Проявление гравидинамических сил
В газовой среде (сжимаемой жидкости) возможно формирование областей повышенного или пониженного давления. Для восстановления равновесия газ стремится перераспределиться и начинает двигаться из области повышенного давления в область пониженного. При этом движении он увлекает находящиеся в нем объекты. Одним из способов создания области пониженного давления является формирование газового ламинарного потока (струи). Убедиться в этом легко, если попытаться продуть струю воздуха между двумя листами бумаги. Чем сильнее струя, тем сильнее будут притягиваться листы друг к другу. Если же продувать две струи навстречу друг другу, то между листами бумаги возникнет область повышенного давления и они начнут отталкиваться друг от друга. Таким образом, возникает эффект возникновения между листами бумаги сил притяжения или отталкивания. Главной же причиной возникновения этих газодинамических сил является появление области повышенного или пониженного давления. Направление действия таких сил перпендикулярно направлению ламинарного потока.
Рисунок 1. Продувка газа между листами бумаги (из книги Антонова В.М.)
Аналогичные эффекты способны создавать вихревые струи газа. Одна вихревая струя создает в окружающем пространстве область пониженного давления. Две вихревые струи, направленные навстречу друг другу, создают в окружающем пространстве область повышенного давления.
Рисунок 2. Создание вихрями областей пониженного или повышенного давления
Газовая вихревая струя имеет тенденцию превращаться в газовую трубку с явно выраженными стенками. Линейные размеры трубки вдоль оси вращения обычно намного больше диаметра трубки. Чем больше скорость стенок, тем большей энергией они обладают. В атмосфере Земли калиброванными газовыми трубками являются самые разрушительные вихри - смерчи с диаметром стенок около 10 метров. Их стенки вращаются со звуковой скоростью. Это подтверждается экспериментальными наблюдениями и теоретическими расчетами, выполненными в 1936 году Кастериным.
Рисунок 3. Взаимодействие объектов, вращающихся в газовой среде
Области пониженного или повышенного давления могут создаваться между двумя вращающимися телами. Вращающиеся объекты увлекают во вращение и окружающие их слои газа. Между двумя вращающимися в противоположные стороны объектами возникает общая струя газа. Она способствует понижению давления в пространстве между объектами, в результате чего между ними возникает дополнительная сила притяжения. Чем больше скорость вращения объектов, тем больше сила притяжения. Между двумя вращающимися в одну сторону объектами увлеченные во вращение потоки газа направлены встречно друг другу. Это способствует повышению давления в пространстве между объектами, в результате чего между ними возникает сила отталкивания. Чем больше скорость вращения объектов, тем больше сила отталкивания. Газодинамические силы подобного вида сонаправлены или противоположно направлены силе гравитации. То есть, они либо усиливают, либо уменьшают гравитационный эффект. Поэтому, газодинамические силы, возникающие между вращающимися телами, еще можно называть гравидинамическими силами. В обычных условиях действие этих сил настолько пренебрежительно мало, что ими можно пренебречь при расчетах. Однако, величина гравидинамических сил возрастает с увеличением скорости вращения и после достижения некой критической скорости начинает превышать величину гравитационных сил. При таких параметрах пренебрегать этими силами никак нельзя. Особый интерес вызывает то, что под действием гравидинамических сил тела могут не только притягиваться, но и отталкиваться друг от друга. Механизм возникновения гравидинамических сил не сможет проявиться, если вокруг вращающегося тела отсутствует среда. В данной монографии в качестве среды рассматривается только газообразная среда. Вращающее тело увлекает во вращение окружающую среду с помощью механического перераспределения импульсов между телом и хаотически сталкивающимися с ним частицами среды.
Рисунок 4. Воздействие вращающегося тела на окрестные тела
Кроме гравидинамических сил притяжения и гравидинамических сил отталкивания существует еще третий тип - гравидинамические силы смещения. Направление их действия перпендикулярно направлению действия гравидинамических сил первого и второго типа. Причина их проявления в том, что увлекаемая во вращение вращающаяся среда воздействует и на окрестные тела, увлекая их во вращение вокруг вращающегося тела.
Удобнее всего проводить эксперименты с двумя вращающимися шарами одинакового размера. В этом случае отпадают побочные эффекты, связанные с несимметричностью тел. Если направление вращения шаров одинаково, то между шарами возникнет сила отталкивания, которая немного отодвинет шары друг от друга. Одновременно с этим начнется вращение шаров вокруг общего центра масс. Объяснение подобного явления довольно простое. Во всем виновата газовая среда, окружающая шары. Каждый вращающий шар увлекает во вращение окружающую газовую среду. А вращающаяся среда воздействует на другой шар - работают гравидинамические силы смещения . При очень большой скорости вращения для наблюдателя система вращающихся вокруг общего центра шаров примет вид сплошного тора.
Рисунок 5. Взаимодействие вращающихся в одну сторону сфероидов
Если направление вращения быстровращающихся шаров разное, то, при сближении их до некоторого критического расстояния, начнется самопроизвольное сближение до полного контакта, с увеличением скорости вращения. Для усиления эффекта можно увеличить поверхность шаров (сделать вмятины и углубления). Эффект объясняется одинаковым направлением вращения соприкасающихся поверхностей. Между шарами образуется направленный поток среды, уменьшающий давление на поверхность шаров. Возникает сила притяжения, многократно превышающая силу гравитации. Одновременно с притяжением будет наблюдаться еще один эффект. Оба шара приобретут поступательную скорость в одном направлении. Это вихрь газа вокруг одного шара толкает другой шар (и наоборот). То есть, действие гравидинамических сил смещения имеет одно направление.
Рисунок 6. Взаимодействие вращающихся в разные стороны сфероидов
Если вращение одного шара остановить и привести в спокойное состояние, а второй шар продолжать раскручивать, то возникнет новое явление. Спокойный шар начнет вращаться вокруг собственной оси и начнет двигаться вокруг быстровращающегося шара. Вращаться шар начнет в направлении, противоположном вращению быстровращающегося шара.
Рисунок 7. Взаимодействие вращающегося и не вращающегося сфероидов
Добавление дыма в окружающий установку воздух позволит обнаружить вихри воздуха вокруг шаров. Форма вихрей и размеры будут постепенно изменяться при медленном сближении вращающихся шаров.
Рисунок 8. Дисковая система, вид с экватора и с полюса
Если массивное вращающееся тело имеет форму шара, то чем ближе к экватору, тем большее воздействие оказывает вовлеченная во вращение среда. Действием гравидинамических сил можно пренебречь уже за пределами плоскостей, параллельных плоскости экватора, ограничивающих вращающее тело. Наибольшему воздействию подвергаются тела, непосредственно находящиеся в плоскости экватора вращающегося тела. В этой плоскости наибольшая скорость вращения окружающей среды. Следствием увеличения скорости является уменьшение давления. Стекающий в область пониженного давления газ увлекает за собой и находящиеся в нем пыль и мелкие тела. Таким образом, комбинированное действие гравидинамических и гравитационных сил приводит к тому, что вся совокупность газа, пыли и мелких тел группируются в дисковую спутниковую систему в плоскости экватора массивного быстро вращающегося тела.
Рисунок 9. Исправление наклона орбиты вновь захваченного в систему тела
Гравитационное поле центрального массивного вращающегося тела может захватить в сферу своего влияния новые мелкие тела. Первоначально орбита такого тела может быть наклонена к плоскости диска. Но орбита постепенно будет смещаться и совместится с плоскостью диска по причине действия стекающего к экватору газа.
Рисунок 10. Линейные скорости объектов с разным расстоянием от вращающегося тела
Окружающая вращающее тело газовая среда не может вращаться по законам твердого тела, так как слои газа не имеют жесткого сцепления между собой. Поэтому, чем дальше слой газа от поверхности тела, тем меньше его скорость вращения. То же самое будет и со скоростью увлекаемых во вращение объектов- спутников, плавающих в газовороте.
Рисунок 11. Появление собственного вращения у окрестных тел
Так как разные слои газа вращаются с разной скоростью, то на любое тело, находящееся в экваториальной плоскости быстро вращающегося тела, будет воздействовать вращающий момент сил, который будет отталкивать спутник от центрального тела и поворачивать. Чем ближе к центральному вращающемуся телу и чем больше диаметр спутника, тем больше вращающий момент. В результате чего окрестное тело начнет вращаться в сторону, противоположную вращению центрального тела.
Прямо противоположные эффекты будут наблюдаться в случае формирования центрального тела и его спутников из единого газопылевого вихря. В этом случае срабатывает закон сохранения момента вращения. Момент вращения родительского облака достанется по наследству слипшимся из пыли телам.
Рисунок 12. Вращение тел, сформировавшихся из единого газопылевого облака
Расстояние спутника от центрального тела будет определяться балансом между гравитационной силой притяжения и суммой отталкивающих сил (центробежной и гравидинамической). При установлении баланса сил на окрестное тело-спутник будет воздействовать только вращающиеся слои газа. Спутник будет плыть в этих слоях подобно щепке в реке, по стационарной круговой орбите, не приближаясь и не удаляясь от центрального тела.Спутники, также как и материнское тело, будут притягивать пыль из материнского газопылевого вихря. Уменьшение радиуса вращения пыли и падение на спутник есть причина тенденции к увеличению момента вращения спутника. С другой стороны, должна действовать противоположная сила, связанная с вращением материнского тела, пытающая сменить знак момента вращения.
Подытожим, что в результате эффекта вращения между телами появляются новые силы (смещения, притяжения и отталкивания), отсутствующие между невращающимися телами. Величина этих сил зависит от скорости вращения. В дальнейшем будем назвать такие силы гравидинамическими силами.
Владимир Яковлев, lun1@list.ru , http://logicphysic.narod.ru , октябрь 2005 года
