Разделы: Физика
Размещена 22.02.2023. Последняя правка: 24.02.2023.
Просмотров - 291

Гравитационная постоянная G, не постоянная

Алсынбаев Хуснулла Хусаинович

нет учёной степени

пенсионер

без должности

УДК 53

Введение. Не только всем физикам, но всему человечеству известен закон всемирного тяготения, которую, яко бы, вывел Исаак Ньютон, в современной форме которого присутствует, так называемая гравитационная постоянная G. Однако, ни в одном источнике, ни у историков, ни у физиков, конкретно не приводится, как и каким образом, из каких аксиом он вывел эту формулу, в котором в явном виде фигурировала бы G. Более того, она отсутствовала в трудах физиков до 19-го века. В этой статье попробовал изложить своё видение, как и каким образом, и из каких соображений был выведен закон всемирного тяготения и гравитационная постоянная. Математика имеет некое преимущество над физикой, поскольку физики понимают физику только через математический формализм или пытаются понять и потому математики через математику могут преподнести физикам любую мысль, тем боле, когда математики не объясняют физикам, из чего, как и на основании каких рассуждений получена та или иное физическое выражение или формула. Подобное случилось и с формулой закона всемирного тяготения.

Не могу судить, сделал это правильно или нет, но я изложил своё видение и свой способ, и на основании третьего закона Ньютона показал и доказал, что гравитационная постоянная G в законе всемирного тяготения, не постоянная и что такой постоянной вообще не может быть.

Для рассуждений и выводов примем систему Земля – Луна.

Масса Земли mз = 597,26*10^22кг

Масса Луны mл = 7,3477*10^22кг

Среднее расстояние между их центрами s = 384,467*10^6м.

Принимаем, что Луна и Земля, тела точечные и не вращаются по своим стационарным орбитам друг вокруг друга, начинают движение с расстояния s = 384,467*10^6м, равное расстоянию между их центрами, и время начало их движения принимаем за ноль.      

Для начала рассуждений и выводов определим расстояния от Земли до барицентра (sз) и от Луны до барицентра (sл).

sз = (mл * s) / (mз + mл) ---------------------------------------------- ( 1 )

sз = 7,3477*10^22 * 384,467*10^6 / (597,26*10^22 + 7,3477*10^22кг) = 4,6723655287552*10^6м

sл = (mз * s) / (mз + mл) --------------------------------------------- ( 2 )

sл = 597,26*10^22 * 384,467*10^6 / (597,26*10^22 + 7,3477*10^22кг) = 379,79463447124*10^6м

s = sз + sл = 4,6723655287552*10^6 + 379,79463447124*10^6 = 384,467м

Можно было бы рассчитать и ускорения Земли (gз) и Луны (gл) в момент их столкновения в точке барицентра, но для этого мы не знаем и не можем узнать длительность времени t, за которое они проходят расстояния sз и sл.

Применительно к системе Земля – Луна, третий закон Ньютона или аксиому Ньютона, выразим так

mз * gз = mл * gл ----------------------------------------------- ( 3 )

Всем ясно, что в этом равенстве ( 1 ) величины ускорения Земли (gз) и Луны (gл) не постоянные, поскольку с приближением Земли и Луны к барицентру их силы взаимодействия Fз и Fл возрастают, соответственно увеличиваются и их ускорения gз и gл.

Перепишем ( 3 ) в виде равенства соотношений

gз / mл = gл / mз ----------------------------------------------- ( 4 )

Несмотря на то, что третий закон выразили в виде равенства соотношений, ускорения Земли (gз) и Луны (gл), по мере их движения к барицентру, остаются всегда неизменно переменными и равенство соотношений всегда соблюдается.

Далее, обе части равенства соотношений ( 4 ), огульно, просто из любопытства, без каких-либо логических выводов и экспериментальных доказательств, умножаем на расстояние (s) между центрами Луны и Земли, причём в квадрате (s^2).

gз * s^2 / mл = gл * s^2 / mз --------------------------------- ( 5 )

От подобного действа равенство соотношений не изменилась, как была равной, так и осталась равной, но следует заметить, что величина расстояния s, также, как и gз и gл, переменная от времени, по мере приближения Луны и Земли друг к другу, т. е. к барицентру, она убавляется. Отсюда следует, что произведения (gз * s^2) и (gл * s^2), в числителе соотношения ( 5 ), тоже переменные.

Однако, не смотря на то, что произведения (gз * s^2) и (gл * s^2), на всём пути движения Луны и Земли, величины переменные, физики уверенно говорят и утверждают, что левые и правые части равенства соотношений ( 5 ) равны и постоянны, и потому их обозначили символом G, возвели её в ранг вечной постоянной, и назвали гравитационной постоянной.

gз * s^2 / mл = gл * s^2 / mз = G ------------------------------ ( 6 )

Даже в том случае, как во втором законе Ньютона, когда силы взаимодействия Fз и Fл и ускорения gз и gл постоянные, в силу не постоянства s^2, в числителе выражения ( 5 ), произведения (gз * s^2) и (gл * s^2), всегда будут не постоянными, отсюда и в выражении ( 6 ) о постоянстве G не может быть и речи. 

Из ( 6 ) получили

gз * s^2 / mл = G

gз = G*mл / s^2 -------------------------------------------------- ( 7 )

Умножили левые и правые части равенства ( 7 ) на массу Земли (mз) и в результате получили, не больше не меньше, закон всемирного тяготения.

mз*gз = G*mз*mл / s^2

Fз = mз*gз = G*mз*mл / s^2 ---------------------------------- ( 8 )

Опять же из ( 6 ) получили

gл * s^2 / mз = G

gл = G*mз / s^2 -------------------------------------------------- ( 9 )

Умножили левые и правые части равенства ( 9 ) на массу Луны (mл) и в результате получили тот же закон всемирного тяготения

mл*gл = G*mз*mл / s^2

Fл = mл*gл = G*mз*mл / s^2 --------------------------------- ( 10 )

В итоге получили

Fз = Fл = G*mз*mл / s^2 -------------------------------------- ( 11 )

Как такое возможно? Это возможно только по законам математики, без каких-либо логических и юридических обоснований, но никак не в физике. Возможно, это сделал математик Пуассон и до сих пор все физики пляшут и поют под его музыку.

Далее рассмотрим более подробно и детально равенство ( 5 )

gз * s^2 / mл = gл * s^2 / mз

Для этого перепишем равенство соотношений ( 5 ) в следующем виде

(2*sз / t^2) * s^2 / mл = (2*sл / t^2) * s^2 / mз ------------------- ( 12 )

где

gз = 2*sз / t^2

gл = 2*sл / t^2

После преобразования ( 12 ) получаем

2 * sз * s^2 / mл * t^2 = 2 * sл * s^2 / mз * t^2 = G -------------- ( 13 )

Обратите внимание на то, что в числителе левой части равенства, произведение расстояния (sз) от земли до барицентра на квадрат расстояния (s^2) между центрами Земли и Луны, и в числителе правой части, произведение  расстояния (sл) от Луны до барицентра на квадрат расстояния (s^2) между центрами Земли и Луны. На основании каких умозаключений или экспериментальных данных (sз) и (sл) умножили на (s^2) и получили G? Почему бы таким же образом и успехом не умножить на s или на s^3, или на t^2, чтоб напрочь исключить время и тоже получили бы какое-то значение G. Какой логический и физический смысл в этом действие, которую проделали когда-то математики? Абсолютно никакого смысла, но математика-то вытерпит и выдержит всякие издевательства над здравым смыслом и физикой, главное получить для физиков несусветное G и утверждать, что она постоянная и назвать её гравитационной постоянной. Подобную аферу может умышленно совершить только математик, знающий и понимающий проблемы физики и решивший решить эту проблему подобным образом, но никак не физик. Вот таким образом и способом, в выражениях ( 7 ) и ( 9 ), изобретатель ЗВТ скрыл время, т. е. он напрочь исключил время, надёжно спрятав её в гравитационную постоянную G, за которое тела совершают ускорение. Этот математический трюк сделан специально, чтоб физикам более не заморачиваться поиском и определением неизвестного времени, и чтоб вообще не задавались вопросом по поводу времени. Теперь все физики, без какого-либо времени движения тела, определяют ускорение любого тела. Хоть это совершенно неправильно, но физики довольны, как говорят, в без рыбьи и рак рыба. Это как возможно такое. Ускорение любого тела в принципе невозможно определить без знания времени движения тела, так же, как невозможно определить скорость движения тела на любом участке без времени. И к тому же, в числителях выражения ( 13 ), (sз * s^2) и (sл * s^2), это произведения двух разных чисел, один из которых в квадрате, но не как возведение в куб одного и того же числа, хотя размерность автоматом получается в кубе, в следствии чего у G размерность получается (м^3 / кг*сек^2), что тоже приводит к непониманию полученных формул и выражений. А что это за время t в знаменателе, да ещё в квадрате, на которую никто внимания не обращает, и которая вроде как бы и не существует для физиков, ведь она тоже переменная величина и потому, даже по времени, G не может быть постоянной. Кто-нибудь и когда-нибудь пытался определить экспериментально или расчётным способом это самое время, за которое Луна или Земля, или какие-то небесные тела могли упасть на барицентр? Единственное, что сделали физики всего человечества в этом направлении, так это, экспериментально было установлено и то только на поверхности Земли, что пробное тело массой в 1кг падает с высоты h = 4,903325м за одну секунду. Более в этом направлении никаких экспериментов по определению времени падения различных тел или их ускорении на различных высотах над Землёй не проводилось и уж тем более на Луне. Как, без знания времени движения Земли и Луны, можно говорить и рассуждать о каких-то их ускорениях и измышлять гипотезы о гравитационной постоянной, ну, разве что только умничать и стряпать различные несусветные теории. Существующая в физике гравитационная постоянная G, это всего на всего очковтирательство в логике физиков через математику. Единственное, что мы знаем от самой Природы о времени движения тел, это то, что два небесных тела, взаимно и дружно вращающихся на своих стационарных орбитах, обращаются друг вокруг друга с периодом T, через которую мы можем рассчитать ускорения обеих тел на любом участке их движения от орбиты до барицентра, задавая время в пределах от нуля до T/4,  (0,0 ≤ t ≤ T/4), и из чего получается, что ускорения Земли и Луны, во всех точках пути движения, разные.

Фантазии разумного математика в математике не ограничены, разве что правилами арифметики. Посему ( 13 ) перепишем в следующем виде

2 * sз * v^2 / mл = 2 * sл * v^2 / mз = G ----------------------- ( 14 )

где v = s / t – относительная скорость, т. е. скорость одного тела относительно другого в любой точке пути движения Земли и Луны от начала движения до барицентра, которая также является величиной переменной. Произведения переменных sз и sл на переменную v^2 в числителях, есть величина переменная и потому G, в принципе не может быть постоянной.

Таким образом из изложенного следует, что в физике и уж тем более в Природе, не существует никакой гравитационной постоянной.

Актуальность работы заключается в том, что на основании третьего закона Ньютона доказано, что гравитационная постоянная G, не является постоянной величиной и что такой постоянной вообще не может быть.

Цель работы заключается в том, чтобы показать, как и каким образом получен закон всемирного тяготения и гравитационная постоянная G, которые не отражают действительное взаимодействие небесных тел.

Научная новизна работы заключается в доказательстве, что гравитационная постоянная в законе всемирного тяготения, не является постоянной и отсюда следует, что закон всемирного тяготения не является правильной формулой для определения сил взаимодействия двух небесных тел.

Выводы.  В данной работе установлено, что гравитационная постоянная G, не является постоянной и отсюда следует, что формула закона всемирного тяготения неправильная.

Заключение. Цель работы выполнена и доказано, что, так называемая гравитационная постоянная в физике, не является постоянной величиной.

1. Учебник физики для 10 класса школ и классов. Под редакцией А. А. Пинского. Учебник разработан в институте общего среднего образования РАО. - Москва, «Просвещение», 2002 г.

Рецензии:

22.02.2023, 17:50 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Фундаментальные физические постоянные — постоянные величины, входящие в уравнения, описывающие фундаментальные законы природы и свойства материи [Физическая энциклопедия, т. 5. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998, с. 381—383]. А гравитационная постоянная, постоянная Ньютона — это фундаментальная физическая постоянная. В единицах Международной системы единиц (СИ) рекомендованное Комитетом данных для науки и техники (CODATA) на 2020 год значение гравитационной постоянной: G = 6,67430(15)?10?11 м3·с?2·кг?1, или Н·м?·кг?2. [CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants]. Рекомендую автору ознакомиться с работой [https://www.yaklass.ru/p/fizika/9-klass/mekhanicheskie-iavleniia-osnovy-dinamiki-18748/zakon-vsemirnogo-tiagoteniia-gravitatcionnaia-postoiannaia-103748/re-f9813418-27da-4969-b2fe-a849f16fa7cf]. Статью автора Алсынбаева Х.Х. не рекомендую к публикации в журнале sci-article.ru.

24.02.2023, 13:05 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Mетодом AAF (angular-acceleration-feedback) проведены измерения гравитационной постоянной G [https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.23.655]. Методом TOS (time-of-swing) проведено переопределение постоянной гравитации с помощью крутильных весов в вакууме. Большие массы представляли собой стальные цилиндры весом около 66 кг, а маленькие массы - сферы из золота, платины и оптического стекла [https://www.semanticscholar.org/paper/A-redetermination-of-the-constant-of-gravitation-Hely/4e4d84f73707d9ee37f5e95061a91d532696cb5f?p2d]. Ученые получили усредненные значения гравитационной постоянной G = 6,674184(78)×10−11 ньютон на метр квадратный на килограмм для метода TOS и G = 6,674484(78)×10−11 ньютон на метр квадратный на килограмм для метода AAF. Относительные погрешности в каждом случае примерно равны 11,6 частей на миллион. На данный момент это самые точные значения гравитационной постоянной [https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5].

27.02.2023, 15:42 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Одним из самых удивительных механических свойств тел является их способность притягивать друг друга даже на расстоянии. Эти силы взаимного притяжения, действующие между всеми телами без исключения, получили название сил всемирного тяготения или гравитационных сил. Силы всемирного тяготения не зависят от состояния тела; их действию не мешают никакие препятствия. Сила тяжести, которая заставляет все свободные тела падать на Землю, является лишь частным случаем проявления сил всемирного тяготения. Ньютон пытаясь объяснить движение Луны вокруг Земли по круговой орбите, рассматривая открытые Кеплером законы движения планет вокруг Солнца, предложил, что тяготение является всеобщим свойством материи. Ньютон высказал мысль, что сила всемирного тяготения должна быть пропорциональна массам обоих взаимодействующих тел. Далее он сопоставил силы тяжести, действующие на все тела на поверхности Земли, с силой действия Земли на Луну и на находящиеся на ней предметы. Расчет Ньютона показал, что сила, действующая со стороны Земли на предметы, находящиеся на Луне, приблизительно в 3600 раз меньше, чем сила, действующая на такие же тела на поверхности Земли. Расстояние от центра Земли до Луны в 60 раз больше радиуса земного шара. Поэтому Ньютон предложил следующую формулировку закона всемирного тяготения: два тела притягиваются друг другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Однако эта формулировка справедлива только тогда, когда размеры тел малы по сравнению с расстоянием между ними. Если это условие не выполняется, то по формуле сначала вычисляют силы, действующие между маленькими частями тел, а затем эти действия складываются и находят полную силу взаимодействия больших тел. Для того чтобы можно было написать формулу закона в виде равенства, был введен коэффициент пропорциональности, числовое значение которого зависит от выбора единиц силы, массы и расстояния. Коэффициент пропорциональности не может быть числом отвлеченным и является именованной величиной со своей размерностью. Этот коэффициент получил название гравитационной постоянной. Гравитационная постоянная очень мала, потому что силы тяготения между небольшими телами тоже малы, и их прямое измерение в земных условиях представляет большие трудности. Эти трудности были преодолены английским физиком Генри Кевендишем, который впервые в лаборатории сумел измерить силы тяготения и определить числовое значение гравитационной постоянной. Закон всемирного тяготения позволил Ньютону теоретически получить все законы движения планет и положить начало современной небесной механике. Ньютон с помощью этого закона правильно объяснил явления морских приливов и отливов. В дальнейшем этот закон многократно позволял не только рассчитывать движения небесных тел по результатам астрономических наблюдений, но и предсказывать существование неизвестных светил по их влиянию на движения известных планет и звезд. Таким образом, например, были заранее определены положение и размер планеты Нептун. В настоящее время этот закон позволяет расчетным путем определять существование планет у далеких звезд, служит надежной основой для расчета движения искусственных спутников Земли и космических кораблей [https://emirsaba.org/nuchnij-stile-rechi-tema-osobennosti-nauchnogo-stilya-rechi.html?page=11].

28.02.2023, 12:47 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Автор данной статьи пишет - "А вот Голубев Владимир Константинович, явный физик, он в своём отзыве в двух словах коротко и ясно сказал, что движение двух материальных точек не является равноускоренным, т. е. движение с переменным ускорением, иначе, с возрастающим ускорением. Чувствуете его мысль?" и тем самым автор статьи Алсынбаев Х.Х. подтверждает, что он не прав, утверждая, что "Гравитационная постоянная G, не постоянная".

11.03.2023, 17:02 Чуев Анатолий Степанович
Рецензия: Есть система размерностная система физических величин и закономерностей (ФВиЗ), информацию о которой можно найти в интернете по соответствующему поисковому запросу. О том, что гравитационная постоянная не входит в сохраняющиеся физические величины этой системы можно узнать, познакомившись с данной системой. Кое-что об этом есть в моём выступлении: https://www.youtube.com/watch?v=0audlRTfHh0&t=99s



Комментарии пользователей:

24.02.2023, 1:12 Голубев Владимир Константинович Отзыв: Сбой в анализе произошел при использовании формулы для равноускоренного движения s=at^2/2 при преобразовании выражения (5). В рассматриваемой задаче двух материальных точек движение не является равноускоренным.

9.03.2023, 18:45 Новиков Евгений Павлович Отзыв: Основой предложенного автором статьи доказательства непостоянства гравитационной постоянной является его утверждение: "произведение переменных всегда является величиной переменной" ! Последнее утверждение легко опровергается примером функции y, тождественно равной 1 и являющейся произведением двух переменных: y= (x) * (1/x), (x>0)

Оставить комментарий