקציה אלקטרומגנטית. H. Yukawa הציע ב-1935 שגרעינים בגרעינים נקשרים זה לזה בעזרת חלקיקים חדשים - פי-מזונים (או פיונים). פיונים התגלו בניסוי בשנת 1947. גרעין אחד פולט פיון, והנוקלאון השני סופג אותו, ותהליך חילופי פיונים זה הוא שמחזיק את הנוקלאון יחד כך שהגרעין לא יתפרק. באופן פיגורטיבי, אפשר לדמיין את זה כמשחק כדורעף: בזמן שהשחקנים מעבירים את הכדור זה לזה, הם (השחקנים) מהווים מערכת - שתי קבוצות משחקות, ואינם יוצאים ממגרש המשחקים. המערכת הזו באמת קיימת בזמן שהכדור מוחלף בין השחקנים. אבל אז המשחק נפסק, הכדור מוסתר בשקית ונלקח משם, השחקנים מתפזרים והמערכת כבר לא קיימת.
עוצמת האינטראקציה החזקה כתוצאה מחילופי פיונים בין נוקלונים היא כה גדולה עד שהיא מאפשרת לא לקחת בחשבון את האינטראקציה האלקטרומגנטית שלהם (הרי ידוע כי פרוטונים בעלי מטען דומה דוחים זה את זה). עם זאת, האינטראקציה של נוקלונים בגרעין אינה "אלמנטרית", שכן נוקלונים בתורם מורכבים מקווארקים והדרונים. וקווארקים, בתורם, גם מקיימים אינטראקציה חזקה זה עם זה, מחליפים האדרונים.
בשנות ה-50 התגלו מספר עצום של חלקיקים יסודיים חדשים, שלרובם אורך חיים קצר מאוד. כל החלקיקים הללו היו נשאים, או ליתר דיוק, גורמים לאינטראקציה החזקה. היו להם תכונות שונות, נבדלו זה מזה בספינים ובמטענים; הייתה סדירות מסוימת בתפוצתם ההמונית ובאופי הדעיכה שלהם, אך לא היה ידוע מאיפה היא באה.
באנלוגיה לאינטראקציה פיון-נוקלאון, נבנה מודל של אינטראקציות חזקות והדרונים אלה מחזיקים קווארקים יחד. אבל התעוררו קשיים: לא ניתן היה להסביר חלק מהתהליכים שנצפו, ואז הם פשוט הונחו בצורה של "כללי משחק" שהאדרונים מצייתים להם כביכול (כלל צוויג, שימור איזוספין ושוויון G וכו'). למרות שתיאור כזה של תהליכים עבד בסך הכל, הוא בהחלט היה פורמלי: היה צריך להניח יותר מדי, מספר רב של פרמטרים חופשיים הוכנסו באופן שרירותי למדי. מספר הישויות המשמשות להסבר גדל באופן דרמטי, וזה מנוגד לעיקרון התער של אוקאם ("הטבע מונע מורכבות מיותרת, לכן גם חוקרי הטבע צריכים להימנע מכך").
באמצע שנות ה-60, התברר שאין הרבה דרגות יסוד של חופש עבור האדרונים. דרגות חופש אלו נקראות קווארקים. ניסויים שבוצעו כמה שנים מאוחר יותר הראו שקווארקים הם לא רק דרגות חופש מופשטות של האדרון, אלא חלקיקים אמיתיים הנושאים תנע, מטען וספין. הבעיה היחידה הייתה איך להסביר למה הקווארקים לא עוזבים את ההדרון - הם לא יכולים לעוף ממנו בשום תגובות. ("רק בטיסה חיים מטוסים...").
בשנות ה-70 נבנתה התיאוריה של האינטראקציה החזקה של קווארקים, שנקראה "כרומודינמיקה קוונטית" (QCD). לכל קווארק יש מספר קוונטי פנימי, המכונה בדרך כלל "צבע". ליתר דיוק, ישנם מספר סוגים של קווארקים, והסוגים הללו שונים במקצת זה מזה. וה"משהו" הזה שפיזיקאים כינו ללא הצלחה "צבע". הם עשו זאת, ככל הנראה, כדי לבלבל אנשים שאינם פיזיקאים כך שהם לא יבינו דבר בכנסים המדעיים שלהם וחשבו על הפיזיקאים: "ובכן, כמה חכמים הפיזיקאים הגרעיניים האלה!" בנוסף, בנוסף לדרגות החופש הקיימות (צבע), לקווארק מוקצה גם וקטור מצב מסוים במרחב "צבע" תלת מימדי מורכב. ובמרחב המיוחד הזה, הקובע את ה"צבע" של הקווארקים, יש "סיבוב" של קווארקים, שתכונות העולם אינן תלויות בו (הם בלתי משתנים לסיבובים אלו). הקוונטות של "שדה Qurq צבעוני" זה נקראים גלוונים. לדעתי, גלואונים יכולים להיות מיוצגים בצורה פיגורטיבית כסוג של בוהק במוזיקה צבעונית.
מכיוון שכל סוג של גלואון מגדיר סוג מסוים של סיבוב ב"מרחב הצבעים של הקווארקים", מספר שדות הגלואון העצמאיים הוא שמונה. עם זאת, כל הגלואונים מקיימים אינטראקציה עם כל הקווארקים באותו כוח. "האינטראקציה הצבעונית" בין קווארקים לגלואונים מתוארת על ידי חישובים מתמטיים מורכבים ביותר של כרומודינמיקה קוונטית, ולכן ההבנה היסודית שלהם היא פשוט בלתי אפשרית. אפילו הפיזיקאים עצמם אינם מבינים זאת! כתוצאה מכך, מצטיירת תמונה מוזרה: לצד חישובים קפדניים מבחינה מתמטית, מתקיימות במקביל גישות כמותיות למחצה המבוססות על אינטואיציה קוונטית מכנית, אשר, עם זאת, מתארות באופן משביע רצון את הנתונים הניסויים. בהזדמנות זו ברצוני לציין שבתורת החלקיקים היסודיים (בעיקר בכרומודינמיקה) נוצר היום מצב דומה לזה שהיה באסטרונומיה של תלמי, כאשר אסטרונומים ניסו להסביר את תנועות החזרה והלולאות שכתבו כוכבי הלכת. החוצה, נע לכאורה במסלולים סביב כדור הארץ ללא תנועה, על ידי כמה "אופניים". בדיוק כמו הפיזיקאים הגרעיניים, הקוסמת פועלת, שורפת את נעלי הבית של האדם שהיא רוצה לפגוע בו. לפעמים, לאחר שריפה, אדם ממש חולה - הוא התקרר וחלה בשפעת, חוליגנים תקפו והכו אותו, ילדה התאהבה וכו'. מסקנה: שריפת נעלי בית באמת עובדת!
פיזיקאים מחפשים חלקיק - בוזון היגס, הקשור למנגנון היווצרות המסה. אם יוכח שהוא קיים, אזי התיאוריה המתארת את האינטראקציה של חלקיקים יסודיים תאושר. אז יהיה ברור מקור המסה בעזרת מנגנון היגס ותתברר היררכיית המסות. פיטר היגס הציע שהיקום חדור בשדה בלתי נראה, העובר דרכו, חלקיקי יסוד "צוברים" מסה, ובוזונים הם נושאי מסה. תהליך זה נראה כך: חלקיק חשוב, שעם זאת אין לו מסה, "מסתובב באולם בקבלה", וכשהוא נע, "קרפדות" נדבקות אליו. את ה"סקופנטים" הללו הם מנסים לגלות בעזרת מתנגש ההדרון. אולי בקרוב יוכלו הפיזיקאים להסביר איך משהו מופיע יש מאין.
על פי התיאוריה שפיזיקאים רוצים לאשר באופן ניסיוני במתנגש, החלל מתמלא בשדה היגס, ובאינטראקציה איתו חלקיקים מקבלים מסה. חלקיקים המקיימים אינטראקציה חזקה עם שדה זה הופכים לכבדים, ואלה המקיימים אינטראקציה חלשה הופכים קלים. החיפוש אחר בוזון היגס הוא אחת המשימות העיקריות של מאיץ ההדרונים הגדול.
הבנות לא שגרתיות של כוח המשיכה
פיזיקת השדה (כחלופה לאינטראקציה של גופים בעזרת כוחות הפועלים דרך חלל במרחק) כדי להסביר את המשיכה של גופים משתמשת במושג סביבת שדה כישות פיזית אמיתית הכפופה לדינמיקה פנימית. מנגנון האינטראקציה בשדה של אובייקטים חומריים, על פי תפיסה זו, מורכב מהעברת השפעה הדדית באמצעות מדיום שדה רציף. ידועים ארבעה סוגים של אינטראקציות בסיסיות. שניים מהם - אלקטרומגנטיים וכבידה - מתאימים לתיאור הקלאסי. השניים האחרים - חזקים (גרעיניים) וחלשים (דעיכה והמרה הדדית של חלקיקי יסוד) - אינם מתבטאים בצורה של תלות אלמנטרית של גודל הפעולה במטענים ובמרחק המקבילים ומשמשים מושגי עזר להסבר תופעות ש אינם מובנים במלואם במיקרוקוסמוס.
פיזיקת השדה מחשיבה רק שני סוגים של אינטראקציות כבסיסיות - כבידה וחשמלית. הם דומים וסימטריים: - בתנאים קלאסיים, הם מצייתים לאותם חוקי ריבוע הפוכים (עוצמת האינטראקציה פוחתת ביחס ישר לריבוע המרחק בין הגופים המקיימים אינטראקציה). ההבדל בין שני סוגי האינטראקציות הללו טמון ברמת היווצרות של מטען חשמלי ומטען כבידה. האינטראקציה הכבידתית שולטת בקנה מידה קוסמי (שדה גלובלי), בעוד שמופיעה השפעת מיסוך תכונת הדחייה הכבידתית - אנטי כבידה. השדה החשמלי ממלא תפקיד חשוב בתופעות מקומיות, ובשל הדומיננטיות של שדה הכבידה העולמי, רוכש תכונות סימטריות של משיכה ודחייה. אינטראקציות חזקות וחלשות אינן נחשבות בפיזיקה של השדה כבסיסיות. הם וההשפעות הקשורות אליהם הם תוצאה של פעולה משולבת של כוח משיכה וחשמל רגילים בתנאים מסוימים. למשל, פיזיקת השדה מסבירה מדוע במרחקים קטנים מאוד בין מטענים חשמליים דומים (פרוטונים), במקום דחייה, יש משיכה חזקה מאוד ואפילו נוצר פוטנציאל של כוחות גרעיניים.
כוח הכבידה אינו כוח כלל, אלא תכונה. זה מורכב משינוי אופי שדה החלל סביב הגוף הכבידה. כל גוף מוקף בשדה-חלל שהגוף הזה משתנה - מעין הילה כבידה. הילה זו נישא על ידי הגוף. הילה הכבידה של כדור הארץ קיימת באופן מציאותי כמו האטמוספירה, היונוספירה או המגנטוספרה של כדור הארץ. הילה (הילה) זו לא יכולה להתנתק מהגוף ב"שחייה עצמאית", היא נעה איתה.
אם לשדה האלקטרומגנטי ולגליו יש מהירות התפשטות (מהירות האור), שתלויה בתנועה של מקורות התנודות הללו, ואז כוח הכבידה מתפשט באופן מיידי. בניגוד לאלקטרומגנטיות, כוח המשיכה קשור למקורות כוח הכבידה של אותו סימן: ללא כוח משיכה (+) וכוח משיכה (-). מטען הכבידה הוא מסת הגוף. זה תמיד חיובי, וחוק השימור תופס את זה. לכן, שדה כבידה לא יכול להיווצר מכל מקום. כאשר גוף בעל מסה מסוימת זז, גם שדה הכבידה שלו זז. במרחק גדול מהגוף, שדה הכבידה שלו נעלם כליל, ולא נוכל לזהות אותו בשום אמצעי. נראה כי שדות כבידה המנותקים ממקורותיהם אינם קיימים. לפיכך, שדה הכבידה שונה מהותית מכל השדות הפיזיקליים האחרים.
הבסיס של המכניקה הגלילית הוא הרעיון של אינרציאלימערכות ייחוס שבהן גופים חופשיים נעים בצורה אחידה ומיושרת או נמצאים במנוחה אם לא פועלים עליהם כוחות. זה כמו אקסיומה ברורה שמורי הפיזיקה דוחפים לראשם של תלמידי בית הספר ביסודיות. כל שאר מסגרות ההתייחסות הן לא אינרציאלי. מערכות ייחוס לא אינרציאליות, למשל, הן מערכות המורכבות מגופים מסתובבים ומתנודדים. עם זאת, המושג של מערכות אינרציאליות אינו אקסיומה ברורה, שכן הן פשוט אינן קיימות.
גלילבהחלל הוא המרחב שבו אפשר להציג מסגרת התייחסות אינרציאלית. עם זאת, במציאות, מרחב כזה לא קיים בשום מקום, בדיוק כפי שאין מערכות אינרציאליות ביקום. מערכת האינרציה היא פיקציה טהורה של גלילאו. אבל אם אי אפשר להציג מסגרת ייחוס אינרציאלית במרחב, אז מרחב כזה נקרא לא גלילי. כל מרחב אמיתי, כולל המרחב שבו מתקיים היקום שלנו, הוא לא גלילי. כוח המשיכה הוא זה שהופך את החלל ללא גלילי.אם לא היה כוח הכבידה, אז תנועות אינרציה היו אפשריות - ישרות ואחידות. וכוח המשיכה הופך את התנועות הטבעיות להרבה יותר מורכבות. אלו יכולות להיות תנועות במעגלים, אליפסות, פרבולות, היפרבולות, ספירלות ואפילו מסלולים מורכבים ומסובכים יותר. המסלולים המורכבים ביותר של כוכבי הלכת והלוויינים שלהם, כמו גם חלליות בין-כוכביות בטיסה חופשית, מעידים על כך בבירור.
לפי I.V. קאלוגין, כוח הכבידה הוא צורת האנרגיה הגבוהה ביותר עם אפס אנטרופיה. מאגרי האנרגיה הגרעינית ביקום מהווים חלק קטן מאנרגיית הכבידה שלו. המסה של הגוף היא מדד לאינרציה שלו. אינרציה היא תכונתו של גוף לשמור על מהירות תנועתו או מצב המנוחה שלו במקרה ששום כוח לא פועל עליו. אבל אם כוח הכבידה אינו כוח כבידה, אז איך גופים בשדה כבידה נעים על ידי אינרציה?! עם זאת, המכניקה טוענת שתנועתם של גופים במסלול אינה אחידה, אלא תנועה מואצת. שוב סתירה!
איינשטיין הציע ששדה הכבידה מתנהג באותו אופן כמו השדה האלקטרומגנטי, אך כל הניסיונות לזהות גלי כבידה כלשהם עד כה לא צלחו. ייתכן שמהירות ההתפשטות שלהם כל כך גדולה שכל מכשיר יראה שהשינוי בשדה זה מתרחש באופן מיידי, מכיוון שאין מספיק רזולוציית זמן. וזה נובע אך ורק מבעיית המדידה. אבל יש עוד נקודת מבט: גלי כבידה מתפשטים ממש באופן מיידי. במקרה הזה, לדבר על מהירות ההפצה שלהם זה פשוט אבסורדי.
לדעתי ניקולו טסלה התקרב הכי הרבה להבנת טבע הכבידה, שהאמין שהחלל מתמלא באתר – סוג של חומר בלתי נראה שמעביר רעידות במהירות גדולה פי כמה ממהירות האור. כל מילימטר של שטח, האמין טסלה, רווי באנרגיה בלתי מוגבלת, אינסופית, שאתה רק צריך להיות מסוגל לחלץ. פיזיקאים מודרניים לא הצליחו לפרש את השקפותיו של טסלה על המציאות הפיזית. הוא עצמו לא ניסח את העקרונות הללו לתיאוריה. דבר אחד ברור: אם האתר באמת קיים, אז הוא מדיום אלסטי לחלוטין. רק בסביבה כזו יכולים אותות כבידה להתפשט באופן מיידי.
על פי תורת הכבידה בשדה, שני גופים הנעים במדיום שדה מפריעים לו. הפרעות מכל גוף מתפשטות בסביבת השדה ומגיעות לגוף אחר, ומשנות את אופי תנועתו. תיאור כמותי של מנגנון כזה באמצעות משוואת השדה של התנועה מאפשר לקבל הן את החוק השני של ניוטון והן את חוק הכבידה האוניברסלית (חוק הריבוע ההפוך), ובכך להוכיח את ישימות מודל השדה על כוח המשיכה. פיזיקת השדה מראה שכדי לתאר את כוח הכבידה, יש להשתמש במושג מטען כבידה - אנלוגי למטען חשמלי. יתרה מכך, מטען הכבידה לא תמיד עולה בקנה אחד עם המסה הרגילה (מסה אינרציאלית). חוק הריבוע ההפוך והמכניקה הקלאסית מתגלים כתקפים לאינטראקציה כבידה רק בתנאים מוגבלים. במרחקים קוסמיים גדולים מאוד ובמרחקים גרעיניים קטנים מאוד, יש להשתמש במכניקה אחרת לגמרי לתיאור כוח הכבידה, מה שיכול להוביל לתוצאות מעניינות מאוד.
שדה הכבידה של היקום
שדה הכבידה של היקום ממלא לא רק את התפקיד של רקע שעליו מתרחשים אירועים ואינטראקציות, אלא להיפך, יש לו השפעה מכרעת על תהליכים רבים בכל נקודה ביקום. בהקשר זה, שדה הכבידה העולמי נכלל כמעט בכל המשוואות של מכניקת השדה, גם אם הן אינן קשורות ישירות לחקר השפעות הכבידה. "שדה גלובלי" הוא אחד ממושגי היסוד של פיזיקת השדה. הוא מובן כשדה הכבידה הכולל של כל העצמים ביקום. עבור כדור הארץ ומערכת השמש כולה, המרכיב העיקרי של השדה הגלובלי הוא שדה הכבידה של גלקסיית שביל החלב ומעל לכל, החלק המרכזי שלה - הגרעין. כדור הארץ ומערכת השמש נעים תחת השפעתו בכללותה, ולכן השדה הגלובלי אינו מוביל להופעת תאוצות יחסיות של גופים על פני כדור הארץ.
המוני הגופים אינם המאפיינים הפנימיים ה"מולדים" שלהם, אלא נובעים משדות חיצוניים. השדה הגלובלי מתברר כשדה החיצוני שיוצר את עיקר המסה של כל הגופים על פני כדור הארץ ובמערכת השמש. מסה זו היא מסת המנוחה הקלאסית.
מרכז הגלקסיה, הקובע את המסות של כל הגופים, קובע גם את מסגרת הייחוס המועדפת - נקודת הייחוס העיקרית לתנועה יחסית. בפיזיקת השדה, מוכח שגוף שנותר לעצמו (בהיעדר כוחות חיצוניים) ישמור על אופי תנועתו לא ביחס למסגרת ההתייחסות האינרציאלית או למרחב ככזה, אלא ביחס למקור שלו. מסה, כלומר. למרכז הגלקסיה. זו הסיבה שכדור הארץ, בקירוב מסוים, יכול להיחשב כמסגרת ייחוס אינרציאלית.
בניית מודל דינמי של התנהגות השדה הגלובלי עצמו מאפשרת להסביר את מבנה הגלקסיה שלנו ואת התפלגות המהירויות של מערכות כוכבים מבלי לערב את השערת החומר האפל. ראוי לציין כי מושגי הכבידה בפיזיקה של השדה מאפשרים להסביר באופן טבעי השפעות רלטיביסטיות כמו ההסטה לאדום או השינוי החריג של הפריהליון של מרקורי, מבלי להזדקק למונחים של תורת היחסות הכללית, גיאומטריה לא אוקלידית וניתוח טנזור. יתרה מכך, ההסברים של פיזיקת השדה מתגלים כהרבה יותר ברורים ופשוטים הן מנקודת המבט הלוגית והן מהבחינה המתמטית, אם כי הם מובילים לאותן תוצאות מספריות, שהן די עקביות עם הניסוי.
פיזיקת השדה מצביעה על קיומם של כוחות גרווימגנטיים - כוחות בעלי אופי כבידה הנוצרים במהלך תנועתם של עצמים כבידה, בדיוק כפי שכוחות מגנטיים רגילים פועלים בין מטענים חשמליים נעים. תוצאה חשובה נוספת של פיזיקת השדה היא זיהוי התנאים שבהם משיכה כבידתית הופכת לדחייה כבידתית. או במילים אחרות, פיזיקת השדה מציינת את התנאים להופעתה של אנטי-כבידה, ואנטי-כבידה מובנת לא ככוח בעל אופי שונה שמתנגד למשיכה כבידה, אלא בדיוק, לכוח הדחייה הכבידה של גופים.
אנטי כבידה מובנת כדחייה כבידה - מעין אנלוג כבידה של דחיית מטענים חשמליים. הפיזיקה המודרנית מזהה את המושג מטען כבידה ומסה, בעוד שמדובר בתופעות שונות לחלוטין. בפיזיקה של השדה, מוכח שמטען הכבידה לא תמיד חופף למסה האינרציאלית, והשוויון בין המסה האינרציאלית למסת הכבידה הנצפית בתנאים ארציים היא לא יותר ממקרה מיוחד. זה אומר שיכולים להתקיים מטענים כבידה של סימן אחר.
דחיית כבידה יכולה להתרחש אפילו בתנאים ארציים עם החלקיקים או הגופים הרגילים ביותר בשדות אלקטרומגנטיים חזקים מאוד, שהאנרגיה שלהם עולה על אנרגיית מסת המנוחה של עצמים באינטראקציה. בתנאים אלה, משיכה כבידתית מוחלפת בדחייה כבידתית. במסגרת המושג מסה דינמית, יש מקום להאמין שבתנאים אלו, לא מתרחשת לידתו של אנטי-חלקיק בעל מטען הפוך, אלא שינוי בסימן המסה הכוללת של חלקיק רגיל. . יצירת תנאים שבהם מתרחשת דחיית כבידה היא משימה קשה ביותר מבחינה טכנית. זה מצריך לימוד מדוקדק, כולל מנקודת מבט ניסיונית והנדסית. אבל במסגרת פיזיקת השדה, אנטי-כבידה (דחיית כבידה) עוברת מתחום המיסטיקה והפנטזיה אל תחום המחקר המדעי האובייקטיבי. בפיזיקה של השדה, לראשונה, מתעוררת הבנה בסיסית כיצד ובאילו תנאים יכולה להתרחש דחיית כבידה בין גופים.
כאשר גוף אחד מסתובב סביב אחר, מתרחשת ההשפעה של חוסר משקל. תנועה מסלולית אינה תנועה מואצת, אלא סוג מיוחד של תנועה. גוף הסובב אינו שוקל דבר, למרות שיש לו מסה, וכאשר תנועת הסיבוב מואצת, הגוף מקבל תאוצה צנטריפוגלית, באופן כללי, הוא נדחה מהגוף שסביבו הסתובב.
בחלקו, הרעיון של סביבת שדה יורש את רעיונות האתר כמתווך של אינטראקציות פיזיות, אך מבטל את כל הסתירות הקשורות בו. התנהגות סביבת השדה דומה בחלקה להתנהגות הוואקום הפיזי. שני סוגי הפרעות יכולים להתקיים בו. הראשון שבהם נובע מתנועתם של חלקיקים ומוביל בעיקר להתנהגות קלאסית. השני קשור לתהליכים וההפרעות שלו בסביבת השדה, מה שמוביל, ככלל, להתנהגות קוונטית, התרחבות של סביבה זו. באחד ממאמרי האינטרנט שלי כבר כתבתי על התרחבות המטגלקסיה כסוג נוסף של תנועה.
אינרציה היא אחת התכונות הבסיסיות של גופים פיזיקליים. המדד הכמותי לאינרציה של הגוף הוא המסה שלו. פיזיקת השדה מסבירה אחרת אופי המסה האינרציאלית", וגם מציין את האופי המוגבל של" עקרון האינרציה". אז לפי פיסיקאי שדה, בהיעדר כוחות חיצוניים, הגוף ינוע לא בקו ישר, אלא בספירלה, ורק באזורים קטנים של חלל יכול קטע של ספירלה כזו להיחשב בערך כקטע של קו ישר.
לפי פיזיקת השדה, מסה נרכשת על ידי גופים עקב אינטראקציות חיצוניות. לגוף מבודד מהשפעות אלו אין מסה כלל. הימצאות קשרי שדה של האובייקט הנחקר עם אובייקטים אחרים מונעת שינוי באופי תנועתו, וככל שיש יותר קשרים כאלה, כך גדלים המכשולים. הדבר מתבטא בהופעת תכונת האינרציה – מכשול לשינוי אופי תנועת האובייקט. דוגמאות להמחשה להופעת תכונת המסה יכולות להיות מושגים כמו המסה הנוספת או מסה יעילה. משוואת השדה של התנועה קובעת את הדינמיקה של גופים בסביבת השדה:
בנוסחה זו, הפונקציה של חיבור השדה W של הגוף הנחקר עם גופים אחרים עולה בקנה אחד עם הרעיון הקלאסי של אנרגיה פוטנציאלית וקובעת את מהירות הגוף הנחקר u. היחס בין פונקציית צימוד השדה W לריבוע מהירות האור גיש רק משמעות של מסה M.
אם ניכנס לכוח וכשיפוע של פונקציית צימוד השדה (עם סימן מינוס):
אז הביטוי המתאים למושג מסה m יקבל את הצורה:
נוסחת מסת שדה זו, שנקראת, מאפשרת לך לחבר את הרעיון המסורתי של מסה עם מאפייני שדה. המושגים של טבע המסה בפיזיקה של השדה תואמים במידה רבה את עקרון מאך והם מימושו הפיזי. עם זאת, יש לציין שעקרון מאך אינו מונחה בפיזיקה של השדה, אלא למעשה מוכח, הופך לתולדה של איחוד האינטראקציות השדה של גוף מסוים עם כל המסות המשיכה של היקום.
מערכות כבידה ביקום
1. מערכות כבידה "כוכבים-כוכבי לכת" ו"כוכבי לוויינים"
כידוע, כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש במסלולים מסוימים, והלוויינים של כוכבי הלכת - גם במסלולים מסוימים - מסתובבים סביב כוכבי הלכת שלהם. בנוסף, השמש, כוכבי הלכת והלוויינים הטבעיים שלהם מסתובבים סביב הצירים שלהם. כתוצאה מהסיבובים הללו (הסתחררות), ישנן מערכות יציבות מאוד של גופי חלל, שהן מערכות כבידה. גופים במערכות כבידה נמצאים זה עם זה ביחסים מסוימים - כאלה שהסיבובים שלהם נובעים מכוח הכבידה. אז סיבוב הוא סוג יסודי של תנועה ביקום. יש להתייחס לתנועה לא אחידה ומיושרת כאלמנטרי (המצב הראשוני של גופים), כלומר תנועה במעגלים, אליפסות ופרבולות. אין תנועה אחידה ומיושרת בטבע ולא יכולה להיות.
עד סוף המאה ה-19, רק אסטרונומים ופיזיקאים ידעו על קיומן של מערכות כבידה. לרוב האנשים אז לא היה שמץ של מושג עליהם ולא חשבו על זה כלל, לא ניסו לדמיין איך הכדורים הענקיים האלה - כוכבי הלכת והלוויינים שלהם - נשמרים ומזזים בחלל השחור חסר האוויר. אולי, בפעם הראשונה, אוכלוסיית הפלנטה חשבה על העובדה שבזמן שחיים על כדור הארץ, אנחנו חיים גם במערכת השמש, לאחר הטיסה הראשונה במסלול של יורי גגרין ב-12 באפריל 1962. ואז הם נזכרו פתאום ב מורה צנועה אך חסרת מנוחה לחשבון מ-Kaluga K.E. ציולקובסקי, שבסוף המאה ה-19 חזה את פריצת הדרך של האנושות לחלל וערך חישובים של רקטות שיכולות להתגבר על המהירות הקוסמית הראשונה ולהכניס את הספינה למסלול כדור הארץ.
29 שנות חייו של ציולקובסקי קשורות לבית הזה. כאן הוא כתב עשרות עבודות על אווירונאוטיקה, תעופה והנעה סילון. העבודות המדעיות הראשונות של קונסטנטין ציולקובסקי פורסמו ב-1891. במהלך חייו התפרסמו כ-100 מיצירותיו, מחציתן פורסמו בצורת חוברות קטנות צילום מהאתר: http://www.risingsun.ru/oneday/desc/kaluga.htm קונסטנטין אדוארדוביץ' אפילו לא סיים את הגימנסיה, רשמית הוא למד רק שנתיים. החירשות לא אפשרה לו לסיים תיכון וללמוד באוניברסיטאות. הוא לימד את עצמו, האוניברסיטאות שלו היו ספריות, ומוריו היו ספרים. אבל היתרונות של ציולקובסקי ביצירת תורת ניווט החלל הוכרו על ידי קורוליב ואופנהיימר, המעצבים הכלליים של רקטות וחלליות בברית המועצות ובארה"ב. |
כיום, טיסות לחלל הן דבר שבשגרה, אפילו תיירי חלל הופיעו. נכון, רק מיליארדרים יכולים להרשות לעצמם לטוס לתחנת המסלול למשך שבוע. אני חושב שמאוד מעניין לבקר בתחנת חלל בכמה עשרות מיליוני דולרים, לחוות את מצב חוסר המשקל, לראות איך עגבניות צפות בתא החללית, ללכת לשירותים בחלל ולא להתלכלך ולהסתכל מהחלון , לראות את השמים השחורים משובצים בכוכבים, ואדמה כחולה בצעיף של עננים לבנים. אבל כל זה ועוד הרבה, שתיירי החלל לא יראו תמורת כספם, ייצג ותואר בכתביו בבירור על ידי קונסטנטין ציולקובסקי, שהמדינה שילמה לו משכורת של עד 20 רובל בחודש עבור עבודתו!
אין הבדל מהותי בין מערכת כבידה המורכבת מכוכב וכוכבי לכת המסתובבים סביבו, לבין מערכת כבידה המורכבת מכוכב לכת עם לוויינים שמסתובבים סביבו. פה ושם ישנו מרכז כובד, המשפיע מאוד על תנועתם של גופים "עבדים", אך הם בתורם משפיעים על תנועתו, מה שהופך את מסלול הגוף המרכזי ל"גלי". מערכת הכבידה היא יציבה יותר, ככל שמסלולי כוכבי הלכת או הלוויינים מתואמים יותר סביב מרכז הכובד הראשי. במערכת כבידה יציבה, הגופים הכפופים נמצאים בתהודה כבידה, והם מסתובבים סביב צירם בזמן השווה לסיבוב אחד סביב הגוף המרכזי. הם תמיד פונים לגוף המרכזי באותו צד, למשל, כמו הירח לכדור הארץ.
כך נראית מערכת הכבידה של צדק דרך טלסקופ. הלוויינים הגליליים איו, אירופה, קליסטו וגנימד נמצאים בתהודה מסלולית זה ביחס לזה: בעוד שגנימד עושה מהפכה אחת סביב צדק, קליסטו מצליח לבצע שתי מהפכות, אירופה ארבע ואיו שמונה. כל ארבעת הלוויינים לצדק מסובבים כל הזמן על ידי אחד מהצדדים שלהם. אולי מערכת כבידה מאוזנת כזו של צדק ישנה יותר ממערכת כוכבי הכבידה של השמש. השמש לכדה את מערכת צדק כבר בצורה גמורה. תמונה מהאתר: http://photo.a42.ru/photos/full/15504.html |
בתמונה זו אנו רואים את כוכב הלכת על רקע כוכב מרוחק. זוהי מערכת פלנטרית שונה שבה כוכבי הלכת והכוכב המרכזי מחוברים באמצעות כוח הכבידה באותו אופן שבו השמש שלנו מחוברת לכוכבי הלכת שלה. תמונה מהאתר: http://universe-beauty.com/ |
במשך זמן רב האמינו שרוב הכוכבים בגלקסיה נעים לבד, שכוכבים עם כוכבי לכת הם דבר נדיר ביקום. למרות שג'ורדנו ברונו קבע כבר בשנת 1600 שלכוכבים יש כוכבי לכת כמו כדור הארץ, ישנם אינספור עולמות מיושבים ביקום. הם לא האמינו לו, ובשל מחשבות נועזות כאלה, לפי החלטת האינקוויזיציה של הוותיקן, הם שרפו אותו בחיים על המוקד כדי שאחרים לא יתביישו מהמדע הפסבדו שלו. רק בסוף המאה העשרים, החלו אסטרונומים לאשר באופן אינסטרומנטלי את נוכחותם של כוכבי לכת ליד כוכבים קרובים למערכת השמש שלנו.
|
משמאל בתמונה:כוכב לכת זה ממוקם במערכת של כוכב הגמד Gliese 581, הממוקם בקבוצת הכוכבים מאזניים במרחק של 20 שנות אור (קוואנטות האור ממנו עפות 20 שנה אלינו). בכל הפרמטרים הבסיסיים, כוכב הלכת דומה מאוד לכדור הארץ. כוכב הלכת סובב סביב הכוכב במרחק קצר בהרבה מכדור הארץ סביב השמש. אבל הבהירות של Gliese 581 היא כשליש מהבהירות של השמש, כך שהכוכב מקבל בערך אותה כמות של אנרגיית אור כמו שכדור הארץ מקבל. לכוכב הלכת יש מספיק כוח משיכה כדי להחזיק אטמוספירה הגונה. הוא עשוי להכיל מים בצורה נוזלית על פני השטח או בעומק רדוד. על פני כוכב הלכת, כוח הכבידה צריך להיות שווה בקירוב לזה של כדור הארץ, ותקופת הסיבוב שלו סביב הכוכב (השמש שלו) היא 37 ימים, כך ששנה בכוכב זה נמשכת קצת יותר מ החודש שלנו. גילוי זה פורסם ב כתב עת אסטרופיזי, ומוכרז על ידי הקרן הלאומית למדע בארה"ב. כוכב הלכת החדש ממוקם ממש באמצע האזור סביב הכוכב, הנקרא "מגורים", שכן הביוספרה אפשרית על כוכבי הלכת באזור זה. כוכב לכת זה נמצא ב"שכונה" הגלקטית עם כדור הארץ, מה שמרמז על נוכחותם של כוכבי לכת אחרים "דמויי כדור הארץ" הנמצאים יותר בקרבת השמש. אני בטוח ב-100% שהחיים ביקום אינם תופעה כל כך נדירה. החיים ביקום הם לא נס, אלא דפוס, אבל עוד על כך בהמשך. |
2. מערכות של כוכבים הקשורים בכבידה
מערכות כבידה יכולות להיות מורכבות לא רק מכוכבים וכוכבי לכת המסתובבים סביבם. אינטראקציות כבידה יכולות גם לקשור כוכבים זה לזה. כך נוצרות מערכות כבידה של כוכבים בינאריים ובריבוי גבוה יותר, שבהן כוכבים פחות מסיביים נעים סביב מסיביים יותר, וכוכבים בעלי אותה מסה מסתובבים סביב מרכז מסה משותף.
הכוכבים קסטור ופולוקס הם הכוכבים הבהירים ביותר בקבוצת הכוכבים תאומים. בשנת 1718 גילה בראדלי שקסטור אינו יחיד, אלא כוכב כפול, המורכב משני כוכבים חמים וגדולים המקיפים לאט מאוד סביב מרכז משותף. תקופת המהפכה במערכת הכבידה הזו היא כ-341 שנות כדור הארץ. קיק A וקיק B רחוקים זה מזה בערך פי 76 ממה שכדור הארץ נמצא מהשמש. במילים אחרות, שני הכוכבים מופרדים במרחק העולה על הרדיוס הממוצע של מסלולו של פלוטו.
יש גם כוכב בגודל 9 ליד קסטור המלווה את קסטור A ו-Castor B בטיסתם סביב מרכז הגלקסיה. לכן, קסטור נחשב לא כפול, אלא כוכב משולש. קיק C, המרכיב השלישי, הוא כוכב גמד אדמדם. המרחק בינו לבין הכוכבים הגדולים של המערכת הוא כ-960 יחידות אסטרונומיות. קסטור C סובב סביב המערכת של קסטור A וקסטור B עם תקופה של עשרות אלפי שנים! באופן לא מפתיע, במשך מאה וחצי של תצפית, קסטור C לא השתנה ביחס לגלגלים גדולים.
לאחרונה התגלה כי קיק A וקיק B אינם כוכבים בודדים, אלא כל אחד מהם מתפצל לשניים, שהמרחק ביניהם הוא כ-10 מיליון קילומטרים, שהם פי חמישה מהמרחק ממרקורי לשמש. קסטור C מורכב גם משני תאומים ננסיים, במרחק של רק 2.7 מיליון קילומטרים זה מזה, שהם פי 2.5 מקוטר השמש.
מערבולת כזו מתרחשת בקבוצת הכוכבים מזל תאומים. אם הכוכבים נראים בשמים קרוב זה לזה ושניהם נעים באותו כיוון ובאותה מהירות, זהו סימן בטוח לכך ששני הכוכבים קשורים זה בזה מבחינה כבידתית, כלומר יוצרים מערכת כבידה.
הכוכבים קסטור ופולוקס הם ראשיהם של האחים דיוסקורי. אמם הייתה זהה - לדה היפה, ואבותיהם היו שונים: קסטור נולד מהמלך בן התמותה טינדראוס, ופולוקס מהאלמוות. ציור מהאתר: http://engschool18.ru |
נע על פני שמי הערב, כוכב הלכת מאדים מצא את עצמו בקנה אחד עם הכוכבים קסטור ופולוקס, שני כוכבים בהירים מקבוצת הכוכבים מזל תאומים. קיק בתמונה כחול, פולוקס לבן ומאדים ורדרד. בפינה השמאלית התחתונה נראה הכוכב הבהיר Portio. תמונה מהאתר: http://luna.gorod.tomsk.ru/ |
שני הכוכבים המרכיבים את צמד קסטור C סובבים סביב מרכז משותף השוכן כמעט באותו מישור עם מערכת השמש שלנו. בגלל זה, כוכב אחד מהזוג הזה מכסה מעת לעת חלק מהשני, וזו הסיבה שהבהירות הכוללת של מערכת זו יורדת מעת לעת ואז עולה. לכן, קסטור C הוא כוכב משתנה ליקוי.
כך, התגלתה מערכת של שש שמשות, המחוברות ביניהן על ידי כוחות כבידה הדדיים. שני זוגות של כוכבים ענקיים לוהטים וזוג גמדים אדמדמים קרים מעורבים כל הזמן בתנועה מורכבת. תאומים ממערכת קסטור A עושים מהפכה סביב מרכז המסה המשותף תוך 9 ימים בלבד, ותאומים ממערכת קסטור B תוך 3 ימים. גמדים אדמדמים מסתובבים סביב מרכז משותף אפילו מהר יותר - תוך 19 שעות בלבד.
כל אחד משלושת זוגות הכוכבים התאומים סובב סביב מרכז מסה משותף. שני מרכזי מסה במערכת קסטור A וקיק B סובבים סביב נקודה, שיכולה להיחשב גם כמרכז המסה של המערכת קסטור A וקיק B (כלומר ארבע שמשות). ונקודה זו, יחד עם צמד הקסטור C, מבצעת סוף סוף מהפכה סביב מרכז המסה העיקרי של כל מערכת שש השמשות.
ייתכן שבמערכת מורכבת זו של 6 כוכבים עשויים להיות כוכבי לכת שהשמיים שלהם מעוטרים בשש שמשות בבת אחת. אני חושב שמערכת הקיק אינה המערכת המורכבת היחידה של כוכבים הקשורים בכבידה בגלקסיה. פשוט, תצפיות אסטרונומיות ממשיכות מעט מדי כדי לבסס מערכות של כוכבים המסתובבים סביב מרכזי מסה משותפים ועושים מהפכה שלמה במאות ואלפי שנים.
מבחינה פיזית, כוכבים נקראים בינארים, היוצרים מערכת דינמית אחת ומסתובבים סביב מרכז מסה משותף תחת פעולת כוחות המשיכה ההדדית. לפעמים אתה יכול לראות אסוציאציות של שלושה או אפילו יותר כוכבים (מה שנקרא מערכות משולשות ומרובות). אם שני המרכיבים של כוכב בינארי מרוחקים מספיק זה מזה כדי שהם נראים בנפרד, אזי בינאריים כאלה נקראים בינאריים חזותיים. ניתן לזהות את הבינאריות של זוגות שמרכיביהם אינם נראים בנפרד או פוטומטרית (לדוגמה, ליקוי כוכבים משתנים) או ספקטרוסקופית (לדוגמה, כוכבים בינארים ספקטרוסקופיים).
כדי לקבוע האם קיים קשר פיזי בין זוג כוכבים, והאם זוג זה כפול מבחינה אופטית, נעשות תצפיות ארוכות טווח, בעזרתן נקבעת תנועת המסלול של אחד הכוכבים ביחס לשני. ניתן לזהות את הדואליות הפיזית של כוכבים כאלה בסבירות גבוהה מהתנועות הנכונות שלהם, שכן לכוכבים היוצרים זוג פיזיקלי יש כמעט אותה תנועה נכונה. במקרים מסוימים, רק אחד מהכוכבים נראה לעין, ומבצע תנועה מסלולית הדדית, בעוד שדרכו בשמיים נראה כמו קו גלי. הכוכב השני בזוג כזה קטן מאוד ואפלולי, או שהוא בכלל לא כוכב, אלא כוכב לכת.
כוכב כפול סיריוס. סיריוס B קטן סובב סביב סיריוס A גדול. צילום מהאתר: http://vseocosmose.do.am |
נכון לעכשיו, התגלו כמה עשרות אלפי כוכבים בינארים קרובים ויזואלית. רק עשירית מהם מזהים בביטחון תנועות מסלוליות יחסיות, ורק עבור 1% (כ-500 כוכבים) ניתן לחשב מסלולים. תנועת הכוכבים בזוג מתרחשת בהתאם לחוקי קפלר: סביב מרכז מסה משותף, שני המרכיבים מתארים מסלולים אליפטיים דומים (כלומר, בעלי אותה אקסצנטריות) בחלל. למסלולו של כוכב הלוויין ביחס לכוכב הראשי יש אותה אקסצנטריות, אם האחרון נחשב נייח. אם מסלול התנועה היחסית ידוע מתצפיות, אזי ניתן לקבוע את סכום המסות של מרכיבי הכוכב הבינארי. אם ידועים היחסים של הצירים למחצה של מסלולי תנועת הכוכבים ביחס למרכז המסה, אז אפשר גם למצוא את יחס המסות וכתוצאה מכך את המסה של כל כוכב בנפרד. זוהי החשיבות הרבה של חקר הכוכבים הבינאריים באסטרונומיה, המאפשר לקבוע מאפיין חשוב של כוכב – המסה שלו, שהכרתו נחוצה לחקר המבנה הפנימי של כוכב והאטמוספירה שלו. לפעמים, בהתבסס על התנועה התקינה המורכבת של כוכב בודד ביחס לכוכבי רקע, ניתן לשפוט שיש לו בן לוויה שלא ניתן לראות גם בגלל קרבתו לכוכב הראשי וגם בגלל עוצמת הארה הנמוכה בהרבה שלו (בן לוויה כהה). בדרך זו התגלו הגמדים הלבנים הראשונים - הלוויינים של סיריוס ופרוקיון, שהתגלו לאחר מכן ויזואלית. |
משתנים ליקויים נקראים זוגות קרובים כאלה של כוכבים שאינם ניתנים להפרדה כאשר צופים בהם, שבהם הגודל הנראה משתנה עקב ליקויים של מרכיב אחד של המערכת המתרחשים מעת לעת עבור הצופה על ידי אחר. בזוג כזה, כוכב בעל בהירות גבוהה יותר נקרא הראשי, ועם קטן יותר, בן לוויה שלו. נציגים בהירים של כוכבים מסוג זה הם הכוכבים של אלגול וליירה.
עקב ליקויים קבועים של הכוכב הראשי על ידי בן לוויה, כמו גם הלוויין על ידי הכוכב הראשי, הגודל הנראה הכולל של הכוכבים המשתנים הליקויים משתנה מעת לעת. גרף המתאר את השינוי בשטף הקרינה של כוכב לאורך זמן נקרא עקומת אור. נקודת הזמן שבה לכוכב יש את גודל הכוכב הנראה הקטן ביותר נקראת עידן המקסימום, והגדולה נקראת עידן המינימום. המשרעת היא ההפרש בין הגדלים במינימום למקסימום, ותקופת השונות היא מרווח הזמן בין שני מקסימום או מינימה עוקבים. עבור אלגול, למשל, תקופת השונות היא מעט פחות מ-3 ימים, ועבור ליירה היא יותר מ-12 ימים. על פי אופי עקומת האור של כוכב משתנה מליקוי, אפשר למצוא את יסודות המסלול של כוכב אחד ביחס למשנהו, את הגדלים היחסיים של הרכיבים, ולפעמים אפילו לקבל מושג על צורתם. כיום, ידועים יותר מ-4000 כוכבים משתנים ליקויים מסוגים שונים. התקופה המינימלית הידועה היא פחות משעה, הגדולה ביותר היא 57 שנים.
הכוכב המשתנה הכפול אלגול מורכב מכוכב גדול כחלחל ומחברו הקטן, אשר סוגר מעת לעת את האלגול הגדול ומפחית את בהירותו. מימין כוכב ענק אדום בודד. תמונה מהאתר: http://vseocosmose.do.am/news/2012-03-11-10 |
כוכב בינארי בקבוצת הכוכבים ליירה. החומר של כוכב A (האטמוספירה שלו) נקרע על ידי כוח המשיכה של כוכב B ונקלט בו. תמונה וציור מהאתר: http://vseocosmose.do.am/news/2012-03-11-10 |
מערכות בינאריות קרובות הן זוגות כוכבים כאלה, שניתן להשוות את המרחק ביניהם לגדלים שלהם. במקרה זה, אינטראקציות גאות ושפל בין מרכיבי המערכת מתחילות לשחק תפקיד משמעותי. פני השטח של שני הכוכבים תחת פעולת כוחות גאות ושפל מפסיקים להיות כדוריים, הכוכבים מקבלים צורה אליפסואידית ויש להם גבשושיות גאות מכוונות זו לזו, כמו גאות ירח באוקיינוס של כדור הארץ. הצורה שלוקח גוף המורכב מגז נקבעת על ידי פני השטח העוברים בנקודות עם אותם ערכים של פוטנציאל הכבידה. משטחים כוכביים כאלה נקראים שווי פוטנציאל. אם השכבות החיצוניות של הכוכבים עוברות מעבר לאונה הפנימית של רושה, ואז מתפשטות לאורך משטחי שווי הפוטנציאל, הגז יכול, ראשית, לזרום מכוכב אחד למשנהו, ושנית, ליצור מעטפת שמקיפה את שני הכוכבים. דוגמה קלאסית למערכת כזו היא כוכב Lyrae, שתצפיותיו הספקטרליות מאפשרות לזהות הן את המעטפת המשותפת של בינארי קרוב והן את זרימת הגז מהמלווה לכוכב הראשי.
כך נראה כוכב בינארי קרוב מאחד מכוכבי הלכת של מערכת הכבידה הזו. דמות מהאתר: http://science.compulenta.ru/612893/ |
שינוי בהירות (m) של הכוכב U תאומים. לנובות ננסיות, הכוללות את U Gemini, יש דיסק צבירה לא יציב, הגורם להתפרצויות קצרות טווח הנמשכות מספר ימים, ובמהלכן יש עלייה פתאומית בבהירות במספר גדלים. הזמן נמדד בימי כדור הארץ (ציר אבשיסה). גרף מהאתר: http://old.college.ru כאשר כוכב אחד מסתיר אחר, הבהירות הכוללת של אותה מערכת פוחתת. |
בעת כתיבת דף זה נעשה שימוש גם במידע מהאתרים:
1. ויקיפדיה. כתובת גישה: http://ru.wikipedia.org/wiki/2. הכל על חלל. כתובת גישה: http://vseocosmose.do.am/news/2012-03-11-10
4. http://eco.ria.ru/ecocartoon/20091214/199173269.html#ixzz25sGZw2qh
5. פיזיקת שדה. http://www.fieldphysics.ru/mass_nature/; http://www.fieldphysics.ru/gravity/
6. http://bugabu.ru/index.php?newsid=8124
7. Grishaev A.A. הקצה החיצוני של חגורת קויפר הוא הגבול של כוח המשיכה של השמש. כתובת גישה: http://newfiz.narod.ru/koiper.htm
8. סברין ויקטור. http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-41284/
9. יורוביצקי V.M. אסטרונאוטיקה דורשת מכניקה חדשה והבנה חדשה של כוח הכבידה. כתובת גישה: http://www.yur.ru
האינטראקציה של כוכבי הלכת זה עם זה
בואו ננתח את השאלה - כיצד כוכבי הלכת מקיימים אינטראקציה זה עם זה, בהיותם במערכת המבנית-הולוגרפית האנרגיה.
הקוסמוס כולו במישור העדין, כפי שאתה כבר יודע, יוצר מערכת קונסטרוקטיבית הבנויה מנפחי אנרגיה מסוימים. כרכים אלה מחוברים זה לזה בצורה נוקשה בצורת דמויות גיאומטריות בדרגות מורכבות שונות: מפירמידות משולשות פשוטות ועד לפוליהדרות מורכבות. אבל הנקודה כאן היא שעצם הטופולוגיה של החלל
במישור העדין, זה לא נחקר על ידי המדע שלך, ומלבד הריקנות האינסופית סביב כוכבי הלכת והכוכבים, הוא לא מקבל כלום ולא רוצה לקבל. אבל יגיע הזמן שבו הפיזיקאים והמתמטיקאים שלכם יפתחו מודל מתמטי של מבנה היקום, שבו לא יהיה מקום בחלל לריקנות, שבו הכל יהיה מקושר על ידי קונסטרוקציות מסוימות, הכל קשור ותלוי זה בזה. וככל שאדם חודר עמוק יותר למבנה המרחב העדין, כך התלות והאינטראקציה הזו גוברת, והיא תורגש יותר.
ביקום שלכם, החלל בנוי בצורה כזו שכל האלמנטים המבניים שלו משולבים עם המספר שבע, זוהי מערכת משבעים. הוא מבוסס על דמויות גיאומטריות שהקוד שלהן מתחיל "7", ואז "14, 21", וכן הלאה, כפולה של שבע.
כלומר, אם שבע הוא הפטהדרון, אז אתה מדמיין את זה, אז כל הדמויות האלה הולכות ומתגברות ומתוכם, למעט חללים כלשהם, נבנה המבנה הבסיסי הקונפיגורטיבי של המרחב השבעים שלך.
היבטים, שהם מעברי אנרגיה מדמות אחת לאחרת, כולן צמודות, כמו חלות דבש בתא דבורה. באותו אופן, כל הרשת של החלל שלך "ארוגה". עדיין קשה לכם לדמיין את זה בנפח, אבל אפשר לדמות הכל די פשוט במחשב, וניתן להשיג את המערכת הזו.
במערכת קונפיגורטיבית זו, כל הפרצופים נמצאים בזוויות קבועות לחלוטין זה ביחס לזה. הסידור הברור הזה של הקצוות מסביר את העובדה שקרן אנרגיה עוברת מעצם אחד למשנהו עם שלבים מסוימים של עלייה וריקבון, אשר באסטרולוגיה שלכם מוסבר על ידי היבטים ומסלולים. העובדה היא שאם קרן אנרגיה נכנסת לריק, אז היא יכולה להתפזר רק מעט, אבל לא להיחלש בשום צורה, ועוד יותר מכך להיעלם, ואז להופיע באיכות שונה לחלוטין.
התופעה הזו קיימת באסטרולוגיה שלכם, וטוב שהאסטרולוגים שמו לב לכך והכניסו את מושג ההיבטים. מערכת זו נכונה ופועלת בצורה נסבלת למדי, אך אינה מסבירה את עצם המכניקה של קיומן של אינטראקציות כאלה.
הכל מוסבר בקיומו של מבנה קונפיגורטיבי בעל אנרגיה עדינה המחלק אנרגיה מאובייקט לאובייקט בעזרת תעלות הבנויות בצורה של מה שנקרא מסדרונות הנוצרים על ידי פניו של המבנה העדין הזה. אם מסתכלים על רשת הערוצים הללו, גם הם ממוקמים בזוויות מסוימות במרחב, וניתן להגיע מנפח חלל אחד למשנהו רק דרך הערוצים הללו, אין דרכים אחרות.
הערוצים הללו הם שמעבירים אנרגיות מכוכב אחד למשנהו, ואם כוכבי הלכת נופלים לתוך הערוצים הללו בהתאם לזוויות (היבטים) ביניהם, הם חווים חילופי אנרגיה אינטנסיביים. הכדורים תלויים ברוחב הערוץ, וכאשר הזווית משתנה מעבר לכדורים, חילופי האנרגיה נעלמים, מאחר ויש חושך בין כוכבי הלכת במבנה, אין קשר, הכל סגור עד לערוץ הבא או עד הַרמוֹנִי.
המאמר מציג את השערת המקור והתחזוקה של השדה המגנטי של כדור הארץ וכוכבי הלכת, שוקל את מנגנון הופעת הגאות והשפל בצד כדור הארץ המנוגד לירח, דן בגורמים האפשריים להופעת כוחות הגורמים היבשות זזות, מעוותות את צורת כדור הארץ ויוצרות קפיצות זמן אסטרונומיות. המנגנון של רעידות אדמה מוצע, כמו גם גרסה של הופעת "צינורות מגנטיים" על השמש, מקור הכוחות הגורמים לזרמים משווניים ולרוחות מוצג.
"ספרים פיזיים מלאים בנוסחאות מתמטיות מסובכות.
אבל ההתחלה של כל תיאוריה פיזיקלית היא מחשבות ורעיונות, לא נוסחאות.
א' איינשטיין
"לאותה השערה שמסבירה את העולם הקיים עם מספר הנחות היסוד והאמצעים המועט ביותר צריכה להיות יתרון, כי יש לה הכי פחות שרירותיות."
אמפדוקס (חוק הכלכלה בהסבר הטבע).
מבוא.
השדה המגנטי של כדור הארץ - בלעדיו אין חיים על הפלנטה, הוא מגן על כל היצורים החיים מהחלל המת העוין, מההשפעות ההרסניות של חלקיקים קוסמיים. השדה המגנטי משנה את מסלול תנועתם, ומכוון את החלקיקים לאורך קווי השדה. הצורך בשדה מגנטי לקיומם של חיים מצמצם את מעגל כוכבי הלכת הניתנים למגורים. קשה למנות את כל קשת ההשפעה של השדה על תושבי כדור הארץ, גם אנשים וגם בעלי חיים משתמשים בתכונותיו, בעוד שאין תשובה חד משמעית בקהילה המדעית לגבי מנגנון הופעתו ותחזוקת השדה, שכן כמו גם לגבי הגורמים המשפיעים על התנהגותו.
אחת ההשערות הנפוצות ביותר המסבירות את אופי השדה - התיאוריה של אפקט הדינמו - מציעה כי תנועות ההסעה או הסוערות של הנוזל המוליך בליבה תורמות לעירור עצמי ולשמירה על השדה במצב נייח.
למרות שקשה לדמיין שהליבה תמיד תעלה מהטמפרטורה באותו כיוון - אם תנועת ההסעה הזו או המערבולת הנובעת מהסיבוב היו קבועים עד כדי כך שישמרו על השפעת העירור העצמי, ואפילו בכיוון אחד. למרות שטבעה של המערבולת בדרך כלל לא ברור - עם הזמן, בהיעדר כוחות חיצוניים, החומר הפנימי של כדור הארץ יסתובב גם הוא בצורה אחידה יחד עם הקונכייה.
יש השערה לגבי הופעת שדה ביונוספירה עקב רוח השמש.
הוא נאכל על ידי זרימת מי מלח באוקיינוסים.
לא ניתן ליישם אף אחת מהתיאוריות הללו על כל כוכבי הלכת של מערכת השמש מבלי להיתקל בסתירות.
כך, למשל, לצדק, המסתובב סביב צירו באותו כיוון של כדור הארץ, יש שדה מגנטי המכוון מנוגד לזה של כדור הארץ, לונוס ולמאדים אין שדות חזקים.
לשקול את כדור הארץ כבעלים של כמה נכסים ייחודיים הטבועים רק לו זה איכשהו לא רציני. אחרי הכל, זה לא היחיד שיש לו שדה מגנטי, ולהמציא לכל כוכב לכת את המנגנון שלו שיוצר שדה זה גם איכשהו "לא נכון", אז מה יכול להיות העניין?
מאמר זה מציג את ההשערה של הופעתו ותחזוקת השדה המגנטי של כוכב הלכת, תוך התחשבות בתנועתו שלו (הטיית ציר הסיבוב) לאורך אקליפטיקת השמש, בתכונות כוכב הלכת עצמו ולוויינים, אם יש כאלה. מוצגת ה"עצמאות" של המעטפת החיצונית של הפלנטה מהתהליכים המתרחשים במהלך האינטראקציה של הפלנטה עם גופים אחרים, מה שמאפשר לקטבים המגנטיים "לזוז" עד להיפוך.
ניסיון לענות על השאלות הבאות:
- מהו אופי מקור השדה המגנטי של כדור הארץ וכוכבי הלכת?
- מדוע מתרחשים גאות ושפל גם בצד הנגדי של כדור הארץ מהירח?
- מדוע הירח מופנה צד אחד לכדור הארץ?
- אילו כוחות גורמים ליבשות לנוע?
- מה גורם לרעידות אדמה?
- למה כדור הארץ לא עגול?
- מהם הגורמים לשינויים פתאומיים בזמן האסטרונומי
- מהו מנגנון התרחשותם של "גלי קטלניים"?
- סיבות להופעת צניחה בגרף הכבידה כאשר השמש עוברת בשמים.
- מהן הסיבות להופעתם ולתחזוקה של זרמי האוקיינוס העיקריים ורוחות המשווניות?
זה הוביל להשערה הבאה:
הסיבה העיקרית לכל התופעות המפורטות לעיל היא האינטראקציה הגרביטציונית של הלוויין עם הליבה הנעה של כוכב הלכת.
ההוכחה העיקרית להשערה זו נלקחת כקשר מפורש שהתחקה בשרשרת
PLANET – SATELLITE(ים) – השדה המגנטי של PLANET
עבור כוכבי לכת שונים במערכת השמש, בהתחשב בכך שכל כוכב לכת, בתורו, הוא לוויין של השמש.
אז אתה יכול לראות ש:
- לכוכבי הלכת שלצידם לוויין, או כמה מהם, יש שדה מגנטי יעיל, והשדה קטן אם אין לוויין (למשל נוגה, מרקורי - אין לוויינים והשדה קטן מאוד).
- אם כוכב הלכת מקורר ואין לו ליבה נוזלית, אז אין שדה
(לדוגמה - הירח).
- כיוון השדה המגנטי של כוכב הלכת וצורתו תלויים בכיוון הסיבוב של כוכב הלכת עצמו במישור האקליפטי והן במסלול הלוויין סביב כוכב הלכת (מאדים, אורנוס - סיבוב הלוויינים מתהפך והשדה מתהפך) .
- בנוכחות מספר לוויינים השדה הופך למורכב והעדיפות לכיוון השדה מקרבת לוויין או מסיבי יותר (לדוגמה - אורנוס, נפטון).
- כיוון הרוחות הראשיות ומיקומם של ענני אבק ברוב כוכבי הלכת של מערכת השמש עולה בקנה אחד עם כיוון התנועה של הלוויינים של כוכבי הלכת הללו.
כמו כן, העובדה שרוב הלוויינים מסתובבים סביב כוכבי הלכת שלהם כשצד אחד מופנה אליהם, והסיבוב של כוכבי לכת כמו נוגה וכוכב חמה מסונכרן עם תנועת כדור הארץ, מעידה על כך שגופים קוסמיים מקיימים אינטראקציה זה עם זה ולא כגופים עם צפיפות הפצה אחידה, על פני הכדור, אך כגופים עם מרכזי מסה עקורים. במקרה זה, במקרה של ליבה נוזלית, מרכז זה יכול לנוע בתוך המעטפת המוצקה של הפלנטה.
אם נדמיין את כדור הארץ ככדור חסר תנועה מלא בחומרים בעלי צפיפות ומשקל סגולי שונים, ואת הירח כמקור לכוח כבידה הפועל על החומרים הללו, אז ברור שמבנים כבדים יותר "יתיישבו" למעטפת של הכדור הקרוב לירח וההתפלגות על הצפיפות והמסה בתוך כדור הארץ תהיה לא אחידה לא רק בעומק, אלא גם בכיוון הלוויין.
כדור הארץ 
איור 1. התפלגות מסה.
לפי התיאוריות המודרניות של מבנה כדור הארץ, החומרים שמתחת למעטפת התחתונה נמצאים במצב נוזלי (פאזה מתכתית) - פלזמה - שם מופרדים האלקטרונים מהגרעינים. אבל, מכיוון שהגרעינים כבדים בהרבה מאלקטרונים, ברור שהם ייפלו לתוך "המשקעים". ואז מתברר שבתוך ליבת כדור הארץ הייתה חלוקה לא רק במסה, אלא גם בפוטנציאל החשמלי. ליבת כדור הארץ לבשה צורה של דיפול עם מרכז מסה מוזז משמעותית, כאשר ה-"+" והמסה העיקרית של הליבה קרובים יותר לירח.
כאשר הירח נע ביחס לכדור הארץ, חלק זה של ליבת כדור הארץ יעקוב אחריו ובכך יצור תנועה מכוונת של חלקיקים טעונים חשמלית ובמקביל תזוזה מעגלית ומחזורית של מרכז המסה של כדור הארץ ביחס לקליפה שלו.
G. Rowland (N. Rowland) בשנת 1878 הוכיח כי תנועת המטענים על מוליך נע, בפעולתו המגנטית, זהה לזרם ההולכה במוליך במנוחה. לפיכך, כלל הגימלט מתאים למדי למקרה שלנו, אשר מאושש על ידי כיוון התנועה של חלק מהגרעין הנושא מטען חיובי וקווי הכוח של השדה המגנטי של כדור הארץ.
באופן טבעי, התנהגותו של הגרעין הטעון הזה מושפעת, מלבד הירח, מכל כוכבי הלכת, ובעיקר מהשמש.
אישור נוסף להשערה יכול להיות שינויים יומיים ושנתיים בכיוון עוצמת השדה המגנטי, כלומר. תלות השדה במיקום כדור הארץ ביחס לאובייקטים אחרים של השפעה, המבצעים התאמות להפרדה לפי מסה, מטען ומסלול של הגרעין. (במקרה של ההשערה המקובלת כיום, לא צריכה להיות השפעה כזו.)
אם נקבל השערה זו, אז יתברר הופעתו של שדה מגנטי ליד כדור הארץ ונוכחותו בכוכבי לכת אחרים, כולל השמש, היכן שיש לוויינים והיעדר היכן שהם אינם נמצאים (לדוגמה, נוגה) או כוכב הלכת. התקרר ואין לו ליבה פנימית נוזלית (ירח) ושינוי בקוטביות השדה המגנטי עם שינוי כיוון הסיבוב של הלוויין(ים) - (מאדים) או נוכחות של שדה מורכב עם קשרים מורכבים של כוכב הלכת עם לוויינים - (אורנוס, נפטון).
אינדיקטור טוב להשפעת התנועה של מערכת הפלנטה-הלווין על צורת השדה יכול להיות השוואה בין השדות של צדק וכדור הארץ. השדה של צדק דומה יותר לדיסק שטוח - רוב הלוויינים שלו מסתובבים במסלולים מעגליים קבועים במישור קו המשווה וציר הסיבוב של כוכב הלכת עצמו מוטה מעט, אין עונות, וכדור הארץ, שצורת השדה שלו נראית כמו בול, בעוד היא עצמה מתנודדת ביחס למישור האקליפטיקה והירח רחוק מלהסתובב באופן אידיאלי סביבו.
לפיכך, המנוע של ה"דינמו" שיוצר את השדה המגנטי של כל כוכב לכת עם ליבה נוזלית הוא סך כוחות הכבידה מלוויינים, השמש וכוכבי לכת סמוכים, הם גם משפיעים על צורת השדה.
השוואה בין השדות המגנטיים של כוכבי הלכת בהתאם לנוכחות לוויינים ותכונותיהם מובאת בנספח.
השדה המגנטי שנוצר נתמך על ידי התכונות המגנטיות של גוף כוכב הלכת, אשר "מייצבות" את התנהגותו, ובמקומות מסוימים מעוותים אותה, ויוצרים אזורים חריגים מקומיים.
גאות ושפל:
בנוסף לגאות והשפל בצד כדור הארץ הפונה לירח, יש גם גאות ושפל בצד הנגדי, שגודלם בערך זהה. נוכחותה של תופעה כזו בספרות מוסברת על ידי ירידה בכוחות המשיכה של הירח ובכוחות צנטריפוגליים המתעוררים במהלך סיבוב רצועת כדור הארץ-ירח. אבל אז לירח יהיה גם גאות בצד הרחוק, והוא יהיה שם כל הזמן. אבל ידוע על הסטת מרכז הכובד על הירח לכיוון כדור הארץ, ואין גאות בצד הבלתי נראה.
אם נשווה את הכוחות הפועלים על פני כדור הארץ בשפל (נקודה 2) לבין הגאות בחלק ה"צל" של כדור הארץ מהירח (נקודה 1), אזי כוחות המשיכה ב"צל" צריכים להיות גדול יותר כי למשיכה ממרכז כדור הארץ מתווספת, אם כי נחלשה, המשיכה של הירח ומפלס האוקיינוס בנקודה 1 אמורה להיות נמוכה מהמפלס בשפל בנקודה 2, למעשה זה כמעט כמו בנקודה 3. אחרת איך אתה יכול להסביר את זה?
אם נעקוב אחר ההשערה, אז נוכל להניח שהחלק הכבד של ליבת כדור הארץ, בעקבות הירח, זז כל כך רחוק מהקצה הנגדי של כדור הארץ עד שריבוע המרחק מורגש וכוח המשיכה מהליבה. על פני השטח נחלש, מה שגורם לאפקט גאות ושפל. במילים אחרות, כוח המשיכה בנקודה על פני כדור הארץ תלוי לא רק במיקום הירח, אלא גם במרכז המסה של כדור הארץ העוקב אחריו. (אין זה אומר מרכז המסה המשותף של צרור כדור הארץ-ירח)
איור 2. כוחות הפועלים על נקודות על פני כדור הארץ, בחלוקה אחידה של מסות.
אורז. 3. כוחות הפועלים על נקודות על פני כדור הארץ, עם מרכז עקירה.
ככל הנראה, פעם התרחשו תהליכים דומים על הירח. בתהליך הקירור, קובצו המסות הכבדות של החומר הפנימי בעיקר בצד של כוכב הלכת הפונה לכדור הארץ, וכך הפך הירח למעין "רולי-וסטנקה", ואילץ אותו לפנות אלינו עם אותו צד כבד. .
זה מאושר גם על ידי העובדה שקודם לכן, וזה ידוע, היה לו שדה מגנטי חזק, ועכשיו רק שיורי.
לפיכך, כוח הכובד של כדור הארץ לא רק שומר (יחד עם כוח המשיכה של הירח) את הירח במסלול הלוויין, אלא גם גורם לו להסתובב, ובכך מושקעת אנרגיה.
אותה ליבה גורמת לכדור הארץ "להתנפח" לאורך קו המשווה, ונותנת לו צורה שאינה כדור. אותה התכווצות אופיינית לצדק עם מהירות הסיבוב הגבוהה שלו סביב צירו, שם גם עוזרים כוחות צנטריפוגליים.
נראה שתופעה דומה מתרחשת עם השמש והלוויינים שלה, כוכבי הלכת.
אם נדמיין שהמרכז ה"כבד" הזה של השמש, העוקב אחרי כוכבי הלכת הלוויין, "צף" אל פני השטח עם משיכה חזקה של כוכבי הלכת ובו בזמן הוא פוטנציאל חשמלי טעון ונמצא בתנועה, אז זה יכול להוביל להופעת "צינורות מגנטיים" על פני השטח '- כלומר. לנקודות היציאה של שני הקטבים של השדה המגנטי.
את "מחזור השמש" הידוע, השווה ל-11 שנים לערך ובעל חזרה כמעט קבועה, שינויים בשדה המגנטי של הכוכב ובמספר הכתמים, קשה להסביר על ידי כמה סיבות פנימיות, למרות שהם מנסים (Babcock H.W. דגם), אבל, הדבר היחיד שיש לו לפחות איזושהי מחזוריות הוא סיבוב כוכבי הלכת סביב השמש. אז זה כנראה הגיוני יותר לחבר את המחזוריות של המחזורים עם מיקומם של כוכבי הלכת הלוויין ביחס לכוכב. זה יהיה נחמד לעשות ניתוח השוואתי של הפעילות הסולארית המקסימלית והמינימלית והמיקום של כוכבי הלכת.
זרמים.
בספרות, טבעם של זרמים משווניים מוסבר בדרך כלל על ידי רוחות הנושבות ללא הרף באותו כיוון, וטבען של הרוחות מוסבר על ידי חימום פני השטח וסיבוב כדור הארץ. כמובן, כל זה משפיע הן על האוקיינוס והן על מסות האוויר, אבל, לדעתי, ההשפעה העיקרית מופעלת על ידי כוח הכבידה מהרצועות הנעות ליבת כדור הארץ - הירח, ליבת כדור הארץ - השמש , בהשפעתה הכבידתית שכל מה שביניהם ונישא איתו נופל למזרח למערב. אין לראות בזה תהליך קשיח, אלא כמו ערבוב של כפית בסיר גדול בכיוון אחד - לא קשה, אלא ארוך ועדין.
או שאפשר להשוות כאילו שמים כדור מתכת מתחת למפה ומעבירים עליו מגנט, הכדור יזוז, והמפה תקום ותרד ותזוז קצת - אם יש לה הזדמנות כזו.
רעידות אדמה.
לטבען של רעידות אדמה עדיין אין תשובה ברורה.
יתכן שזה יכול להיראות כך:
קצת פנטזיה
לאן הגוף הממוקם במרכז כוכב הלכת יימשך בסטייה הקלה ביותר מהמרכז?
עם חלוקה לא אחידה של החומר בצפיפות, אם נניח שככל שקרוב יותר למרכז, כך צפוף יותר, זה יהיה כמו בספר לימוד - למרכז, אבל מי ימשוך אותו לשם, אילו כוחות? חייב להיות חומר עם צפיפות אינסופית, אבל זה נראה כמו מדע בדיוני, במיוחד מכיוון שווקטור הכבידה יעבור איפשהו דרך 0 בכל מקרה.
אם לכדור הארץ הייתה צורה של כדור ריק, אז לא היה בתוכו כוח כבידה, ונקודה בתוך כדור הארץ הייתה מושפעת מכוח המשיכה מגופים חיצוניים - הירח, השמש וכו'. ונקודה זו תטוה ללכת בכיוון הווקטור הכולל של כוחות מהגופים הללו.
אם לכדור הארץ הייתה חלוקה אחידה של החומר בצפיפות, אז אם החומר הזה הוא נוזלי, זה היה זהה.
בשני המקרים, החומר שבתוך הקליפה המוצקה יימשך לקליפה זו מבפנים לכיוון כוחות חיצוניים מכוכבי לכת זרים.
כל זה נאמר בלי לקחת בחשבון לחץ, אבל בואו נראה איך הלחץ יכול להתנהג בזמן הטבילה - באופן טבעי, הוא קודם גדל - המסה "מעל" גדלה, אבל אז כוחות המשיכה פוחתים והלחץ לאט לאט "מתייצב" ונסגר החלל מתקבל בערך באותו לחץ לאורך כל הנפח והשפעתו עשויה להתברר כקטנה בהשוואה לכוחות הכבידה - כמו בחיים הרגילים - עמוד אטמוספרי לוחץ על כולנו ואינו מונע מכוחות הכבידה להפיל תפוח הקרקע.
אז מסתבר שכדור הארץ בפנים יכול להיות, כביכול, "ריק" ובעל אותה פיזור צפיפות של חומרים כמו על פני השטח - מוצק-נוזל, וכל זה בלחץ וטמפרטורה עצומים.
עכשיו, אם נדמיין שהמסה האדומה הלוהטת הזו, המושפעת מכוחות כבידה שונים, לפעמים מוסיפים, לפעמים מחסורים מכוכבי לכת שונים, נעה לאורך המשטח ה"פנימי" של כדור הארץ, מתערבבת כל הזמן, נתקלת בבליטות. יחד עם זאת, החלק הפנימי של קרום כדור הארץ חשוף כל הזמן לפגיעה, המועברת ללחות הטקטוניים, מה שמאלץ אותם לנוע בהדרגה, ובכך להזיז את היבשות. הדבר מאושר גם על ידי העובדה שהיבשות נעות בכיוון הרוחב (מזרח-מערב) וכמעט אינן נעות בכיוון האורך (דרום-צפון).
לפעמים, הכוחות מסתכמים בצורה כזו שחלקים מגרעין זה נופלים לאזור הכבידה המרכזי ה-0, ובהתנתקות מהמסה הראשית "נופלים" לצד הנגדי של הכדור, מה שעלול לגרום לרעידות אדמה.
פרשנות טובה מאוד למקרה כזה היא התנהגות המים בחוסר משקל, שנלקחה על ידי אסטרונאוטים אמריקאים.
מערכת השמש מורכבת מכוכבי לכת עם הלוויינים שלהם, אסטרואידים, שביטים, מטאורואידים קטנים, אבק קוסמי. חוקי התנועה והמקור של כל הגופים הללו קשורים קשר בל יינתק עם האובייקט המרכזי של המערכת - השמש. הכוח העיקרי השולט בתנועת כוכבי הלכת ומחבר את מערכת השמש הוא הכוח החשמלי של השמש. יחד עם זאת, שני סימנים אופייניים לגופים של מערכת השמש.
ראשית, הגוף, בשל האנרגיה הקינטית שלו, אינו יכול להתגבר על כוחות המשיכה של השמש ולעזוב את מערכת השמש.
שנית, גוף השייך למערכת השמש חייב להיות תמיד באזור המשיכה הרווחת של השמש.
שימו לב שלכל כוכבי הלכת עם הלוויינים שלהם, האסטרואידים, כמעט כל השביטים הממוקמים בכדור הפעולה של השמש, שני התנאים מתקיימים. נתונים על המסלולים וכמה תכונות פיזיקליות של כוכבי הלכת שהם האיברים העיקריים של מערכת השמש ניתנים בטבלה 3.1.
כל כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש באותו מישור, בקנה אחד בערך עם מישור קו המשווה, ונעים באותו כיוון, במקביל לכיוון הסיבוב הצירי של השמש (נגד כיוון השעון, אם מסתכלים על מערכת השמש מ הקוטב השמימי הצפוני).
עם זאת, קיים חוסר פרופורציה גדול מאוד בהתפלגות המסה והתנע הזוויתי בין השמש לכוכבי הלכת, אם פרמטרים אלו נקבעים על פי "חוק הכבידה של ניוטון" הידוע. אז לפי חוק זה, התנע הזוויתי הספציפי (ליחידת מסה) של כוכבי הלכת גדול מזה של השמש, בממוצע פי 35 10 3. בהתאם לסימנים לעיל לקיומה של מערכת השמש, חריגה כזו מחוק התנועה הייתה צריכה להביא להרס שלה. נסיבות אלו הן מכשול בלתי עביר עבור הפיזיקה הנוכחית, אם כי היו ניסיונות להסביר הפרה כזו של חוק שימור התנע הזוויתי באמצעות מגנטו הידרודינמיקה.
הפיזיקה הפרקטלית מאפשרת לפתור בעיה זו ולקבוע את הפרמטרים האמיתיים של כוכבי הלכת. המחבר קבע את החוק העולמי של אינטראקציה אוניברסלית (שנוסח בסעיף 3.1) וכתוצאה מכך קבע את חוק הכבידה המקומי. המהות של חוק הכבידה המקומי טמונה בעובדה שהאינטראקציה של מסות טעונות של חומרים ביקום מתבצעת על ידי כוח אלקטרומגנטי דרך דק
מבנה החלל. אינטראקציה כבידה היא אפקט מובחן של אינטראקציה אלקטרומגנטית בסיסית אחת.
התגלה (ראה סעיף 3.1) שהשמש היא כוכב עם מטען חשמלי חיובי השווה ל-+3.3 10 14 C. המטען השלילי החשמלי של כוכבי הלכת נוצר הן על ידי השיטה של אינדוקציה אלקטרוסטטית של הכוכב, והן על ידי יינון של אטומים או מולקולות של החומרים של כוכבי הלכת, הנגרמת על ידי בליעת הקוואנטות של הקרינה האלקטרומגנטית של השמש. שימו לב שהאנרגיה של הקוונטה אינה תלויה במרחק, אולם ככל שהמרחק גדל, מספר (צפיפות) חלקיקי האור פוחת. טבלה 3.1 מציגה את תוצאות החישובים, תוך התחשבות במנגנון שנקבע ליצירת מטען של כוכבי לכת. מטען כדור הארץ -5.7 10 5 C נוצר על ידי אינדוקציה אלקטרוסטטית של השמש, מכיוון ששכבת האוזון של האטמוספירה שלו אינה מעבירה קרני רנטגן. עם זאת, קרינת רנטגן היא המקור העיקרי ליצירת המטען של כוכבי הלכת מקבוצת צדק, מכיוון שההשפעה ביצירת המטען של כוכבי לכת אלה בשיטת האינדוקציה האלקטרוסטטית אינה משמעותית. אינדוקציה אלקטרוסטטית קובעת במקרה זה את כיוון (סימן) היינון. לכן, יש להתייחס לכדור הארץ (וכוכבי לכת אחרים), באנלוגיה למעבר האור דרך עדשה, כעדשה חשמלית, ולא כמקור לשדה חשמלי. אי הבנה של תופעה זו הובילה לאשליה הגדולה ביותר של הפיזיקה המודרנית בנוגע לאופי הכבידה (גרביטציה). אחרי הכל, השפעת המטען השלילי של כדור הארץ מתרחשת באטמוספרה טעונה חיובית ברובה, כך שעוצמת השדה החשמלי של כדור הארץ יורדת במהירות ככל שמתרחקים ממנו. הסיבה לכך היא שהמטען החיובי של האטמוספירה מפצה רק באזורים מקומיים על השפעת המטען השלילי של כדור הארץ, הנגרמת מהמטען החיובי של השמש +3.3 10 14 C. עם זאת, ההשפעה הגלובלית וכמעט מיידית של מטען כדור הארץ דרך המבנה
החלל הוא, באופן עקרוני, אינסופי, דבר המאושר על ידי תנועת הירח הטעון חיובי במהירות של 1.03 קמ"ש, מסתובב סביב כוכב הלכת במרחק של 384.4 10 6 מ'. תנועת הירח נגרמת על ידי מטען כדור הארץ -5.7 10 5 C ).
בנוסף, נציין כי עקב הרס כדור הארץ ושכבת האוזון על ידי פיצוצים גרעיניים ושיגור רקטות, השדה החשמלי ליד פני כדור הארץ (השיפוע האנכי הממוצע של הפוטנציאל החשמלי) השתנה והוא כ-150 וולט/מ' ; נזכיר: קודם לכן השדה החשמלי הממוצע של כדור הארץ היה כ-130 וולט/מ"ר (ראה טבלה 3.1). הדבר גורם לשינוי בפרמטרים של תנועת המסלול של כדור הארץ וכתוצאה מכך יוביל לשינויי אקלים עולמיים ואובדן האטמוספירה. תהליך כזה מאושש על ידי תצפיות: במהלך עשרים השנים האחרונות, האטמוספירה של כדור הארץ איבדה 20 מ"מ מהלחץ שלה, ועוצמת קרינת הגמא ביום קיץ שטוף שמש בשנת 1998 במוסקבה הייתה 13 בבוקר ו-26 μR/h עד הצהריים. מערכת הלוויין הגיאופיזית (ראה להלן) רשמה תאוצה גוברת של מסלול כדור הארץ. בעתיד הקרוב תאוצת המחזור תהיה 0.01 שניות. בהתאם לנוסחה (3.2), שינוי כזה בתקופת המהפכה קובע ירידה ברדיוס מסלול כוכב הלכת ב-3.6 מיליון ק"מ, אפשר לומר, את שיטוט כוכב הלכת לערך כזה.
מערכת הלוויין הגיאופיזית מורכבת משלוש חגורות חלליות המופרדות ב-120° וממוקמות בגובה של 20,000 ק"מ. אחת החגורות מכוונת למרכז הגלקטי. זה מאפשר לשלוט בשינויים שונים בשדה המגנטי של מרכז הגלקסיה, בשדות החשמליים והמגנטיים של כדור הארץ, בשכבת האוזון שלו, בפעילות השמש וכו'. חיישן המידע העיקרי הוא מהוד קוורץ. המדידות מתבצעות על ידי השוואת נתונים על הסיפון עם תקן קרקע.
הודות למערכת גיאופיזית כזו נרשמה לא רק תאוצת מסלול כדור הארץ, אלא גם האטה של סיבוב סביב הציר ב-0.001 שניות. השינוי במשטר הסיבוב של כדור הארץ קשור לעלייה בעוצמת האינטראקציה החשמלית של כוכב הלכת עם השמש כתוצאה מהרס שכבת האוזון. מערכת לוויינית זו אפשרה שוב להציג את כוח הכבידה והחשמל כשתי צורות שונות של אותה ישות.