Всі тіла у Всесвіті, рухаючись по своїх траєкторіях, переміщаються в середовищі, яку називають - простором-часом, фізичним вакуумом. Важливим є те, що дана середу має здатність передавати фізичні дії, а тому сама є матеріальною, а не якийсь віртуальної. Назвемо цю середу - простором.
При знаходженні тіла в просторі відбувається взаємодія між ними. Тіло діє на простір, а простір діє на тіло. Тіло, діючи на простір «розсовує» його, займаючи його обсяг в якому воно перебувало. «Розсунути» простір деформується. Деформація простору могла б виявлятися в його стисненні, але простір не стисливості (це властивість простору) і тому воно викривляється.
У свою чергу викривлений простір діє на тіло в вигляді пружних сил, які з'явилися при викривленні простору. Так як тіло викривляє простір з усіх своїх сторін, то і викривлене простір діє на тіло також з усіх його сторін. Тіло «стискається» пружними силами викривленого простору.
Область простору, викривлену масою тіла, назвемо гравітаційної ямою даного тіла. Розподіл кривизни простору в гравітаційної ямі відбувається не рівномірно. Чим ближче до тіла, тим більше викривлено простір. І навпаки, чим далі від тіла, тим менше викривлено простір в гравітаційної ямі. Очевидно, що є області простору, що не викривлені масою даного тіла.
При русі тіла разом з ним рухається і освічена їм гравітаційна яма, а якщо тіло обертається навколо власної осі, то разом з тілом обертається і його гравітаційна яма. Слід зазначити, що разом з тілом рухається і обертається не простір як такий, а тільки його кривизна.
Розглядаючи рух і обертання гравітаційних ям разом з тілами необхідно відзначити ще одну їх особливість. Якщо ми зробимо розтин гравітаційної ями освіченою масою тіла на пружною поверхні вертикальною площиною, то отримаємо лінії викривлення поверхні (Рис. 1).
Розглядаючи гравітаційну яму щодо вертикальної осі АА, ми побачимо, що з лівого і з правого боку гравітаційної ями розташовуються лінії викривлення пружною поверхні під дією маси тіла. Ці лінії є дзеркальним відображенням один одного або лініями зі зворотним кривизною по відношенню один до одного.
Таким чином, діаметрально протилежні лінії викривлення пружною поверхні мають зворотну кривизну по відношенню один до одного. Наявність зворотного кривизни існує не тільки в гравітаційній ямі утвореної на пружною поверхні, але також і в просторової гравітаційної ямі. Даний факт має велике значення при розгляді питання гравітаційної взаємодії тіл.
Гравітаційна взаємодія тіл відбувається тільки тоді коли відбувається взаємодія їх гравітаційних ям. Іншими словами тіла повинні знаходитися на такій відстані, щоб їх гравітаційні ями «перекривали» один одного. Якщо тіла знаходяться на відстані, при якому їх гравітаційні ями не торкаються один одного, то гравітаційної взаємодії між цими тілами не існує.
Гравітаційна взаємодія тіл, що обертаються навколо власної осі обумовлено взаємодією скручених гравітаційних ям.
Ефект скручування був передбачений в 1918 році австрійськими фізиками Йозефом
Ленз і Хансом Тіррінга, які відштовхувалися в своїй роботі від теорії відносності А. Ейнштейна.
Згідно з висновками цих вчених будь-яке тіло, що обертається навколо власної осі, не тільки викривляє простір, утворюючи гравітаційну яму, але також скручує гравітаційну яму в сторону обертання тіла і самої гравітаційної ями.
Обертання гравітаційної ями здійснюється завдяки обертанню самого тіла. Обертаючись, тіло, передає обертальний рух, гравітаційної ямі починаючи від області дотику гравітаційної ями з тілом до кордону гравітаційної ями.
В результаті того, що обертальний рух всередині гравітаційної ями передається не миттєво, а з кінцевою швидкістю, в областях гравітаційної ями знаходяться на периферії обертальний рух запізнюється в порівнянні з обертальним рухом тіла. Це призводить до спіралеподібним спотворень або до скручування гравітаційної ями. Кожен новий оборот тіла навколо власної осі призводить до збільшення скручування гравітаційної ями.
Як було зазначено вище, гравітаційна взаємодія тіл, що обертаються навколо власної осі обумовлено взаємодією скручених гравітаційних ям. Особливе значення в цій взаємодії має напрямок скручування гравітаційних ям.
Розглянемо два варіанти гравітаційної взаємодії тіл М1 і М2:
- тіла обертаються навколо власної осі в одну сторону;
- тіла обертаються навколо власної осі в різні боки.
Варіант 1.
Якщо тіла М1 і М2 обертаються в одному напрямку, то їх гравітаційні ями, в області дотику, будуть обертатися в протилежному напрямку. Це означає, що скручування гравітаційних ям буде також протилежним.
Тому коли відбувається гравітаційна взаємодія двох тіл, що обертаються навколо власної осі в одному напрямку, в області простору між тілами відбувається накладення друг на друга двох видів скручування мають протилежний зміст. В результаті такого накладення відбуватиметься компенсація скручування гравітаційних ям
Підсумовує кривизна простору між тілами буде зменшуватися. В областях простору розташованого за тілами відбуватиметься зворотне. В результаті накладання гравітаційних ям один на одного скручування однієї гравітаційної ями буде підсумовуватися зі скручування інший гравітаційної ямою. Так як ці види скручування мають один напрямок, що підсумовує кривизна простору в областях розташованих за тілами буде зростати.
Таким чином, в результаті зміни кривизни в різних областях простору відбуватиметься зміна значення пружних сил діючих з боку викривленого простору на тіла. У тих областях простору, де кривизна його зменшилася, зменшиться і значення пружних сил і на оборот там, де кривизна простору збільшилася, збільшиться значення пружних сил.
Різні значення пружних сил діючих на тіла з боку викривленого простору призводить до виникнення рівнодіюча сил F1 і F2 чинних на ці тіла. Равнодействующие сили будуть включені до тіл і спрямовані назустріч один одному. Відбуватиметься процес зближення тел (Рис. 2)
.
Варіант 2.
Розглянемо гравітаційна взаємодія тіл, що обертаються навколо власної осі в різному напрямку (Рис. 3). Якщо тіла обертаються навколо власної осі в різному напрямку, то в області зіткнення їх гравітаційні ями будуть обертатися в одному напрямку. Розглянемо картину проникнення гравітаційних ям один в одного у тел обертаються навколо власної осі в різних напрямках.
З Рис. 3 видно, що в області простору розташованого між тілами напрямок скручування гравітаційних ям збігається і, отже, кривизна простору збільшується. В областях простору розташованих за тілами напрямок скручування гравітаційних ям протилежне і, отже, кривизна простору зменшується.
Зміна кривизни простору призводить до зміни значення пружних сил діючих на тіла з боку викривленого простору. В області простору розташованої між тілами значення пружних сил зростає, а в областях простору розташованих за тілами значення пружних сил зменшується. Виникають равнодействующие сили F1 і F2 прикладені до тіл і спрямовані в протилежні сторони. Відбувається процес відштовхування тіл один від одного.
Процес відштовхування тіл один від одного є таким же природним, як і процес зближення тіл, один з одним при їх гравітаційній взаємодії. Вибір того чи іншого процесу відбувається через напрямку обертання тел навколо власної осі відносно один одного.
Опис проведеного експерименту.
В основу проведення даної роботи були покладені руху планет Сонячної системи. При проведенні даної роботи була поставлена наступна мета:
- зареєструвати зміни гравітаційного поля біля поверхні Землі, на її сонячній стороні, при зближенні планет з Землею.
Особливий інтерес представляло зближення Землі з Венерою. Цей інтерес висловлювався в тому, що, як відомо Венера обертається навколо власної осі в протилежну сторону в порівнянні з Землею. Ця обставина, як розглянуто вище, створює умови, при яких простір, що знаходиться між планетами, збільшує свою кривизну і чим ближче планети один до одного, тим більше кривизна простору між ними.
Збільшення кривизни простору передбачалося зареєструвати в даному експерименті.
Зміни кривизни простору прямо пропорційно впливає на прискорення тіла знаходиться в цьому просторі. Зміна прискорення тіла в свою чергу призводить до зміни сили діючої на тіло. Вимірюючи силу, діючу на тіло, можна говорити про реєстрацію зміни кривизни простору. В даному випадку під силою діючої на тіло приймається вага тіла
Цілий рік, з періодичністю в два тижні (14 днів), проводилися вимірювання ваги пробного вантажу (100 грамова гирька) на електронних вагах. За час проведення експерименту відстань між планетами Земля і Венера з початок зменшувалася, а потім, досягнувши мінімального відстані, почала збільшуватися. За результатами, отриманими в ході проведення експерименту і занесеним в таблицю, був побудований графік (Рис. 4).
За вертикальної осі відкладено два значення - відстань між планетами і Землею і вага пробного тіла. По горизонтальній осі відкладено час. На графіку нанесені чотири криві лінії. Дві нижніх лінії - це залежність відстані від Землі планет Венери і Меркурія в часі. Меркурій за час проведення експерименту три рази підходив до Землі на найближчу відстань і три рази віддалявся від Землі.
Венера наближалася на найкоротшу відстань тільки один раз. Середня крива лінія - це залежність ваги пробного тіла від часу. Верхня крива лінія - це залежність відстані планети Юпітер від Землі в часі. За час проведення експерименту Юпітер один раз віддалявся і один раз наближався до Землі.
З графіка видно, що в міру зближення Венери з Землею відбувається збільшення ваги пробного тіла. Це пояснюється тим, що гравітаційні ями цих планет обертаючись в різні боки при їх зближенні, збільшують кривизну простору розташованого між планетами.
Виникають равнодействующие сили, з боку викривленого простору, прикладені до планет і спрямовані в протилежні сторони (Рис. 5). У свою чергу це призводить до зростання ваги пробного тіла, що ми бачимо на графіку.
F1 - рівнодіюча сила прикладена до Венери;
F2 - рівнодіюча сила прикладена до Землі.
Однак як видно з графіка залежність ваги пробного тіла від часу не представляється у вигляді плавної лінії. Це пояснюється тим, що на простір, в якому знаходяться Земля і Венера впливає гравітаційна яма, освічена Меркурієм.
За час проведення експерименту Меркурій три рази підходив до Землі на найближчу відстань (точки 1, 3, 5) і три рази віддалявся від Землі (точки 2, 4, 6). Меркурій, так само як і Земля, обертається навколо власної осі в протилежну сторону щодо Венери. Тому кривизна простору розташована між Меркурієм і Венерою при зближенні цих планет збільшується. Розглянемо, як взаємодіють три планети (Меркурій, Венера і Земля) один з одним (Рис. 6).
На малюнку зображено взаємодія планет по парам. Сили взаємодії між Венерою і Землею значно більше, ніж сили взаємодії між Венерою і Меркурієм. Це пояснюється масами взаємодіючих планет. Маса Меркурія значно менше маси Землі, тому і сили взаємодії Меркурія з Венерою менше.
З малюнка також видно, що напрямок обертання гравітаційних ям Меркурія з Венерою і Венери з Землею протилежні. Це позначається при розгляді взаємодії трьох планет. Накладаючись один на одного, гравітаційні ями компенсують кривизну загального для них простору, зменшуючи його.
Гравітаційна взаємодія трьох планет, при їх зближенні зображено на Рис. 7. З малюнка видно, що значення гравітаційних сил між планетами зменшилася. При зменшенні гравітаційних сил зменшується вага пробного тіла біля поверхні Землі. Це добре помітно на графіку (Рис. 4, точки 1,3).
Особливий інтерес представляє на графіку точка 5. Вона, як і точки 1 і 3 зазначає в часі найменша відстань між Землею і Меркурієм. Тому також як в точках 1 і 3 вага пробного тіла повинен зменшуватися. Однак цього не відбувається. Пояснюється це наступним чином.
У цей же самий час до Землі наближається Юпітер - найбільша планета Сонячної системи. Юпітер, як і Земля, обертаються навколо власної осі в одну сторону. Отже, при накладенні двох гравітаційних ям один на одного, утворених Землею і Юпітером, відбувається зменшення кривизни простору між планетами і зростання кривизни простору за планетами (Рис. 8).
З малюнка 8 видно, що найбільший вплив з боку викривленого простору Земля отримує з сонячної сторони своєї поверхні, тому що в цій області простору складається кривизна гравітаційних ям Землі і Юпітера.
В результаті цього виникає рівнодіюча сила, що діє на Землю з боку Сонця. Природно, що дана сила діє на пробний вантаж, вага якого зростає. У точці 7 (найменшої відстані між Землею і Юпітером) вага пробного тіла має максимальну величину. Надалі при видаленні Землі від Юпітера вага пробного тіла зменшується.