Приливное гравитационное взаимодействие. Природа явления выталкивания предмета из жидкости

Некорректное мировоззрение нынешней физики привело к тому, что она не могла создать теории, позволяющей количественно оценить величину приливов в морях и океанах. Фрактальная физика на основе простых соотношений объясняет как качественно, так и количественно это явление (см. Введение, п. 3 и [4]).

Рассмотрим поведение поверхности мирового океана, подобной сфере с радиусом r = 6,371 • 10⁶ м и обращенной в сторону Луны. Рассчитаем скорость движения v воды океана, вызываемого положительным зарядом Луны Q = +6,8 • 10³ Кл (см. табл. 3.1). Исходя из движения материальной точки (см. (2.10) и (3.17)), находящейся на расстоянии R = 3,844 • 10⁸ м от заряда Q, получим:

v² = qQr/(m • 4 • ₀ • R²) = 6,8 • 10³ 6,371 • 10⁶/[4 • 4 • ₀^. (3,844 • 10⁸)²] = 2,1 • 10².

В данном расчете электрическая постоянная ε₀ = 1/(36 • 10⁹) Ф/м, а фрактальная размерность для материальной точки массой m и зарядом q принята, в соответствии с (2.9), m/q = 4 (см. п. 2.5). Тогда максимальная высота прилива, вызываемого Луной, в соответствии

с формулой Галилея (см. п. 1.2), равна h = v²/(2g) = 2,1 • 10²/(2 • 9,8) = 10,7 м.

Из расчета можно увидеть, что максимальная высота прилива, вызываемого влиянием заряда Луны, зависит от геометрии залива (узкого места типа бухты) и структуры воды, а также нахождением Луны в самой близкой к Земле точке, называемой перигеем. Из действия силы можно понять, что в местах пересечения плоскости лунной орбиты с Землей (лунная орбита наклонена к плоскости земной орбиты на угол в 5° [24]), Луна не оказывает действия на высоту прилива, однако при этом является синхронизатором этого явления. Ее действие максимально в местах на высоких широтах, так как притяжение Луны не поднимает и не опускает уровень земных морей и океанов непосредственно, а «тянет» отрицательно заряженную поверхность водного бассейна Земли своим положительным зарядом на освещаемой стороне и «толкает» — с противоположной стороны сво -им эффектом электростатической индукции.

Второй причиной возникновения прилива является дифференциальная гравитация Земли. Известно, что расстояние от Земли до Солнца в десять тысяч раз больше земного диаметра. Поэтому на обращенном к Солнцу участке земной поверхности сила притяжения больше, чем на противоположной стороне Земли. Поверхность водного бассейна имеет отрицательный электрический заряд. Выразим кинетическую энергию воды массой m и зарядом q, если в начальный момент она покоилась в точке с электрическим потенциалом φ₂ (v = 0), в форме:

(3.29)

mv₂²/2 = q( - ). (3.29)

Так как земная поверхность является сферическим конденсатором, то изменение электрического потенциала ( — ₂) равно произведению радиуса Земли (r = 6,371 • 10⁶ м) на соотношение земного диаметра 2r к расстоя-

нию R до Солнца. Поэтому выражаем скорость воды v₂ из (3.29) в виде:

(3.30)

Тогда v₂² = 2 • 6,371 • 10^б/(4 • 10⁴) = 101,4, где 2r/R = 1/10⁴, m/q = 4π. Отсюда высота прилива h, вызываемого дифференциальной гравитацией Земли, равна h = v₂²/(2g) = 101,4/(2 • 9,8) = 5,2 м.

Видим, что Луна оказывает влияние на форму мирового океана примерно вдвое больше, чем Солнце. Здесь поясним выражение (3.30). Так как электрическое поле на обращенном к Солнцу участке земной поверхности больше, чем на противоположной стороне, то это изменение поля определяется знаменателем формулы Кулона (см. (2.10), (3.1) и пп. 3.3, 3.4), показатель степени расстояния 2 которого характеризует структуру пространства взаимодействия:

1/(R + г)² = 1/(R² + 2Rr + г²) « 1/(R² + 2Rr) =
= 1/(R²(1 + 2r/R)). (3.31)

Таким образом, изменение поля на противоположных участках земной поверхности, исходя из соотношения (3.31), составляет 2r/R, а изменение потенциала Земли соответственно равно 2r.r/R. Это определяет запись выражения в форме (3.30). Заметим, что высота прилива, вызываемая дифференциальной гравитацией Земли, также зависит от геометрии побережья и структуры воды. Это подтверждается измерениями [58] прилива в Do Son в Тонкинском заливе: высокий прилив составляет лишь 3 м и повторяется только через 24 ч. Почему? Во-первых, это место лежит вблизи пересечения плоскости лунной орбиты; во-вторых, диэлектрические свойства воды таковы (здесь вода слишком отличается от свойств пресной воды), что она не успевает разрядиться, чтобы вызвать ночной прилив. При этом имеющиеся данные [58] показывают,

что высота приливов вблизи экватора составляет около 5 м, ибо Луна в этом случае является только их синхронизатором, что подтверждает нашу теорию.

Земля вращается вокруг своей оси, положение Луны и Солнца относительно ее поверхности меняется, поэтому приливная волна перемещается за ними, и когда она приближается к берегу — начинается прилив. Максимальную высоту прилива h_макс, вызванного действием обоих источников, можем определить как: h_макс= 10,7 + 5,2 = 15,9 м.

Временной интервал между приливами составляет половину лунных суток, ибо ритм регулируется в данном случае в основном Луной. Самая большая высота прилива зафиксирована [58] в бухте the Bay of Fundy (Канада), связанной с Атлантическим океаном. Высота прилива в этом месте, когда Луна находилась в перигее, составляет 15,2 м. В Пенжинской губе на Охотском море высота прилива достигает 13 м. Свойства воды здесь также близки к свойствам пресной воды. Видим, что теоретические расчеты хорошо согласуются с имеющимися данными.

Очевидно, что действие заряда Луны распространяется не только на поверхность мирового океана, но и на скрытое от нас движение плазмы. Особо следует подчеркнуть, что приливные силы, очевидно действующие на оболочку и на движение плазмы Земли, способствуют устойчивости планетной системы. Потеря спутника приведет к глобальной катастрофе (см. п. 3.9).

Рассмотренные причины возникновения приливов можно использовать для объяснения следующего явления [59]: из рассказов путешественников XVII века следует, что течение вод Дуная значительно медленнее утром, когда лучи Солнца противодействуют его движению, и ускоряется после полудня, когда лучи Солнца помогают его течению. Нынешняя физика объясняет это изменение движения воды давлением света. С позиции фрактальной физики основной вклад в это явление

вносит дифференциальная гравитация — изменение электрического потенциала течения реки.

Уместно вспомнить [60], что в 20-30 годы Р. Милликен проводил исследования в области физики космических лучей. Он, в частности, предложил провести опыт, в ко -тором измерялось изменение ионизации, создаваемой космическими лучами, с глубиной в горных озерах в Калифорнии. Сравнение зависимостей, полученных для двух озер, по его мнению, подтвердили предположение, что ионизирующее излучение приходит из космоса. Теперь мы знаем, что ионизация воды вызывается электростатической индукцией Солнца. Отсюда раскрывается природа явления выталкивания предмета из жидкости (закон Архимеда), которое обусловлено влиянием электрического заряда на ее поверхности. Механику Галилея, с помощью которой мы определили высоту приливов, также следует рассматривать как предельный случай электромагнитного взаимодействия (см. п. 3.5),

Показанную природу закона Архимеда можно использовать для объяснения следующего явления: из рассказов командиров подводных лодок следует, что в погруженном походном состоянии весенней порой в каком-то месте лодка начинает мгновенно опускаться вниз. Нынешняя физика не может объяснить это явление. С позиции фрактальной физики такая ситуация возникает из-за локального изменения электрического потенциала поверхности океана. Выталкивание погруженного тела в общем зависит как от распределения электрического заряда водной поверхности, так и от временного его изменения, вызываемых как активностью Солнца, так и порой года. Во время половодья электрический потенциал поверхности восстанавливается не мгновенно. Этот процесс характеризуется временем релаксации. Такую же зависимость для ускорения свободного падения мы обнаружили в п. 3.5 по изменению траектории движения спутников Земли и их «забрасыванием» на орбите Луны вследствие разности

плотности зарядов ее видимого и обратного полушарий. Теперь мы можем выразить закон Архимеда в соответствующих электрических величинах.

Тело массой т, погруженное в жидкость, находится в равновесии, если сила тяжести тела F_T = m • g уравновешивается выталкивающей силой F_A= q • Е, которая является силой, действующей на материальную точку зарядом q в электрическом поле Е (см. соотношение (3.1)):

(3.32)

Так как напряженность вблизи поверхности жидкости связана с поверхностной плотностью о заряда на этом участке поверхности [51], то Е = / ₀, где ε_о электрическая постоянная, равная 1/(36 • 10⁹) Ф/м. Выражение для напряженности поля справедливо также для определения градиента электрического потенциала вблизи поверхности шара любого размера. Подставив в (3.32) выражение для Е, получим в системе СИ:

(3.33)

Из (3.33) значение g ускорения свободного падения равно

(3.34)

Исходя из формулы (3.34), проверим количественное значение g. Так как фрактальная размерность для материальной точки массой m и зарядом q принята m/q = 4 (см. ранее), а поверхностная плотность а отрицательного электрического заряда Земли (в том числе и поверхности воды) по величине примерно равна 1,1 нКл/м² (см. п. 3.1), то:

Полученная величина g соответствует реальному значению ускорения свободного падения планеты.

Введем различие в определение ускорения свободного падения: g_G — глобальная и g_L — локальная размерности. Ускорение g_G, входящее в силу F_T тяжести тела, определяется общим зарядом Земли и в общем не зависит от небольших локальных изменений заряда поверхности жидкости. Ускорение g_L, входящее в выталкивающую F_A силу, противоположную силе тяжести, определяется поверхностной плотностью заряда, которая является локальной на этом участке жидкости. Поверхностная плотность заряда образует вертикальную компоненту электрического поля Земли. Глобальная и локальная размерности ускорения свободного падения равны по величине, если отсутствуют локальные изменения поверхностной плотности заряда. Учитывая размерности ускорения свободного падения и соотношение (3.34), закон Архимеда выразим в системе СИ в следующей форме:

(3.35)

где ρ — плотность жидкости, V — объем вытесненной жидкости, — поверхностная плотность электрического заряда. Заметим при этом, величина силы F_A не зависит от того, какое вещество и в каком агрегатном состоянии заключено в вытесненном объеме. Поэтому в знаменателе закона (3.35) вводится только электрическая постоянная ε₀.

Так удалось раскрыть природу явления выталкивания предмета из жидкости. Ведь толкование закона Архимеда в течение почти 2300 лет было чисто математическим. Этот закон оказался частным случаем электромагнитной теории тяготения. Убедиться в корректности установленного закона выталкивания можно с помощью передачи разноименных зарядов верхней, соприкасае-мой с водой крышке домашнего аквариума, что приводит к изменению глубины погружения рыбок или предметов. В реальности локальное уменьшение поверхностной плотности электрического заряда океана приводит к ос-

давлению выталкивающей силы. Этого достаточно, чтобы подводная лодка пошла ко дну.

Таким образом, фрактальная физика выявила истинное место закона Архимеда и механики Галилея как фрагментов механической картины мира, оказавших пагубное влияние на нынешнюю физику. Представив эти теории предельными случаями электромагнитной теории тяготения, новое учение обусловило установление фундамента мироздания и продолжение разнообразных опытов и количественных оценок гравитационного притяжения Земли, начатых древними исследователями.

Заметим, что мы можем объяснить теперь эффект, вызываемый кориолисовой силой [45]. Эта сила введена в 1831 г. французским ученым Г. Кориолисом для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение материальной точки. На Земле этот эффект, обусловленный ее суточным вращением применительно к водным артериям, заключается в том, что вода, движущаяся в реках вдоль земной поверхности, отклоняется в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево от направления ее движения, и происходит подмыв соответствующих берегов. Действительно, первоначально ионы воды нижних слоев начинают двигаться в направлении силы инерции, определяемой вращением. Далее их движение изменяется в сторону влияния поверхностного электрического поля реки и происходит подмыв берега в течение долгого времени. Так по-другому выглядит этот эффект с позиции новой физики.

Кстати, исследования космических лучей показали [24], что подавляющая часть первичных лучей, попадающих в атмосферу Земли, имеет положительный электрический заряд. Это лишний раз подтверждает, что наша планета имеет отрицательный электрический заряд. При этом фрактальная физика, исходя из установления фундамента мироздания — электрического заряда, объ-

яснила зарядовую асимметрию Вселенной проявлением собственной природы гравитации, определяемой противоположными электрическими зарядами связанных тяготением систем (см. во Введение, пп. 1, 3). Поэтому наличие таких частиц как антипротоны возможно в окрестностях звезд, имеющих большой положительный электрический заряд. По этой причине протонов во Вселенной неизмеримо больше, чем антипротонов. Однако автор теории относительности понимал мир по-другому и представил математические принципы симметрии глубже и фундаментальнее, чем физические законы [8].

Следовательно, фрактальная физика представила количественную теорию приливов, подтвержденную экспериментальными данными, раскрыла природу явления выталкивания предмета из жидкости, описала закон выталкивающей силы в электрической форме, показала электромагнитную сущность эффекта, определяемого кориолисовой силой, в подмыве берегов рек и объяснила зарядовую асимметрию Вселенной.