ГРАВИТАЦИЯ КАК СЛЕДСТВИЕ РАСШИРЕНИЯ

СРЕДЫ ВЕСОМЫХ ТЕЛ [*]

 

А.Л. Алюшин

Алюшин Алексей Львович, кандидат философских наук, доцент факультета философии

Государственного университета – Высшей школы экономики (Москва)

 

Аннотация

 

В статье излагается гипотеза, согласно которой гравитация есть не самостоятельная физическая сила, а следствие совокупного расширения среды тел, обладающих массой покоя. Расширение всех весомых тел в составе их среды представляет собой движение по оси масштаба – дополнительного трем стандартным измерениям и физически реального измерения пространства. Скорость расширения тела пропорциональна его массе. При наличии контакта между телами сила, принимаемая за силу тяготения, есть на самом деле сила инерционного сопротивления одного тела силе, вызываемой расширением другого тела. Гравитационного взаимодействия между неконтактирующими телами не существует. Квадратичная степень увеличения силы тяготения с уменьшением расстояния между небесными телами имеет чисто геометрический смысл. Угловой размер одного небесного тела, видимого с другого небесного тела в форме круга, увеличивается с изменением расстояния между телами именно в квадратичной степени. Видимые угловые размеры увеличиваются из-за сближения поверхностей тел. Сближение поверхностей происходит благодаря собственному расширению тел, а не действию на расстоянии особой силы тяготения между телами.

 

 

1. РАСШИРЕНИЕ СРЕДЫ ВЕСОМЫХ ТЕЛ

 

К гипотезе о гравитации как следствии совокупного расширения среды весомых тел меня подвел учет следующих факторов. В рамках гипотезы все они находили свое согласованное объяснение.

Первое. Тождество инертной массы и массы покоя и экспериментально установленное с высокой точностью равенство их величин.

Второе. Ускорение свободного падения, зависящее не от масс падающих объектов, а только от массы притягивающего небесного тела.

Третье. Отсутствие, несмотря на активные поиски, следов существования гравитационого поля и частиц этого поля, неустановленность скорости гравитационного взаимодействия, которая, за неимением экспериментально найденной величины, приравнивается к скорости света.

Четвертое. Совершенно необычные для трех других известных физических взаимодействий выводы теории о том, что сила тяготения любого тела простирается до бесконечно далеких расстояний, а любые вещественные объекты абсолютно проницаемы для этой силы.

Пятое. Убывание силы тяготения в обратной квадратичной зависимости от расстояния между тяготеющими телами.

Обратимся к первому из приведенных положений.

Наличие у тела инертной массы проявляется в его механическом движении, то есть перемещении в пространстве обычных трех измерений. Исходя из принципа эквивалентности и фактического равенства инертной массы и массы покоя, логично предположить, что наличие массы покоя есть также проявление какого-то движения. С такой догадкой еще в 1923 г. выступил А.А. Фридман. Он писал об инерционной и гравитационной массах: «обе эти массы тождественны - быть может, сила тяготения есть сила кинематическая» [1: 75].

Но если масса покоя есть проявление движения, то что это за движение, перемещение откуда и куда? И если движение реально происходит, то почему мы его не замечаем, а тела предстатают перед нами хотя и весомыми, но покоящимися?

Не замечать движения мы можем в том случае, если сами в нем участвуем. А все весомые тела будут казаться покоящимися, если участвуют в движении совокупно, как единая среда. В каком же совокупном движении участвует среда весомых тел? Подсказку дает экспериментально установленный факт разбегания галактик, которые на самых далеких от нас рассстояниях удаляются с околосветовой скоростью. Это означает, что происходит общее расширение Вселенной.

Чтобы сделать отсюда шаг к нашей гипотезе, надо предположить, что расширение Вселенной происходит за счет расширения именно весомых тел.

Будем исходить из того, что каждое из весомых тел в составе их среды постоянно расширяется. Расширение тел означает движение их поверхностей навстречу друг другу. Расширение тела создает силу, толкающую любое весомое тело, контактирующее с его поверхностью, в направлении от толкающего тела. Расширение претерпевают все, даже самые малые тела, но их вклад в создание силы отталкивания контактирующего с ними тела невелик. Сила отталкивания особо значима при контакте весомого тела не очень большой массы с небесным телом большой массы, как, например, предметов на Земле с самой Землей. При исчезновении контакта прекращает свое действие и толкающая сила. Но, поскольку само расширение продолжается, при возобновлении контакта толкающее действие возобновляется.

 

2. СОГЛАСОВАННОСТЬ ГИПОТЕЗЫ С ЕСТЕСТВЕННЫМ ТЕЛЕСНЫМИ ОЩУЩЕНИЯМИ

 

Попробуем проверить, насколько высказанные гипотетические соображения согласуются с нашим привычным восприятием действия силы тяготения. Сделаем в уме следующую перестановку. Представим, что наше собственное тело не притягивается к Земле, а толкается ею. Окажется, что такая перестановка ничуть не противоречит естественным телесным ощущениям. О том же говорит известный мысленный эксперимент, которым обычно иллюстрируют существо силы тяготения. Ускоренное движение в лифте, пол которого толкает вас вверх, воспринимается как эквивалентное силе тяжести, тянущей вас вниз. Стоите ли вы на поверхности Земли или же на полу лифта, движущегося с соответствующим ускорением внутри объекта, не контактирующего с земной поверхностью, ваши ощущения будут совершенно идентичны.

Традиционный вариант осмысления ваших телесных ощущений во время простого сидения в кресле: вас притягивает вниз, к Земле, и потому вдавливает в кресло. Вы не ощущаете в своем состоянии никакого движения и никакого ускорения. Ваше тело покоится, в то время как к нему прилагается некая постоянно и равномерно действующая сила.

Переключитесь на другой вариант осмысления ваших телесных ощущений: вариант выталкивания. Вы станете трактовать ваши ощущения следующим образом. Находящаяся под вами поверхность Земли, подобно поршню, через контакт пола с креслом и далее с телом выталкивает вас вверх, стремясь сместить с занимаемого вами местоположения. Земля все время как бы наступает на вас снизу и выталкивает в следующее местоположение по оси выталкивания. Но ваше тело, обладающее массой, проявляет инерцию, то есть стремится сохранить свое прежнее местоположение.

Ваши ощущения во время сидения в кресле идентичны ощущению космонавта при подъеме ракеты с ускорением. Вы явственно ощущаете, что вдавливание вас в кресло происходит от наличия ускорения в том движении, которое передается вам от земной поверхности. Инерция связана с запаздыванием в передаче импульса движения от толкающего тела к толкаемым телам. К моменту времени, когда телу полностью передается импульс движения, действенный для определенного предшествующего момента, и тело начинает двигаться с одинаковой скоростью с толкающим его «поршнем», «поршень» успевает снова нарастить свою скорость, и так непрерывно.

Ракета, кабина космонавта, сам космонавт в отношении кабины, части и органы тела космонавта, составляющие тело клетки, молекулы и атомы – все они есть не единое абсолютно жесткое тело, которому было бы свойственна мгновенная, в пределах скорости электромагнитного взаимодействия, передача импульса, а множество как одноуровневых, так и вложенных одно в другое тел. Поэтому импульс движения передается не одновременно всем им сразу, а по цепочке и с запаздыванием. После того, как ускоренное движение ракеты перейдет в равномерное, прекратятся запаздывания в передаче импульса по цепочке, все составляющие механической системы начнут двигаться с одинаковой скоростью, исчезнут деформации тела, вызванные неравномерной передачей импульса, и для тела исчезнет инерционный аналог силы тяготения.

Итак, тяготение, согласно излагаемой здесь гипотезе, есть на самом деле инерционное противодействие задающей толкающей силе, возникающей вследствие расширения среды весомых тел.

 

3. ОСЬ МАСШТАБА

 

Ни в одном из трех налично данных пространственных измерений совокупное движение среды весомых тел не проявляется. Однако существует дополнительное пространственное измерение, дающее необходимую степень свободы для осуществления этого движения. Таким измерением является измерение глубины. Движение, вызывающее гравитацию, происходит по оси глубины, или оси масштаба. Совокупное расширение среды весомых тел тождественно смещению всех этих тел по оси глубины или масштаба в сторону больших значений. Сжимание среды означало бы смещение объектов по оси глубины или масштаба в сторону меньших значений. Наличие массы покоя и есть отражение движения среды весомых тел в сторону расширения.

Измерение глубины полностью физически реально. Оно не запрятано в глубинах микромира, а полноценно наличествует на всех уровнях, включая наш мезомир. Более того, природа данного измерения как раз в том, что ось масштаба проходит через все иерархические уровни организации материи и связывает их в единое целое. В этом смысле измерение глубины является выделенным, стержневым. Описывать пространство с учетом масштабного измерения следовало бы как 1+3-мерное, где первым идет именно масштабное измерение, а его в каждой точке оси ортогонально пересекают три другие равноправные между собой оси координат.

Трехмерная система координат как абстрактная, не привязанная к реальному физическому миру геометрическая модель не нуждается в введении четвертой оси – оси глубины. Такая нужда появляется при описании с помощью абстрактной трехмерной системы координат реальных физических явлений. Необходимость введения дополнительной оси глубины связана с нетождественностью математической точки и физической точки в понимании их как центров трехмерной системы координат. Математическая точка не имеет размеров по определению, и говорить о внедрении «внутрь» нее абсурдно. Математическая точка при этом не имеет и реального физического коррелята, она есть «абсолютная» абстракция. Физическая точка есть тоже абстракция, но «относительная». Физическая точка есть часть пространства, размерами которого в избранной шкале описания явлений пренебрегают, хотя в другой шкале те же размеры в абсолютных величинах делаются значимыми.

Небольшой сдвиг по оси масштаба можно описать и в рамках обычных трех координат, не прибегая к четвертой оси. Возьмем правильное сферическое тело и совместим центр сферы с центром графической трехмерной системы координат. Допустим, что тело совершенно равномерно сжалось и его объем уменьшился, скажем, в два раза. Изменение местоположения тела можно описать как одинаковое убывание расстояния по всем трем осям координат от точки пересечения осей.

Но будем продолжать равномерно ужимать сферическое тело в направлении к центру сферы. На какой-то стадии местоположение тела и описывающие его координаты перейдут под порог различимости графической трехмерной системы координат. Тело как бы уйдет внутрь точки, обозначающей центр системы координат. Тело будет продолжать сжиматься, но трехмерная система координат, привязанная к абсолютным величинам какого-то определенного порядка, скажем, метров, перестанет фиксировать это движение. Сменим шкалу величин, откладываемых по осям нашей системы координат, на, скажем, микрометры. Область трехмерного пространства, которая в прежней шкале условно принималась за не имеющую размеров точку, в новой шкале обретет ненулевой размер и мы получим возможность продолжать фиксировать равномерное сжатие тела. На какой-то стадии тело опять уйдет под порог различимости, нам надо будет снова менять шкалу, и так в принципе до бесконечности, точнее, до планковской длины.

Движение по оси глубины происходит в физически реальном смысле, но не может на всем его протяжении фиксироваться одной и той же конкретной графической трехмерной системой координат, изначально избранной для описания какой-то одного масштабного уровня. Полная траектория движения по оси глубины как «вверх» - в сторону расширения, так и «вниз» - сжимания объекта, может быть зафиксирована лишь через последовательную смену зёрен различимости и переходы между абсолютными величинами размера той области трехмерного пространства, которая на данном уровне принимается за физическую точку. Ось масштаба и есть та дополнительная координатная ось, которая связывает воедино весь континуум разномасштабных физических точек как зёрен различимости и позволяет описывать траекторию движения внутри этого континуума.

Привычная трехмерная система координат создает иллюзию вложенности, принадлежности любого масштабно меньшего объекта масштабно большему объекту, если меньший находится в пределах той части трехмерного пространства, которую занимает больший. Из такой точки зрения исходил Ньютон. Он писал: «Место есть часть пространства, занимаемая телом… Движение целого то же самое, что совокупность движений частей его, т. е. перемещение целого из его места то же самое, что совокупность перемещений его частей из их мест. Поэтому место целого то же самое, что совокупность мест его частей, и, следовательно, оно целиком внутри всего тела» [2: 31].

Однако описание картины мира только в пространстве трех равноправных пространственных координат является неполным. Необходимо учитывать измерение глубины, с которым описание мира заметно меняется.

Возьмем один из атомов в нашем теле как организме. Где находится атом? Вроде бы атом находится не иначе как в теле. Атом принадлежит телу. Раз так, попробуем дотянуться до своего атома своим пальцем. Ничего не выйдет. На самом деле атом удален от биологической ткани пальца, недосягаем до него. Эти два уровня разнесены между собой, их отдаляет друг от друга множество промежуточных масштабных уровней. Они удалены как пространственно, так и физически, поскольку происходящее на атомарном уровне лишь косвенно может влиять на происходящее на тканевом уровне, и наоборот.

Вполне правомерно называть расстояние между атомом и биологической клеткой пространственным расстоянием. Но, чтобы подчеркнуть видение объекта с учетом измерения глубины, удобнее называть его масштабным расстоянием, или удаленностью в масштабном пространстве. Можно допустить, то малым объект является не потому, что он сам по себе абсолютно мал, а потому, то он предстает для нас малым вследствие удаленности от нас по оси глубины.

Утверждать, что атом принадлежит, относится к нашему телу, совершенно аналогично тому, чтобы утверждать, что шпиль церкви, который мы видим из нашей комнаты только через прямоугольник окна, находится в окне, принадлежит окну. Атомы даны нам в их проекции на пространство трех измерений на нашем масштабном уровне. Такая плоская проекция, в смысле ее лишенности измерения глубины, скрадывает действительную удаленность от нас атомов по масштабной оси. Создается ошибочное впечатление о нахождении атома в той области пространства, на которую он проецируется, о принадлежании атома всем тем промежуточным по масштабу объектами, сквозь рамки которых доходит до нас проекция атома.

Если глядеть на атомы с привлечением масштабного измерения, то придется разделить и удалить друг от друга электронные оболочки атомов и ядра атомов как значительно разнесенные по уровням. Окажется, что ядро атома лишь видится нам через рамку значительно большей электронной оболочки, в проекции на нее.

Видение мира с учетом масштабной оси показывает тесную связанность объектов и процессов микро- мезо и макроуровней, позволяет выявить в них такие закономерности и масштабные периодичности, которые остаются не видны при взгляде на мир только в трехмерной проекции.

 

4. ИНЕРЦИОННАЯ И БЕЗИНЕРЦИОННАЯ СРЕДЫ

 

Тела, обладающие массой покоя, расширяются совокупно, в составе всей своей среды. Среда частиц, не обладающих массой покоя - фотонов, не испытывает расширения, по крайней мере такого, которое вызывает возникновение силы отталкивания и инерционного сопротивления отталкиванию у весомых тел. Объекты без массы покоя не имеют инерции, а потому не испытывают силы отталкивания или ее превращенного аналога – тяготения. Отсюда следуют некоторые выводы.

Во-первых, среда весомых тел и среда электромагнитного излучения существуют как самостоятельные и относительно разделенные совокупные физические образования, хотя их частицы бесконечно часто переходят одна в другую и обе среды на всех масштабных уровнях взаимопроникают.

Во-вторых, если массовая среда расширяется, а безмассовая нет, то должно происходить совокупное движение одной среды относительно другой. Движение должно обладать какой-то скоростью. Какова она? Я предполагаю, что обе среды расходятся со скоростью света.

Что происходит при этом? Фотон, будучи испущен частицей вещества, скажем электроном, теряет прежнюю локализацию по оси глубины и потому становится частицей среды не 1+3 измерений, а трех измерений. Будучи только трехмерным, он не имеет внутренних составных частей, а потому массы и инерции. Он обладает только «энергетической» массой, но не инертной массой и не массой покоя.

Фотон становится частицей безмассовой среды, вливается в нее. А потому он присоединяется к ее совокупному движению относительно среды весомых тел. Отюда следует, что фотоны не летят водиночку от испустивших их частиц вещества. Фотоны уносятся в составе безмассовой среды как совокупого образования с ее собственной единой скоростью. Этим и объясняется удивительно точное следование каждого из фотонов «нормативу» скорости света. Фотон летит со скоростью света не потому, что это предельная скорость, больше которой просто не может быть. И не потому, что движение со скоростью света есть для каждого из фотонов естественное состяние, только в котором он и может существовать. Такая скорость есть скорость его среды.

Частицы, излученные, «отпущенные» из среды весомых тел и присоединившиеся к среде безмассовых частиц, остаются на том месте, где они перестали участвовать в движении. Оставаясь в этом месте, они могут снова наткнуться на двигующуюся ей навстречу массивную частицу и снова присоединиться к совокупному движению массовой среды.

Образ фотона, «висящего» в пустом пространстве или эфире в ожидании наталкивания на него частицы вещества, ничуть не более странен, чем традиционный образ фотона, летящего куда-то в том же пустом пространстве или эфире. Состояние покоя фотона в составе своей среды даже более естественно - хотя бы потому, что не предполагает затрат энергии, которые, по идее, требуются от одиночного фотона на самостоятельное продвижение в пространстве неограниченно долгое время. Здесь же энергия берется из задающего, производящего работу расширения среды весомых тел. 

Наличие у тела массы проявляется в наличии у него инерции, и наоборот. Передача импульса требует взаимодействия и потому некоторого времени. Инерцию можно объяснить как эффект запаздывания в передаче импульса движения ко все более глубоким, отдаленным по масштабной оси составным частям тела. Инерция - это как бы уходящая в глубину все более малых масштабов якорная цепь, привязывающая высокие этажи строения вещественного тела к самому дну и препятствующая мгновенному смещению всей этой многоуровневой агрегации.

Согласно принципу Маха, инертные свойства каждого физического тела определяются всеми остальными физическими телами во Вселенной. Я исхожу из сходного принципа, но под физическими телами понимаю не только тела макроуровня, уходящие от нас «вверх» : звезды, галактики и т.д., как Мах, но и тела микроуровня, уходящие от нашего масштабного этажа «вниз».

Сам факт того, то масса и инерция тел не бесконечны, указывает на наличие обрезающих структурных этажей в строении вещества на микроуровне, а также, вероятно, и на макроуровне. По всей видимости, на определенном базисном микроуровне существуют тела, которые еще остаются трехмерными, но уже не имеют в пределах занимаемого им объема составных частей. Не имея составных частей, то есть тех тел, которым требовалось бы передавать импульс механического движения дальше вглубь по оси масштаба, они сами по себе не являются инертными. Эффект инерции возникает на том уровне, где базисные объемные тела выступают как составные части тел следующего масштабного уровня.

Можно полагать, что базисные объемные тела на предельном микроуровне строения вещества являются правильными многогранниками. С такой идеей выступил, в частности, Ю.С. Владимиров. «В геометрофизике трех скрытых размерностей проявилась важная роль правильных многогранников: куба, октаэдра и икосаэдра, с которыми тесно связаны тетраэдр (с кубом) и додекаэдр (с икосаэдром). Эти фигуры, известные с древности, часто называют платоновскими телами, поскольку попытка обоснования их взаимосвязи с основными элементами мироздания была предпринята Платоном. Действительно, данные фигуры позволяют геометрически проинтерпретировать основные «кирпиики» мироздания: кварки, лептоны и баритоны, но не в явном 3-мерном пространстве, а в импульсном пространстве трех скрытых размерностей калуцевского типа» [3: 393].

Совокупный эффект расширения весомого тела может возникать вследствие увеличения каждого из составляющих его на базисном уровне элементарных многогранников на квантованную величину их стандартного объема за каждый последующий квантованный временной шаг. Но поскольку все тела, обладающие измерением глубины, включая нас самих, участвуют в общем расширении, то заметить абсолютное увеличение объема с ходом времени напрямую мы никак не можем. Пошаговое увеличение объема и возникающая из него сила взаимного расталкивания базисных многогранников даны нам только через фиксирование у тел массы покоя.

Увеличение силы расталкивания, и соответственно скорости расширения, массы и гравитации, при увеличении числа одновременно расширяющихся сочлененных объектов можно пояснить следующей аналогией. Если люди в двух разных рядах - из десяти человек и из ста человек, одновременно раздвинут локти, увеличивая занимаемый каждым участок в два раза, то сила давления на крайних членов длинного ряда из ста человек будет вдесятеро большей, чем короткого ряда из десяти человек. Большая сила отталкивания на поверхности Земли в сравнении с силой расталкивания частиц внутри небесного тела и объясняется тем, что полное расстояние от центра до поверхности включает линию из большего числа увеличивающихся многогранников.

Можно предположить существование периодически чередующихся на масштабной оси перетяжек, мест сужений пространства и мест расширений пространства. Расширение на одном уровне может, таким образом, происходить за счет пропорционального сужения на соседних верхнем и нижнем уровнях. Такой вариант логичен чем, что решает вопрос о сохранении энергии и энтропии, а также общего объема Вселенной. Расширение пространства происходит где-то за счет того, что где-то происходит сужение. Уровням с расширением пространства будет свойственна энтропия, расползание тепла, поскольку объем пространства увеличивается и частицы, уносящие со своим движением тепло, неограниченно разбегаются. Уровням с сужением пространства будет свойственна негэнтропия. Именно на таких уровнях логично ожидать появления спонтанных эффектов самоорганизации и, возможно, жизни как существенно негэнтропийного процесса. Общая сумма энтропии и негэнтропии в масштабе целого остается при этом постоянной.

 

5. СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ К ЗЕМЛЕ

 

Возможны три варианта проявления силы расширения весомых тел. Первый вариант – действие силы на малые тела, находящиеся в постоянном контакте с поверхностью небесного тела, - был рассмотрен выше, в разделе о согласованности гипотезы с естественными телесными ощущениями. Рассмотрим второй вариант – отсутствие контакта, но нахождение обьекта вблизи поверхности небесного тела и свободное падение к ней.

Представим себе парашютиста до раскрытия парашюта и исключим сопротивление воздуха при падении. Предложенная выше скачкообразная перемена взгляда на одно и то же явление даст следующую картину. Парашютист не падает на Землю. Это поверхность Земли приближается к нему, набегает на него. Если вообразить, что в один и тот же момент из самолетов выпрыгнули несколько парашютистов над противоположными участками земной сферы, то земная сфера будет набегать на каждого за счет своего повсеместного равномерного расширения. Вектор расширения берет начало в точке, совмещенной с центром массы тела. Однако в реальном физическом смысле это не точка, а своего рода «кротовая нора» к оси глубины.

Парашютист будет продолжать двигаться по траектории, заданной движением покинутого им самолета. Однако никакой силы, которую принято считать силой тяготения, вне контакта с Землей на него действовать не будет. Даже при допущении существования эфира, через который на расстоянии от тела к телу могло бы передаваться гравитационное взаимодействие, никакого гравитационного взаимодействия между разнесенными в пространстве телами нет. Так же как не существует ни гравитационного поля, ни предполагаемых частиц этого поля – гравитонов. Два тела – парашютист и Земля, сближаются автономно, механически не взаимодействуя.

Однако количественно связь с законом всемирного тяготения никак не утрачивается. В момент контакта свободно парящего тела с земной поверхностью к телу будет приложена сила, полностью эквивалентная той, которая вычисляется для этого тела по закону всемирного тяготения. Скорость, с которой Земля, с известной ее массой, набегает на тело, свободно парящее в некотором удалении от ее поверхности, и задает силу столкновения тела с Землей. В первый момент контакта важна именно скорость, а следовательно, энергия столкновения тел. Компонент ускорения делается значимым, когда основной импульс скорости уже воспринят объектом, вошедшим в контакт с Землей, но с восприятием приращения скорости он продолжает перманентно отставать.

В сущности, для тела все равно, оно ли ударилось о Землю или Земля ударила его – в количественном выражении сила остается той же. Но для нашего рассмотрения принципиально важно, что реальный физический источник силы есть не сила тяготения, а сила, придавшая скорость поверхности Земли, а именно расширение тела в составе среды весомых тел.

Тело парашютиста, как и всякое весомое тело, также испытывает расширение и даже производит за счет такого расширения некоторую силу, которая воспринималась бы контактирующим с ним телом как сила отталкивания. Строго говоря, Земля и тело парашютиста взаимно участвуют в сближении, и не только за счет относительности всякого движения, а за счет вклада каждого в производство движения. Однако вклад парашютиста очень мал ввиду его его несравненно меньшей массы. Вместе с тем, само наличие у меньшего тела массы и, следовательно, инерции, дает возможность телу вступить в силовое взаимодействие с Землей в виде сопротивления смещению.

 

6. УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

 

Аристотель полагал, что чем тяжелее тело, тем быстрее оно должно устремляться к Земле в своем падении. Если считать, что тяготение есть сила, присущая падающему телу либо всем тяготеющим друг к другу телам, то такой вывод будет совершенно естественным. Вывод, по всей логике, должен был бы подтверждаться экспериментально. Ведь то, к чему прикладывается бóльшая сила, будет быстрее продвигаться и раньше достигнет точки назначения. И в самом деле, отпущенные концы пружин разного напряжения устремляются друг к другу с разной скоростью.

Но опыты, проведенные сначала Галилеем, а затем множеством других исследователей вплоть до астронавтов на Луне, показали иное. В безвоздушном пространстве предметы разной массы приближаются к Земле или Луне с одинаковым для всех предметов ускорением падения. Ускорение зависит не от их собственных масс, а только от массы небесного тела. Потому все отпущенные с одинаковой высоты тела, несмотря на различающиеся вес, объем и плотность, коснутся поверхности данного небесного тела строго одновременно. Чем больше масса небесного тела, тем больше ускорение падения всех объектов к его поверхности.

В рамках общепринятых представлений о природе силы тяготения такие результаты кажутся противоречащими физической интуиции. Однако они тут же начинают выглядеть совершенно естественными и вообще единственно возможными при принятии излагаемой автором концепции и переключении взгляда на предлагаемый ракурс видения.

Кинопленка фиксирует, как астронавт, стоящий на поверхности Луны, одновременно выпускает из рук два предмета – тяжелый и легкий. Оба предмета к концу падения несколько наращивают первоначальную скорость и касаются поверхности Луны явно одновременно.

Что происходит в данном случае? Будучи отпущенными из рук, предметы короткое время парят в пространстве вне действия каких-либо сил, а затем на них обоих наплывает снизу и подхватывает их в своем собственном движении поверхность лунной сферы. Вот уж в самом деле было бы странно, если бы расположенный под тяжелым предметом сегмент небесного тела выделился и быстрее других поспешил ему навстречу, вследствие чего касание с ним произошло бы быстрее, чем с легким предметом. А именно такое действие предполагает кажущийся интуитивно правильным, но на поверку неприемлемый взгляд Аристотеля. В то же время опытные данные Галилея, кажущиеся противоречащими физической интуции, демонстрируют, что поверхность небесного тела не избирательна ни к одному из предметов, а наплывает на всех них одновременно вследствие собственного продвижения.

Более близким к физической сути было бы называть явление ускорения свободного падения объектов ускорением продвижения всех точек поверхности небесного тела в сторону от центра сферы. Само наличие ускорения в экспансии тела фиксируется вне контакта между телами в возрастающей скорости их сближения, а при контакте – в появлении у тела его веса как выражения инерционного сопротивления массы выталкиванию с прежнего местоположения.

При расширении на равную для всех тел пропорциональную долю их масштабного размера за каждый последующий равный прежним промежуток времени измеряемые приборами размеры тел будут оставаться прежними. Большее тело не будет казаться ширящимся быстрее, чем меньшее тело, поскольку единая пропорция расширения остается общей для них всех. Но откуда из такой равномерности берется неравномерность? Почему расширение происходит не с постоянной скоростью, а порождает еще и компонент ускорения, без которого не было бы эффекта притяжения?

Объяснение вот в чем. Приращение происходит на ту же самую относительную долю, но отсчитываемую каждый раз уже от нового, все возрастающего по абсолютной величине масштабного размера тела. Положим совершенно условно, что все тела расширяются каждую секунду на одну десятую долю от масштабного размера 10 единиц, достигнутого в прежний временной шаг. Далее приращение тел будет происходить в той же самой относительной пропорции 1 к 10, но отсчитываться доля будет от все возрастающего абсолютного масштабного размера тел: сначала одна десятая от 11, затем от 12,1, затем от 13,31 и так делее.

Что в таком случае будет происходить с абсолютной величиной линейных отрезков, проходимых точками на поверхностях тел на пути от центра сферы? За исходную секунду точка поверхности большего тела проделает, скажем, пять условных единиц длины. Но за следующий равный прежнему временной отрезок точке предстоит пройти уже неравное прежнему расстояние – скажем совершенно условно, пять с половиной единиц, еще через секунду – шесть единиц, и так все больше. Если принять за неизменную величину расстояние, то мы получим, что одинаковые линейные отрезки пути будут преодолеваться за все уменьшающиеся отрезки времени.

Вот и окажется, что в продвижении к парящему в невесомости предмету точка поверхности Земли или Луны будет проходить каждый равный отрезок пути за все меньший отрезок времени - то есть претерпевать ускорение.

Что произойдет, когда объект и небесное тело войдут в контакт? Ускорение линейного приближения перестанет быть наглядно видимым и окажется представленным как появление у тела веса. Вес явится инерционным сопротивлением навязываемому иным телом смещению. За очередной временной шаг большое тело будет «предлагать» малому телу сместиться вместе с сегментом своей поверхности как выталкивающим «поршнем»  на все все большие и большие отрезки пути за те же самые промежутки времени. Малое тело тоже расширяется с ускорением, но его ускорение никак не может компенсировать выталкивающее ускорение большого тела. Малое тело станет перманентно отставать от задаваемого большим телом темпа ускорения и тем самым проявлять инерцию, а значит, сохранять вес.

 

7. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ: НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА НА РАССТОЯНИИ ДРУГ ОТ ДРУГА

 

В начале статьи я указал на пять факторов, подтолкнувших меня к излагаемой гипотезе. Первым было равенство инертной и тяжелой масс, что говорило в пользу того, что наличие у тел массы покоя есть свидетельство какого-то скрытого от нас движения. Вторым фактором было одинаковое для всех тел ускорение свободного падения, что говорило о небегании поверхности небесного тела на все объекты совокупно, а не о изнутри детерминированном притяжении каждого объекта к телу.

Теперь время упомянуть оставшиеся факторы. Третий и четвертый дополнительно убеждают, что гравитационого взаимодействия как такового вообще не существует. Сказанное выше относительно малых тел в их сближении с Землей полностью применимо к равномасштабным друг другу небесным телам. Между телами, непосредственно не контактирующими между собой, нет никакого силового поля или тождественного ему искривленного пространства, которые заставляли бы их сближаться. Соответственно отпадают и вопросы о частицах несуществующего поля и скорости распространения несуществующего гравитационного взаимодействия. Находит объяснение и очень сомнительный вывод об абсолютной проницаемости любых сред для волн или частиц гравитационного поля, и потому очень большой затруднительности для экспериментаторов уловить гравитационные волны или частицы. Объяснение заключается в том, что таких волн или частиц в природе просто не существует.

На повестке остается пятый фактор – положение ньютоновского закона всемирного тяготения о том, что сила тяготения убывает обратно пропорционально расстоянию между телами.

Так, с возрастанием расстояния между телами в два раза сила тяготения ослабевает в четыре раза, а с сокращением расстояния, скажем, в три раза, сила тяготения между телами увеличивается в девять раз. Причем никак не опровергнутый вывод теории состоит в том, что убывание силы с расстоянием происходит строго линейно и способно продолжаться бесконечно долго с сохранением ненулевого значения. Иными словами, притягиваются между собой не только близкие небесные тела, но и тела, находящиеся даже в противоположных частях Вселенной, хотя, конечно, в очень слабой степени.

Если силы тяготения нет, то есть ли то, чему убывать или прибавляться в квадратичной степени? Да, есть. Это угловой размер небесного тела, видимый с другого небесного тела. Знаменатель R2 в формуле всемирного тяготения Ньютона сохраняется, но приобретает чисто геометрический смысл.

Возьмем нашу прежнюю модель: два тела находятся на расстоянии друг от друга в пространстве, а их поверхности сближаются, набегают друг на друга. Сближаются в первую очередь именно поверхности, и только за счет сближения поверхностей сближаются сами тела. Геометрический центр небесных тел при равномерном расширении их сфер во все стороны от центра может и не менять своего местоположения.

Упростим задачу и будем полагать, что к нерасширяющемуся телу приближается поверхность другого, расширяющегося тела. Наблюдатель на нерасширяющемся теле установит, что видимый угловой размер наблюдаемого тела увеличивается. Непосредственно наблюдать он будет увеличение видимой угловой площади тела, то есть круга. Отсюда наблюдатель легко и естественно, хотя и ошибочно, заключит, что оба тела, сохраняя прежние физические размеры, притягиваются друг к другу, вследствие этого сближаются и соответственно увеличивается видимый угловой размер наблюдаемого тела.

Из такого суждения мы исключим действие силы тяготения и заменим его на увеличение действительных размеров тел вследствие их расширения. Не имеет особого значения, что расширяется целиком объемная сфера небесного тела, поскольку с нашей позиции мы видим тело только как плоский круг и судим об увеличении тела по увеличению угловой площади круга.

Самое важное для подтверждения нашей гипотезы состоит в том, что чисто геометрическое увеличение или уменьшение видимой с другого тела угловой площади поверхности зависит от расстояния между телами в той же самой квадратичной степени, в какой, по ньютоновскому закону, от расстояния между телами зависит сила их взаимного притяжения.

Поясню сказанное. Пусть два сферических небесных тела находятся на расстоянии в десять условных единиц длины друг от друга. Угловая площадь одного из тел, видимого с другого тела как круг, составляет девять условных единицы площади. Наблюдаемый круг можно представить как основание конуса, а угол зрения, под которым наблюдается круг, как плоскую проекцию конуса. Предположим, что расстояние до поверхности наблюдаемого тела сокращается в два раза, до пяти условных единиц длины. Угол, под которым начинает наблюдаться это тело, увеличивается тоже в два раза. Но видимая угловая площадь наблюдаемого тела увеличивается в квадратичной степени и составляет теперь восемьдесят одну условную единицу площади.

Формула всемирного тяготения выглядит как произведение масс тел деленное на квадрат расстояния между ними. Массу тела связана со скоростью расширения тела - чем больше масса, тем больше скорость расширения. А чем больше скорость расширения, тем выше сила отталкивания другого тела как обращенный аналог силы притяжения. Произведение масс в числителе формулы Ньютона дает скорость взаимного сближения поверхностей двух тел. А знаменатель дает квадратичную степень убывания силы с расстоянием. Стоит заменить величину силы на видимую угловую площадь, и мы восстанавливаем формулу Ньютона, только уже в отсутствие силы тяготения.

Геометрическое объяснение хорошо согласуется с положением теории о неограниченном равномерном убывании силы тяготения с расстоянием. Для реальной физической силы такая зависимость выглядит странной, а для геометрического сужения угла видимости небесного тела до бесконечно малого, но ненулевого значения – совершенно убедительно.

 

8. ВОЗМОЖНЫЕ ОПРОВЕРЖЕНИЯ

 

Рассмотрю несколько обстоятельств, способных поколебать изложенную гипотезу, и постараюсь отвести возражения.

Первое возражение. Если силы тяготения между небесными телами нет, и тела ничего не связывает, то почему спутники удерживаются у планет, а планеты у Солнца? Будем учитывать, что спутники не вращаются вокруг центральных тел по замкнутым круговым или эллиптическим орбитам. Реальное их движение – это совместный поступательный полет в пространстве, при котором спутники описывают вокруг центрального тела довольно растянутые спиральные витки.

Наблюдаемый на данный момент состав спутников – это результат очень долгого отбора на выбывание. Дело обстоит не так, что у одного-единственного спутника, такого как Луна, как-то очень точно приладились сила притяжения к Земле и собственное прямолинейное движение, уводящее ее прочь от Земли. Скорее, спутник с таким оказавшимся точным согласованием есть единственный не выбывший из множества других кандидатов. Тело с несколько большей массой в итоге «слипалось» с Землей, а с меньшей – улетало прочь благодаря собственному поступательному движению. Такое объяснение не ново для стандартной теории тяготения. Единственно, что силу взаимного притяжения, компенсирующую линейное убегание спутника и возвращающую его на орбиту, я заменяю обоюдым расширением двух небесных тел и через это сближением их с такой скоростью, которая удовлетворяла бы закону тяготения.

Однако как все же объяснить не прямолинейное, а спиралеобразное движение системы небесных тел вокруг оси общего поступательного движения? Мое предположение состоит в том, что физически реального орбитального движения не происходит, а тела, постоянно расширяясь, регулярно меняют свою диспозицию относительно друг друга в проекции на неподвижный небосвод, что и создает иллюзию вращения их вокруг друг друга. Такое предположение можно было бы проверить путем компьютерного моделирования системы близко расположенных и постоянно расширяющихся по заданному алгоритму сфер.

Второе возражение. Как быть с фактом искривления световых лучей от звезд вблизи Солнца, экспериментально установленном в 1919 г. и подтвердившем положение общей теории относительности об искривлении пространства-времени вблизи массивных тел?

Попробую увязать этот факт с гипотезой расширения с помощью следующей модели. Пространство-время вблизи массивных тел не является искривленным, а сила тяготения, природу которой объясняют с помощью искривления, отсутствует. В действительности может происходить вот что. Нарисуем прямую линию, по которой летит свет от звезды и которая проходит вблизи массивного небесного тела. Проведем на линии две перпендикулярные ей черты. Первая будет отмечать ту точку на пути луча и тот момент времени, когда луч поравнялся с дальним от нас краем сферы небесного тела. Вторая черта – ту точку на пути луча и тот момент времени, когда луч поравнялся с центром сферы.

За то время, пока луч вблизи небесного тела проходил путь, равный отрезку между краем и центром сферы, то есть радиусу, сфера успела несколько расшириться. И потому во второй момент времени прямая линия луча и обращенная к нему часть поверхности тела несколько сблизились в сравнении с тем, каким должно было быть расстояние между ними при отсутствии расширения сферы. Но сближение произошло не за счет искривления пути луча якобы под действием силы тяготения, а счет набегания самой сферы, приближения ее к пути луча. Скорость расширения сферы небесного тела прямо зависит от его массы, и потому чем больше масса, тем ближе к пути луча оказывается поверхность расширяющейся сферы во второй момент времени. Этот эффект и воспринимается как искривление пути светового луча вблизи якобы тяготеющего небесного тела.

Предложенную модель легко распространить на объяснение механизма черной дыры. Все, что нам для этого нужно сделать, это увеличить массу небесного тела и, следовательно, скорость его расширения до такой степени, когда световой луч, продолжая лететь по прямой линии и поравнявшись с центром сферы, уже не только несколько сблизится с ее поверхностью, но и врежется в нее. За то время, пока фотон преодолевает расстояние, равное радиусу сферы, ее поверхность успевает вырасти ему навстречу, подхватить и поглотить фотон. Если бы фотон пролетал несколько дальше от расширяющейся сферы, он смог бы проскочить мимо нее.

«Распухание» весомых тел поддается наглядному наблюдению только изнутри среды электромагнитного излучения. С позиции светового луча с его собственной системой отсчета вещественные тела будут видны как раздувающиеся пузыри, тем более ускоренно растущие ему навстречу, чем больше в них массы как гроздей раздувающихся сочлененных или вложенных один в другой «пузырьков».

Противоположным образом, изнутри среды весомых тел с ее собственной системой отсчета траектории световых лучей, сами по себе прямые, будут, как и предсказывал Эйнштейн, казаться прогнутыми в сторону массивных тел.

Для невесомой среды всеобщее расширение предстанет как раздувание тел и набегание их поверхностей на прямолинейные лучи, для весомой среды – как притяжение, прогибание лучей к поверхности тел, размеры которых остаются неизменными. Гоеметрически оба представления эквиваленты, но физически – нет. В геометрическом смысле одинаково, Магомет ли идет к горе, гора ли к Магомету: итог один, сближение. Но физически работу совершает все-таки идущий к горе.

Третье возражение. Морские приливы на Земле традиционно объясняются действием тяготения Луны и Солнца на большие неплотно связанные с земной корой  массы воды. Согласно предлагаемой здесь концепции, одни небесные тела не могут иметь отдаленного доступа к объектам на иных небесных телах через поле гравитации. Поэтому предлагаемая концепция совместима лишь с чисто гидродинамической теорией приливов без каких-либо отсылок к тяготению иных небесных тел. Задача создания такой теории приливов вполне реальна, известен ряд попыток выполнить ее.

Вместе с тем, и в предлагаемой концепции сохраняется давняя проблема дальнодействия. Она только переводится в другую плоскость. Вопрос о существовании «щупалец», с помощью которых небесные тела могли бы захватывать и притягивать друг друга на расстоянии, здесь оказывается снятым. Но на смену приходит не менее трудный вопрос о том, каким образом пространственно отделенные друг от друга небесные тела могут образовывать единую среду с единым показателем масштабного расширения. Если звездные объекты рассеяны в пространстве и не связаны полем гравитации, то какой медиум объединяет их, вовлекает в процесс всеобщего расширения, делает параметры процесса согласованными? И, конечно, остается главный вопрос: в чем причина самого расширения?

Некоторую подсказку способна дать идея о наличии масштабного измерения, проведенная в настоящей статье. Кажущиеся нам рассеянными, существующими разъединенно небесные тела, включая скопления галактик, могут на самом деле охватываться совокупным для них, отдаленным по масштабному этажу и потому не данным нам для прямого восприятия физическим телом, получая от него импульс к расширению.

 ----------------------

Ссылки

[1] А.А. Фридман, Мир как пространство и время (НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Ижевск, 2001).

[2] И. Ньютон, Математические начала натуральной философии (Наука, Москва, 1989).

[3] Ю.С. Владимиров, Геометрофизика ( БИНОМ, Лаборатория знаний, Москва, 2005).



[*] Первая версия настоящей работы принята к публикации 02.08.2007 г. и напечатана в №1 за 2008 г. журнала «Сознание и физическая реальность».