Реферат: Физические ограничения существования планетарных систем

Катющик Виктор Григорьевич

Ньютоном доказано математически, что стабильные орбиты могут существовать только если сила обратно пропорциональна квадрату расстояния. Данное условие является безусловной, но не единственной зависимостью определяющей возможность существования планетарных систем. Кроме условия доказанного Ньютоном, планетарная система изначально должна соответствовать Законам Сохранения Энергии в частности положению об устойчивом равновесии.

Если планетарная система не соответствует Законам Сохранения Энергии, значит такая планетарная система физически невозможна.

Рассмотрим условия, предъявляемые к планетарным системам со стороны Законов Сохранения Энергии.

Равновесие: состояние покоя тела (материальной точки) по отношению к другим телам. Равновесие имеет место, когда все действующие на тело силы взаимно уравновешены.

Устойчивое равновесие: когда после малого отклонения от положения тела, в системе возникают силы стремящиеся возвратить систему в состояние равновесия, равновесие не нарушается, тело возвращается в положение равновесия, а отклонение от равновесия не возрастает со временем.

Неустойчивое равновесие: когда после малого отклонения от положения тела, равновесие нарушается, тело не возвращается в положение равновесия, а отклонение от равновесия возрастает со временем.

Планетарное равновесие: состояние относительного* покоя центра масс тела (материальной точки) по отношению к центру масс другого тела. Планетарное равновесие имеет место, когда все действующие на тело силы взаимно уравновешены.

Планетарное устойчивое равновесие (физическое): когда после малого отклонения от положения тела, равновесие не нарушается, тело возвращается в положение равновесия, а отклонение от равновесия не возрастает со временем. Планетарное неустойчивое равновесие: когда после малого отклонения от положения тела, равновесие нарушается, тело не возвращается в положение равновесия, а отклонение от равновесия возрастает со временем.

* относительный покой тела подразумевает возможное изменение геометрического расстояния между центрами масс обоих тел, связанное с продвижением тела по траектории орбиты.

Первый тип отклонения тела: когда отклонение тела связано с воздействием внешних сил.

Второй тип отклонения тела: когда отклонение тела связано с продвижением тела по траектории орбиты.

Применительно к обсуждаемой теме речь идет об устойчивом физическом планетарном равновесии, при котором отклонения тела (отклонения первого типа), не вызывают нарушение состояния планетарного равновесия.

Рассмотрим отклонения связанные с воздействием внешних сил. Любое единичное изменение расстояния между центрами масс (отклонение первого типа) приводит (согласно Закона Всемирного Тяготения) к приращению силы dF. Это приращение силы не компенсируется соответствующим противоположно направленным, уравновешивающим приращением других сил. Следовательно, данное приращение силы, вызванное отклонением первого типа направленно на вывод системы из равновесия.

Из чего следует однозначный вывод, что планетарные системы на силах притяжения не соответствуют Законам Сохранения Энергии. Следовательно, такие планетарные системы физически невозможны.

Следовательно, все наблюдаемые примеры небесной механики не могут быть обусловлены положительно направленными составляющими сил гравитации (составляющими притяжения).

Поскольку Закону Всемирного Тяготения изначально не противоречат два варианта направленности составляющих сил гравитации, а именно: составляющие притяжения и составляющие отталкивания, но в тоже время, версия о составляющих притяжения входит в противоречие с Законами Сохранения Энергии, безусловен вывод, что составляющие сил гравитации являются силами отталкивания (по версии отталкивания от комплекса удаленных объектов, при едином значении гравпотенциала).

Данный факт имеет наглядное практическое подтверждение: за все время развития человеческой цивилизации ни кому не удалось в земных условиях изготовить планетарную систему на силах притяжения.

Говоря о планетарных системах звездной механики, мы вынуждены признать факт, что не существует ни одного научного доказательства, что составляющие сил гравитации являются именно силами притяжения. В силу чего все наблюдаемые примеры звездной механики не свидетельствуют в пользу, какой либо из двух возможностей.

Рассмотрим некоторые моменты подробнее:

Введем понятие:

Гравитационный магнит - условно принятая плоскость, бесконечной площади, оказывающая постоянное, равномерное гравитационное воздействие заданной величины.

Приведем поверхность условной звезды к плоскости, и пустим вдоль этой плоскости тело (планету). Уравновесим систему равномерным приложением противоположно направленного воздействия, для этого используем второй соответственно расположенный магнит. Изолируем систему от внешнего воздействия. Зададим магнитам силы притяжения.

Пример№1(для сил притяжения):

Две параллельные плоскости, и планета.

С лева на право:

-магнит (звезда),

-планета,

-магнит (уравновешивающий)

Тело движется поступательно (между магнитов). Любое воздействие (не направленное параллельно плоскости магнита) выводит систему из равновесия. От любого приложения силы - получается смещение рассматриваемого тела, изменяется расстояние до магнита, при изменении расстояния изменяется сила. Процесс ускоряющийся. Такое равновесие - возможно только в изолированной системе. То есть практически не возможно.

Пример№2 (для сил притяжения). Введем комплекс удаленных объектов. С лева на право:

-магнит №1 - левого сектора приведенного к плоскости комплекса удаленных объектов,

-магнит №2 (звезда),

-планета,

-магнит №3 (уравновешивающий),

-магнит №4 - правого сектора комплекса удаленных объектов.

Тело движется поступательно, направленно. Любое воздействие (не направленное параллельно плоскости магнита) выводит систему из равновесия. От любого приложения силы - получается смещение, смещение изменяет расстояние до магнита, при изменении расстояния изменяется сила. и т д. процесс ускоряющийся.

Вывод: Равновесие - возможно только в изолированной системе. То есть практически не возможно. Состояние устойчивого равновесия не является возможным для тела находящегося под воздействием равномерно приложенных сил притяжения.

Рассмотрим, как та же схема работает при отталкивании:

Пример№3 (для сил отталкивания).

Слева на право:

-магнит №1 - левого сектора, приведенного к плоскости комплекса удаленных объектов,

-магнит №2 (звезда), планета,

-магнит №3 (уравновешивающий),

-магнит №4 - правого сектора комплекса удаленных объектов.

Тело движется поступательно, направленно. Направленное воздействие не выводит систему из равновесия. От приложения силы - получается смещение, на встречу смещению мы наблюдаем приращение силы со стороны магнита.

Данная схема соответствует Законам Сохранения Энергии и является единственно возможной из обеих приведенных схем.

Общий вывод по теме:

Принятая на веру, широко распространенная точка зрения: что составляющие сил гравитации, сами являются именно силами притяжения, не соответствует Законам Сохранения Энергии, в силу чего является физически неверной.