(анализ движения космического аппарата в “эфирной” среде)
Валентин Подвысоцкий
Решение проблемы межзвездных полетов требует огромных ресурсов энергии и связано с исключительными трудностями. Для создания космического аппарата, способного в приемлемые сроки совершать такие полеты, может понадобиться несколько научно-технических революций. Несмотря на существующие трудности, осуществлению межзвездных полетов, не препятствует ни один из известных законов физики. При возникновении общественной потребности, эта проблема рано или поздно будет решена. Уже в наше время, появляются некоторые идеи, позволяющие в принципе преодолевать возникающие трудности (см. http://www.n-t.org/tp/ts/kd3.htm).
При осуществлении межзвездного полета, космический аппарат может столкнуться с рядом неизвестных физических явлений. В данной статье сделана попытка анализа некоторых возможных вариантов развития событий. В форме мысленного эксперимента, будет рассмотрена динамика движения космического аппарата в гипотетической “эфирной” среде. Предполагается, что “эфирная” среда, является прозрачной для электромагнитных волн, и свободно проникает через космический аппарат. Изменение концентрации “эфирных” частиц является причиной возникновения сил тяготения, и влияет на протекание физических процессов внутри космического аппарата.
Физические процессы рассматриваются с точки зрения членов экипажа космического аппарата, и с точки зрения сотрудников центра управления полетом. Удобно пользоваться следующим правилом. Если физические процессы рассматриваются с точки зрения сотрудников центра управления полетом, возле математического символа ставится значок "штрих". Если с точки зрения экипажа космического аппарата, значок "штрих" не ставится. Рассматриваются физические процессы, протекающие внутри космического аппарата.
В результате возрастания концентрации N (“эфирных” частиц), снижается скорость c' (электромагнитных волн). Увеличивается продолжительность t' (электромагнитных процессов). Остается постоянной частота w' и энергия E'. Реализуется соотношение
dc'/c' = - dN/N = - dt'/t' = - dw/w = - dЕ/Е [1]
В первоначальном месте нахождения космического аппарата (совпадает с местом нахождения центра управления полетом), имеем c' → с, N → Nо, t' → t, w → w', E → E', v → 0. Интегрируя [1] получим
с'/с = Nо/N = t/t' = w'/w = Е'/Е [2]
Используя [2] запишем систему уравнений
v'/v = c'/c [3]
(v' + dv')/(v + dv) = (с' + dс')/с [4]
Используя [3, 4] получим соотношение
dv/v = - dc'/с' + dv'/v' [5]
Запишем закон преломления
Sіnα/Sіnβ = c'/(c' + dc') [6]
Запишем систему уравнений (см. примечание)
Sіn²α = 1 - v'²/c'² [7]
Sіn²β = 1 - (v' + dv')²/с'² [8]
Используя [6, 7, 8] получим
dv'/v' = - (dc'/c')(с'²/v'² - 1) [9]
Используя [3, 5, 9] получим соотношение
vdv/c² = - dc'/c' [10]
Интегрируя [10] получим
v²/c² = 2ln(c/c') [11]
Прирост dΕ энергии космического аппарата равен
dE = mqdr [12]
Используя [1, 10, 12] получим
E = mc² [13]
Рассмотрим стационарную диффузию “эфирных” частиц, испускаемых системой осцилляторов. Масса dM, переносимая через поверхность сферы радиусом r, равна
dM = - 4πr²DχdtdN/dr [14]
Связь между коэффициентом диффузии D, концентрацией N, массой “эфирной” частицы χ, коэффициентом внутреннего трения η, записывается в виде
DχN = η [15]
Используя [1, 10] получим
dN/dr = Nq/c² [16]
Используя [15, 16] перепишем [14] в виде
dM = - Mdt(4πηG/c²) [17]
Используя [17] получим коэффициент “распада” s (1/сек) системы осцилляторов
s = 4πηG/c² [18]
Используя [13, 17, 18] получим гравитационную светимость Q (Вт) системы осцилляторов
Q = Es [19]
Таким образом, анализ движения космического аппарата в “эфирной” среде, позволяет выявить классическую связь энергии и массы [13]. Получены формулы гравитационной светимости [18, 19]. Эти результаты свидетельствует в пользу выбранного нами направления исследований. Далее попытаемся определить некоторые физические характеристики “эфирной” среды, влияющие на динамику движения космического аппарата. Рассмотрим броуновское движение электрона массой ψ. Измерим его импульс p (p → 0) и координату х. За конечный промежуток времени dt (dt >> ψB) координата х изменится на величину ∆ (среднее квадратичное перемещение). Возникшую неопределенность ∆ вычислим по формуле
∆² = 2Ddt [20]
Перепишем [20] в виде
∆dp = 2Dψ [21]
Предполагаем, что броуновское движение микрочастиц, является механической причиной возникновения квантового принципа неопределенностей. Эту гипотезу можно попытаться использовать в качестве исходного момента объединения общей теории относительности и квантовой механики. В соответствии с квантовым принципом неопределенностей, запишем
∆dp = ħ [22]
Характер движения электрона в “эфирной” среде зависит от безразмерной величины (числа Рейнольдса Re). Средняя или характерная скорость потока v, характерный размер обтекаемого “эфирной” средой тела ι, коэффициент диффузии D, связаны соотношением
Re = vι/D [23]
Используя [21, 22] перепишем [23] в виде
Re = 2ψvι/ћ [24]
Согласно [24] число Рейнольдса имеет малые значения (Re < 0, 0293). Следовательно, при обтекании электрона “эфирной” средой, течение является ламинарным. Поскольку при ламинарном течении силы вязкости играют существенную роль, вокруг электрона формируется пограничный слой, толщина L которого определяется соотношением
L = ι/vRe [25]
Если толщина пограничного слоя электрона сопоставима с межатомными расстояниями, “эфирная” среда обтекает космический аппарат по его внешней поверхности, что приводит к резкому возрастанию силы торможения. Однако в нашем случае это не происходит. Согласно [24, 25] по отношению к межатомным расстояниям пограничный слой электрона имеет незначительные размеры. В первом приближении силу торможения космического аппарата “эфирной” средой, можно рассматривать как совокупность сил торможения всех элементарных частиц, составляющих космический аппарат. Наблюдения космических лучей свидетельствуют, что элементарные частицы могут длительное время двигаться почти со световой скоростью. Это дает основания полагать, что при увеличении скорости полета космического аппарата, сопротивление “эфирной” среды остается несущественным.
Обратим внимание на следующие обстоятельства. Согласно [24, 25] с уменьшением скорости движения, возрастает толщина пограничного слоя элементарных частиц. Увеличение размеров космических тел, ухудшает условия для проникновения “эфирной” среды. Возрастание массы и плотности, приводит к уменьшению межатомных расстояний. В окружающей космическое тело “эфирной” среде, может формироваться поток с ламинарным режимом течения. Характерный размер обтекаемого “эфирной” средой космического тела, сопоставим с его геометрическими размерами. Согласно [24, 25] толщина пограничного слоя Земли составляет около 7,5 млн. км. Это обстоятельство можно использовать для объяснения отрицательных результатов опыта Майкельсона по выявлению “эфирного” ветра. Поскольку указанный опыт проводился в пределах пограничного слоя Земли, его результаты не являются абсолютным доказательством отсутствия “эфирной” среды.
Из [11] при условии v → c получаем c' → c/√e. При баллистическом проникновении в область “эфирной” среды, которая характеризуется скоростью света c' → c/√e , космический аппарат разгоняется до максимально возможной скорости c. С учетом этого обстоятельства, используя [2] запишем неравенство для концентрации N “эфирных” частиц, в некоторой части модели, доступной для баллистического движения космического аппарата
Nо/√e < N < Nо√e [26]
Полученное соотношение [26] справедливо при указанном выше условии отсутствия сопротивления “эфирной” среды. Отсутствие сопротивления означает, что при движении в направлении большей концентрации “эфирных” частиц, скорость космического аппарата стремится к скорости света. Внутри космического аппарата, который движется почти со скоростью света, могут происходить следующие процессы. При наличии силы тяготения, в соответствии с законом преломления [6], ослабевают перпендикулярные к вектору силы тяготения внутренние связи. Кроме того, уже независимо от наличия силы тяготения, ослабевают параллельные к направлению полета внутренние связи космического аппарата.
Таким образом, двигаясь в направлении большей концентрации “эфирных” частиц, космический аппарат разгоняется почти до скорости света, и может разрушиться в результате ослабления внутренних связей. При движении в направлении меньшей концентрации “эфирных” частиц, согласно [1, 10] сила тяготения стремится вернуть космический аппарат обратно. Двигаясь по баллистической траектории со скоростью v < c, космический аппарат не может выйти за пределы определенной согласно [26] области “эфирной” среды. С учетом этого обстоятельства, мы можем условно разделить “эфирную” среду на подпространство (N < Nо/√e), пространство (Nо/√e < N < Nо√e), надпространство (N > Nо√e).
Не исключено, что концентрация “эфирных” частиц может изменяться в очень широких пределах. Есть некоторая вероятность, что согласно [26] область пространства составляет лишь малую часть наблюдаемого космоса. В процессе межзвездного полета, на пути космического аппарата могут оказаться области подпространства или надпространства. При баллистическом движении, они являются непреодолимым препятствием, и чтобы достичь цели полета, космический аппарат вынужден будет двигаться обходными путями. В результате, цель полета может оказаться недостижимой, либо обходной путь может оказаться слишком длинным. Таким образом, существование указанных областей подпространства и надпространства, может помешать выполнению поставленных задач.
Для решения этой проблемы существует простой способ полетов через подпространство и надпространство, который заключается в соответствующем использовании бортовой реактивной двигательной установки. В качестве эффективного источника энергии для ее работы, при околосветовой скорости полета, может использоваться кинетическая энергия космического аппарата (см. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/2876.html). Двигательная установка должна работать таким образом, чтобы реактивная сила противодействовала силам тяготения, возникающим в результате изменения концентрации “эфирных” частиц. При движении в направлении подпространства, двигательная установка работает в режиме ускорения (это позволит космическому аппарату преодолеть силу тяготения и проникнуть в подпространство). При движении в направлении надпространства, двигательная установка работает в режиме торможения (это позволяет уменьшить скорость космического аппарата, и сохранить его целостность при проникновении в надпространство).