СТАТЬЯ НАХОДИТСЯ НА РЕДАКТИРОВАНИИ (будут изменения в формулах и выводах)!!!
Дмитрий Пономарев
05.11.2024г.
Открыть статью в формате pdf
Релятивистская модель антигравитационного взаимодействия тел описывает характер и причины возникновения антигравитационных сил между материальными телами. Основой для анализа антигравитационного взаимодействия является то, что характер поля гравитационной природы определяется только по действию его на какое-либо материальное тело и регистрируется в системе отсчета, связанной с эти телом. Таким образом, в любой из систем отсчета может регистрироваться сколь угодно большое количество гравитационных и (или) антигравитационных полей. Данное обстоятельство предполагает весьма сложное описание механического движения материального тела под действием сил гравитационной природы.
Само понятие «антигравитационное крыло» (диск – один из примеров антигравитационного крыла) является относительным т.к. позволяет в одних системах отсчета получать антигравитационные силы, а в других оно представляется как «обычное» материальное тело, не образующее антигравитационное поле. Поэтому антигравитационное крыло оказывает различное влияние на окружающие его материальные тела. Обратимся к наиболее простому примеру такого влияния – эффекту Подклетнова.
Ставший уже знаменитым физик Подклетнов, проводя свои эксперименты с вращающимся диском, обнаружил, что помещенные над ним тела теряют в весе [1]. Существует множество мнений и соображений по поводу экспериментов Подклетнова, а особенно остро обсуждаются полученные им результаты. Однако с теоретической точки зрения нет ничего удивительного в том, что вес электрически нейтральных тел уменьшается над вращающимся диском. Данное явление довольно легко объяснимо с позиции релятивистской модели антигравитационного взаимодействия тел, но даже с точки зрения этой модели объявленные результаты экспериментов Подклетнова (их абсолютное и относительное значение) также ставятся под сомнение. Итак, рассмотрим рисунок 1.
На нем представлены два материальных тела массами покоя М (синяя окружность) и Мз (черная окружность), а также диск (красный вытянутый прямоугольник), который вращается с угловой скоростью ω относительно систем отсчета, связанных с материальными телами М и Мз. В этих системах отсчета данный диск определен как антигравитационное крыло, т.к. материальные точки его составляющие движутся по эллиптическим траекториям. Радиус диска обозначен через rд, расстояние от центра диска до тела массой покоя М равно h, расстояние от центра диска до тела массой покоя Мз равно Н, толщина диска – hд, расстояние от центра диска до материальной точки, составляющей диск, массой покоя dm равно r. Для простоты будим считать, что тела М и Мз являются точечными массами, а также два этих тела неподвижны относительно друг друга. Рисунок 1 является упрощенной схемой поставленных Подклетновым экспериментов, где в качестве тела Мз выступает Земля, в качестве тела М – любое из подвешенных Подклетновым материальных тел, есть также вращающийся диск.
Естественно, что три изображенных тела образуют в окружающем пространстве множество полей гравитационной природы. Два из них образованные материальными телами точечными массами покоя М и Мз, а остальные являются полями материальных точек диска. Главным образом нас интересует характер полей, наблюдаемых в системе отсчета, связанной с телом М. Если в пространстве выделить только три материальных тела (М и Мз и dm, где dm это элементарная часть/масса вращающегося диска), то при определенном значении ω наблюдаемая картина в выбранной системе отсчета будет иметь вид, представленный на рисунке 2.
На рисунке 2 в системе отсчета, связанной с материальным телом точечной массой покоя М, регистрируется гравитационное поле (черные штрих пунктирные линии) тела Мз и антигравитационное поле (красные штрих пунктирные линии) материальной точки dm. Исходя из релятивистской модели антигравитационного взаимодействия тел, данная картина описывается соответствующими условиями. Для гравитационного поля тела Мз:
φ3>φ2>φ1, при чем:
где: φ1 — потенциал поля образованного материальным телом точечной массой покоя Мз на расстоянии R1; υ1 – линейная скорость материального тела точечной массой покоя Мз на расстоянии R1 относительно выбранной системы отсчета; φ2 — потенциал поля материальным телом точечной массой покоя Мз на расстоянии R2; υ2 – линейная скорость материального тела точечной массой покоя Мз на расстоянии R2 относительно выбранной системы отсчета; φ3 — потенциал поля образованного материальным телом точечной массой покоя Мз на расстоянии R3; υ3 – линейная скорость материального тела точечной массой покоя Мз на расстоянии R3 относительно выбранной системы отсчета; G – гравитационная постоянная; c – скорость света в вакууме; R1 < R2 < R3; R2 – расстояние от материального тела точечной массой покоя М до материального тела точечной массой покоя Мз; R1 → R2 → R3.
Для антигравитационного поля материальной точки dm:
φ1>φ2>φ3, при чем:
где: φ1 — потенциал поля образованного материальной точкой массой покоя dm на расстоянии R1; υ1 – линейная скорость материальной точки массой покоя dm на расстоянии R1 относительно выбранной системы отсчета; φ2 — потенциал поля образованного материальной точкой массой покоя dm на расстоянии R2; υ2 – линейная скорость материальной точки массой покоя dm на расстоянии R2 относительно выбранной системы отсчета; φ3 — потенциал поля образованного материальной точкой массой покоя dm на расстоянии R3; υ3 – линейная скорость материальной точки массой покоя dm на расстоянии R3 относительно выбранной системы отсчета; G – гравитационная постоянная; c – скорость света в вакууме; R1<R2<R3; R2 – расстояние от материального тела точечной массой покоя М до материальной точки массой покоя dm; R1 → R2 → R3.
Естественно, что равнодействующая сил, приложенная к центру точечной массы покоя М будет складываться из силы тяготения со стороны массы покоя Мз и силы 
со стороны массы покоя dm. На рисунках 3 и 4 приведена данная ситуация для наблюдаемого в системе отсчета, связанной с материальным телом массой покоя М, гравитационного и антигравитационного поля материальной точки dm соответственно.
Поэтому вес материального тела массой покоя М, измеренный в системе отсчета связанной с Землей будет в первую очередь определятся значением 
и нормальной составляющей к оси вращения диска силы .
Решим основную задачу антигравитационного крыла для толстого диска, т.е. найдем равнодействующую нормальную силу, приложенную к центру массы диска от частоты вращения, определяемую для рассматриваемого случая как (ρ – плотность диска; G – гравитационная постоянная):
где: ω = 2πn.
Подставим в вышеуказанную формулу реальные значения (параметры диска Подклетнова возьмем из источника [2]):
π = 3.14;
G = 6,67∙10-11 Н∙м2/кг2;
с = 3∙108 м/с;
М = 1 кг (допустим тело М возьмем весом 1 кг., т.к. в источнике [2] о его параметрах не указано);
h = 0.2 м (допустим расстояние h возьмем 0.2 метра, т.к. в источнике [2] не указано на каком расстоянии подвешивалось тело над диском);
rд = 0.1375 м (в источнике [2] указан диаметр 27.5 см, т.е. rд = 0.275/2 = 0.1375 м);
hд = 0.1 м (допустим расстояние hд возьмем 0.1 метра, т.к. в источнике [2] не указана толщина диска);
p = 3900 кг/м3 (диск Подклетнова был сделан из высокотемпературной сверхпроводящей керамики, допустим с плотность керамики до 3900 кг/м3);
за n возьмем три значения и на основании них сделаем расчеты значений F:
n = 0 (диск без вращения);
n = 50 об/сек (в источнике [2] указано 3000 оборотов в минуту, т.е. 50 об/сек);
n = 83 об/сек (в некоторых источниках указано, что диск Подклетнова вращался около 5000 оборотов в минуту, т.е. около 83 об/сек).
Тогда равнодействующую нормальная сила F будет равна:
F(0) = 2.0741420421*10-8 Н;
F(50) = 2.0741420416*10-8 Н;
F(83) = 2.0741420407*10-8 Н.
Видим, что со стороны вращающегося диска при увеличении частоты его вращения гравитационная сила, действующая на тело М уменьшается, но очень на незначительную величину, т.е.:
F(83) – F(0) = -0,0000000014*10-8 Н.
Таким образом, в реальности при любых комбинациях значений параметров диска Подклетнова вес подвешенного над вращающимся диском материального тела если и уменьшится в системе отсчета, связанной с Землей, то на очень незначительную величину, т.е. в отношении к F(0) на величину (F(83) – F(0))/(F(0)) (это менее миллиардной части процента). Это говорит о том, что объявленные результаты экспериментов Подклетнова, а именно потеря веса тела над вращающимся диском на 2% с позиции релятивистской модели антигравитационного взаимодействия тел явно завышены. К таким же выводам пришли и ученые NASA, повторяющие эксперименты Подклетнова [1]. Естественно, что потеря двух грамм с каждого килограмма веса это очень значительный результат, который был бы явно отмечен во многих природных явлениях и был бы зарегистрирован еще за долго до Подклетнова.
К сказанному выше можно добавить еще ряд цифр. Сила гравитационного взаимодействия между Землей и телом весом в 1 кг. равна около 9,8 Н, а сила гравитационного взаимодействия между не вращающимся диском (диском Подклетнова, например, радиусом 15 см.) и этим же телом на расстоянии 20 см. равна приблизительно 3∙10-9 Н. Таким образом, вращающийся диск не может значительно повлиять на подвешенное тело своим полем гравитационной природы по сравнению с влиянием Земли, даже если вся гравитационная сила со стороны вращающегося диска полностью перейдет в антигравитационную.
В итоге можно сделать следующий вывод: релятивистская модель антигравитационного взаимодействия тел теоретически объясняет Эффект Подклетнова, однако, учет этого эффекта при практическом использовании и расчете антигравитационного крыла в Земных условиях (в поле действия гравитации Земли) не целесообразен и ничтожно мал. Весомое значение эффекта Подклетнова может быть отмечено только при рассмотрении взаимодействия между крупными космическими объектами.
Источники информации
- Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Евгений Евгеньевич Подклетнов // https://ru.wikipedia.org/wiki/Подклетнов_Евгений_Евгеньевич
- Газета «Коммерсантъ». Аппарат Подклетнова // https://www.kommersant.ru/doc/242494
05.11.2024 / Антигравитация