kirill_nav_1

Category:

Что есть пространство-время как гравитационно-инерционное поле? - 6

Вполне возможно, что отклонение скоростей вращения спиральных галактик от кеплеровских скоростей можно объяснить и как-то иначе, не прибегая к пересмотру закона тяготения и к гипотезе о возникновении какого-то дополнительного гравитационно-инерционного эффекта. В самом деле, ведь закон Кеплера действует только для отдельных тел, которые вращаются вокруг одного массивного тела и почти никак не влияют друг на друга — как, например, вращаются планеты вокруг Солнца в нашей Солнечной системе. И хотя между планетами, конечно, также возникают гравитационные силы (особенно заметные при их сближении), в целом на движении планет вокруг Солнца эти силы сказываются незначительно.  

В спиральных галактиках все иначе — там совершенно другие расстояния и другие массы. Качественно другие. И чем дальше находится галактика от центра (балджа), тем более ее движение приближается к движению по прямой. Расстояния здесь уже настолько огромные, что движение по кругу почти не отличимо от равномерного движения по прямой, и поэтому центробежные ускорения для удаленных от балджа галактик оказываются уже незначительными. 

Это во-первых. А во-вторых, это небольшое центробежное ускорение компенсируется не только силой притяжения балджа, но и силами притяжения других галактик. В том числе тех, которые для данной галактики находятся в одном рукаве спирали. То есть галактики, находящиеся впереди по ходу вращения спирали, «увлекают» за собой галактики, находящиеся позади за счет гравитационной силы притяжения. А они, в свою очередь, так же «увлекаются» находящимися впереди галактиками — и так до самого центра. И, таким образом, небольшое центробежное ускорение компенсируется вращением центра, балджа, который передает по спирали часть энергии своего вращения всем спиралям. И в итоге вся спиральная галактика оказывается связана воедино и вращается как один «сплошной диск» с одной угловой скоростью — только, в отличие от вращения обычного диска, связанность галактик обеспечивается не электромагнитными или механическими силами, а гравитационными, через которые все рукава спиралей в итоге получают одинаковую скорость вращения.

То есть здесь важна именно спиралевидная форма таких галактик, так как она позволяет передавать энергию вращения от балджа всем другим галактикам. Вращение Солнца вокруг своей оси, вероятно, никак не влияет на вращение планет вокруг Солнца, так как энергия вращения Солнца планетам не передается. В спиральных галактиках, очевидно, ситуация другая, и вся спираль и все галактики в этих спиралях связаны с балджем не только напрямую, через гравитационное притяжение к балджу, но и косвенно — через саму спиральную структуру, которая передает энергию вращения балджа всем спиралям и всем галактикам в этих спиралях. То есть вращение балджа как бы «закручивает» всю спираль к центру, придавая всем рукавам спирали и всем галактикам в этой спирали дополнительное центростремительное ускорение, которое в итоге компенсирует их центробежные ускорения.

И таким эффектом, очевидно, обладает любая спираль. Ведь если мы начнем вращать сжатую спираль даже в обычных условиях, то сначала, под действием центробежных ускорений, эта спираль начнет расширяться — то есть расстояния между рукавами спирали начнут увеличиваться. Но затем, в каком-то положении, вся спираль придет в равновесие, и уже будет вращаться с одной угловой скоростью, одинаковой для всех рукавов спирали, то есть вращаться так же, как сплошной твердый диск.    

И для установления всех этих дополнительных сил внутри спиралей необходимо знать не только массу, скорости и расстояния между отдельными скоплениями галактик, но и знать эти величины для всех вообще спиралей, на всем их протяжении. А физики, насколько я понимаю, могут установить (по красному смещению) только массу и скорости скоплений галактик, по их общей светимости.

Но если физики и астрофизики все же все регистрируют правильно, и правильно интерпретируют полученные данные, а потом все правильно считают, и если в этих спиральных галактиках и в самом деле возникают какие-то дополнительные гравитационные силы, то, вероятнее всего, они связаны с каким-то дополнительным гравитационно-инерционным эффектом, возникающим в этих галактик, а вовсе не с существованием каких-то неизвестных частиц, которые не удается обнаружить даже в лабораториях глубоко под землей. С чем может быть связано появление этого дополнительного гравитационно-инерционного эффекта и как его можно объяснить?  

Спиральная галактика.
Спиральная галактика.

Очевидно, этот эффект проявляется только на огромных расстояниях. Ведь все тела обладают гравитационным притяжением, но между телами с небольшой массой оно очень незначительно (здесь гораздо важнее инертные свойства тел), и возникает и начинает играть роль это гравитационное притяжении только для больших масс. И можно предположить, что для еще больших масс и расстояний могут возникать какие-то дополнительные гравитационно-инерционные эффекты, которые никак не обнаруживают себя в отдельных звездах или звездных системах, а обнаруживаются только в скоплениях галактик.

А во-вторых, видимо, этот эффект опять-таки связан с вращательным движением. Вращение — и вообще какая-то особенная форма движения, и хотя оно связано с движением по прямой и инерциальными системами отсчета и происходит в том же пространстве-времени, что и всякое прочее движение, но все же оно имеет свои особенности. При этом при желании мы можем даже движение по прямой рассматривать как криволинейное движение, то есть как движение, в котором отчасти уже присутствуют элементы вращения. 

В самом деле, ведь для наблюдателя, стоящего на обочине прямой дороги, автомобиль, который движется равномерно и прямолинейно по этой дороге, вовсе не движется прямолинейно и прямо — он движется по кривой и ускоренно. Мы это наблюдаем как то, что сначала автомобиль появляется вдалеке и имеет небольшие размеры, затем, по мере приближения к нам, его видимые размеры возрастают, а скорость увеличивается, затем автомобиль проносится на большой скорости мимо нас, после чего его скорость и размеры снова начинают уменьшаться.

Так же и во вращающейся системе отсчета равномерное и прямолинейное движение относительно неподвижной системы отсчета становится ускоренным и криволинейным. Скажем, если на вращающемся диске какой-то шарик катится от центра этого диска к краю диска прямо и равномерно для неподвижного наблюдателя, находящегося вне этого диска, то в системе отсчета, связанной с центром самого диска, движение шарика будет криволинейным и ускоренным. Натурфилософы, конечно, знают об этом явлении, и для описания подобного движения вводят в рассмотрение специальную силу инерции — силу Кориолиса. Которую они, конечно, как и все прочие силы инерции, считают фиктивной — так как она возникает только из особенностей рассмотрения систем отсчета. 

Однако системы отсчета — это, как мы показали ранее, уже физическое представление, а не только математическое. И то, что все системы отсчета относительны друг друга, есть уже свойство самого пространства-времени и систем отсчета, и поэтому в том, как мы вводим и рассматриваем системы отсчета, уже присутствуют и объективные свойства пространства-времени и масс. И вполне возможно, дополнительный гравитационно-инерционный эффект в спиральных галактиках связан именно с появлением или выявлением каких-то свойств пространства-времени и систем отсчета, которые возникают на огромных расстояниях в связи с вращением спиралей и галактик, и которые не проявляются для меньших расстояний и при меньших массах.

Спиральная галактика, вид с ребра. В центре хорошо виден балдж.
Спиральная галактика, вид с ребра. В центре хорошо виден балдж.

Скажем, в физике известна т.н. теория Эйнштейна-Картана, которая по сути является расширением ОТО и в которой, помимо локально неинерциальных систем, рассматриваются системы отсчета, связанные с «кручением» пространства-времени. То есть эта теория не является альтернативной ОТО, а скорее является ее дополнением. Но дополнительные эффекты, которые вытекают из этой теории, настолько малы, что ими можно пренебречь даже для нейтронных звезд. Хотя вполне возможно, что эти эффекты для скоплений галактик уже начинают играть большую роль и создают какой-то новый общий дополнительный эффект, и эффект уже очень значительный.

Но в любом случае, гипотеза о существовании каких-то неизвестных частиц «темной материи» для объяснения проблемы «скрытой массы», как мне представляется, является худшим из возможных способов объяснить появление «дополнительной массы» в спиральных галактиках (если эта «дополнительная масса» вообще появляется, и это явление нельзя объяснить из особенностей самой структуры спиральных галактик, примерно как я показал выше). Ответы на все эти вопросы нужно искать в правильном и более точном понимании того, что такое пространство-время. 

Это главная проблема всей современной натурфилософии. И хотя современная натурфилософия уже, конечно, не рассматривает пространство-время как некий «пустой ящик» Ньютона — ведь этот «ящик» постоянно меняет размеры, так как Вселенная расширяется — в целом современные натурфилософы по-прежнему продолжают рассматривать пространство-время не как физическую реальность, а как чисто геометрическое и математическое представление, которое каким-то непонятным образом существует у них совершенно отдельно от материи. Отчасти это правильно, так как пространство-время само по себе есть уже реальность идеальная и геометрическая, есть только форма, но лишь отчасти, поскольку, как и всякая другая идеальная форма, она не существует и не может существовать без материи, то есть без какой-то объективной физической основы.              

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic