Народная газета

На гребне гравитационной волны

В чем суть открытия колебаний пространства-времени, за которое присуждена Нобелевская премия по физике?

Существование колебаний пространства-времени предсказал еще Альберт Эйнштейн как логическое следствие Общей теории относительности. Но учитывая, что след, вызванный прохождением гравитационных волн, весьма слаб, даже сам великий физик сомневался, что его можно зарегистрировать. Но два года назад две обсерватории в США практически одновременно поймали странный сигнал, который оказался эхом слияния двух черных дыр. Это событие называют величайшим открытием XXI века. В чем же его суть?

spacegid.com

Для человека, далекого от физики, а тем более от ее революционного направления — физики квантовой (она считается весьма странным предметом даже среди специалистов), действительно непонятно многое. Впрочем, мы находимся в гораздо более выгодном положении, чем современники Альберта Эйнштейна, которые к его измышлениям отнеслись более чем скептически. Но прошло всего каких-то сто лет, и для современного человека гравитационные волны, черные дыры и им подобные понятия уже вполне привычны. Благодаря фантастической литературе. В вымышленных мирах мы воспринимаем их как данность. Гораздо сложнее “нащупать” все это в реальности.

Гравитация для чайников

Прежде всего стоит уяснить, что на самом деле представляет собой гравитация. В примитивном понимании это то, что заставляет падать яблоки на головы и бутерброды маслом вниз, а также не дает планетам Солнечной системы оторваться от звезды и разлететься в разные стороны. В научном понимании гравитация разделяется на две важные части.

Первая — гравитация Ньютона. Здесь все просто: чем тяжелее тело, тем сильнее оно притягивает другие объекты. Практические примеры мы видим вооруженным и невооруженным глазом. Например, Луна, которая в разы легче Земли, вращается вокруг нее, а не наоборот. Идеальным примером ньютоновской гравитации можно считать полет камня. Если бросить его вперед, он полетит по наклонной, устремляясь к земле по мере того, как приданный рукой импульс будет становиться слабее. Чем сильнее бросок, тем дальше летит камень. И теоретически, если придать ему достаточную скорость, он может улететь как угодно далеко. Ньютоновская теория отлично работает — именно благодаря ей мы научились запускать космические корабли и спутники.

В Общей теории относительности гравитация рассматривается не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени — своего рода геометрический эффект. Согласно этой трактовке любое тело, обладающее массой, искривляет единое временно-пространственное “полотно” (представьте себе, как два человека катают пресловутое яблоко по натянутой в руках скатерти). Считается также, что, двигаясь, все предметы закручивают пространство и время вокруг себя спиралями, наподобие водоворотов. И именно по этой причине спутники летают вокруг планет, планеты — вокруг звезд, звезды — вокруг галактических центров и так далее. Это несколько отличается от того, что нам преподавали в школе, не так ли?

Первоначально теория гравитационного искажения пространства существовала только в виде математических уравнений в тетрадях Альберта Эйнштейна. Но сейчас она широко используется. Например, навигационная технология GPS работает по принципу сверки высокоточных часов наземного устройства и спутника. Так вот на спутнике часы искусственным образом слегка замедляются, поскольку у поверхности Земли (то есть ближе к гравитационному центру) время идет медленнее.

Не гони рябь

Волна гравитации колеблет физическое поле, искривляя пространство и время — как будто пускает рябь по воде. Гравитационные волны расходятся по Вселенной со скоростью света, но вызвать их могут только крупные события (взрыв сверхновой звезды, гибель галактики или слияние черных дыр). Казалось бы, это должно быть похоже на цунами в космосе — сложно не заметить. Но ученые поясняют, что не следует путать гравитационную волну со взрывной, поскольку это совершенно разные вещи. К тому же колебания пространства-времени гасят и громадные расстояния. Например, событие, на которое указывают первые зарегистрированные человечеством в 2015 году гравитационные волны — слияние двух массивных черных дыр, — произошло около 1,3 миллиарда лет назад (в это время на нашей планете только зародилась многоклеточная жизнь). Его эхо и уловили на Земле несколько специально оборудованных обсерваторий, входящих в проект LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория).

Технология “вылавливания” гравитационных волн разрабатывалась почти двадцать лет. А реализовали ее два крупнейших научных центра США — Калифорнийский и Массачусетский технологические институты. В общий же научный коллектив — коллаборацию LIGO — сейчас входят около 1000 ученых из 16 стран. Тем не менее награду получили только американские астрофизики Райнер Вайсс (разработал концепцию), Кип Торн (предсказал, какая форма будет у сигнала от гравитационной волны и как выделить его на фоне всевозможных шумов) и Барри Бариш (довел детекторы до необходимой чувствительности). Кстати, именно Бариш отметил, что присуждение Нобелевской премии трем людям за открытие, которое стало результатом тяжелой работы большой команды, вызывает у него двойственные чувства.

По сути дела, научное открытие, за которое дали “Нобель” по физике, не изменит существенным образом нашу с вами жизнь. Однако оно открывает невероятные перспективы. Ведь если существуют волны пространства-времени, кто сказал, что по ним нельзя “плавать” туда и обратно? Мысль крамольная, но, как мы видим, самые фантастические вещи порой оказываются осуществимыми.

КОМПЕТЕНТНО

Юрий Курочкин, доктор физико-математических наук заведующий лабораторией теоретической физики Института физики имени Б.И. Степанова НАН:


— Значительность открытия гравитационных волн (а если уж быть совсем точным, то подтверждения их существования, предсказанного Альбертом Эйнштейном) состоит в двух вещах.

Во-первых, современная наука получила новый мощный метод исследования Вселенной. До недавних пор мы собирали данные в основном посредством анализа других параметров, например, электромагнитных или гамма-излучений. Тем не менее пока говорить о практическом применении этого открытия рановато — предстоит масса работы по изучению явления. Мы находимся в самом начале пути, который наверняка принесет и гораздо более интересные открытия.

Во-вторых, радует тот факт, что революционная в свое время Общая теория относительности, выдвинутая Эйнштейном, получает все больше и больше подтверждений своей правоты. А это значит, что развитие науки движется в правильном направлении.

ЛЮБОПЫТНО


Черная дыра — это область пространства-времени, масса (а следовательно, и гравитационное притяжение) которой настолько велика, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Если говорить образно, то это гигантский пылесос, всасывающий все вокруг. Теоретически возможность существования таких странных мест следует из некоторых уравнений Эйнштейна.

Однако немногие знают, что первым человеком, высказавшим подобную мысль, был английский священник из деревни Торнхилл в графстве Йоркшир Джон Митчелл, который жил в XVIII веке. Правда, он являлся еще и членом Лондонского королевского общества, а также серьезно занимался астрономией и оптикой. Так вот Митчелл предположил, что в космосе может существовать множество недоступных наблюдению объектов, которые он назвал “черными звездами”. Термин же “черная дыра” был впервые озвучен в 1967 году американским физиком Джоном Арчибальдом Уиллером.

bebenina@sb.by

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
ТЕГИ:
Версия для печати
Виктор Оськин, 72, Москва

О природе происхождения гравитации и магнетизма Земли современная физика не имеет чёткого определения. Поэтому именно по вопросу о гравитации существуют серьёзные нестыковки между теорией относительности (которая сама по себе абсурдна во многих отношениях) и квантовой физикой, (в которой также много тёмных пятен и противоречий элементарной физике), что не позволяет на их основе создать так называемую «Теорию всего», объясняющую единство микро- и макромира.

Поэтому появившееся сообщение об открытии гравитационных волн, прилетевших из далёкого космоса, привело к получению Нобелевской премии. Хотя гравитация по определению – это притяжение материальных объектов, а величина гравитации для конкретного объекта и в конкретной точке пространства постоянна. А волны – это колебания, которые в свою очередь бывают электромагнитные и материальные.  Но материальные колебания осуществляются как колебания материальной среды под воздействием внешней силы, а электромагнитные колебания – ЭМВ – по природе своей движутся самостоятельно под воздействием внутренней энергии и никаких внешних сил для этого не нужно. Наоборот – внешние силы могут только препятствовать их движению. Но многие физики приписывают этим волнам одинаковые свойства, в том числе приписывая ЭМВ к материи, потому что в современной физике нет чёткого определения понятия «материя».

Так какие же волны получили учёные? Материальными волнам они не могли быть, т.к. колебания материи не могут передаваться через пустоту. Следовательно, учёные получили эм колебания (волны), которые проявили себя, притягиваясь в их приборе. Так из радиофизики известно, что короткие ЭМВ не притягиваются к Земле, а летят по прямой, но длинные и сверхдлинные ЭМ волны наоборот – притягиваются к Земле, в результате облетают землю или поглощаются землёй. Видимо такие сверхдлинные волны и получили учёные, получившие Нобелевскую премию. Но это открытие никак не объясняет природу гравитации, которая постоянна для каждого существующего материального объекта, т.к. магнитная составляющая волны имеет переменное направление.

Так какова природа гравитации? Гравитация – это магнитное притяжение, создаваемое атомами: чем больше атомов – тем больше гравитация. Но современная наука до этого ещё не дошла потому, что официальная теория строения атома из «элементарных частиц», которых сейчас нашли более 400, абсурдна, т.к. противоречит законам Классической электродинамике. Более того – так называемых «элементарных частиц» не существует, за исключением атомов, т.к. те же фотоны и прочие бозоны представляют собой пучок ЭМВ, созданный согласно закона Ома (правило буравчика) из параллельно летящих ЭМВ одной частоты по аналогии с параллельными проводами, по которым течёт ток (энергия). В результате в ускорителях на регистрирующих экранах получаются следы от пучков ЭМВ, выдаваемых за следы частиц, отличных от следов отдельных ЭМВ. При этом чем мощнее энергия ускорителя, тем мощнее получаются следы на регистрационных экранах от пучков энергии самого ускорителя.

В действительности согласно Волновой теории торсионных полей атомы представляют собой тор, в магнитном поле которого, созданного самими ЭМ волнами, вращаются ЭМВ. А так как ЭМВ – это энергия, то от её вращения образуется магнитная ось и разность потенциалов на концах оси тора. Поэтому все атомы в твёрдых материалах крепко связаны друг с другом как магниты и никаких протонов, нейтронов и электронов в атомах нет, а они образуются вне атомов. Подтверждением этому являются исследования Э. Ферми (1901—1954), который наряду с другими физиками высказал предположение, что электроны и нейтрино до своего вылета из радиоактивного ядра не существуют в ядре, так сказать, в готовом виде, но образуются в процессе излучения ЭМВ из атомов. Косьвенно это подтвердил А. Эйнштейн, показав, что электрон представляет собой плещущиеся волны внутри атомов.

Но т.к. наука ещё не приняла такое строение атомов за аксиому, Так 1 февраля 2016 года по всем СМИ прошла новость об открытии источника гравитационных волн за миллиарды световых лет от Земли, и это предлагалось представить на нобелевскую премию. А 3 октября 2017 года присуждена нобелевская премия трем американским физикам за «решающий вклад в проект LIGO (лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории - прим. ТАСС) и наблюдение за гравитационными волнами». Абсурдность гравитационных волн, исходящих из глубин космоса, подтверждено следующим.

Находясь на международной космической станции Астронавт НАСА Donald Roy Pettit (Дон Петтит) взял целлофановые пакетики, засыпал в один из них сахар и соль, в другой кофейный порошок. Потом он надул эти пакеты и увидел, что все эти частички начали лепиться друг к другу, образуя комки». Дон Петтит неоднократно встряхивал пакеты, перемешивал содержимое, но продуктовые частицы вновь устремлялись друг к другу. Этим опытом Дон Петтит сделал сенсационное открытие, которое не в состоянии объяснить современная наука. Этот опыт свидетельствует о том, что даже мельчайшие частицы обладают энергией притяжения (или гравитации).

Поэтому преподносимое в качестве сенсации, претензии на Нобелевскую премию и её получение за открытие гравитационных волн является аналогичным псевдонаучным теориям Относительности, Черных дыр, искривления пространства и времени - это из мира математических сказок 20 века: они противоречат Классической электродинамике. То есть пока создаётся атом, тут же создаётся его магнитное или гравитационное поле не зависимо от процессов во вселенной, тем более отстоящих на миллионы световых лет. Абсурдно также пытаться определить скорость распространения гравитационных волн, во-первых, потому, что никаких гравитационных волн нет – есть гравитационное поле. Во-вторых, гравитация уже присутствует при любом материальном объекте. Так, например, при сближении кометы с Землёй их гравитационные поля постепенно всё более взаимодействуют друг с другом. А при ударе о Землю их взаимное гравитационное поле становится общим и никакого распространения не следует, т.к. общее поле уже существует.

Таким образом «гравитация» – это магнитное притяжение, созданное атомами, из которых состоит данный материальный объект – чем больше атомов, тем больше объект, тем сильнее гравитационное поле. Хотя источник магнитного и гравитационного притяжения одинаков - атомы, однако магнитное притяжение имеет замкнутое поле ближнего взаимодействия, а гравитационное притяжение – открытое поле дальнего взаимодействия. Так атомы железного объекта в намагниченном состоянии имею одинаковую ориентацию, что создаёт их общее магнитное взаимодействие внутри объекта и магнитного потока замкнутого между полюсами. А в случае отсутствия единой направленности атомов в физическом объекте (даже в том же железном) магнитное притяжение атомов разнонаправлено, в результате общая магнитная (гравитационная) составляющая объекта исходит только от внешних атомов, т.к. внутри магнитные поля атомов фактически замкнуты друг на друга и взаимно компенсируются.

Аналогично при вращении провода в магнитном поле оси вращения всех атомов этого провода занимают одинаковое направление – «+» одного соединяется с «-» другого. В результате мы получаем суммарную ЭМС всех атомов провода.

Кроме гравитационного притяжения самого тела Земли - существует магнитное притяжение от самого вращения Земли вокруг своей оси, т.к. от вращения энергии как в любом соленоиде создаётся магнитное поле Земли с магнитной осью. Поэтому, несмотря на то, что гравитационное притяжение самой материи между Землёй и Луной почти в два раза меньше, чем между Солнцем и Луной, (сила притяжения Луны к Земле Fпр.Л.З. ≈ 1,98 * 1020 Н., сила притяжения Луны к Солнцу Fпр.Л.С. ≈ 4,33 * 1020 Н. - их отношение Fпр.Л.С./Fпр.Л.З. ≈ 2,2.)., Луна удерживается магнитным полем Земли дополнительно к гравитационному полю Земли.

Но крутятся не только планеты вокруг звёзд и сами звёзды, но и сами звёздные системы тоже вращаются вокруг центра галактики, в результате чего у вращающихся объектов образуется магнитное поле, которое дополнительно к гравитационному полю воздействует на другие космические структуры. Не понимая этого, некоторые учёные мужи это дополнительное притяжение выдают за «тёмную материю», которую не могут найти, т.к. магнитное поле не видно.

Людмила, 64, Минск
Перед человечеством не стоит задача в создании "Теории всего". Напрягает другое. Атмосфера - не бездонная бочка для нагнетания полезных "частиц" из космического пространства. Материя неуничтожима.
Заполните форму или Авторизуйтесь
 
*
 
 
 
*
 
Написать сообщение …Загрузить файлы?
Новости
Все новости