Экранирование гравитации в космосе
Автор: Янбиков Демид Дмитриевич. Волгоград.
vildyanyanbikov@yandex.ru
Аннотация: В предлагаемом исследовании приведена феноменологическая
модель экранирования гравитационных полей протонами космоса.
Экранирование гравитации в космосе основано на том принципе, что любая
элементарная частица обладающая массой покоя и находящаяся в
свободном падении экранирует все гравитационные поля в которых она
находится. В исследовательской работе определена напряженность
гравитационного поля от бесконечного космического полупространства.
Определено эффективное сечение протона экранирующее гравитационное
поле космоса. Определен радиус действия гравитационных сил в космосе.
Получена формула определяющая расстояние до галактики по её
«красному» смещению. Определено время жизни фотона в космосе.
Определён размер горизонта видимости Вселенной,
Ключевые слова: Принцип экранирования гравитации в Космосе,
расстояние до галактики по её «красному» смещению, радиус действия
гравитации в космосе, горизонт видимости Вселенной, время жизни фотона
в космосе, эффективное сечение протона экранирующее гравитационное
поле, напряженность гравитационного поля от бесконечного космического
полупространства.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Определим напряженность гравитационного поля от
бесконечного космического полупространства. Плотность вещества в
космосе n протонов в единице объема. Материальная точка с массой m
находится в начале сферической системы координат (рис.1).
Полупространство ограничено плоскостью XY и бесконечно вдоль оси Z .
Элемент объема этого полупространства в сферической системе координат.
dV=R2 sinθdθ dφdR
Масса в этом объеме dM=ρdV где ρ — средняя плотность вещества
космосе ( n — протонов в единице объема). Масса dM действует на
находящуюся в начале координат точку массой m с силой dF=
Составляющая силы вдоль оси Z равна dF= cosθ или
dF=γmρ cosθ sinθ dθdφdR Сила, действующая на массу m со стороны
полупространства равна F=γmρ ∫sinθ cosθ dθdφdR или
J=∫sinθ cosθ dθ ∫dφ ∫dR где 0≤θ≤π/2 ; 0≤φ≤2π ; 0≤R<∞ ; π=3.14
Для устранения расходимости интеграла учтем экранирующее действие
частиц космоса на гравитационное поле. Сила действующая со стороны
элемента dM на массу m будет ослабляться частицами космоса
расположенными внутри телесного угла dω под которым виден элемент
объема dV из начала координат. Площадь dS на которую опирается
телесный угол dω равна dS=R2 Sinθ dθdφ . Объем конуса телесного угла
dV= R dS . Число частиц в этом объеме dN= nR dS или
dN= nR3 sinθ dθdφ Площадь, перекрываемая частицами космоса внутри
телесного угла dω равна dS0=σ dN . σ — эффективное сечение частицы
полностью экранирующее гравитационное поле. Подставим вместо dN его
выражение. Получим dS0= σnR3 sinθ dθdφ . Введем коэффициент
экранирования k= или k= nσR . При k=1 получаем R0=
На расстоянии R=R0 частица m будет полностью экранирована от частиц
расположенных на расстоянии большем R0 . Интеграл
J=∫sinθ cosθ dθ ∫dφ ∫kdR где 0≤θ≤π/2; 0≤φ≤2π; 0≤R≤R0 Или
J = nσR2 Сила действующая на частицу m со стороны полупространства
F= Выразим плотность через массу протона Mp . Получим ρ= nMp
Тогда F= . Напряженность гравитационного поля от полупространства g=
g= (1)
Определим потерю энергии фотона при его распространении в космическом
пространстве. Пусть в момент времени t=0 покоящийся источник излучения
A испустил фотон с частотой ν в направлении AB (рис.2). Разделим
плоскостью содержащей отрезок AB все космическое пространство на два
полупространства. Левое и правое. Мысленно уничтожим в левом
полупространстве все космическое вещество. Введем прямоугольную
систему координат. Ось Z перпендикулярна плоскости содержащей отрезок
AB . Ось X направлена вдоль отрезка AB. Под действием притяжения
вещества правого полупространства траектория фотона отклоняется от
прямой AB в сторону правого полупространства. Фотон получит импульс
вдоль положительного направления оси Z . Вещество правого
полупространства также начнет двигаться в сторону траектории фотона. Если
в обoих полупространствах будет вещество то траекторией фотона будет
прямая линия AB. Вещество в объеме цилиндра радиуса R0 начнет двигаться
к траектории фотона. Энергия фотона будет расходоваться на приведение в
движение частиц к траектории фотона. Кинетическая энергия приобретенная
частицами космоса будет равна потере энергии фотона. Частота фотона
уменьшится. Определим уменьшение энергии фотона на участке его
траектории длиной L . Пусть в момент испускания фотона t=0 его энергия
была ε=hν . Через время ∆t энергия фотона будет ε1=hν1 . Рассмотрим
поперечное движение фотона вдоль оси Z под действием притяжения
правого полупространства заполненного веществом космоса. В конце своей
траектории в точке B фотон приобретает поперечную скорость равную V
направленную вдоль оси Z . Для поперечного движения фотона
зависимость его массы от скорости его поперечного движения
m1=
m — масса фотона в момент его испускания t=0 . m1-масса фотона через
время ∆t после момента его испускания. c — скорость света в вакууме.
В конце траектории в точке B энергия фотона увеличивается на величину.
∆ε = — mc2
Поперечная скорость фотона V в точке B определится из равенства.
V=gt= g
g — напряжённость гравитационного поля от правого полупространства. Если
все пространство заполнено веществом уменьшение энергии фотона на
участке траектории AB=L будет равна 2∆ε.
hν-hν1=2hν -1 ) Отсюда
= (2)
Используем «красное» смещения спектров от фотонов излучаемых
далёкими галактиками. z= . λ — длина волны испускаемого фотона;
λ1 — длина волны наблюдаемого фотона. Или z = отсюда
= Подставим в формулу (2) выражение для получим

Подставим V=g получим

Подставим ρ=nMp получим
σ = (3)
Из астрономических наблюдений имеем величину «красного» смещения z и
расстояние до галактики L. Тогда по формуле (3) можно найти эффективное
сечение протона экранирующее гравитационное поле. Для значений
z =0.005 и L=0.493∙1024м получим σ =0.4∙10-28м2 . Диаметр эффективного
сечения экранирования протона d =7.2∙10-15м. Представим z как функцию
от L . Введём обозначение
α =
Из формулы (3) получается квадратное уравнение.
(9α2L2-5)z2 +(12α2L2-4)z+4α2L2=0
Из условия z=0 при L=0 квадратное уравнение имеет единственный корень
z = (4)
Из (4) следует 0≤α2L2≤1 . Знаменатель равен нулю при α2L2= Отсюда L = является точкой разрыва для функции z =z(L) . Пределы слева и
справа от точки разрыва z имеет значения + — ∞ . Подставим α в
выражение L = Получим горизонт видимости Вселенной L= 0.5∙1025м
Зная «красное» смещение галактики можно вычислить расстояние до этой
галактики по формуле
L = (5)
Время жизни фотона в космосе.
Tp = (6)
Горизонт видимости Вселенной
Lh= (7)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Возможность экранирования гравитационного поля
позволяет экспериментально отличить гравитационное поле от ускорения.
Экранирование гравитационного поля можно проверить экспериментально
на установке (Рис.4). М свинцовый цилиндр. Р высокоточные весы. m масса
подвешенная на весах. В момент начала падения цилиндра М весы Р
должны уменьшить свои показания.