Charge-energy with heat returns back after the radial fall to gravitational center

0.14 MB·

by  Igor Bulyzhenkov

Charge-energy with heat returns back after the
radial fall to gravitational center
7 I.E. Bulyzhenkov, [email protected]
1
0
Lebedev Physics Institute RAS
2
Moscow Institute of Physics and Technology, Moscow, Russia

n
a
Abstract.HeattransferintheSRflowofpower,ratherthantheNewtoncurrentof
J
cold masses, provides proper referents for GR geodesic motion of inertial energy and
4
2 formetric ofnon-emptyspace. GRcan compare losses of internalenergy underspeed
increasesandcanexplaintheattractionlawbythebodytendencytowardequipartition

] of kinetic energies over internal and external degrees of freedom. Thermodynamic
h
p approach numerically describes the cyclic dynamics of the vertical fall to center with
- the final path deceleration followed by the accelerated rise as an oscillation around
n
thekineticenergy equilibrium of geodetically moving body and pushesothertestable
e
g predictions for inertial charges with heat in strong field gravitation.
.
s
c Keywords:gravitationofthermodynamicbodies,inertiaofenergy,equipartition
i theorem, cooling by motion, geodetic fall deceleration, accelerated return from
s
y center
h MSC: 83C15
p
PACS: 04.20.Cv
[

1
1 Введение
v
8
1 Во всех странах школьников приучают к догме, что релятивистская фи-
0
зика Эйнштейна в слабых полях должна воспроизводить физику Ньюто-
2
на с легко проверяемой динамикой постоянных масс для малых скоростей,
0
. v2 c2.Приэтомшкольныеучителяотмечают,чтоклассическаямеханика
2 ≪
точечныхмасснезнаетчисленныхнеудач“вобластисвоейприменимости”.
0
Тем не менее, даже для самых малых скоростей механика Ньютона не мо-
7
1 жет считаться правильной или полной теорией. Ведь классические массы
: не несут тепла (без которого на практике автомобиль не остановишь) и
v
i ньютоновскуюдинамику холодныхмасс в принципе необходимодополнять
X
термодинамикой и внешним термостатом даже в простейшей задаче двух
r тел.
a
Вэйнштейновскойфизикеинерционнымигравитационнымзарядомяв-
ляетсяуженемасса,аполнаяэнергиямеханическоготелаEo√goo/√1 v2c−2
−
[1],котораяобязанаучитыватьтеплоиего переноспо релятивистскомуза-
кону Лауэ 1908 года: Q=Q √1 v2c−2. Именно так переносит свою энер-
o
гию,т.е.частоту,иквантоваячас−тицавволновоймеханике¯hω =h¯ω √1 v2c−2.
o
−
ЗаконЛауэ,посути,этозаконрелятивистскогозамедлениявременивобъеди-
ненном пространстве-времени,котороевовсе не присуще ньютоновскойди-
намике. С точки зрения наблюдателя, подсчитывающего энергетический
1
баланспозаконамрелятивистскойтеории,любоеинерциальноетелосэнер-
гией покоя E = M c2 теряет при движении часть своей внутренней энер-
o o
гии как при большихскоростях,таки при малых, когдаM c2√1 v2c−2
o
− −
M c2 M v2/2. Такой противоток тепловых потерь вдвое снижает вели-
o o
≈−
чину кинетической энергии поступательногодвижения термодинамическо-
готелаM v2вмиремалыхскоростей,гдеM v2 M v2/2=M v2/2 M c2.
o o o o o
− ≪
Еще раз, кинетическая энергия M v2/2 в модели Ньютона не соответству-
o
ет энергии медленного поступательного движения M v2 в референтах ре-
o
лятивистской физики с замедлением времени. Так можно ли модельную
динамику Ньютона с вдвое заниженной кинетической энергией холодных
масс считатьправильнойтеорией“вобластисвоейприменимости” и подго-
нятьподнеебалансэнергийвСпециальной(СТО)иОбщей(ОТО)теориях
относительности?
2 Инерция зависит от тепла вопреки Ньютону
Необходимо признать модельную ущербность и классической механики, и
ее понятия массивной точки, для которой нет перспектив конвергенции с
носителями энергии в квантовой механике. Ведь эффект замедления вре-
мени при переносе энергии покоя хорошо проверен на примерах много-
километровогодвиженияпи-мезоновидругихкороткоживущихчастиц.От
понятиямассыпокояM надополностьюотказатьсявпользуэнергиипокоя
o
E у составного тела или неделимой частицы, поскольку при поглощении
o
энергии “безмассовых” волн инерция неподвижного тела или атома растет
вместе с ростом E . А сохранение двух понятий для одной энергетической
o
характеристики реального термодинамического тела неизбежно приводит
сначала к физической путанице, а затем и к неправильным математиче-
ским моделям. Убедимся в этом на демонстрируемой ниже неспособности
ньютоновской теории “холодных” масс выступать в роли предельного слу-
чая для эйнштейновскойфизики инерциальных энергий с теплом.
Движение любого термодинамического или составного тела c внутрен-
нейэнергиейпокояE описываетсявметрическомгравитационномполе[1]
o
полной релятивистской энергией,
E Eo√g00 E 1 β2+ Eoβ2 Eo(1−√g00) , (1)
o
≡ 1 β2 ≡ − " 1 β2 − 1 β2 #
− p − −
p p p
котораяпропорциональнавеличинеинерциального(игравитационного)за-
рядаq E/ϕ (гдеϕ c2/√G=1.04 1027эB).Вэтомзарядевотсутствие
o o
≡ ≡ ×
энергии вращения тела мы будем отслеживать вклады от уменьшающейся
соскоростьюсобственнойвнутреннейэнергиитермодинамическойсистемы
N E 1 β2 >0,откинетическойэнергииеепоступательногодвижения
o
≡ −
как целого, K E v2/c2 1 β2 > 0, и от отрицательной потенциальной
p ≡ o −
энергиив неоднородномгpравитационномполе U ≡ −Eo(1−√g00)/ 1−β2
<0, где 0<g 1 и β2 v2/c2 <1. КритиковавшийНьютона Эрнст Мах
oo ≤ ≡ p
2
навернякабыодобрил,чтопривыбранномопределенииинерциальных/гра-
витационных зарядов q сила их парного тяготения по закону обратных
квадратов зависит от распределения удаленных тел через гравитационные
вклады в переменный релятивистский заряд E/ϕ каждого из партнеров.
o
В квадратных скобках в (1) сгруппирована чисто механическая часть
энергии поступательно движущегося тела при наличии внешнего гравита-
ционного поля, M K +U = E N = Eo(β2+√g00 1)/ 1 β2. Кроме
≡ − − −
того, в разложении по трем степеням свободы полной энергии у термоди-
p
намического тела можно объединить кинетические энергии внутреннего и
внешнего (поступательного) движений, T N +K = E / 1 β2, что и
o
≡ −
реализованоСТОв1905годувугодуреферентамньютоновскойдинамики.
p
Другими словами, СТО в нерелятивистском пределе сориентировалась на
“ополовиненную” Ньютоном кинетическую поправку E β2/2 для поступа-
o
тельного движения и, вопреки своим возможностям, не смогла распознать
роль динамических изменений внутренней энергии при изменений скоро-
сти тел и соответствующих замедлений собственного времени. А ведь ско-
ростные изменения собственной внутренней энергии E 1 β2 могли бы
o
−
нарядуспонятиемсобственноговременивыявитьвдинамикеСТОнеразде-
p
лимый противоток энергии медленного механического движения и сброса
тепла, сопутствующего движению в объединенном пространстве-времени.
Его метрика была введена Минковским в том же 1908 году, что и закон
Лауэ. Если не игнорировать инерцию у тепла и закон Лауэ для кинемати-
ческого уменьшения внутренней энергии, то давно стало бы понятно, что
динамика холодных масс Ньютона ни коим образом не должна служить
нерелятивистским референтом для физики инерциальных энергий СТО и
ОТО, способных объединить динамику теплых тел с термодинамикой как
для общерелятивистского случая, так и для предела малых скоростей в
отсутствииполейтяготения.Сталбыясенимеханизмповышенногоувели-
чениямеханическойэнергиижидкостизасчетсбросаеевнетреннейэнергии
при начале движения, по новому рассчитывался бы энергообмен в торнадо
и других природных явлениях.
3 Метрическая самодостаточность ОТО с теп-
лыми энергетическими зарядами
РеферентытеорииНьютонадолжныбытьотмененынетолькодлядинами-
ки инерционных энергий с теплом в СТО, но и для определения метриче-
скихрешенийчерезньютоновскийпределдляслабогополяОТО.Действи-
тельно, неоднородную метрическую компоненту g (x) легко выразить из
oo
релятивистского баланса (1) через универсальный гравитационный потен-
циал U/E для маховского притяжения зарядов полной инерционной энер-
гии E, включающей тепло:
1 β2 U√goo 1
√g (N +K+U) − 1+ . (2)
oo
≡ E ≡ E ≡ [1+( U/E)]
p o −
3
Основываясьнаалгебраическихтождествахвсоотношениях(1)-(2)мож-
носформулироватьследующуюg -теорему:“Чистовременнаяметрическая
oo
компонента определяется в гравитации энергий Маха-Эйнштейна непре-
рывнымполевымпотенциаломϕ U/E строгокакg =(1 ϕ)−2,причем
oo
≡ −
без особенностейна всемполуинтервале <ϕ 0 допустимых аргумен-
−∞ ≤
тов”.
Радиальный потенциал ϕ = GE /c4r соответствует в слабых полях
2
−
ньютоновскомутяготению и подчиняется в сильных полях теореме (2) для
временной компоненты метрического тензора g (r) = [c4r/(c4r +GE )]2.
oo 2
Поэтому шварцшильдовская метрика [2] с g (r) = (c2r 2GM )/c2r не
oo 2
−
вполне согласуется с маховской гравитацией инерциальных энергий (1) с
внешними потенциальными вкладами и внутренним теплом. В энергетике
ОТО просто неправомерно равняться на модельную гравитацию холодных
массНьютона.В1938годуЭйнштейнраскритиковалдуальностьмассивных
частицибезмассовыхполей,указавнанедуалныйпутьвфизикенепрерыв-
ных носителей энергии [3]. После этого автор ОТО четко охарактеризовал
шварцшильдовский4-интервалссингулярностьюкак‘неимеющийотноше-
ния к физическойреальности’[4](за что североамериканцамибылпрозван
“the reluctant father of black holes” - отлынивающий папаша черных дыр).
Напомним, что в 1913 году Эйнштейн и Гроссманн внедрили неодно-
родное поле во временную часть 4-интервала пространства-времени Мин-
ковского и сохранили, в то время без вариантов, модельную массивную
точку или локализованное вещество для референтного сравнения реляти-
вистского и классического движений в гравитационных полях [5]. После
переписки с Гильбертому Эйнштейна появилось тензорное Уравнение для
гравитационногополя,геометризованногопространственно-временнымин-
тервалом ds = √dτ2 dl2 с уже обоими искривленными подъинтервала-
ми, dτ2 g [dt+(g −dxi/g )]2 и dl2 (g g g−1/2 g )dxidxj. При этом
oo oi oo oi oj oo ij
≡ ≡ −
негеометризованноевеществовправойчастиУравненияЭйнштейна[6]опять
допускалопространственнуюлокализациюипустыеобластивсоответствии
с референтными представлениями Ньютона об инерции локализованных
масс, а не об инерции непрерывных энергетических полей. В чем же со-
стоитнереализованнаяреволюционностьновых идей Эйнштейна 1938-1939
годов после его первых потрясений основ гравитациив 1913-1916годах?
4 Недуальный поворот от дуальной ОТО
Метрика Шварцшильда для пустоты не нравилась не только Эйнштейну.
Кривое 3-пространство в метрическом решении 1916 года для постоянного
центрального поля [2] не могло устроить многих физиков, начиная с отка-
завшегося от дальнейшего соавторства Гроссманна. Зоммерфельд, Швин-
гер, Фейнман и многие другие стремились сохранить евклидовость элек-
тродинамики, включая ее постоянныйгауссовпотокпо двумерной замкну-
той поверхности и строгое правило квантования Бора-Зоммерфельда по
одномерному замкнутому контуру. Наиболее далеко в аргументированной
4
критике ОТО 1916 года зашел в 80е годы прошлого века академик А. Ло-
гунов, предложивший в альтернативной теории РТГ [7] вернуться назад к
неискривленному пространству-времени 1908 года и встроить гравитацию
в лагранжевудинамику частицпо проверенномусценарию электромагнит-
ных полей. Это бы вернуло релятивистской физике плоское пространство
присохраненииреферентовньютоновскойдинамикив“областисовместной
применимости теорий”, устранило бы нефизические черные дыры в силь-
ных полях и привело бы к цикличности состояний материи с высокой и
низкой плотностью.
Программные цели Логунова можно только приветствовать,тем более,
что Эйнштейн и сам пытался улучшить релятивистскуютеорию. При этом
он понимал, однако, что последовательная классическая механика, как и
квантоваямеханикапротяженныхчастиц,должнастроитьсявнедуальных
терминах плотностей энергии: “Вещество - там, где концентрация энергии
велика, поле - там, где концентрация энергии мала. Это различие не ка-
чественное, а скорее количественное. Нет смысла рассматривать вещество
и поле как два качества, совершенно отличные друг от друга. Мы не мо-
жем представить себе определенную поверхность,ясно разделяющую поле
и вещество.”
Недуальная теория плотностей энергии никак не может трансформи-
роваться в дуальную из-за перехода от высоких концентраций материи к
низким. Неразумно ожидать, что недуальные объекты в физике микроми-
ра начнут переходить в дуальные при изменении масштаба пространства
или скорости движения частиц. Модельное разделение в макромире еди-
ной энергетической сущности непрерывного материального пространства
на якобы локализованное веществои якобы порождаемое им неинерциаль-
ноеполеобъясняетсяколичественнымипринципаминаблюденийнелокаль-
ной реальности, и не может обосновываться как истинное через подстра-
иваемый под наблюдения математический аппарат теории (типа неполной
динамики Ньютона для холодных массивных точек).
В 1938 году Эйнштейн предлагал не вернуться от двух понятий 1916
года (пространство-временя-поле плюс вещество) назад к сумме трех по-
нятий (пространство-время плюс поле плюс вещество, как выбрал Логу-
нов [7]), а наоборот сократить число физических понятий до одного, внед-
рив непрерывно плотность протяженной элементарной частицы в единое
пространство-время-поле-вещество.Этореволюционноепредложениенесо-
провождалосьтогда новымиформулами и проверяемымипредсказаниями.
Но Эйнштейн сразу предупредил, что в недуальной теории чистого поля
непрерывная частица должна исчезнуть из вспомогательной правой части
Уравнения1916года.Сегоднякаждыйможетпроверитьвподдержкунеду-
альныхидейЭйнштейнаипро-евклидовыхцелейЛогунова,что самосогла-
сованная по энергетическому балансу (1) метрика ОТО с теоремой (2) для
g (r)=r2/(r+r )2 позволяетпо-евклидовскипрочесть пространственный
oo o
подъинтервалdl2 =δ dxidxj приобнулениикривизныЭйнштейна,G =0.
ij oo
Это и есть Уравнение Эйнштейна, R = g R/2 = 0, без правой части в
oo oo
6
непустомпространствестатическихрадиальныхплотностейинтегралапол-
5
ной энергии r ϕ2 для центрального поля тяготения.
o o
5 Разворот движения у центра падения
Для предсказания новых проверяемых эффектов в парадигме непустого
пространства Эйнштейна 1938 года надо решительно отбросить в СТО и
ОТО ньютоновские референты медленного движения масс в пустоте и пе-
рейтипо(1)-(2)к подсчетуэнергетическогобалансанагретыхтелс учетом
переноса тепла. Достаточно сделать предположение, что релятивистская
энергия покоя E имеет кинетическую природу за счет внутреннего дви-
o
жения инерциальных плотностей составного тела или частицы. Тогда уда-
ленное от гравитационного центра пробное тело в покое будет обладать в
(1) максимумом свой внутренней кинетической энергии N( ) = E при
o
∞
нулевой механической энергии: M( ) = K( )+U( ) = 0 при K( ) =
∞ ∞ ∞ ∞
0,U( ) = 0. На конечном удалении R от гравитационного центра тело в
∞
отсутствие скорости, β(R) = 0 и K(R) = 0, продолжает обладать полной
внутренней кинетической энергией N(R)= E при отрицательной механи-
o
ческой энергии M(R) = U(R) = E [1 g (R)] < 0. При этом полная
o oo
− −
энергия термодинамическоготела,E(R)=N(R)+M(R)=E g (R)>0,
p o oo
всегда остается в (1) положительной.
p
Если неподвижное тело освободить на любом расстоянии R от центра
гравитации, то по теореме о равнораспределении кинетических энергий по
степенямсвободыонобудетстремитсяксвоемукинетическомуравновесию:
E β2(r )
N(r ) E 1 β2(r )= o eq K(r ), (3)
eq o eq eq
≡ − 1 β2(r ) ≡
eq
q −
реализующемуся в отсутствиивращенийpпри v2(r )=c2/2 и r <R.
eq eq
Безвозникновениягравитационныхсилнеизменяласьбы(принципинер-
ции)искоростьпоступательногодвижениятермодинамическихтелвсторо-
нукинетическогоравновесия,т.к.темпизменения кинетическойэнергии K
не может быть в (1) компенсирован лишь темпом потери внутренней энер-
гии N. Для самопроизвольного набора поступательной скорости и стрем-
ления кравновесномураспределениювнутреннихивнешнихкинетических
энергий инерционные тела взаимным образомсоздают друг для друга гра-
диенты потенциала и условия для взаимных вращений. Суть парных сил
гравитации в том, чтобы взаимосогласованно обслужить стремление каж-
дого из партнеров к равнораспределению кинетической энергии по всем
имеющимся степеням свободы, включая внутренние движения, взаимные
поступательные перемещения и встречные вращения.
Вернемсякпримерупаденияпробнойчастицысфиксированнойвысоты
Rинулевойначальнойскоростьюнапокоящийсяцентрсбольшойэнергией
E E , которая создает для полной энергии частицы E(R)=E g (R)
2 o o oo
≫
статическийгравитационныйпотенциалчерезрадиальнуюфункциюg (r).
p oo
Присвободномрадиальномпадениив постоянномполе полная энергия ча-
стицы (1) по законамОТО сохраняется,E[r(t)]/E = g (r)/[1 β2(r)]=
o oo
−
p
6
g (R). Такое сохранение позволяет связать с метрическим полем g (r)
oo oo
нетолькофизическуюскорость,0 v2(r)<c2,монотоннонабираемуюпри
p ≤
отвесном падении от нуля до скорости света, но и координатную скорость
телаdr/dtпомировымчасамdt dxo/cудаленногоотцентранаблюдателя.
≡
Для этого запишем релятивистские соотношения для строго радиального
падения с сохранением энергии пробного тела в постоянном неоднородном
поле:
g (r) v2(r) 1 dr 2
oo
=1 =1 . (4)
g (R) − c2 − g (r)c2 dt
oo oo (cid:18) (cid:19)
С учетом двух направлений движения второе равенство в (4) для коор-
динатной скорости можно переписать в эквивалентном виде с введением
единичного вектора ˆr r/r:
≡
dr(t) g (r)
= ˆrc g (r) 1 oo . (5)
oo
dt ± s (cid:20) − goo(R)(cid:21)
ИзэтогоуниверсальногосоотношенияОТОдлярадиальногодвиженияпо-
лучается, что с точки зрения наблюдателя тело сначала набирает коор-
динатную скорость, 0 dr/dt ˆrc g (R)/2, в области умеренных по-
oo
→ → −
лей g (R) g (r r ) g (R)/2. Затем, при дальнейшем росте поля
oo ≥ oo → eq ≥ oo p
по мере движения к центру в области g (R)/2 g (r 0)/ 0, те-
oo oo
лоначинаеттормозитьсядонулевойнаблюдаемой≥скорости→, ˆrc g≥ (R)/2
oo
−
dr/dt 0.Приэтомвеличина физическойскорости v = dr/ g (r)dt
→ → | | | p oo |
монотонно возрастает от нуля до скорости света на всей траектории сво-
p
бодного движения к центру поля, причем в конце падения тело полностью
теряет собственную энергию покоя N(0) = 0. Отсутствие энергии покоя и
позволяет физической скорости уже безынерционной частицы формально
достичь скорости света в самом центре гравитации. На практике всегда
измеряется скорость координатного перемещения объекта по мировым ча-
самудаленногоот центранаблюдателя.В отличие отфизическойскорости
v c, координатная скорость обнуляется в центре, dr/dt 0, где наблю-
→ →
даемоетеловременноостанавливаетсяпередначаломобратногодвижения.
После неустойчивой остановки в крайнем неравновесном состоянии с
N(0)=0,M(0)=K(0)+U(0)=E g (R) в центре радиального гравита-
o oo
ционного поля пробное тело начинает обратное ускоренное движение до
p
точки равновесия кинетических энергий N(r ) = K(r ) = E √2/2 при
eq eq o
v2 = dr2/g dt2 = c2/2, где вновь достигается максимальная наблюдаемая
oo
(координатная)скоростьdr/dt=c g (R)/2приg (r )=g (R)/2.После
oo oo eq oo
прохожденияпо инерции равновесногодля телаудаления от центра,r(t)=
p
r ,телопродолжаетнабиратьвнутреннююэнергиюN(r)ивозвращаетсяс
eq
торможениемнавысотуR,гдеиостанавливаетсявисходномнеравновесном
состоянии с E = E g (R), N(R) = E ,K(R) = 0,U(R)/E g (R) =
o oo o o oo
1 g−1/2(R).
− oo p p
Чтобы найти наблюдаемое (координатное) ускорение пробного тела на
всей траектории свободного падения к центру радиального поля достаточ-
нопродифференцироватькоординатнуюскорость(5)помировомувремени
7
наблюдателя t и использовать правило сложной производной dg (r[t])/dt
oo
= (dg /dr)dr/dt:
oo
d2r(t) =ˆrc2 1 goo(r) dgoo(r) −(1− 4rro)c2rr3or, go1o916 =1− 2rro
dt2 (cid:18)2 − g00(R)(cid:19) dr ⇒−c2ror((rr2+−r2or)o5r−ro2),go1o938 = (r+rr2o)2
(6)

При падении на центр с больших удалений, R/r , радиальная за-
o
⇒ ∞
висимостьметрики g (r )=1/2 вблизиравновеснойточкивыравнивания
oo eq
кинетических энергий не имеет принципиального значения при описании
гравитациитеплыхтелчерезтеоремуоравнораспределенииихвнутренней
и внешней кинетических энергий. Для формального сравнения предсказа-
ний этой теоремы в приложении к тяготению пробных тел мы использо-
вали в правой части (6) как общепринятую метрику Шварцшильда 1916
годадляпустогопространствавокругточечногоисточника,g =1 2r /r,
oo o
−
где r GE /c4, так и метрическое решение g = r2/(r+r )2 из алгеб-
o 2 oo o
≡
раического тождества (2) с U/E = r /r для недуальной физики энергий
o
−
1938 года без пустых для инерции областей пространства. В обоих случа-
ях ньютоновскоеускорениеслабымполем c2r r/r3 гладкоменяет знакна
o
−
замедление при r >2r , т.е. не доходя до предполагаемого шварцшильдов-
o
ского горизонта в дуальной физике с пустым пространством.
6 Выводы по проверяемым предсказаниям
Общая теория относительности 1916 года с ньютоновскими референтами
метрики предсказывает наличие гравитационного горизонта на расстояни-
ях r = 2r 2GE /c4 от центра инерционной энергии E = r ϕ2. Мет-
o ≡ 2 2 o o
рические решения ОТО в парадигме непустого пространстваинерционных
энергий1938годапредсказываютгладкоеуменьшениеg (r)инаблюдаемое
oo
движение пробных тел вплоть до r =0. Подтверждение или опровержение
наличия горизонта событий в центре галактики может подтвердить или
опровергнуть предложение Эйнштейна и Инфельда 1938 года о переходе
в ОТО к недуальному способу описания вещества и поля, что позволило
бы реализовать известный с середины прошлого века критерий двойного
объединения: частица с полем и электричество с тяготением [8].
Предсказанныйв (6) эффект торможениявертикальнопадающеймате-
рии и ее обратный ускоренный взлет от центра, как бы по вырожденной
кеплеровскойорбите,мог бы при обнаружениипрояснитьзаконы сильного
поля и подтвердить природу гравитации через равнораспределение кине-
тическойэнергии по степеням свободы.В этом направлениицелесообразно
провестимоделированиянаблюдаемогоразлетаМетагалактикисускорени-
ем на базе предыдущего цикла ее сжатия с торможением.
В рассматриваемомвышесвободномпадениис остываниемтелпо зако-
ну Лауэ мы пренебрегали радиационными обменами термодинамического
пробного тела с третьими телами или с окружающей материей, играющей
8
роль термостата. На практике повышение внутренней энергии и темпера-
туры при уменьшении физической скорости тел (из-за движения тяжелых
партнеровили вязких столкновений)сопровождаетсяростом излучения по
законуСтефана-Больцмана.Поэтомуобъяснениегравитациичерезтеорему
оравнораспределениивнутреннейивнешнейкинетическихэнергийинерци-
ального тела можно проверять посредством наблюдений за космическими
объектами.Этатеоремапредсказывает,дляпримера,периодическоевыбро-
сы тепла и вулканическую активность нерелятивистски движущихся спут-
никовкрупнойпланетычерезихпериодическиезамедлениявинерциальной
системе удаленных звезд.
Падениенацентргалактикиизееперифериихарактеризуетсяохлажде-
нием термодинамических тел и их неравновесным поглощением тепла, что
подразумеваетналичиетемнойматериидля ИКиоптическихнаблюдений.
Негеодезическоеторможениематериипринеупругихстолкновенияхвблизи
центра галактики (равно как и вблизи центра отдельнойзвезды) приводит
кеголокальномуразогревуикзапускутермоядернойреакциисинтезалег-
ких элементов. В звезде энергия термояда за счет теплопроводности разо-
гревает ее поверхность,что приводит к видимой светимости даже на краю
галактики, где остальные падающие тела лишь остывают по закону Лауэ.
Звезды,находящиесянавытянутыхэллиптическихорбитахвокругмас-
сивного центра, дважды за цикл тормозятся круговыми сателлитами при
минимальных приближениях звезды к этому центру. При этом быстрая
потеря поступательной кинетической энергии происходит по закону Лауэ
со взрывным ростом внутренней энергии. Таким образом теорема о равно-
распределении кинетических энергий предсказывает двойной всплеск све-
тимости звезд на каждом витке вытянутой орбиты. При обнаружении та-
киетермокинетическиеэффектымогутбытьсмоделированыдлячисленной
проверкиизмененийвнутреннейэнергиипорелятивистскомузаконутепло-
переноса 1908 года.
Релятивистский закон высвобождения внутренней кинетической энер-
гиимеханическихтелилижидкостиважноколичественноучитыватьдаже
при малых изменениях их скорости в лаборатории. Это может привести в
нерелятивистской гидродинамике и газодинамике к новым термодинами-
ческим вкладам в механическую энергию движущихся сред, что было бы
неправильнотолковатькакнарушение законовсохранения полнойэнергии
динамической системы.
Список литературы
[1] Л.Д.ЛандауиЕ.М.Лифшиц,Теорияполя,Теоретическаяфизика,том
2, (М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006, изд. 8).
[2] K. Schwarzschild,Sitzungsber. Deut. Akad. Wiss., Berlin 189 (1916).
[3] А. Эйнштейн, Л. Инфельд,Эволюция физики (М: Наука,1965,изд.3),
гл. 3.
9
[4] A. Einstein, Annals of Mathematics 40, 922 (1939).
[5] A. Einstein and M. Grossmann, Zs. Math. und Phys. 62, 225 (1915).
[6] A. Einstein, Annalen der Physik 49, 769 (1916).
[7] A.A. Логунов,Релятивистская теория гравитации(М: “Наука”,2012).
[8] И.Э. Булыженков.Краткиесообщенияпо физике ФИАН,2016,B.4,37
(2016).
Заряд-энергия с теплом возвращается после от-
весного падения на гравитационный центр
И.Э.Булыженков, [email protected]
Физический институт им П.Н. Лебедева РАН
Московский физико-технический институт, Москва, Россия
Аннотация
Перенос тепла в потоке энергии СТО, а не ток холодной массы
Ньютона,даетОТОправильныереферентыдлягеодезикиинерциаль-
ных энергий и для метрики их непустого пространства. ОТО может
сравнить потери внутренней энергии при наборе скорости с ростом
энергии поступательного движения и объяснить тяготение стремле-
ниемтелакравнораспределениюсвоихкинетическихэнергийпосте-
пенямсвободы. Термодинамическийподходчисленноописываетцик-
лическую динамику вертикального падения на центр с торможени-
ем на заключительном участке и последущим ускоренным взлетом
как осцилляции вокруг кинетического равновесия геодезически дви-
жущегося тела и выдвигает другие проверяемые предсказания для
инерциальныхзарядов с теплом в гравитации сильных полей.
Ключевые слова:гравитациятермодинамических тел,инерция энергии,
теоремаоравнораспределении,остываниепридвижении,геодезическоетор-
можение, выброс из центра с ускорением
10