Pole sił inercji, które występuje w układach odniesienia nieinercjalnych [1], to znaczy układach poruszających się z przyspieszeniem nie zerowym doprowadziło do odkrycia prawdziwej natury grawitacji(pola sił grawitacyjnych).
Pamiętamy ze szkoły, że w polu grawitacyjnym, którego linie sił są wzajemnie równoległe(pole jednorodne) wszystkie ciała spadają z jednakowym przyspieszeniem niezależnie od ich masy.
To odkrycie Galileusza, Albert Einstein podniósł do godności zasady równoważności masy bezwładnej i ciężkiej i tą zasadą właściwie otworzył OTW.
Jeżeli windzie z obserwatorem, który nic nie wie o zewnętrznym otoczeniu, nadamy przyspieszenie w ruchu prostoliniowym(przy założeniu ,że nigdzie w pobliżu nie ma mas astronomicznych ,czyli nie ma pola grawitacyjnego), to obserwator zmierzy występowanie sił inercyjnych(bezwładnościowych)działających na masy m(1),m(2), o zwrocie przeciwnym do zwrotu przyspieszenia (rys.1).
Efekt ten może on zinterpretować ,że lokalnie w tej przestrzeni, pojawiła się grawitacja, pojawił się ciężar ciał .Wszystkie ciała spadają na wyróżnioną ścianę windy z jednakowym przyspieszeniem, tak jakby pod nią znajdowała się jakaś planeta.
Pole sił inercji, lokalnie jest równoważne polu sił grawitacyjnych.
Gdy znajdziemy się w kabinie o profilu pokazanym na rys.2,która zostanie wprawiona w szybki ruch obrotowy wokół osi pionowej, to pojawi się pole sił inercyjnych, które może symulować pole grawitacyjne wewnątrz kabiny i uczestnicy eksperymentu będą przyciskani do jej ścian bocznych mając wrażenie ciężaru swych ciał.
Fakt ten można wykorzystać do wytworzenia sztucznej grawitacji w przestrzeni, daleko od mas astronomicznych, np. na platformach kosmicznych podczas dalekich podróży.
Zjawisko inercji mas (i sił bezwładnościowych) wzbudza nadal zainteresowanie fizyków relatywistów, a początek temu, dał austriacki fizyk i filozof Ernest Mach(1836-1916).
W swoim traktacie z mechaniki[2] postawił hipotezę, iż bezwładność ciał (i reakcja na przyspieszenie, w postaci sił inercji) nie są własnością wewnętrzną ciał, lecz pochodzą od mas otaczających dane ciało ,które jest w ruchu przyspieszonym. Czyli od całości Wszechświata.
Siły dociskające ludzików w wirującej kabinie na rys.2 pochodzą – według E.Macha -od wszystkich gwiazd i galaktyk wszechświata, jako całości. Gdyby nie było Ziemi, gwiazd, całości wszechświata, tyko kabina wirująca ,to w niej nie wystąpiłyby siły odśrodkowe, zresztą- jej ruch byłby niemożliwy. Bo niby względem czego miałby on zachodzić?.
Stąd wynika – przy zastosowaniu zasady równoważności A.Einsteina- ,że grawitacja jest zjawiskiem pochodnym ruchu wirowego ciał względem środka masy Galaktyki(wszechświata ?).
Mach w swojej krytyce mechaniki Newtona poszedł znacznie dalej i stwierdził kategorycznie, iż w pustym wszechświecie jedno ciało nie może mieć masy.
Masa dowolnego,każdego ciała jest całkowicie wyznaczona przez pozostałą materię we wszechświecie.Tak więc fundamentalna cecha jaką jest masa, jest cechą relacyjną z otoczeniem, a nie cechą samą w sobie.
Do podobnego wniosku, na innej drodze, dochodzi Stanisław Heller w swej filozofii przyrody,kiedy rozważa obiekt w relacji do otoczenia [3].
Również R.Higgs w swym bardzo zmatematyzowanym modelu zjawisk kwantowych,w wymiarach czasoprzestrzeni mikro odkrywa, że masa cząstek elementarnych jest efektem ich oddziaływania z kosmicznym ośrodkiem tzw. polem bozonów Higgsa[4].
Tak więc z dwóch kierunków biegnie myśl kwestionująca klasyczne,niutonowskie pojęcie masy, jako immanentnej własności ciał.
Koncepcje Macha wywarły duży wpływ na Einsteina, gdy budował on swoją ogólną teorię względności i to on był tym, który wprowadził termin: « zasada Macha».
OTW niewątpliwie jest oparta o zasadę Macha ,ale formalnie z nie nie wynika.Jest nawet gorzej.Istnieją bowiem rowiązania równań pola Einsteina, które stoją w sprzeczności z zasadą Macha.
Zasada Macha uznawana jest za jedną z najważniejszych zasad w fizyce,a Richard Feynman w oparciu o nią, rozbudowywał teorię oddziaływania na odległość.Otwiera ona mozliwość budowy fizyki zjawisk globalnych (fizyka nie-lokalna)[5], [6].
Wirowanie karuzeli nie musi być zjawiskiem lokalnym,możliwe ,że to pozostała część wszechświata wiruje wokół punktu centralnego leżacego na osi karuzeli, wytwarzając zjawisko sił odśrodkowych działających na fotel karuzeli i na osoby siedzące na tych fotelach.
Argument,że istnieje elektryczny napęd obrotów karuzeli, jako zjawisko rzeczywiste,lokalne, może być zbity kontrargumentem o globalnym charakterze również zjawisk elektrycznych.Może to wszechświat, jako całość, decyduje o możliwości wytwarzania prądu elektrycznego i występowania sie elektrodynamicznych wywołujących ruch w silniku elektrycznym?
Podejmowane są próby matematycznego opisania owych więzi pomiędzy lokalnym obszarem czasoprzestrzeni, a pozostałą częścią wszechświata,lecz ich rezultaty nie są zadawalające.
Subrahmanyan Chandrasekhar ,w swych licznych pracach z zakresu teorii fal grawitacyjnych,rozwinął interesującą myśl Einsteina o tym,że ciało otoczone innymi ciałami ,obracającymi się wokół niego ,samo powinno zacząć się obracać [7].
Zjawisko to dowodzi,iż geometria czasoprzestrzni jest «wleczona» za obrotami wirującego ciała, lub układu ciał.Prawdopodobnie czynnikiem sprawczym tego niezwykłego efektu są siły Coriolisa,które w klasycznej fizyce miały działać jedynie na poruszające się ciała w układzie odniesienia związanym z wirująca kosmiczną bryłą, a nie na samą czasoprzestrzeń ,w której wiruje ta bryła.Efekt ten został potwierdzony doświadczalnie.
Carl Brans i Robert Dicke z Princeton University w 1961 roku wprowadzili do OTW specyficzne skalarne pole J, i w równaniach Einsteina w miejsce stałej grawitacji G zastosowali wyrażenie 1/J .Powstała nowa teoria grawitacji Brans-Dickego spełniająca zasadę Macha [8].
Według tej teorii, materia nie tylko reaguje na krzywiznę czasoprzestrzeni(tak, jak to jest w OTW A.Einsteina),lecz także na zmiany natężenia lokalnego pola grawitacji. Masa ciał jest uzależniona zarówno od globalnego rozkładu mas w całym wszechświecie jak i od lokalnego natężenia pola. W teorii Bransa-Dickego prawo grawitacji Newtona jest zależne od czasu i miejsca we wszechświecie.
Ostatnio, Fran de Aquino z State University w Sao-Luis (Brazylia) [9]oraz amerykański fizyk Richard Crandall, uzyskali spójną całość OTW z zasadą Macha, analizując oddziaływanie niskoczęstotliwościowych fotonów(kwantów pola elektromagnetycznego) z masywnym ciałem .W wyniku tego oddziaływania, następuje redukcja masy grawitacyjnej(ciężkiej) tego ciała, a więc i ciężaru, i tym samym otwiera się droga do budowy urządzeń do ekstrakcji energii z pola grawitacyjnego oraz pokonywania siły ciążenia[10].
Richard Crandall zmodyfikował einsteinowskie równania pola w ten sposób, że uzyskał połączenie zjawisk grawitacji ze zjawiskami elektromagnetycznymi i sformułował teorię pól sprzężonych.
Nawiązując do hipotezy o pochodzeniu pola magnetycznego Ziemi, jako skutku jej ruchu wirowego dowiódł, że strumień masy powoduje powstanie pól sprzężonych :grawitoelektrycznych i grawitomagnetycznych, które niosą bezwładność i oddziałują na odległość z innymi ciałami.
Teoria R.Crandalla umożliwia dowolne zmiany masy ciał, a tym samym zmiany inercji oraz zmiany energii ciał przez działanie z odległości na ruch tych ciał. W osnowie jej, tkwi zasada Macha, owa genialna idea, że ruch danego ciała i parametry dynamicznego tego ruchu są zależne od rozkładu ciał w całym wszechświecie. Teoria R.Crandalla pokazuje, że budowa napędów antygrawitacyjnych i urządzeń do “pompowanie” energii z układu zwanego “wszechświatem” jest możliwa i nie stoi w sprzeczności z zasadą zachowania energii.
W marcu 2006 roku w laboratorium ESA (European Space Agency, Austria) M.Tajmar i C. De Matos eksperymentalnie potwierdzili hipotezę R.Crandalla o tym ,że masa poruszająca się wytwarza sprzężone pole grawitomagnetyczne.
Rys.3.Składowa magnetyczne pola grawitomagnetycznego ,czarna kreska w płaszczźnie ekranu,składowa grawitacyjna ,żółta kreska w płaszczyźnie prostopadłej do ekranu.
W eksperymencie użyli pierścienia zbudowanego z nadprzewodzącego materiału ,wirującego z rosnącymi prędkościami (czyli przyspieszeniem) dochodzącymi do 7000 obrotów na minutę. Czujniki przyspieszenia grawitacyjnego, oraz wskaźniki pola magnetycznego zarejestrowały w przestrzeni otaczającej pierścień parametry charakterystyczne –określone w teorii R.Crandalla- dla pola grawitomagnetycznego [11].
Rys.4ARC,ESA,Seibesdorf,Austria.Laboratorium prof.Martina Tajmara,w głębi układ wytwarzający pole grawitomagnetyczne.
Ewentualne następne eksperymenty potwierdzające wyżej opisany , dadzą podstawy do oczekiwań na pojawienie się długo poszukiwanego napędu antygrawitacyjnego.
Chociaż niektórzy, uważni obserwatorzy tej dziedziny twierdzą ,że takie pojazdy antygrawitacyjne są użyciu w technikach wojskowych już od dawna, a swoje twierdzenia budują na podstawie charakterystyk zjawiska UFO, które to obiekty rzeczywiście poruszają się tak, jakby były pozbawione masy bezwładnej.
Literatura
[1] http://www.autodafe.salon24.pl/380995.html
[2] E. Mach, The Science of Mechanics, La Salle ,1960.
[4]www.autodafe.salon24.pl/105503.html [5] J. Barbour , H. Pfister (Eds.), Mach’s Principle: From Newton’s Bucket to Quantum Gravity, Einstein Studies Vol. 6, , Boston ,1995. [6] W. Rindler, Relativity: Special, General and Cosmological, Oxford ,2001. [7] S.Chandrasekhar, The Mathematical Theory of Black Holes,Oxford,1998 [8] C.H. Brans , R.H. Dicke, Phys. Rev. 124, 925 ,1961. [9]FrandeAquino,
[11]
No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Kultura
