ГРАВИТАЦИЯ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ

Все разделы / Новое и интересное в науке

Автор: АНАКСАГОР КЭНЗ

Природа боится не только пустоты,
но и боится потерять равновесие

мудрая мысль

Аннотация. О действии силы тяготения знают все. Тяготение удерживает нас на поверхности планеты, Луну на околоземной орбите, саму Землю - при вращении вокруг Солнца, а Солнце - на орбите в Галактике и т.д. Ничтожно слабая в микромире гравитационная сила становится преобладающей при взаимодействии больших масс. Она действует без устали и постоянно, вездесуща, и ничто не может "скрыться" от ее опеки. А сама просто сущая невидимка: ни цвета тебе, ни запаха... Так, что же такое тяготение, и что же оно собой представляет?
Как ни странно звучит, по мнению автора, как самостоятельная сила гравитация в природе не существует. Она является лишь вторичным эффектом от взаимодействия заряженных тел. При взаимодействии заряженных тел, из-за наличия массы, у них возникает инертность, и общий центр масс, который начинает играть роль притягивающей сущности. Но на самом деле, центр масс никого не притягивает, он не есть сила. Он является просто центром механического равновесия данной системы. Тела, потерявшие свою кинетическую энергию движения ниже некоего предела, сами падают в центр масс. Таким образом, в центре масс происходит сбор (сгущение) вещества. Очевидно, что это только небольшая часть некоего более объемного процесса, который нами не охватывается целиком. Мы фиксируем свое внимание, только на моментах вращения, и падение вещества к центру масс, и зацикливаемся на этом, считая это, как нечто особенное. Почему-то не хотим взглянуть на эти вещи более шире, и не пытаемся охватить весь процесс целиком. А при охвате этого процесса целиком, то вывод оказывается довольно банальным: это - процесс конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Только это идет на очень больших космических масштабах, и с участием больших тел, и выглядит для нас чуть-чуть иначе, чем процесс конденсации, скажем, паров воды. Но тем не менее, это одно и то же. Вся разница только в том, что если при конденсации паров воды образуются капельки воды (или град), то при конденсации смеси вещества на больших масштабах образуются планеты, звезды, квазары. Тут работает принцип относительности масштабов: они маленькие (молекулы, капли, град) мы большие, они большие (планеты, звезды, квазары) мы маленькие. Только и всего. Таким образом, можно сказать, то, что мы называем гравитацией, является лишь частью более объемного процесса - процесса конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Введение. Много было попыток объяснить природу тяготения. Еще XVII в. шли жаркие споры о том, является ли гравитация следствием внешних воздействий или это внутреннее свойство самих тел? Притягиваются ли тела, разнесенные в пространстве непосредственно, или же их движение объясняется ударами неких мелких частиц? Многим (Р.Декарт, Х.Гюйгенс и др.) мысль о непосредственном притяжение была совершенно неприемлимой, и они считали, что движение больших тел могут вызвать только действие мельчайших невидимых частиц.
Эта точка зрения получила дальнейшее развитие позже, в XVIII в. и известна под названием "экранной теории" (М.Ломоносов, Лесаж, в XIX в. В.Томпсон).
По этой теории все мировое пространство заполнено мельчайшими частицами хаотично движущиеся с большими скоростями во всех направлениях. Одиночные тела бомбардируются частицами со всех сторон одинаково. Два тела являются экранами для частиц, и между ними плотность частиц оказывается меньше, чем "снаружи". В результате чего, создается разница давлений: "изнутри" - меньше, "снаружи"- больше, и тела "толкаются" в направлении друг к другу, создавая эффект притяжения.
Хотя на первый взгляд эта теория была проста и наглядна, но содержала в себе много противоречий, и это привело впоследствии к отказу от такой модели.

Были и иные предположения. В то время широкое распространение получило мнение о Земле как о большом магните. Поэтому неудивительны попытки трактовать тяготение исходя из "магнитных" соображений. Так, П.Гассенди объяснял гравитацию и магнетизм некими потоками неуловимых частиц, которые выходят из Земли и тянут тела внутрь, к их источникам. И.Кеплер придерживался точки зрения, что Солнце испускает "магнитные нити" и таким образом заставляет планет вращаться вокруг Солнца. Но магнитные модели тоже не выдержали проверку. Они не могли корректно объяснить ни эллиптические орбиты планет, ни другие наблюдательные данные, известные в то время.

Это отчасти, в количественно-описательном плане, удалось английскому ученому И.Ньютону. Существует легенда, что увидев в саду падающее яблоко, И.Ньютону пришла в голову хорошая мысль: а не заставляет ли одна и та же сила, и падать яблоко и вращаться Луну вокруг Земли? Заинтересовавшись проблемой тяготения он вскоре установил, что на тело движущееся по окружности действует постоянное ускорение, вызванное постоянной силой направленной к центру окружности. Движущееся тело все время "падало" на центр, но из-за "боковой" скорости не приближалось и не удалялось от него. Используя законы И.Кеплера, ему удалось установить, что сила удерживающая планет на орбите, уменьшается в зависимости обратно пропорционально квадрату расстояния. И он решил проверить, не та ли это сила, которая управляет и падением яблока и движением Луны. Получив численные значения он окончательно убедился, что причины движения Луны, и всех тел падающих на Землю одна и та же. Которая впоследствии стала называться законом всемирного тяготения (F = GMm/R2).
Открытый И.Ньютоном закон хорошо описывал природные явления. Но это была лишь количественная сторона тяготения. Он сам писал: "До сих пор я изъяснял небесные явления и приливы наших морей на основании силы тяготения, но я не указывал причины самого тяготения... Причину же этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю".
Ни во время И.Ньютона, ни после, приоткрыть тайну тяготения не удавалось.

В начале XX в. появилась теория относительности (ТО) А.Эйнштейна. В которой, тяготение рассматривается как особенность геометрии пространства-времени. В зависимости от массы вещества, происходит искривление пространства-времени, и движение тел по такому пространству, выглядит как проявление гравитации. По большому счету, в теории относительности не существуют силы тяготения. Все сводится к геометрии пространства-времени. Хотя не совсем понятно, что это такое. Сама теория об этом скромно умалчивает...
Вообщем, несмотря на некоторые успехи в математическом (количественном) описании природных явлений, теории относительности тоже не удалось "распечатать" природу тяготения. И природа тяготения осталась нераскрытой.

И сегодня, спустя более 300 лет, после открытия закона всемирного тяготения нет ответа на вопрос, что такое тяготение. Некоторые ищут ответы в далеком космосе, проникая все дальше и дальше вглубь космоса, некоторые ищут ответа в микромире, "вгрызаясь" все вглубь материи, "разбирая" и "выкидывая наверх" все новые и новые частицы. Но....увы.. Продвижений в понимании сущности гравитации пока не видно.

Здесь я тоже не удержался от искушения попробовать "на зуб" гравитацию и изложить свое предположение. Изложение направлено именно на качественную сторону вопроса гравитации, и попытки понять, что это такое и как она возникает. Мой подход довольно прост, и в то же время довольно… необычен. Но сперва, о некоторых положениях, которыми руководствовался при подходе к этому вопросу.

Первое. Принцип относительности масштабов. Наш мир устроен иерархично, нечто вроде матрешки. Из микрочастиц образуются атомы, из них - молекулы, из молекул (и атомов) - привычные нам вещи: камни, деревья, горы. Они же образуют и планет, звезд. Планеты, звезды в свою очередь, объединяются в различные системы: группы, ассоциации, скопления, галактики и т.д.
По размеру природные объекты различаются тоже довольно сильно. Если атомы и молекулы имеют размеры порядка 10-10 - 10-6 м, то вещи нашего масштаба имеют размер порядка 10-2 – 102м. Планеты, звезды имеют размеры 107 - 1010 м. Их объединения, скопления, галактики имеют размер 1013 - 1020 м. А сама Вселенная на сегодня нами воспринимается как некая сфера радиусом 1026 м. Как видим, есть колоссальная разница в размерах природных объектов. Разница между микромиром (атомы, молекулы) и макромиром (звезды, галактики и т.д.), примерно, 1037 - 1040 раз. А мы сами находимся, как бы, посередине этой пространственной шкалы. Это возникает из-за того, что мы сами свой масштаб принимаем за точку отсчета, и от своей "колокольни" оцениваем весь окружающий мир. Что гораздо меньше нас отводим микромиру, а что гораздо больше нас – к макромиру. Это деление весьма условно, и весьма субъективно. В действительности же во Вселенной нет выделенных масштабных уровней организации вещества, любую из них можно взять за точку отсчета, и оттуда взглянуть на окружающий мир.
Если бы, например, звезды со своих масштабов оценили мир, то каждый из нас, выглядел бы для них как объект микромира, "микроб" размером не более 10-10 м (в масштабах звезд). И наоборот, если бы какая-нибудь молекула оценивала бы мир со своей "колокольни", то мы (каждый из нас) выглядел бы для нее как нечто чрезвычайно гигантское. В ее масштабах мы бы были с размером примерно 106 - 108 м. То есть, как планеты для нас. Вот это и есть относительность масштабов. Все зависит от размеров самого наблюдателя, от размеров самого "оценщика". Мир, которого "видит" звезда, не совсем такой, какой видим мы. Также, мир с точки зрения молекулы будет несколько иной, чем для нас и для звезд. Такому масштабированию, в зависимости от размеров наблюдателя, подчиняются не только размеры природных объектов, но и все взаимодействия, которые есть в природе. И целые явления, и процессы, и их динамика. Что быстро в одном масштабе, будет медленным в другом. Например, пуля летящая 800 м/сек, для нас будет очень быстрым, мы даже не видим ее перемещения. Но эта же пуля с точки зрения, скажем, электрона, будет сверхгигантским и навечно застывшим объектом. Вращающейся спиральная галактика нам кажется застывшей, но если вы «увеличите» себя намного больше этой галактики, то она вам покажется, небольшой, довольно быстровращающейся вихреподобной структурой. Нечто вроде буруна на воде, или на явление нечто похожее, когда вы смешиваете ложечкой кофе.

Еще один пример. Допустим, вы нагрели металлический шарик радиусом 1 см, и он остывает. Шарик, по сравнению с вами, очень маленький объект, и основные события остывания происходят в ограниченном пространстве вокруг маленького шарика, и поэтому вы не сможете рассмотреть это явление во всех подробностях. Просто вам это недоступно. Вы здесь смотрите на это явление со стороны, со своей "большой колокольни", и замечаете только равномерно исходящее тепло от шарика, и.. все.
Но когда такой же процесс происходит в макромасштабе с участием больших тел, скажем Земли, то это вами будет восприниматься уже по другому. Здесь вы уже сами как чрезвычайно маленький "микроб", находитесь на поверхности "очень большого шарика", в гуще событий, и смотрите на этот процесс, как бы, изнутри. Соответственно, остывание Земли для вас будет выглядит совсем по-иному, чем остывание шарика. Вы на собственной шкуре будете ощущать, во всех подробностях, весь ход этого процесса. Во-первых, это вами будет восприниматься как глобальное изменение климата, сопровождающимися холодами, снегопадами, буранами, и др. "прелестями". И, во-вторых, этот процесс остывания будет продолжаться для вас очень долго: десятилетия, а то и столетия. Потому что, тут масштаб другой. Это маленький шарик может остыть в считанные минуты, а здесь все это растянется надолго. Как видим, несмотря на одинаковые по природе явления, остывание шарика и остывание Земли, вами воспринимается по-разному. По той простой причине, что они происходят на разных масштабах (относительно вас).

Подытоживая все это, можем сказать, следующее: что кажется большим, медленным, разреженным и слабым на одном масштабе, могут выглядит маленьким, быстрым, плотным и сильным в другом масштабе, и наоборот. Таким же образом, масштабируются и процессы. Одни и те же явления, и процессы, могут выглядит и восприниматься наблюдателем по разному на разных масштабах, в зависимости от масштабов самого наблюдателя.

Второе. Любой объект нашего мира состоит из заряженных частиц, «собран» из них. Каждая частица, кроме заряда (поверхностная энергия тела) имеет и массу (количество вещества в определенном объеме). Короче говоря, каждая частица вещества является одновременно и носителем заряда, и имеет массу. Их невозможно отделить. Большие тела, состоящие из таких же частиц, естественно тоже будут иметь и заряд, и массу. Только при «сборки» больших тел, общий заряд как бы постепенно идет на убыль, а масса возрастает (ядра – атомы – молекулы – планеты – звезды и т.д.). Парадокс? Вообще нет. Просто при «сборки» больших тел, сила зарядов тратиться на скрепление, и на взаимосвязи с друг другом, превращаясь, таким образом, во внутреннюю энергию связи новообразованного тела. Вдобавок еще, при увеличении размера объектов, заряд (поверхностная энергия тела) растет по R2, т.е., по площади поверхности, а масса - по R3, т.е., по объему. Соответственно, удельный заряд объекта (q / m) постепенно идет на убыль.
А снаружи любого вновь образованного тела всегда остается некоторый остаток не скомпенсированных зарядов, которые будут являться источником электромагнитных полей, и через которые тело будет взаимодействовать с другими телами.
Таким образом, любое тело это единый объект, имеющий и заряд, и массу. "Чистых" зарядов без носителя, а также "чистой" массы без заряда в природе не бывает. Они неразрывно связаны между собой, и представляют лишь разные грани конкретного объекта. Поэтому нельзя отделить заряд от массы, и наоборот. Что может привести к различным путаницам. Например, яркий пример тому, тяготение Ньютона (механика) и закон Кулона (электростатика, электродинамика).

F = GMm/R2, и F = KQq/R2
где, G-гравитационная постоянная, M и m - массы объектов, K - коэффициент пропорциональности в законе Кулона, Q и q - заряды объектов, R - расстояние между центрами объектов.

Эти формулы похожи не только внешне, но и, по сути, описывают одно и тоже, и одни те же объекты (или явление), но с разных сторон: электродинамика описывает только через заряд (q - поверхностная энергия), полностью "забывая" массу m (вещество), а тяготение Ньютона, наоборот, в упор "не видит" заряд, "видит" только массу. В обоих подходах делается вид, как будто в природе существуют "чистый" заряд, и "чистая" масса. И, в результате такого, искусственно-раздельного подхода, "чистые" массы в тяготении Ньютона начинают взаимодействовать бог знает через чего, и это представляется как нечто особое - гравитация. Тогда как на самом деле, не "чистые" массы взаимодействуют, а сгустки вещества (массы) взаимодействуют через их нескомпенсированные заряды (поверхностные энергии), а значит, и, по сути, тела взаимодействуют через электромагнитные силы.

После такой взаимосвязи, тела находятся (и двигаются) в общем для них электромагнитном поле. И тут наличие массы взаимодействующих тел, приводят к появлению вторичных механических эффектов. Массы тел здесь проявляют инертные свойства. т.е., они не мгновенно реагируют на воздействие друг друга, а с некоторым запаздыванием, с некоторой задержкой. Вот это и есть инертность (сопротивление изменению положения). По этой причине массы могут выступать мерой инертности: чем больше масса, тем больше инертность. Т.е., чем больше масса тела, тем медленнее ("с большим трудом", как увалень) реагирует оно на воздействие, и его момент начала реакции будет занимать больше времени. Поэтому после взаимодействия тел, из-за взаимной инертности, они сразу же "чувствуют", кто есть кто: кто из них "тяжеловес" (увалень), а кто не очень... Это, в свою очередь, приводит к появлению общего центра масс объектов, и определяет его местоположение. А с появлением центра масс, появляется и понятие тяжести (mg - ускорение в сторону центра масс, падение).

Тут надо сказать, что если взаимная инертность обусловлена взаимодействием объектов друг с другом, то сила тяжести (mg) порождается наличием их центра масс. Т.е., тяжесть (mg) каждого тела проявляется не в отношении друг другу взаимодействующих тел, а в отношении к их общему центру масс. Центр масс "определяет" насколько тяжелый тот или иной объект.
Хотя все эти механические эффекты происходят на фоне общих электромагнитных полей, которое их объединяет, являются заслугами масс, и поэтому они пропорциональны массам тел. Что и отражается в формулах тяготения Ньютона (F = GMm/R2, F=mg).

Третье. Наверное, это самое главное. В природе существует своего рода некая фундаментальная закономерность, которую кратко можно сформулировать так:

в природе есть лишь один вид состояния, которому природа стремится всегда и во всем - равновесие (симметрия). Отклонение от этого положения приводит к асимметрии (неравновесие), что является источником энергии и движения и дает природным процессам определенную направленность в сторону установления равновесия.

Иными словами, в природе процессы никогда не пойдут в направлении самопроизвольного нарушения равновесного состояния. Самопроизвольно процессы идут только в сторону установления равновесия. Тепло самопроизвольно передается только от горячего к холодному, жидкость и газ движется только в сторону меньшего давления, свет от сферического источника излучается равномерно во все стороны и т.д.

Это - стержень всего подхода для изучения окружающего мира. При таком подходе становится более понятным:
а), сущность энергии - это самопроизвольно возникающая движущая сила, направленная в сторону установления равновесия;
б), это же порождает природных "сил" (они, по сути, являются лишь следствиями) - сильных и слабых ядерных, электромагнитных, и гравитационных;
в), это же объясняет необратимость процессов в природе со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Если попробовать классифицировать этих равновесий какие же они бывают в природе, то в основном все сводятся к механическому и зарядовому (+,-),(ядерные силы пока оставим в стороне). Все остальные виды (подвиды?) (давление, теплота, химический потенциал, электрический потенциал и др.) оказываются просто модификациями от этих двух. При нарушении вышеназванных равновесий, самопроизвольно возникает движущая сила, направленная в сторону равновесия. Природа старается ликвидировать неравновесие и "установить порядок". Это дает природным процессам определенную направленность - от неравновесности к равновесию. Это лежит в основе всех движений в природе. Само движение (кинетическая энергия) самопроизвольно всегда направлено в сторону уменьшения асимметрии (потенциальной энергии, неравновесности). И когда материя (вещество) достигнет равновесного состояния, то там уже не будет ни энергии, ни движения. Потенциальные и кинетические энергии превратятся в нуль. Но это в идеале.

В реальной природе происходит чуть-чуть иначе. Есть только стремление к такому состоянию, но скорее всего, это никогда не достигается. Поэтому, в дальнейшем, будем применять понятие относительного равновесия. Это когда, какая-либо система находится в относительном равновесии как внутри себя так и с окружающей ее средой. Такое положение является наиболее устойчивым, и любая система стремится к такому состоянию. Здесь все зависит от того, как и насколько быстро система реагирует на изменения внешней среды: время релаксации системы должно быть меньше, чем скорости внешних изменений. В противном случае, если система не сумеет вовремя релаксировать и найти точки оптимума с окружающей средой, то такая система просто перестает существовать (быть или не быть, вот в чем вопрос). По сути, это означает о выживаемости данной системы как обособленного объекта, в данных конкретных условиях. Внешняя среда, таким образом, проводит некий естественный отбор в более широком смысле этого слова, который охватывает буквально всю и вся. Поэтому, видимо, естественный отбор - один из фундаментальнейших закономерностей нашей природы, который не ограничивается только биологическими объектами, и похоже что, он охватывает всех без исключения обособленных систем: начиная от частичек микромира, и кончая, возможно, самой Вселенной.

В данный момент, мы везде наблюдаем гигантское разнообразие систем: планеты, звезды, галактики, и т.д. Знаем о существование таких же обособленных систем в микромире: элементарные частицы, атомы, молекулы. Наблюдаем повсюду движение всего и вся. Это все говорит, что наша Вселенная далека от внутреннего равновесия. Все эти движения направлены в сторону достижения равновесия в большом (если речь идет о крупных масштабах, планеты, звезды, галактики), и в малом (если речь идет о микромире). Иными словами, независимо от масштабов процессов все они направлены в сторону достижения равновесного состояния: внутри себя и с окружающей их средой. Это и порождает движение (и изменение) в природе. Источниками могут быть асимметричность электромагнитных полей, разная инертность тел при взаимодействиях, неравновесность различных термодинамических параметров: температуры, давления, концентрации веществ, и т.д.

Гравитация: миф или реальность. После такого, скажем так, понятийного характера выступления в дальнейшем разговор пойдет об одном из видов равновесий - механическом. Подход остаются прежним: от неравновесности к равновесию.

Центры масс и равновесие. С такими явлениями мы сталкиваемся на каждом шагу, и они сопровождают нас, в буквальном смысле слова, с самых первых шагов. Малые дети прежде чем делать первые шаги, сами не понимая, учатся в первую очередь стоять, сохранять равновесие. Потом - то же самое, при ходьбе. Постоянные тренировки не пропадают даром, и сохранение равновесия доводится до автоматизма. Потом человек об этом даже и не задумывается. Кажется все это так естественно и просто. Пока не залезет на забор, или же как циркач, не попытается пройтись по протянутой проволке. Тут то и дает о себе знать равновесие.

Равновесные точки любого тела нами определяется довольно легко, стоит только взять в руки и "взвесить". Можно определить точку равновесия спичечной коробки, шара, или кирпича. При некоторой тренировки, можно даже определить точек равновесия одной спички, монеты, или же, еще более мелких предметов. Если при таких опытах попытаемся уловить какие-то особенности точек равновесия, оказывается, что это не так-то просто. Разве что можно сказать: весьма подвижна, невидима, но нами хорошо чувствуется (обратите внимание, чувствуется, но невидима).

Рассмотрим такой пример. Например, у вас на руках некий металлический стержень. У него есть центр механического равновесия, которое можно легко определить. Если сейчас на один конец стержня прилепите небольшой магнит, то центр равновесия сместиться в другое место, ближе к магниту. Если прилепите магнит побольше (или, же добавите, к первому), то центр масс конструкции, вплотную приблизиться к магнитам. А если масса магнита окажется еще больше, то центр масс окажется внутри магнита. Т.е. получается, массивная сторона как бы "перетягивает" центр масс к себе. Это очень важный момент, и его нужно хорошенько запомнить Можно вместо магнитов взять какие-нибудь другие предметы, например, привязать чем-нибудь (веревкой) кусок дерева, или любые предметы разной массы. Результат будет тот же. То есть, природа центра механического равновесия не зависит от того, каким образом он образован. Зависит только от пространственного распределения масс. В этом примере стержень "создан" электромагнитными силами, но его центр равновесия как видим, не имеет электромагнитную природу, он чисто механический, и напрямую связан суммарной массой и пространственным распределением молекул, составляющих стержень. Добавление дополнительной массы к этой системы приведет к смещению точки равновесия. Каким образом добавляется масса, не имеет значения. Этот пример своего рода более простой и статический.

А вот другой пример, более сложный - динамический. При катании на велосипеде, приходится заново учиться сохранять равновесие, но уже вместе с велосипедом. Ибо вашей массе еще прибавилась масса велосипеда, и у вас с ним появился общий центр масс. После некоторой тренировки вы начинаете "чувствовать" велосипед, вернее, чувствуете общий центр масс. Но этого мало.
Если велосипед стоит на месте все "норовится" упасть. Если скорость слишком мала, то же самое. Почему? Это происходит от того, что незримая точка равновесия оказывается в неустойчивом положении по отношении к Земному тяготению, и он не может сохранять вертикальное положение. В данном случае, чем ниже точка равновесия, тем устойчивее система. Поэтому лежащий велосипед более устойчив, чем "стоящий". Но оказывается, бывают и иные устойчивые положения. Это зависит от скорости передвижения. Чтобы велосипед мог держаться в вертикальном положении, скорость у него должна быть выше некоторой критической величины. Только тогда, невзирая на, казалось бы, "нехорошего" (высокого) расположения точки равновесия, велосипед может сохранять динамическое равновесие и держаться "на колесах". Устойчивость в данном случае зависит от скорости поступательного движения: чем выше скорость, тем устойчивее велосипед. Иначе, неизбежно падение.

Еще более интересен пример поведения пружинного маятника. Если его растянуть и отпустить, то он будет колебаться возле точки равновесия. Амплитуда колебаний постепенно будут затухать и маятник, рано или поздно, остановится, вернувшись в равновесное положение.

Еще более близок к рассматриваемой теме следующий пример. Возьмем неглубокое блюдце с малой внутренней кривизной поверхности. По его внутреннему краю запустим небольшой шарик. Если нет начальной боковой скорости, то шарик будет себя вести точно так же как пружинный маятник. Поколебавшись, некоторое время по затухающей амплитуде через дно блюдца, вскоре он остановится, и застынет в центре. Это устойчивое, равновесное положение шарика в данных условиях. Если же вначале подтолкнув, шарику дадим некоторую начальную боковую скорость, то шарик будет некоторое время вращаться по кругу внутри блюдца. Постепенно его амплитуда будет затухать, и он по спирали будет приближаться к центру. Пока не скатиться на дно (центр) блюдца и не застынет. В обоих случаях, несмотря на различные начальные условия (в первом - нет начальной боковой скорости, во втором - есть), конечные состояния одинаковы - равновесное положение. Траектория шарика в первом случае будет линия (колебание по некоей линии через центр), а во втором - спираль. Во втором случае, время падения шарика на дно блюдца и остановка, будет зависит от скорости движения. Чем выше будет скорость движения по "орбите", тем дольше времени он будет "держаться" на "орбите". Если же по "орбите" скорость движения будет постоянной, то шарик никогда не упадет в центр, так и будет вращаться по окружности. Но такое, без подпитки энергией, никогда не происходит. Самопроизвольно происходит только затухание скорости движения, и постепенное скатывание шарика на центр блюдца.
Здесь, несмотря на казалось бы, далекие явления, просматривается аналогия с велосипедом. Чтобы не упал велосипед, у него скорость движения должна быть выше некоторой критической величины. С шариком, вращающимся по внутреннему краю блюдца, та же ситуация. Только при достаточной скорости движения по "орбите" он не упадет в центр блюдца.

Все это вышеприведенные примеры: и падающий велосипед, и пружинные маятники, и стержень со своей точкой равновесия, и блюдце с шариком, привычные нам вещи, и особого внимания не привлекают. А, зря... Все они ведь говорят, о наличие в природе некоей универсальной закономерности - стремление к равновесии. Если это так, то тогда, вполне уместно предположить, что такие явления происходят не только на наших масштабах, но и на... больших масштабах. В смысле, космических масштабов. Где участниками и фигурантами являются не кирпичи, велосипеды и шарики, а планеты, звезды, квазары, и все небесные тела. Одним словом, если все знакомые нам предметы и тела имеют нечто похожее на механическое равновесие, то почему бы, не может быть то же самое у масштабных тел, планет, звезд, галактик, квазаров? Они ведь там тоже, в большинстве случаев, находятся во взаимосвязанном состоянии и влияют друг на друга. Если это так, то у них тоже должен возникать общий центр масс, и они должны вести себя точно так же, как вещи нашего масштаба. Наш мир един, и навряд ли природа "придумала" для масштабных тел другие законы и другие закономерности, чем в малых масштабах. В это верится с трудом. Скорее всего, и явления, и закономерности едины, только мы это еще до конца не выявили. Тут есть над чем "поломать" голову...
Ну, а пока, посмотрим, что же там "наверху" происходит.

Но сперва, давайте, посмотрим еще один пример. Однажды один товарищ показал мне интересную вещь: скрепив две вилки зубцами, вставил туда еще и спичку и… "повесил" эту конструкцию на краешек стола. Самое интересное, спичка висела горизонтально едва зацепившись самым кончиком уголка стола, и вилки растопырившись, расположились горизонтально в воздухе и не думали падать. Их на этом кончике спички можно было "повесить" куда угодно: на кончик пальца, на краешек бутылки, на спинку стула, и т.д. Это происходит оттого, что общий центр масс (точка равновесия) вилок находится между ними, и в… "пустом" месте, где находится тот самый кончик спички. Тогда меня это очень забавляло. Вот, и не думал и не гадал, что мне это когда-нибудь пригодится.

Если сейчас обратить взоры на крупномасштабные небесные тела, планеты, звезды, и т.д., то там происходит почти, примерно, то же самое. Только там нет этой видимой спички, соединяющий центр равновесия и объектов. Но этот центр существует, просто он невидим. Первым условием возникновения такого центра является установление более-менее прочной связи между объектами. Это осуществляется с помощью электромагнитных сил, они скрепляют их в единую систему. И как только космические тела вступают в такое взаимосвязанное состояние, то у них сразу же возникает общий центр масс, центр механического равновесия.

Представим себе, что два небесных тела приблизились на расстояние взаимодействия электромагнитных сил. Если у них взаимные скорости ниже некоторой критической величины, то они попадут взаимосвязанное состояние. И сразу же у них возникнет общий центр масс (центр механического равновесия). Тогда они начнут падать на этот центр масс. Для взаимодействующих тел центр масс, то же самое, что и дно блюдца для шарика. Там находится минимум потенциальной энергии. Дальнейшее поведение этих тел и их траектории будут зависит от соотношения их масс. Тут может быть два сценария:

а), если один из них очень массивное, то центр масс он "перетянет" к себе (как при опыте со стержнем и с магнитами), и будет центром системы. Образуется система с массивным центральным телом и вращающейся вокруг него маленькой "точкой" (рис.1). Это происходит "согласно" законам механики.
Из механики хорошо известно, что ускорение тел обратно пропорционально их массам (m1/m2 = a2/a1). Поэтому тут большое тело почти не получит ускорения, а меньшее быстро будет набирать скорость и вращаться вокруг массивного, создавая иллюзию притяжения, как будто большое удерживает малого своим притяжением. А в самом деле, чуточку не так. Они оба вращаются вокруг центра масс (колебание возле точки механического равновесия). Вначале вследствие большой скорости движения (но меньшей, чтобы оторваться), траектория малого тела будет похожим на очень вытянутый эллипс, нечто похожее на растянутую пружину. Эллиптическая орбита - не совсем устойчивая орбита. Поэтому постепенно перигелий и афелий его орбиты будут сближаться (затухание колебаний пружины) и через некоторые время траектория станет похожей на окружность. Окружность является наиболее устойчивой орбитой и наиболее устойчивым состоянием системы.

б), если массы тел равны, или, отличаются не очень сильно, то не один из них не сможет "перетянуть" центр масс к себе, и центр масс будет располагаться вне этих тел, где-то между ними. Тогда они оба будут вращаться вокруг этого центра масс (рис.2). Как и в первом случае, вначале из-за довольно большой их кинетической энергии движения, орбиты будут похожими на сильно вытянутый эллипс (растянутая пружина). Со временем, постепенное затухание скорости их движения по орбите, приведет к "округлению" их орбиты. Дальнейшее падение скорости по орбите, неизбежно приведет к падению их в центр масс, и слиянию этих тел (падение шарика (или, шариков) по спирали на дно блюдца).

И в первом, и во втором случае, тел удерживает от падения на центр только скорость движения по орбите. Если бы скорость движения не менялась, они бы никогда не упали в центр масс. "Нашли" бы какой-нибудь стационарное положение, и кружили бы вечно. Ведь, по сути, центр равновесия никого не притягивает, он не есть сила. Он просто центр масс, и... все. Но, довольно много факторов влияющие на их скорость движения по орбите (среда, трение, соседи и т.д.). А главное, балом правят электромагнитные силы, и все зависит от них. Стоит только по их причине произойти какие-либо возмущения, то летит в тартарары относительное равновесие, и опять придется гоняться за новым равновесием.

Мм…да, скажут некоторые, какое еще падение, какое еще механическое равновесие? Там тела находятся в невесомости, и у них нет веса. Не торопитесь. Да, тела действительно находятся в свободном падении. Но… посмотрим, на жутко простую формулу: P = mg (или, F = mg). На земле у вас согласно этой формульке имеется определенный вес. Если вам сообщить некую скорость, скажем, 8 км/сек., вы выйдете на круговую орбиту, и будете кружиться вокруг Земли (выше, рис.1), и что-то петь себе под нос (надеюсь). Одним словом, находитесь свободном падении. Равен ли ваш вес/тяжесть нулю? Обратите внимание на правую часть формулы. Оттого, что вас забросили на орбиту, вы не похудели, толще тоже не стали. Значит, масса осталась прежней. Ускорение стало намного меньше, но тоже не равно нулю. Так, есть у вас вес/тяжесть или нет? Отсутствие опоры под вами (как на поверхности земли) сути не меняет, вес/тяжесть есть, но неявной, скрытой форме. Оттого и падение.

Небесные тела находятся точно в таком же положении. У них тоже есть масса, и тоже есть ускорение. И по этой причине они тоже падают в центр масс. Но боковая (орбитальная) скорость движения не дает им попасть в центр масс. Они постоянно "промахиваются", и таким образом, вращаются вокруг него. Чтобы сохранять такое динамическое равновесие (как шарик вращающийся "по склону" в блюдце), нужно "бежать и бежать". Если этого не делать, то неровен час можно с большим грохотом плюхнуться в центр масс.
Все зависит от скорости движения. Уменьшится скорость ниже некоторого значения, планета будет падать, если повысится, наоборот, отойдет дальше. А если же сообщить ей скорость выше некоей величины, то она вообще может оторваться от Солнечной системы и улететь восвояси. Но такое самопроизвольно никогда не происходит. Самопроизвольно происходит только дрейф в сторону центра масс и падение к центру масс, и переход к более равновесному положению.

Тут надо сказать, что мы, по видимому, явно недооцениваем роль центров масс небесных объектов. Они "для них означают" нечто большее, чем мы думаем. Об этом же говорят наблюдательные факты. Тщательный анализ небесных образований показывает, что от них, оказывается, зависит ответ на самый главный вопрос: быть или не быть.

Тут речь идет, ни много ни мало, о "выживаемости" системы. Так как, важнейшим условием стабильности системы является постоянство центра масс. Он не должен подвергаться сильным колебаниям. И если у системы нет постоянство центра масс, и он подвергается сильным "болтанкам", то такая система будет неустойчивой, и, скорее всего, ее "жизнь" будет короткой.
Наблюдаемые факты тоже подтверждают это. В природе более долговечны и "живучи" именно те системы, в которых соблюдается данное условие. Это условие выполняется, оказывается, в трех конфигурационных формах природных систем.

а), Когда, один из объектов является довольно массивным по сравнение с другими, и занимает центральное положение, являясь собой центром масс системы, а остальные хороводят вокруг него (выше, рис.1). Такую конфигурацию я бы назвал Ньютоновской, так как она, в основном, описывается Ньютоновской формулой всемирного тяготения. Да и сама формула выведена именно из таких случаев, и, для таких случаев. У такой конфигурации есть один малюсенький "недостаток": она многое завуалирует и взаимосвязь гравитации с центром масс не сразу бросается в глаза. Именно к такому типу относится и наша Солнечная система.

Масса Солнца более 700 раз превышает сумму масс всех планет солнечной системы. Поэтому оно без труда "перетягивает" центр масс к себе, и в результате чего, общий центр масс (точка механического равновесия) Солнечной системы находится внутри Солнца. Отсюда нам кажется, что планеты удерживаются тяготением Солнца и вращаются вокруг него. Тогда как планеты (и само Солнце тоже), как взаимосвязанные системы, стремятся к точке механического равновесия и вращаются вокруг этой виртуальной точки. Будь центр масс Солнечной системы не внутри Солнца, а в другом свободном месте то…, возможно, уже многое было бы по другому...

Попробуем провести мысленный эксперимент (не хотел бы, чтоб это случилось в реальности). Поместим-ка, некое тело сравнимой с массой Солнца, скажем, рядом с Юпитером. Тогда центр механического равновесия Солнечной системы сместилось и расположилось бы где-то посередине между "новичком" и Солнцем. Солнце перестало бы быть "хозяином в доме" и само приобрело бы некую орбиту, вращаясь как "рядовой" вокруг нового центра масс. Соответственно, планеты будут вращаться уже не вокруг Солнца, а вокруг новоявленного центра. Но, такое состояние навряд ли будет продолжаться долго, такое состояние, мне кажется, будет весьма неустойчивым. Особенно худо придется планетам (паны дерутся, у хлопцев чубы трещат). Либо, они делят "семейство", и образуется два "солнца" со своими планетами, соответственно, каждый со своим механическим центром равновесия, либо, кто-то займет центр и будет "хозяином". Этот мысленный эксперимент показывает, что дело не в Солнце, не Солнце притягивает планеты, а дело в центре механического равновесия Солнечной системы.

Хорошо, что в реальности, в нашей системе только одно такое крупное тело (Солнце), и оно занимает центральное положение. Это делает нашу систему стабильной и придает ей большой запас устойчивости. Дело в том, что, планеты, обращаясь вокруг Солнца, постоянно меняют свое местоположение, и поэтому каждый момент времени внутренняя конфигурация Солнечной системы меняется. Соответственно, меняются и пространственное распределение масс. Это приводит к тому, что центр масс постоянно смещается, дрейфует, и он совершает небольшие периодические колебания. Наибольшее, видимо, будет если все планеты выстроятся в одну линию на одной стороне Солнца. Такое явление бывает крайне редко, и известен под названием парад планет. Тогда, действительно, массы всех планет будет суммироваться, и они как один "повиснут" на длинном плече рычага, и сообща будут "давит" на рычаг, а на другом конце рычага будет Солнце. И даже в этом случае, масса Солнца настолько велика по сравнению суммарной массой всех планет (700:1), что центр равновесия Солнечной системы особо не сместиться, и большой "болтанки" центра масс не произойдет. Поэтому Солнечная система остается вполне стабильной.

б), Другой вариант реализуется, когда система состоит из двух тел и они вращаются вокруг общего центра масс (выше, рис.2).
К такому типу относятся, в основном, двойные звездные системы, они более устойчивы. Тройняшки, квартеты, пятикратные системы в природе встречаются очень редко. Это связано с постоянством центра масс, центром равновесия. Стоит прибавить к устойчивой двойной системе еще один объект, то система становится неустойчивой. Так как при вращении, вокруг общего центра масс, в каждый момент времени они меняют свои местоположения, устраивая, мягко говоря, сильную «болтанку» общего центра масс, что приводит систему в неустойчивое положение. В квартетах, пятикратных, шестикратных системах положение еще более ухудшается. Поэтому такие системы неустойчивы, и они быстро распадаются. В двойных системах такой «болтанки» центра масс не происходит, и как следствие, они более устойчивы.

в), Еще одна устойчивая природная конфигурация, это когда система состоит из множества симметрично расположенных объектов. Это характерно для групп, ансамблей, скоплений, галактик.

В звездных группах, ассоциациях, и скоплениях количество звезд может быть сотни, тысячи, миллионы. И все они, в большинстве случаев, симметрично располагаются вокруг центра масс. И как взаимосвязанные объекты, все они вращаются вокруг него.

Примерно то же самое, происходит на более больших масштабах. Наша Галактика состоит, примерно, из 1011 звезд, где наше Солнце является только небольшой звездочкой на периферии. И все объекты, входящие в нашу Галактику (звезды, планеты, пыль, туманности), вращаются вокруг общего центра масс Галактики. Такое же происходит во все других галактиках.

На еще более больших масштабах происходит опять такое же. Наша Галактика сама входит в состав Местного скопления галактик, где количество галактик может быть сотни и тысячи. Они тоже вращаются вокруг центра масс скопления. Во всех других скоплениях наблюдаем точно такую же картину...

Вообщем, при такой, симметричной конфигурации, центр масс системы остается устойчивым, и не подвергается сильным колебаниям, что определяет долгоживучесть таких систем.

Одним словом, получается, центры масс играют очень важную роль в "жизни" природных систем, и без них никуда. Именно с ними связаны многие, наблюдаемые нами, дополнительные механические эффекты в системах (вращение, падение, тяжесть/гравитация, сгущение вещества, и т.д.).

Но, центры масс сами собой не возникают, это только следствие. Для того чтобы они проявились, нужна надежная взаимосвязь объектов. Как раз это осуществляется "руками" электромагнитных сил.

В этом убедится нетрудно. Об этом говорят наблюдательные факты. В Солнечной системе электромагнитное поле Солнца скрепляет всех тел единую систему, и только после этого возникает центр масс, и вращение тел вокруг него. В группах, ассоциациях, скоплениях звезд происходит точно так же. Они все двигаются в общем электромагнитном поле объединения. В Галактике, ее электромагнитное поле, накрывает все Галактику, и объединяет всех в одну гигантскую систему. Только потом идут механические эффекты: центр масс, вращение, падение, сгущение, и т.д. В скоплениях галактик происходит, примерно, такое же. Есть довольно слабенькое общее электромагнитное поле скопления, и все галактики движутся в нем.
Наличие электромагнитных полей во всех этих природных образованиях не вызывает сомнений. Они четко фиксируются нашими приборами. Нам, в общих чертах известны, где и сколько. Например, общее, усредненное магнитное поле галактик составляет, примерно, 10-7 - 10-9 Гс (гаусс), у Солнечной системы, примерно, 10-3 - 10-4 Гс. У самого Солнца магнитное поле порядка 50 Э (эрстед), у Земли, примерно, 0,5 Э. Кроме того, у Земли есть и электрическое поле с напряженностью порядка 100 - 130 в/м, на поверхности. И, т.д.

Вообщем, из наблюдательных фактов получается, что электромагнитные силы "хозяйничают" не только в микромире (микрочастицы, атомы, молекулы), но и в макромире они не совсем "гости"... Можно даже сказать, что они распространены везде и повсюду, где только можно, и охватывают всю Вселенную.
Естественно, и само собой разумеется, что они, и на Земле везде и кругом. Мы сами, по сути, живем на дне электромагнитного океана нашей планеты. Мы погружены в него, и это наша среда обитания. Падение различных объектов (предметов) на Землю, передвижения по поверхности планеты, и т.д., все это происходит в толще электромагнитного поля нашей планеты ("как в воде"). Поэтому не учитывать этих фактов, и просто отмахнуться от электромагнитных явлений невозможно. Они повсеместно.

Одним словом, по всем установленным фактам получается, что объединяющим и скрепляющим фактором различных объектов в единую систему (плането/звездные системы, галактики, скопления), являются электромагнитные силы. Только потом, после этого, в каждой обособленной системе, на различных масштабных уровнях возникает свой центр масс, свой центр механического равновесия, и вокруг которого вращаются все тела, составляющие систему.

Гравитационные силы. Часто эти факты мы объясняем (прежде всего самому себе) как результат "деятельности" неких гравитационных сил. Думаем, что именно гравитационные силы окучивают вещество, и, в конечном счете, приводят к образованию различных небесных объектов (планет, звезд, и их объединений). Хотя нигде, ни в одном из природных образований, мы не наблюдаем особых гравитационных сил. Нигде и никогда никоим образом они не проявляют себя. Никто до сих пор их не фиксировал и не "поймал". Зато там, во всех этих образованиях, без труда обнаруживаем наличие электромагнитных сил. Это наводит на кое-какие размышления...
Вдобавок, стоит вспомнить, как была получена формула всемирного тяготения Ньютона, на основе которой, в основном, делается далеко идущие выводы о наличие гравитационных сил. Формула тяготения была получена из наблюдений за движением небесных объектов (прежде всего за планетами Солнечной системы). И из наблюдений за явлениями происходящими на Земле: за падением камней, яблок, капель дождя, снега, и т.д., и различных предметов на землю. Т.е, по сути, из констатации неких реальных фактов. На этом месте есть одна тонкость. Там уже вовсю действуют некие "готовые силы", и под их действием тела уже вовсю двигаются. И... все. Природа самих сил (откуда они берутся), зачем тела двигаются, и куда они двигаются, остается за кадром.

Таким образом, формула всемирного тяготения была получена из наблюдений чисто эмпирическим путем, из кинематики, и по ней невозможно сказать, что скрывается за символом F (F = GMm/R2). Самостоятельные гравитационные силы, или же, электромагнитные силы, или, что-то другое. Однозначного ответа нет. Этот фактик тоже добавляет крупинку сомнения, и... не в пользу гравитационных сил.

Так, что же мы имеем в итоге? Одно мы можем сказать определенно: то, что мы называем гравитационными силами, это не "чисто" электромагнитное явление. Они больше связаны с массами тел, и имеют непосредственное отношение к ним. С другой стороны, хотя они связаны с массами тел, это не чисто механическое явление, так как массы (тела) могут взаимодействовать только через их поверхностные энергии, т,е., через те же самые... электромагнитные силы. Вдобавок, там еще есть некая третья составляющая: минимизация энергетического состояния. Т.е., эволюция и развитие небесных объектов происходит таким образом, что, в большинстве случаев, это сопровождается с выделением (излучением) энергии, и минимизацией энергетического состояния самой системы. В результате чего происходит сгущение и уплотнение вещества.
Таким образом, круг замыкается... И напрашивается единственно приемлимый, в данной ситуации, вывод: гравитационные силы - это... некое обобщенное понятие, неявно включающее в себя и электромагнитные и механические явления (связанные с массами тел), и явления энергообмена системы с окружающей средой. Мы здесь по недоразумению, смесь электромагнитных, механических и энергообменных явлений "в одном флаконе", выдаем за нечто самостоятельное. И называем это гравитационными силами.

А, если их "разобрать по частям", то... получается, что в действительности, самостоятельных гравитационных сил в природе ...не существует.
Выражение гравитационные силы - это, по сути, обобщение неких внешне проявляемых свойств и характеристик наблюдаемых объектов. В данном случае, это свойства притяжения/тяготения. Но это не значит, что именно только гравитационные силы и являются причиной притяжения/тяготения. Сами причины и механизмы притяжения/тяготения могут быть совершенны различными, и притом, что угодно (электрические, магнитные, градиенты давления, любовь (в конце концов), и т.д.). Поэтому говорит, что в природе есть некие самостоятельные гравитационные силы, примерно то же самое, если говорит, что самолет летает, потому, что у него есть летательные силы. (А у корабля есть плавательные, а у пылесоса - сосательные силы. Таких примеров можно привести сколько угодно).

Так вот, если бы мы, например, попытаемся найти у самолета некие особые летательные силы, то мы их, естественно, не найдем. Можем разобрать его до шурупчиков, но нигде мы у него не обнаружим особых летательных сил. Обнаружим железяки всякие, электронику, шланги, провода, емкости, керосин, и т.д. Летательные свойства (летательные силы) самолету дают "совместная работа" множество его элементов и блоков: моторы, крылья, винты, керосин (в конце концов). Без этих "элементов" самолет летать не будет, и, естественно, у него не будет никаких летательных сил. В данном случае, летательные свойства (летательные силы) - это внешне проявляемое общее свойство самолета. Так же обстоит дело с кораблями, и так же - с пылесосом.

Вот и выражение гравитационные силы того же порядка (как и летательные силы самолета), это собирательное понятие (вернее, наблюдаемое обобщенное свойство), а не особые какие-то конкретно существующие силы в природе. Именно по этой причине, мы нигде не наблюдаем самостоятельных гравитационных сил, и никогда не будем наблюдать. Потому что, их нет. Мы везде наблюдаем только ее составляющие (как у самолета) "блоки и элементы":

а), электромагнитное взаимодействие тел.
б), вторичные механические явления, связанные с массами тел (центр масс, вращение, тяжесть mg, падение).
в), выделение энергии.

Притом, вся эта энергия, опять-таки, выделяется в виде электромагнитных волн: гамма, рентген, УФ, свет, ИК, радио, и т.д. Которые вполне успешно регистрируются нашими инструментами. Здесь мы опять не обнаруживаем никаких особых гравитационных энергии. По очень простой причине. Потому что, их нет (что и следовало ожидать).

Таким образом, получается, что особых, самостоятельных и универсальных гравитационных сил в природе не существует. Это абстрактная, некая "обобщенная сила", изобретенная для объяснения (и описания) неких общих свойств наблюдаемых объектов (притяжение/тяготение). Но, как уже выше было сказано, самой причиной притяжения/тяготения объектов друг к другу может быть все что угодно: электрические и магнитные взаимодействия, разность давлений, любовь, и т.д.

Поэтому, те, кто ищет механизм гравитации, по моему мнению, допускают две ошибки:
во-первых, они считают, что в природе есть некие особые гравитационные силы, и ищут носителей, "кирпичиков" этой силы (гравитоны, гравитационные заряды, гравитационные волны, и т.д.). Это похоже на поиск особых летательных частичек самолетов, или, особых сосательных частичек пылесоса, которые дают объекту соответствующие свойства;
во-вторых, многие выделяют и берут только какой-либо один "компонент гравитационных сил", и сводят все это, к основному механизму гравитации. Например, кто-то берет на эту роль чисто электрические или магнитные явления, как будто они и есть механизм гравитации, другие берут просто разность давлений эфироподобной субстанции (а иногда, даже и воздуха), и сводят это к гравитации, третьи считают, что это чисто механическое явление, зависящей только от массы тел, и больше ничего, и т.д.
Нельзя сказать, что это все неверно. Наоборот, может оказаться, что в каждом из них есть доля истины, и каждый из них в чем-то прав. Это вовсе не исключено. Но, разве может быть такое, спросите, вы. Отвечаю: да, вполне может быть. И в этом нет ничего странного. Все дело в том, что гравитационные силы - это не конкретно какие-то существующие силы, а внешне проявляемый суммарный результат многих факторов, которые действуют скопом. И не один из ее "компонентов" в отдельном, выделенном виде не представляет собой природу гравитационных сил. Так как она просто объединенная и обобщенная "сборная сила", применяемая для того, чтобы как-то свести концы с концами наблюдаемых явлений.

Гравитация (эффект гравитации). Ну, хорошо, скажете вы. Допустим, что нет особых гравитационных сил, и, что это понятие подразумевает всего лишь некое внешне проявляемое обобщенное свойство тел (притяжение, сгущение), без детализации конкретного механизма.
Но что же тогда, в нашем конкретном случае, заставляет различных предметов падать на землю? А небесных тел вращаться вокруг Солнца?

Самое интересное здесь заключается в том, что в самом вопросе содержится и сам ответ. Это - падение. Вот он и есть ответ. Не особые гравитационные силы заставляют предметов падать на землю (их нет), а проявление тяжести (mg) заставляет падать их на землю. .А тяжесть просто так само собой не возникает... Для этого нужно сперва электромагнитные взаимодействия тел, проявление центра масс, и только потом идет падение (ускорение в сторону центра масс), только здесь возникает тяжесть/гравитация (mg). Как видим, тяжесть/гравитация, это только следствие, она - явление вторичное...

Исходя из вышеприведенных примеров и представлений, можем сделать следующий вывод:
Что мы называем гравитацией - это не самостоятельная сила, таких сил нет. Само взаимодействие между телами имеет электромагнитную природу. С их помощью образуются массы вещества, все привычные нам вещи образованы посредством электромагнитных сил. Именно они первоначально скрепляют и образуют единую систему, и только потом, наличие массы тел приводят к появлению вторичных механических эффектов. Массы тел при взаимодействиях проявляют инертность, а взаимная инертность, в свою очередь, порождает центр масс, центр механического равновесия системы. Центром масс создается эффект, как бы, "притягивания" всю и вся. А в действительности, это не так. Система просто стремиться к равновесию, и к минимизации своего энергетического состояния. Это сопровождается падением (ускорением, движением) вещества к центру масс, к центру равновесия. Возникает явление тяжести - F = mg. Вот это и есть эффект гравитации (mg).

Таким образом, собственно, гравитация (gravity - тяжесть) - только этот mg, и ничего больше. Тут нужно четко различать: гравитацию и гравитационные силы. Гравитация - это только mg (тяжесть, ускорение в сторону центра масс, падение). Это явление локальное, вторичное, и в каждой взаимосвязанной системе свое. Это больше механическое явление.
А гравитационные силы - это обобщенная абстрактная кинематическая сила, изобретенная, для того чтобы как-то описать наблюдаемых явлений, которые происходят в окружающем нас мире.

Видимо, отсутствие такого четкого разделения приводят к недоразумениям, и "безобидная и скромная" гравитация (тяжесть), в представлении многих, превращается в "особую, универсальную, и всемирную силу", ответственная за все что происходит вокруг нас. Здесь, в буквальном смысле слова, малюсенькая муха (гравитация, тяжесть) превращается в громадного слона (универсальные гравитационные силы). Все это, кроме "всемирной" путаницы, ничего не дает.

Одним словом, в конечном итоге, получается, что особых гравитационных сил нет, но явление гравитации/тяжести есть. Она тесно связана с центром масс, центром равновесия системы. Это, что ни на есть, реальность.

Гравитация в микромире. Если все это так в макромире, то как обстоят дела с гравитацией в микромире, там ведь тоже полным полно обособленных, взаимодействующих систем, и у которых, тоже есть масса?
Очень многое зависит от соотношения массы вещества и интенсивности взаимодействий. В микромире значение гравитации ничтожно. Это связано тем, что массы тел слишком малы и центры механического равновесия особой роли не играют. Это с одной стороны. С другой стороны, довольно сильны электромагнитные взаимодействия.
Но, потом, по мере, самоорганизации вещества (атомы, молекулы, макротела) электромагнитные силы, вследствие взаимной нейтрализации разноименных зарядов друг друга, все больше ослабевают. Они «затрачиваются» на скрепление частичек друг с другом, образуя, таким образом, более масштабную структуру, и превращаются в итоге, во внутреннюю энергию связи макроскопического тела. А «остаток этой силы» (нескомпенсированные заряды на поверхности тела) образуют вне тела особую зону (поле), через которое в дальнейшем происходит взаимодействие макротела с другими такими же телами. Соответственно, интенсивность взаимодействий между этими телами будет намного слабее, чем внутренние связи системы (межатомные, межмолекулярные, и т.д.).
Поэтому, вкратце можно сказать так: что, взаимодействие между элементарными зарядами намного сильнее, чем межатомные связи; межатомные связи сильнее, чем межмолекулярные; межмолекулярные - сильнее, чем взаимодействия между предметами нашего масштаба. Дальше можно продолжать в таком же духе, что внутренние взаимосвязи в Солнечной системе сильнее, чем - межзвездные. Внутригалактические межзвездные связи сильнее, чем связи между галактиками, и т.д. Если было бы иначе, то они (атомы, молекулы, Солнечная система, звездные группы, галактики, и т.д.) не смогли бы существовать как пространственно обособленные системы. Они бы просто распались. Одним словом, внутренние связи системы должны быть сильнее, чем внешние взаимодействия данного тела с другими. Если интенсивность внешних взаимодействий превысит внутренние, то система просто "растащиться" на части, и она просто перестанет существовать.

Таким образом, можно сказать, что, по мере образования все более сложных и массивных структур, электромагнитные взаимодействия между обособленными объектами постепенно ослабевают (микрочастицы - атомы - молекулы - планеты/звезды - галактик/квазары, и т.д.). А массы тел, наоборот, постепенно увеличиваются, они "растут" по R3.
Вследствие чего получается, что, при движении от микромира к макромиру постепенно соотношение масса / электромагнитные силы начинает склоняться в пользу массы. И как результат, роль и значение центров масс в системах все больше возрастают. В нашем масштабе уже стремление к механическому равновесию масс, перевешивает интенсивность взаимодействий электромагнитных сил.

Это можно рассмотреть на примере железного шарика. Допустим, что шарик лежит на деревянном столе. Между молекулами шарика и стола действуют межмолекулярные силы притяжения. Это, как бы, "электромагнитная часть" гравитации. Одновременно и стол, и шарик, как взаимодействующие объекты, а так же Земля, имеют общий центр масс, куда стремятся стол и шарик. Шарик вместе со столом "пытаются" падать в центр механического равновесия. Но твердая поверхность Земли (то есть, пол) не дает им падать, поэтому они давят на твердую поверхность определенным ускорением (то бишь, весом). Если сейчас подвести поближе к шарику, скажем, книгу или авторучку, то на первый взгляд кажется, что между ними нет никаких взаимодействий. Но взаимодействие есть: это чрезвычайно слабое межмолекулярное взаимодействие. Если здесь сравнить стремление к механическому равновесию шарика (падение к центру Земли) и электромагнитное (межмолекулярное) взаимодействие, то из-за большой массы шарика, тут стремление механическому равновесию перевешивает электромагнитное взаимодействие. Поэтому особой реакцию шарика мы не увидим.
Если же сейчас к нему приблизить магнит, то он "забыв" обо всем потянется к магниту. Здесь электромагнитное взаимодействие перевесил "механическую" ("тягу" к центру масс). Поэтому важна именно соотношение масса / интенсивность взаимодействий. Отсюда, в микромире превалирует силы электромагнитных взаимодействий, так как массы очень малы, а в крупных масштабах, где фигурируют большие массы, механическое равновесие становится определяющим. Об этом говорят, наблюдательные факты. Чем больше масса звезды, тем быстрее происходит схлопывание (падение в центр, коллапс) звезды. Чем больше масса галактики, тем быстрее произойдет падение вещества в центр масс и сжатие галактики, и т.д. Но это вовсе не значит, что гравитация может вовсю "своевольничать". Она как детище электромагнитных сил всегда остается под их контролем.

Конденсация. Таким образом, очистив, понятие гравитации от "наносной пыли и тумана" типа гравитационных сил, мы свели ее только к вторичному механическому явлению - к тяжести (mg). Чтобы как-то дальше разобраться и выяснить откуда же ее "ноги растут", нужно, видимо, попробовать как можно шире (пространственно) охватить "гравитационные явления". Ведь явно чувствуется, что существует некое более масштабное явление, частью которого является эффект гравитации.
Представивь себе, какую-нибудь систему (протозвездное облако, спиральную галактику, Солнечную систему), зададим себе несколько вопросов: что же там происходит? Что за процессы приводят к появлению эффекта гравитации (падению вещества к центру масс)? Что именно заставляет вещество "поступать" таким образом, а не иначе? И что за такое масштабное явление?

Для того, чтобы найти ответы на эти вопросы, кратко запишем то, что нам хорошо известно из наблюдательных данных о "небесных" процессах.
Там происходит:
1. электромагнитное взаимодействие тел.
2. возникновение центра масс и падение вещества туда (в центре масс происходит сгущение вещества, образование новых тел).
3. минимизация энергетического состояния объектов.
4. выделение энергии.

Теперь зададимся вопросом: что за такое явление, которое осуществляется "руками" электромагнитных сил, и где "автоматом" проявляются эффекты гравитации? И при котором происходит минимизация энергетического состояния участвующих в нем тел, с выделением энергии? Известно ли нам такое явление, и, вообще, есть ли такое явление в природе?

Можем сразу сказать: да, такое явление есть - это явление конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (газ, жидкость, твердое тело). Но такими явлениями мы знакомы только на привычных нам масштабах. Знаем, что при охлаждении любого вещества, рано или поздно, происходит фазовые превращения: газ - жидкость - твердое тело. Ни одно вещество не минует чащу сия. Только у каждого вещества есть свои критические значения температуры перехода. Для воды, например, такой температурой является 100оС, когда она из пара переходит в жидкость, а в 0оС из жидкости - в лед. Для железа, "переходной" температурой является - 1530оС (газ/жидкость), и 3050оС - жидкость/твердое тело. Воздух, которым мы дышим, тоже можно превратить в жидкость. Для этого нужно его охладить до (-192)оС, а чтобы получить твердый воздух, нужно охладить еще больше.

Для нас здесь сейчас не важно, какое вещество, при какой температуре меняет свое агрегатное состояние. Не это самое главное. Самое главное для нас, что такое явление в природе реально существует, и к этому подвержено все вещество без исключения. И, второе, особенно интересен для нас здесь, это сам внутренний механизм этого процесса, и подробная "картинка" как все это происходит. Чтобы более-менее представить все это, рассмотрим простой пример.

Представьте себе, что перед вами висит облачко паров воды (или, это пусть будет дождевое облачко). Что же будет происходит внутри облачка при охлаждении (остывании)? Очевидно, что там будут происходит процессы конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Пар будет сконденсироваться в капельки воды.

По мере охлаждения, молекулы воды (Н2О) будут терять свою кинетическую энергию движения, и между ними начнут возникать межмолекулярные электромагнитные связи. Тогда они будут объединяться в пары, группы, ассоциации, и т.д. Из-за такой взаимосвязанности, и по причине наличия у них массы, у каждой пары, группы, ассоциации возникнет свой центр масс (центр механического равновесия "конструкции"). Тогда, они все будут вращаться вокруг своих центров масс. Таким образом, внутри облачка появятся множество вращающихся сложно-молекулярных "конструкции": димеры, тримеры, группы, ансамбли, и т.д.
При дальнейшем охлаждении облачка, вращающиеся вокруг центра масс "конструкции" будут сжиматься. Это будет происходит по причине потери молекулами своей кинетической энергии орбитального движения. И они будут постепенно падать на центры масс и сливаться. В центре масс будет происходит фазовый переход: молекулы будут объединяться и плотно упаковываться в капельки воды. Это будет сопровождаться с выделением энергии.

Новообразованные капельки будут иметь сфероподобный вид. Это не зря. Это минимизация энергетического состояния капелек, шар (сфера) имеет минимальную поверхностную энергию. Таким образом, общее охлаждение облака привело к объединению молекул и появлению внутри облака множество мелких, сферических капелек воды. Если же охлаждать облачко и дальше, то уже мелкие капельки сами начнут взаимодействовать друг с другом, опять появятся пары, группы, ассоциации, но теперь состоящие уже не из молекул, а из мелких капелек воды. Т.е., повторяется почти то же самое, как с молекулами, но только теперь уже более укрупненными объектами (капельками). Они также будут образовывать вращающиеся вокруг центра масс сложные "конструкции": двойняшки, тройняшки, группы, ансамбли, скопления. Потом, по мере охлаждения "ихнего мира", капельки будут скатываться в центры масс своих "конструкции", и сливаться в еще более крупные сферические капли, и т.д. Таким образом, чем больше будет охлаждение, и чем ниже будет внутренняя энергия облачка, тем более крупные капли в ней будут образовываться. При дальнейшем охлаждении, рано или поздно, наступит момент, когда капли начнут твердеть и превращаться в твердые тела - в лед (град). Здесь будет происходит еще один фазовый переход: жидкость превращается в твердое тело.

Как видим, в явлении конденсации находятся все ответы на вышепоставленные вопросы. Именно в явлениях конденсации происходит притяжение тел друг к другу и слияние (сгущение, уплотнение) вещества с образованием сфероподобных тел, и это сопровождается с выделением энергии.

Для нас, в этом примере, особый интерес представляет вращение молекул (или, капель) вокруг центра масс и падение в центр масс. Почему? Дело в том, что это уж больно смахивает на ... гравитацию, или на то, что мы называем тяготением на больших масштабах. Да и другие моменты этого явления имеют немалый интерес:
минимизация энергетического состояния и образование сферических тел;
образование различных связанных "конструкции", типа димеров, тримеров, групп, ансамблей, и т.д.

Все это наводит на кое-какие размышления... Просматривается явная схожесть этой "картины", с космической "картиной" нашего окружения. Вглядываясь, в космические дали, с Земли мы наблюдаем точно такую же "картину". Но, там эта "картина" предстает перед нами, как бы, многократно увеличенном, укрупненном виде. Огромные сферические тела (планеты, звезды, квазары), различные гигантские "небесные конструкции" (планетно/звездные системы, туманности, галактики, скопления, и т.д). Невольно приходит на ум одна мысль... Может быть, все что происходит на больших масштабах, точно такая же конденсация, но только более масштабная и с участием больших тел? И схожесть "картин" не простое совпадение, а нечто большее?

Чтобы проверит это, действительно ли это так, давайте увеличим наше дождевое облачко миллионы, миллиарды раз. Вернее, увеличим его, примерно, 1010 раз. И будем считать, что это облачко - наша Вселенная, а мы живем внутри него.
Тогда рой взаимосвязанных и вращающиеся вокруг центра масс молекулы будут выглядит как протопланетные и протозвездные облака (они для нас будут выглядит просто гигантскими, мы же все увеличили 1010 раз). В дальнейшем, при остывании, эти облака будут постепенно сжиматься (а, по сути, конденсироваться), и вещество будет падать в центр масс. И в центре масс будет происходит фазовый переход: слияние и упаковка вещества в более крупногабаритные жидкообразные тела (ранние планеты, звезды). Они, естественно, будут иметь шарообразную и сферическую форму. Это результат минимизации энергетического состояния этих объектов. В дальнейшем, они могут остыть и предстать перед нами в виде твердых планет, белых карликов и нейтронных звезд. Могут объединяться (как капли в облачке), в еще более крупномасштабные "конструкции": планетные системы, группы, ассоциации, галактики, скопления, и т.д.

Таким образом, при соответствующем увеличении масштабов остывающего облака, процессы идущие внутри облачка, очень похожие на то, что мы видим ныне внутри нашей Вселенной. Те же, разномасштабные сферические тела, и те же, различные "конструкции", находящиеся на различной стадии конденсации: двойняшки, тройняшки, группы, ассоциации, туманности, и т.д.

Поэтому, сравнивая, конденсационные процессы в облачке и во Вселенной, с долей уверенности, можно сказать, что это не простое совпадение, и не простая схожесть "картин", а наша Вселенная на нынешнем этапе, точно такое же остывающее облачко, но миллиарды раз увеличенном масштабе.

Конденсационные процессы внутри облачка и... во Вселенной.

Похоже что, тут "работает" принцип относительности масштабов. Эти процессы конденсации происходят на различных масштабных уровнях относительно нас, и поэтому они нами воспринимаются по-разному, хотя эти одни и те же процессы, и работают одни и те же механизмы (вспомните, пример с остывающим шариком и Землей).

Таким образом, образование капелек воды в облачке, почти ничем не отличается от образования крупномасштабных тел (планет, звезд, квазаров) во Вселенной.
Разница только в небольших "мелочах":
а), в составе вещества.
Наличие множества химических элементов (и веществ) во Вселенной с различными свойствами, и с различной температурой конденсации, многое усложняет. Это приводит к тому, что при одинаковых физических условиях в нынешней Вселенной (давление, температура), они находятся в различных агрегатных состояниях. Одни вещества уже сконденсировались, и продолжают конденсироваться, образуя гигантских жидких и твердых тел сфероподобной формы, а другие элементы и вещества еще находятся в газообразной фазе (например, гелий и водород). Как раз все это разнообразие агрегатного состояния вещества мы наблюдаем в виде различных космических объектов: планет, звезд, галактик, туманностей, и т.д.

б), в размерах и времени формирования.
Эти процессы происходят на различных пространственно - временных масштабных уровнях. Молекулы могут сконденсироваться в капельки за считанные секунды, минуты, а планеты, звезды, квазары формируются в течение тысячи, миллионы, миллиарды лет. Это объясняется довольно просто. То, что происходит на молекулярном уровне мы не замечаем (не видим), они для нас слишком малы, и там процессы конденсации происходят очень быстро. Мы даже не успеваем моргнут глазом.
А в больших масштабах, наоборот, из-за гигантской масштабности, те же процессы конденсации происходят очень медленно, и сильно растянуты во времени (для нас). Поэтому, мы как бы, их (опять!) не замечаем. Мы видим только отдельные "застывшие кадры" хода конденсации, в виде различных небесных объектов: протооблако - различные состояния протооблака (ход конденсации) - сферическое тело.

При таком подходе, становится очевидным, то, что мы до сих пор приписывали неким гравитационным силам, что они как будто бы "собирают" и окучивают вещество, и приводят к образованию небесных объектов, в другом, более широком (термодинамическом) подходе, оказывается, что это, ни что иное, как процесс конденсации. Именно в процессе конденсации происходит смена агрегатного состояния вещества, выделяется энергия, и образуются более плотные тела. Это еще раз доказывает, что в природе нет особых гравитационных сил, а есть просто явление конденсации вещества.

Таким образом, при взгляде на это проблему более шире, становится понятным, то, что мы называем гравитацией (mg), является только частью, "кусочком", более объемного процесса - процесса конденсации, и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Только эти процессы происходят столь масштабно и в гигантских пространственных масштабах, и с участием больших тел (большими "кусками" вещества), что мы не можем охватить весь процесс целиком: ни в пространстве, ни во времени. Мы для этого слишком ничтожны (как микроб рядом с пятиэтажным домом, или, даже с небоскребом). Поэтому весь процесс конденсации мы не видим и не воспринимаем. Мы видим только некие маленькие локальные "кусочки" этого явления, типа падения предметов или объектов на Землю (таким образом, в центре масс происходит сбор и сгущение вещества). А также, какие-то замысловатые, и круговые движения различных членов большой "конструкции", типа вращение Луны вокруг Земли, или, вращение планет вокруг Солнца, и т.д. И все это принимаем "за чистую монету", и считаем что это, нечто особенное (гравитация). Тогда как, это всего лишь, небольшая видимая часть другого более масштабного явления - конденсации.

Тут уместно привести суть одной известной восточной притчы. Когда слепые путники ощупав ногу слона, воспринимают его как нечто особенное и самостоятельное. Один говорит, что это столб, другой говорит, что это дерево, третий говорит, что это..., и т.д. Они не видят всего слона, и не понимают, что это всего лишь небольшая часть слона.
В данном случае, с гравитацией точно так же. Эффект гравитации (гравитация), это всего лишь часть слона , а сам слон это - конденсация.

Одним словом, получается, что тела образуются, вещество сгущается, не благодаря гравитации, а благодаря конденсации. Конденсация, оказывается, более объемным, и более многокомпонентным явлением, охватывающая в себя, и гравитацию, и электромагнетизм. Она осуществляется с их помощью, и, все здесь подчинено "главной цели" вещества - минимизации энергетического состояния. Что приводит, в конечном итоге, к образованию сферических тел. Основную "работу" здесь выполняют электромагнитные силы. А гравитация (тяжесть mg, падение в центр масс) играет лишь второстепенную роль, и представляет собой только небольшую часть конденсационного процесса.

Сам процесс конденсации в общем виде можно выразить следующей формулой:

Еобщ = Екин + Епот + Еизл/погл

где, Еобщ - общая энергия системы
Екин - кинетическая энергия
Епот - потенциальная энергия
Еизл/погл - энергия излучения и поглощения.

Энергия излучения будет иметь отрицательный знак (-Еизл/погл), так как энергия, в этом случае, будет уходит из системы. А при поглощении энергии, наоборот, знак будет положительным (+Еизл/погл), и общая энергия системы будет возрастать. Когда нет излучения/поглощения, общая энергия системы не будет меняться, и формула примет вид как в механике,

Еобщ = Екин + Епот.

А когда есть излучение, естественно, общая энергия системы (Еобщ) не останется постоянной, она будет уменьшаться, и вещество, рано или поздно, будет претерпевать фазовый переход (газ, жидкость, твердое тело).

Конденсация на больших масштабах. Вооружившись, новым подходом, рассмотрим образование звезд с точки зрения конденсационного подхода.
По общепринятому мнению, звезды образуются путем сгущения диффузного вещества. При этом центральное место отводится гравитационным силам, они окучивают вещество. Такой подход сталкивается с некоторыми трудностями. Особенно в начальной фазе сгущения. Что подталкивает вещество к сгущению? Случайные флуктуации в плотности, или, что-то другое? Ведь, в какой-либо точке равномерно распределенного вещества, просто так гравитация не возникнет. Остается уповать на случайные флуктуации. Либо, на какие-то критические значения массы вещества (или, плотности). Что, вообщем-то, так и делается. Часто начало сгущения описывается примерно так: "если в какой-либо области облака, масса превысит некоторое значение, то под действием чисто гравитационных сил..., ...произойдет самогравитация, ...падение частичек вещества друг на друга". И т.д. , и т.п.
Мы же рассматриваем сгущение вещества как конденсация, а не гравитационное сгущение. Никому же в голову не приходит, скажем, конденсацию паров воды называть гравитационным сгущением. Здесь, то же самое. И нет никакой разницы, конденсируются ли молекулы воды в капельки, или же протопланетные облака - в планеты, протозвездные облака - в звезды, а галактики - в квазары. Разве что масштабы разные, да процессы масштабные. Но, суть, механизм, один и тот же. Тогда, при таком, конденсационном подходе, не возникают проблемы с первоначальным сгущением диффузного облака. Не случайные флуктуации, и не критические массы облака служат началом сгущения, как принято считать. И не эффекты гравитации здесь играют главную роль.
Здесь главную роль играют закономерности более фундаментального порядка: минимизация энергетического состояния.

К сгущению диффузного вещества подталкивает низкая температура в конкретных областях, что является тем "спусковым крючком", который запускает механизм конденсации. Вследствие потери кинетической энергии движения молекулы и атомы при сближении не могут разлететься и начинают впадать в взаимосвязанное состояние. Между ними сначала возникает слабое электромагнитное взаимодействие. Но этого вполне достаточно, чтобы у них появился общий центр масс (центр механического равновесия). Тогда они начинают вращаться и падать в центр масс. Как видим, что мы называем гравитацией - это вторичный эффект, это всего лишь падение в центр масс. Не будет между молекулами взаимосвязи (электромагнитное), не будет и центр масс, и падать будет некуда. Таким образом, с появлением взаимосвязи и центра масс, возникает вращающейся единая система. Такое размазанное, дисковое состояние этой системы неустойчивое, нечто похожее на возбужденного атома. Слишком большой оказывается потенциальная энергия такой системы. Тогда процессы самопроизвольно пойдут в сторону уменьшения энергетического состояния системы. Этому соответствует, когда система сожмется в центре масс и примет форму шара. Как известно, из всех геометрических фигур при данном объеме, сфера имеет минимальную поверхностную энергию. Поэтому в природе большинство тел самопроизвольно принимают сферическую форму.
В данном случае, тоже все подчинено достижения такого состояния. Участвуют там все: и гравитация (падение в центр масс), и электромагнитные силы. Направление действия у них совпадают. Они оба сжимают облако. Если центр равновесия (центр масс) указывает куда "все это собрать", то поверхностная энергия (межмолекулярные силы) этот объект сожмут в шар.
По мере сжатия растет плотность, повышается температура, и это приводит к еще большему излучению, и большему потерю внутренней энергии облака.

Постепенно протозвездное облако конденсируется, сжимается в центре масс, и когда температура, давление, плотность в центре объекта достигнет некоей критической величины, "включаются" ядерные реакторы. Объект превращается в звезду. Надо сказать, что звезды не газовые шары, как принято считать, а более ближе к жидкому агрегатному состоянию вещества. (Поверхность Солнца, его гранулы, больше напоминают кипящую поверхность жидкости, чем газ). Благодаря реакторам звезды могут "гореть" миллионы и миллиарды лет. А дальше, когда потухнет внутренний реактор, они остывают и переходят в твердокристаллическую фазу (белые карлики, нейтронные звезды).

По такой же схеме происходит образование всех сферических небесных объектов: планет, звезд, квазаров (от галактик), К-тел (возможны, от скопления галактик), и т.д. Только у планет в центре не создаются условия для "включения" ядерных реакторов, поэтому они без внутреннего "обогревателя" быстрее остывают и быстрее превращаются в твердые тела.

Таким образом, любой конденсационный процесс начинается с диффузного облака (пара, газа, туманности), и завершается с образованием неких плотных сферических тел. Будь это конденсации в дождевом облачке (капли, град), или, будь это образование планет из протопланетного облака, и звезд - из протозвездного облака, или же, квазаров из галактик. Везде закономерности одинаковы.

Знание такой закономерности, позволяет рассматривать, наблюдаемые нами, вращающиеся вокруг центра масс, более сложные "небесные конструкции" (двойняшки, тройняшки, группы, планетно/звездные системы, галактики, скопления), как конденсирующиеся системы, находящиеся на определенной стадии конденсации. Конденсация идет тут с укрупненными "кусками" вещества: планетами, звездами, группами, и даже галактиками.
Поэтому, несмотря, на кажущейся "вечность" этих образований, они таковыми не являются. И со временем подвергаются кардинальным изменениям. Но эти изменения происходят чрезвычайно медленно и растянуты во времени на тысячи, миллионы, и миллиарды лет. По этой причине, в течении нашей жизни, мы этих изменений не замечаем, и они нам кажутся статичными объектами. Мы здесь видим только некие отдельные "застывшие кадры" конденсационного процесса, в виде различных небесных объектов (туманности, плането/звездные системы, галактики, скопления, и т.д.). Это примерно, то же самое, скажем, вам "крутили" бы фильм не со скоростью 24 кадра в секунду, а скажем, 1 кадр в 1000 лет. Тогда вы (и не только вы) увидели бы только одни застывшие кадры. Вот там происходит, примерно, такое же.
Мы просто все эти "кадры" воспринимаем по отдельности, и считаем все это как нечто особенное. А в действительности это не так. Это изменяющиеся и конденсирующиеся системы. Все вещество, составляющие этих систем, медленно будут дрейфовать в сторону центра масс, и рано или поздно, через миллионы/миллиарды лет упадут туда. И, таким образом, процесс конденсации завершится с образованием там неких сферических тел (звезд, квазаров, К-тел). Это неизбежно. Это, по большому счету, связано с минимизацией энергетического состояния всей системы. Тут действует один из фундаментальных закономерностей нашего мира: минимизация энергетического состояния.

Рассмотрим это на примере нашей Солнечной системы. Сегодняшняя Солнечная система - это единая, взаимосвязанная, находящаяся на определенной стадии конденсации, система. Вращение тел вокруг Солнца, медленный дрейф в сторону Солнца, обозначают (и означают) ход процесса конденсации. Здесь конденсация идет с большими "кусками" вещества (астероиды, планеты, пыль, и т.д.), но тем не менее, для природы это самая обычная конденсация. Как, например, конденсация и сгущение ансамбля молекул и атомов с образованием неких жидких и твердых тел. Здесь то же самое, и никакой разницы нет. Это только нам кажется, что это как-то странно и непривычно. Но, это всего лишь наши субъективные мнения, и не более того. Тут "работает" принцип относительности масштабов: они маленькие (атомы, молекулы) - мы большие, они большие (планеты, звезды) - мы маленькие. Только и всего.

Так, вот, если посмотреть на сегодняшнюю Солнечную систему, как бы сбоку, она выглядит как сплющенный диск. Это энергетически не выгодное состояние конденсирующиеся системы, нечто похожее на возбужденного атома. Тогда процессы самопроизвольно пойдут в сторону уменьшения энергетического состояния системы. Наиболее энергетически выгодным состоянием в данном случае будет - шар, сфера. Поэтому, в дальнейшем, планеты и все небесные тела, входящие в Солнечную систему, будут медленно дрейфовать к Солнцу, пока не все "соберутся" там.... Это приведет в будущем к увеличению массы нашего Солнца. Таким образом, в центре масс происходит сбор (и сгущение) вещества, и образование новых, более масштабных тел.

Этот процесс, чрезвычайно медленный, занимающие миллионы, миллиарды лет. Не исключены временные колебания планетных орбит, выражающиеся, то приближением (уменьшением радиуса), то отдалением (увеличением радиуса), как от Солнца, так и между собой. Это явление очень похоже на "дыхание" спиральных маятников наручных часов, которые, периодически то расширяются, то сжимаются. Только тут это происходит в гигантских космических масштабах. Не исключено, что нынешний "отход" Луны от Земли пр. 2,5-3 см. в год, скорее всего, представляет собой долгопериодические колебания такого характера. Скорее всего, такого рода явление существует и в Солнечной системе в целом...

Эволюция (конденсация), на более больших масштабах, происходит, примерно, по той же схеме. В галактиках звезды, постепенно будут дрейфовать в сторону центра масс. Это происходит по спиральной траектории, и это мы наблюдаем в виде спиральных галактик. Вначале (особенно, в ранних спиральных -Sc), в центре галактики массивного тела может и не быть, оно может появиться гораздо позже, когда вещество начнет накапливаться в этой зоне. Вещество, из-за трения, изменения интенсивности эл.магнитных полей, и т.д., постепенно теряет угловой момент и по спирали падает на центр масс. Поэтому со временем центральная часть галактики увеличивается в размере, и весь этот ход конденсационного процесса, мы наблюдаем (правда, в виде "отдельных кадров") как различные типы галактик: Sc-Sb-Sa-S0-E- ... Когда все вещество бывшей галактики упадет в центр масс, то там образуется некое плотное и сферическое тело - квазар (QSO). Таким образом, и здесь происходит сбор вещества в центре масс, и минимизация энергетического состояния.

Скорее всего, так же происходит и в скоплениях галактик. Там уже сами галактики (одновременно, видоизменяясь, и эволюционируя) постепенно будут дрейфовать к центру скопления, и пока не упадут туда... И там тоже конденсация должна завершится неким грандиозным сферическим телом (сначала cD-галактики, потом, К-тела).

Как и всякие процессы конденсации, эти процессы необратимы. В каждой из них "стрелы времени" направлены в сторону минимизации энергетического состояния системы (на выравнивание энергетических параметров с окружающей их средой), что приводит, в конечном счете, к потере внутренней энергии, сжатию, падению вещества в центр масс, уплотнению, фазовому переходу, и образованию сфероподобных тел. Такое происходит по всему объему нынешней Вселенной, в каждой ее точке, в каждой ее локализованной области (как дождевые капли в облачке), и невероятно гигантских масштабах.

Все это вещи мы непосредственно наблюдаем в виде различных небесных объектов: планет, звезд, галактик, туманностей, и тд, которые окружают нас со всех сторон, и мы живем среди них. Вся эта грандиозная "картинка", в конечном счете, является результатом остывания нашей Вселенной.

Метаконденсация. Все это происходит на нынешнем этапе, где таким путем образуются небесные объекты. Само собой разумеется, что это не всегда было так. Сегодняшнее состояние Вселенной является только определенным этапом в ее развитии, и прежде чем наступили эти процессы, которых мы наблюдаем, что-то должно было предшествовать этому.
Так вот, оказывается, что, если брать с самого "начала" Вселенной, и до наших дней, то происходит метаконденсация вещества. Метаконденсация - это более расширенная конденсация, которая охватывает целый каскад фазовых переходов первого рода (ФППР - газ, жидкость, твердое тело), которые происходят внутри Вселенной по мере ее остывания. По сути, получается, что сама эволюция Вселенной представляет собой, ни что иное как метаконденсационный процесс. Результатом которого, в конечном итоге, является иерархическое строение нашей Вселенной (микрочастицы, атомы, молекулы, планеты/звезды, и т.д.).

Кратко это выглядит следующим образом.
По общепринятому мнению наша Вселенная является следствием Большого Взрыва. Последовавшееся за этим расширение привело к быстрому раздуванию, превращая ее в огромное мегаоблако. Вначале температура мегаоблака (Вселенной) была очень высокой, порядка 1032 - 1030 К. Затем оно быстро стало остывать, и соответственно, температура и давление внутри стали спадать. Все это дало начала процессам конденсации, и спустя некоторое время, через несколько ступеней конденсации (о которых нам пока ничего неизвестно), на очередной "ступеньке" сконденсировались известные нам микрочастицы - электроны, протоны, нейтроны. Температура облака к этому времени была в районе 1012 - 1010 К. Затем, по мере охлаждения, микрочастицы "сгустились" в ядра, потом в - атомы. Дальше, атомы объединились в молекулы. Молекулы в свою очередь - в объекты нашего масштаба, а также - в планеты и звезды. В дальнейшем, "сгущение" планет и звезд образуют различные ассоциации: группы, скопления, галактики. А дальше – скопления галактик, и сверхскопления...

Таким образом, по мере остывания Вселенной в таком широком диапазоне температур, от 1032 К вначале, и до сегодняшнего уровня (3 К), вещество проходит множество ступеней конденсаций (возможно, десятки). Как и во всякой конденсации, по мере падения внутренней энергии Вселенной происходит сгущение вещества и "сборка" все более масштабных объектов (микрочастицы - атомы - молекулы - планеты/звезды - квазары, и т.д.). Это реализуется через расширенную конденсацию - метаконденсацию. Где, после достижения веществом конденсированного состояния (газ, жидкость, тв. тело - ФППР) на одном масштабном уровне, процессы не останавливаются, так как внутренняя энергия Вселенной продолжает падать, поэтому дальше уже начинается взаимодействие "продуктов" конденсации ("обособленных шариков") этого масштабного уровня между собой, что приводит к их сгущению, и опять происходит фазовый переход первого рода (ФППР), что приводит к образованию более масштабного объекта, и таким образом, создается следующий масштабный уровень. Дальше опять, после достижения "твердого" состояния на этом масштабном уровне, процессы не останавливаются, по мере остывания Вселенной идут дальше, и эта процедура (ФППР) повторяется снова... Таким образом, череда последовавшиеся друг за другом ФППР "создают" масштабные уровни организации вещества. "Наш", надмолекулярный ФППР, является здесь лишь небольшим "кусочком" в этой череде фазовых переходов.
Схематично это можно выразить так:
(???) - ФППР - (микрочастицы) - ФППР - (атомы) - ФППР - (молекулы) - ФППР -(надмолекулярные образования, планеты/звезды) - ФППР - (галактики, квазары), и т.д.

Одним словом, по мере охлаждения Вселенной, природа эту процедуру фазового перехода первого рода (ФППР - газ, жидкость, тв. тело), повторяет снова и снова, и использует его как "инструмент" для создания масштабных уровней организации вещества.

Само изменение внутренней энергии Вселенной здесь выступает в роли "паровоза", которое все диктует, все и тащит, и заставляет вещество многократно менять свое состояние, и дает процессам целенаправленный характер. Все это, приближенно, может выглядит как на рисунке (Т - температура, t - время).

Таким образом, получается, что мы живем в некоей постепенно остывающей среде, где по мере ее остывания, путем чередующиеся друг за другом целого каскада фазовых переходов (ФППР), образуются все более и более масштабные объекты. Мы сами на этой масштабной и конденсационной "лестнице" занимаем определенное место: мы находимся между молекулами и планетами, т.е., занимаем надмолекулярный уровень. Пока нам трудно сказать, сколько раз повторялись ФППР, пока "очередь" дошла до нас. Но с уверенностью можно сказать только одно: мы не могли появиться в таком виде раньше, пока не образовались микрочастицы, атомы, различные химические элементы, а затем - молекулы, и различные химические вещества. И пока не наступили подходящие условия во Вселенной для конденсации молекулярных и надмолекулярных образований, а также объектов более большего масштаба - планет и звезд (как субстраты, на чем мы могли бы расположиться). Только после этого, как говорится, наступило наше время, и на сцене появились мы. Ну, а природа на этом не остановилась, она пошла дальше. Мы ныне являемся свидетелями бурного образования различных небесных объектов: звезд, галактик, квазаров, скоплений, и т.д...

Вообщем, если мысленно окинуть эволюцию Вселенной, то получается, что с течением времени происходит, как бы, постепенное смещение области конденсации, на все увеличивающиеся масштабы. В ранней Вселенной это было область микрочастиц, там происходили бурные конденсационные процессы, и "создавались", ядра, атомы, молекулы. Потом области бурных конденсации сместились в надмолекулярную область, где "создавались" сложные химические вещества. Затем области бурной конденсации сместились в макромир, там начались "творение" объектов: звезды, планеты, галактики, квазары, скопления...
Есть ли еще более масштабные объекты во Вселенной, пока мы не знаем. Конденсационные процессы продолжаются, и мы находимся только на определенном этапе развития нашей Вселенной.

Так как на нынешнем этапе Вселенная остывает и доминируют процессы конденсации, то неудивительно, что мы везде, на всех уровнях организации вещества (частицы, атомы, молекулы, планеты, звезды, галактики, и.тд.), наблюдаем "идущих рука об руку", электромагнитных сил и гравитации. С их помощью идет метаконденсация вещества (череда ФП, "лестница" конденсации), и образование масштабных уровней организации вещества. Тут неважно, о каком масштабе идет речь: о микромире ли, где, таким образом, последовательно образуются ядра, атомы, молекулы; или, о макромире, где, таким же образом, происходит образование масштабных тел - планеты, звезды, квазары. Везде это осуществляется их "руками", и, подчинено "главной цели вещества" - минимизации энергетического состояния. К этому вещество подталкивает постепенное остывание Вселенной. Поэтому, можем сказать, что сгущение вещества в обособленные объекты, и формирование масштабных уровней организации вещества, являются следствиями метаконденсационных процессов, которые явно доминируют в остывающей Вселенной.

Здесь, нетрудно понять, что при обратном процессе, при нагревании (или, при повышении внутренней энергии Вселенной) будут происходит процессы, обратные процессам метаконденсации, процессы мегаиспарения, т.е., процессы последовательного испарения и последовательного разложения объектов. Результатом которого будет последовательное исчезновение масштабных уровней организации вещества. Например, по мере повышения внутренней энергии Вселенной, будут исчезать межгалактические связи, вследствие чего, перестанут существовать скопления галактик. Потом исчезнут межзвездно/планетные связи, что приведет к исчезновению галактик, ассоциации звезд, групп. Потом начнут исчезать межмолекулярные, а затем и межатомные связи, и, т.д. Т.е, объекты постепенно и последовательно будут разлагаться на их составляющие. Таким образом, при таких условиях будут доминировать процессы разложения, и силы отталкивания явно будут доминировать над притяжением объектов друг другу.

При таком подходе становится ясным, что притяжение и отталкивание существует между любыми объектами природы. И это вовсе не зависит от масштабов объектов: в микромире ли это происходит (микрочастицы, атомы, молекулы), или, в макромире (планеты, звезды, галактики/квазары)... Нет никакой разницы. Все зависит от условий. При охлаждении, при остывании доминируют процессы конденсации, а значит, притяжение. Тогда будет происходит сгущение вещества и "сборка" объектов (атомы, молекулы, планеты, звезды, галактики/квазары, и т.д.). При нагревании, наоборот, будет доминировать процессы разложения и испарения, а значит, отталкивание. Тогда будет происходит последовательное разрушение объектов на их составляющие (скопления - галактики - звезды/планеты -.молекулы - атомы, и т.д.).

Так как мы ныне живем при остывающей Вселенной, то естественно, доминируют процессы конденсации, а значит притяжение объектов друг другу, и сгущение вещества. Вот эти (и другие) наблюдаемые факты стали физической основой для сформулирования закона Всемирного тяготения. Закон Всемирного тяготения актуален только для остывающей Вселенной, где доминируют процессы конденсации. А для нагревающейся Вселенной будет характерен закон Всемирного отталкивания. Там уж не приходится говорит о каком-либо тяготении. Все будет разлетаться и испаряться (антигравитация). Поэтому законы тяготения и законы отталкивания совершенно равноправны, и все зависит от условий. В зависимости от этого будет "верховодить" во Вселенной то одно, то другое....

Таким образом, теперь можем сделать окончательный вывод, что с точки зрения конденсационного подхода, в природе нет никаких особых гравитационных сил, и небесные тела образуются не путем гравитационного сгущения (как обычно считают), а путем самой что ни на есть простой конденсации.
Одним словом, на образование природных объектов, на данном этапе, мы должны смотреть как на "продуктов" конденсации, а не на как результат "работы" мифических гравитационных сил. Таких "особых, самостоятельных, универсальных, всеобъемлющих сил" в природе нет. Это большое заблуждение.

Формула тяготения Ньютона. Некоторые могут сказать, как так? Если, гравитационных сил нет, а гравитация (эффект гравитации) только mg, то тогда как же быть с формулой всемирного тяготения (F = GMm/R2)? Там ведь явно есть какая-то сила, и по формуле сразу видно, что она означает нечто большее, чем простое mg. Правильно. Именно так и есть. Она намного шире, чем эффекты гравитации mg, потому что формула всемирного тяготения неявно включает в себя и электромагнитные силы (вспомним, что она была выведена чисто эмпирическим, кинематическим путем, где уже вовсю действуют некие силы). Так, что она уже содержит в себе и электрические и механические явления "в одном флаконе". Именно по этой причине она похожа на закон Кулона (F = KQq/R2). Только в законе Кулона, массы и связанные с ней явления, не учитываются (микромир, однако). Отсюда, они более узки, специфичны и ограниченны. А формула тяготения Ньютона больше похожа на кентавр, содержащий в себе свойства и того и другого, и поэтому она наиболее универсальна, и более шире охватывает большой круг явлений.

Но, есть одно, но. Она интерпретируется... неверно. Несмотря на то, что она объединяет в себе (неявно) и электромагнитные и механические явления, выводы делаются исключительно с позиции механики. Изобретается некая самостоятельная, универсальная гравитационная сила, и это возводится в абсолют. И все явления в природе истолковываются только с позиции гравитационных сил. Как будто в природе действительно есть некие самостоятельные гравитационные силы, которые управляют миром, и все это уже доказано. Однозначно и бесповоротно (виват, механицизм). Вот такие, вот, "железобетонные" выводы только ухудшают положение дел, и приводят к еще более большой путанице (где и так уж многое "хорошо, и на славу" запутано).

Чтобы распутать этот клубок, и не было в дальнейшем подобного положения, я бы предложил следующие:
а). Понятие гравитационные силы, на самом деле, означает не конкретно какую-то силу, а означает обобщенное свойство наблюдаемых объектов (притяжение тел друг к другу, падение, сгущение, и т.д. - это, по сути, означает конденсацию вещества). И распадается на ряд составляющих "компонентов" (э/м взаимодействие тел, центр масс, тяжесть/гравитация, минимизация энергетического состояния). Поэтому выражение гравитационные силы, крайне неудачное, и оно должно быть либо изменено, либо вообще убрано из лексикона. Таких сил в природе нет. Кроме путаницы они ничего не дают.

Например, с этих позиции довольно нелепо выглядит, попытки объединить гравитационные силы с электромагнитными. Ведь гравитационные силы (или, то, что мы называем так), уже неявно содержит в себе электромагнитные силы. Здесь электромагнитные силы входят как "компонент гравитационных сил", и находятся "внутри" нее. Это очень похоже на попытки "скрестить" летательные свойства (силы) самолета со шлангом, самого же самолета...

б). Вместо гравитационные силы, нужно применять понятия притяжение/тяготение, так как они более правильно отражают именно свойства наблюдаемых объектов, и не "выдают" себя за особую силу (как гравитационные силы). Эти понятия более универсальны, и не привязаны к каким-либо конкретным видам взаимодействий (электромагнитное, ядерное, дружба, любовь, и т.д.). В этом смысле, они совершенно верно применяются в следующих выражениях: формула всемирного тяготения, притяжение двух тел, существует тяготение, и т.д. Таким образом, эти понятия не "разбирают" каким образом происходит притяжение/тяготение: электромагнитным ли путем, или, двое людей просто притягиваются друг к другу, или же, кто-то их толкает навстречу друг к другу.

в). Понятие гравитации (не гравитационные силы, а просто гравитации), или же, еще лучше, эффекты гравитации, применять исключительно к явлению тяжести - mg. Т.е., где мы применяем понятия гравитации, или, эффекты гравитации, подразумевается конкретное механическое явление - тяжесть mg. И ничего более...

Формула тяготения и конфигурация систем. Согласно формуле всемирного тяготения, все объекты взаимодействуют между собой через гравитационные силы, прямо пропорционально их массам, и обратно пропорционально квадрату расстояний:

F = GMm/R2

Здесь принимается, что гравитация является особой универсальной силой, и через которые взаимодействуют тела. Но мы предполагаем, иначе. По нашему мнению, гравитация (mg) - это только падение в центр масс, и ничего более.
А само взаимодействие между телами - электромагнитное. После взаимосвязи они двигаются в общем для них электромагнитном поле. И наличие массы (инертности) тел, порождает в системе дополнительные, наблюдаемые нами, механические явления: тяжесть, вращение, падение, сгущение, и т.д. Все это, в конечном итоге, тесно связано с центром масс взаимодействующих тел.

Центры масс, в свою очередь, определяется c соотношением масс.

Если одно из тел слишком массивное, то оно может перетянуть центр масс к себе, и центр масс системы будет находиться внутри него, а остальные будут вращаться вокруг большого тела, создавая иллюзию наличия "гравитационных сил". Назовем такое положение Ньютоновской конфигурацией. Яркий пример тому, наша Солнечная система, и другие подобные планетарные системы (рис.3, а). Так же, как пример, можно взять нас и Землю (рис.3, b). В таких случаях, Ньютоновская формула будет верна.

Но если два взаимодействующих тела по массе равны, или, не слишком сильно отличаются, то центр масс будет располагаться вне этих тел, где-то, между ними. Тогда, они обе будут вращаться вокруг общего центра масс (двойные (кратные) звезды). На каком расстоянии будет центр масс от каждого из них, это уже будет зависит от соотношения их масс. Здесь формула тяготения Ньютона не будет работать корректно, так как расстояние не будет прямая, соединяющая центры этих тел, а будет линия, соединяющая общий центр масс и объектов. Иными словами, отсчет расстояния должен вестись от общего центра масс и до конкретного объекта. Естественно, при таком подходе, расстояние окажется намного меньше, чем по формуле Ньютона, и как следствие, «взаимное притяжение» тел окажется несколько больше. Одним словом, получается, в таких случаях, тела взаимодействуют не напрямую, как предполагает формула Ньютона, а через общего центра масс. Вернее, они оба будут падать к центру масс, к центру равновесия.

Здесь по рисунку видно (рис.4, а), что в этом случае "сила гравитационного притяжения" объектов друг другу будет 4 раза больше, чем по формуле Ньютона. Все другие случаи носят более сложный характер и это будет зависит от местоположения барицентра взаимодействующих тел (рис.4, b).
Такая конфигурация систем не остается постоянной, с течением времени она может изменяться. Так как тела будут постепенно дрейфовать друг к другу, пока в центре масс не упадут друг на друга. Там будет образовываться более массивное тело.

Изменение конфигурации, естественно, требует и изменение описывающих их формул. Ньютоновская конфигурация, и конфигурация, указанная на рис.4 (а), всегда и до последнего момента будет описываться "своими" формулами. Ньютоновская конфигурация - формулой Ньютона F = GMm/R2, а конфигурация (рис.4, а), - формулой F = 4GMm/R2, (так как, здесь центр масс, до последнего момента, останется равноудаленным от взаимодействующих тел).

А вот конфигурация, указанная на рис.4, (b), со временем может выродиться в стандартно Ньютоновскую конфигурацию, с центром масс внутри большого тела. Это может произойти следующим образом. По мере сближения объектов, центр масс тоже будет смещаться все ближе и ближе к более массивному телу, и рано или поздно, окажется в геометрическом центре большого тела. Тогда, меньшее тело будет на "коротком поводке" у большого, и будет вращаться на очень близком расстоянии от "хозяина". Это будет типичная, Ньютоновская конфигурация и будет описываться формулой Ньютона - F = GMm/R2.
Иными словами, значение x, в формуле F = xGMm/R2, по мере эволюции системы, будет стремиться к 1 (x =1), и тогда получится формула Ньютона (F = GMm/R2).
А при отходе малого тела от большого, по каким-либо причинам, наоборот, оно будет "тащит" за собой центр масс, и тогда, значение x будет увеличиваться, и "сила" взаимодействия между телами станет больше Ньютоновского.

Таким образом, можно сказать только одно. Что формула тяготения Ньютона, выраженная в привычном нам виде (F = GMm/R2), корректно описывает только один из конфигурационных состояний системы, когда в центре системы находится массивное тело, и все остальные вращаются вокруг него (ньютоновская конфигурация). Во всех других случаях, формула "работает" некорректно и требуются поправки.
Такое положение вызвано тем, что в "небесной механике" недооценивается роль центров масс объектов. Там недостаточно уделяется внимание на местоположение центра масс. А ведь именно их местоположение определяет структурную конфигурацию взаимодействующих тел, а это, в свою очередь, требует соответствующего формульного описания...

Гравитационная постоянная G. Эту постоянную Ньютон получил, деля ускорение Луны на массу Земли, под действием которой Луна получает некоторое ускорение.

G = aR2/M

a - ускорение Луны
R - расстояние Земля/Луна
M - масса Земли
(G = aR2/M, можно получить, и из G = FR2/Mm, где, F /m = a).

И в итоге, получаем постоянную G.
Как видим, постоянная G, ни что иное как ускорение, приходящееся на единицу массы вещества (a/M - удельное ускорение). Т.е., это чисто кинематическая величина. Прояснение этого, как и следовало ожидать, ничего не говорит о природе гравитационных сил. Скорее всего, она говорит о неким "потенциале" центра масс объектов.

Закон обратных квадратов. С, R2, стоящий в знаменателе в формуле тяготения Ньютона, тоже не все так просто. Обратные квадраты от расстояний указывают лишь на геометрическую форму источника, и ничего более. Например, освещенность от сферического источника тоже падает по закону обратных квадратов.
В законе Кулона это тоже есть. Ш. Кулон установил закономерности электрического взаимодействия между двумя заряженными шариками. Тогда, зависимость силы взаимодействий от расстояния действительно будет - R2. Но если, эти же электрические силы загнать в параллельные проводники, то получим силы Ампера, которые, как известно, убывают не по закону обратных квадратов, а просто обратно пропорционально расстоянию (R). Если этих же зарядов загнать в конденсатор, состоящий из двух пластин, то получим совершенно другое соотношение. Как же так? Природа сил одна и та же, а зависимость от расстояний получили разные, в зависимости от формы источника.
Поэтому однозначно можно сказать, что законы Ньютона, законы Кулона указывают лишь на сферичность источника, и ничего более. Чистая геометрия. Соответственно, отклонение взаимодействующих тел от сферичности приводят к отклонению от закона обратных квадратов. К счастью Ньютона, большинство природных объектов имеют сферическую форму, что является результатом минимизации энергетического состояния телами. Такая закономерность предопределила успех закона всемирного тяготения. Не будь этого, судьба его закона, пожалуй, была бы иной...

Механика или термодинамика. Закон всемирного тяготения была выведена, как уже выше говорилось, из непосредственных наблюдений за явлениями на Земле, из наблюдений за движением Луны, а также из наблюдений за движениями планет вокруг Солнца. Во всех этих явлениях есть одно, объединяющие их, важное обстоятельство. Везде вещество (тела) падают на какое-либо центральное массивное тело. На Земле - это падение тел и предметов на Землю, ускорение Луны в сторону Земли, в Солнечной системе - это наличие ускорения (падения) планет в сторону Солнца. Везде некая невидимая сила тянет объектов в сторону центрального тела, и заставляет их вращаться вокруг него. Такое положение сам Ньютон назвал тяготением (ускорением) тел к центру окружности. И исходя из этих положений он сформулировал свой закон всемирного тяготения. Тяготение, оказалось, пропорционально массам тел, и обратно пропорционально квадрату расстояния до них (F=GMm/R2 ).

Причины такого поведения объектов (падения, ускорения) остались невыясненной. Сам закон Ньютона охватывает только часть некоего явления и закон "начинается" тогда, когда некий объект уже связан (взаимосвязан) центральным телом, и он кружась вокруг большого тела, по спирали падает на центральное тело. И, ...все. А вот что происходит до взаимосвязи тел, и что за процессы приводят к такой взаимосвязи тел, остается за кадром.
Чтобы объяснить все это, было изобретено (в буквальном смысле этого слова) и пущено в обиход некие гравитационные (кинематические) силы. Они взяли на себя ответственность за падения и тяготения тел друг к другу. Хотя никто их никогда не "видел" и никогда не наблюдал.

Мой подход, как раз состоит в том, чтобы чуть более шире взглянуть на эти вещи, и попытаться охватить это явление от начала и до конца, и выяснить, что это за явление. Ведь явно чувствуется, что есть некое большое явление, а закон всемирного тяготения "ухватывает" только кусок этого явления. Но, для начала, нужно "утрясти" два очень важных момента:

а), действительно ли вещество падает на центральное тело?
б), что за процессы приводят к взаимосвязи объектов?

При тщательном анализе выясняется, что вещество, оказывается, падает не на центральное тело, а на центр масс системы. Просто при наличие в системе массивного тела, он обычно занимает центральное положение, и являет собой центром масс системы. И отсюда возникает иллюзия, что, как будто мелкие тела и вещество падают на центральное тело. Тогда как, все они падают на центр масс системы. Это четко показывает рассмотрение двойных систем имеющие одинаковые массы, где оба компонента, вращаются вокруг общего центра масс, и, падают туда. Или, рассмотрение групп и ассоциаций звезд, где все звезды тоже вращаются и падают на общий центр масс системы. Вот здесь-то и выясняется, что в взаимосвязанных системах, во всех падениях вещества куда-то "виноват" не центральное тело, а центр масс системы.

Теперь остается выяснить самое главное: каким образом образуются взаимосвязанные системы, и что за процессы приводят к этому? Что заставляет вещество падать на центр масс и сгущаться?
На эти вопросы законы Ньютона не отвечают. Так как они, в основном, описывают только видимую часть какого-то большого процесса: вращение тел по орбите вокруг центрального тела и падение вещества туда. Таким образом, из этого положения можно "выудит" только одно: что, в центре масс происходит сбор и сгущение вещества.

В моем подходе, вот это вращение тел вокруг центра масс и падение вещества к центру масс, рассматривается только как механическая часть более масштабного явления - конденсации. Т.е., вещество собирается и сгущается не посредством каких-то гравитационных сил, а путем, что ни на есть, конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (газ, жидкость, твердое тело). Но это происходит в очень больших гигантских масштабах, и в двух словах это выглядит так.
Из-за остывания Вселенной, внутри нее вещество сперва сбивается в огромные туманности, потом фрагментируется на более мелкие локальные облака, а из них уже путем конденсации и фазового перехода вещества, образуются планеты, звезды, и многие другие небесные тела. Естественно, эти процессы, по сравнению с нами, идут чрезвычайно огромных пространственно-временных масштабах, и при этом образуются чрезвычайно гигантские тела. Мы рядом с ними просто микробы (даже, на много порядков меньше). Тут "работает" принцип относительности масштабов: они очень большие, а мы очень маленькие. Только и всего.
Одним словом, все дело тут в нас, в нашем субъективном взгляде на вещи. И в неумении (пока) применять в полной мере, принцип относительности масштабов в изучении окружающего нас мира. Этот мощный инструмент познания, пока у нас недостаточно оценен, и не получил еще достаточного распространения.
Так вот, если здесь, в данном случае, применить принцип относительности масштабов, то получается, что конденсационные процессы они одни и те же: хоть, пар - вода - лед, в наших масштабах, или, облако - жидкость - твердое тело, на больших масштабах. Разницы - никакой.

Мы сами уже живем на поверхности сконденсировавшегося и почти уже остывшего твердого тела. Удобно расположившись на нем, вместе с ним кружимся вокруг массивного центрального тела - Солнца. Кроме нашей Земли, вокруг Солнца вращаются еще несколько крупных планет, и множество, более мелких небесных объектов: астероидов, комет, и разномастной и разношерстной пыли. Вращение всего этого вокруг Солнца, в том числе и наше вместе с Землей - это ни что иное, как процесс конденсации. Это "ход" очень большой конденсации.

Таким образом, находясь на Земле, мы смотрим на все это изнутри. Наблюдаем за перемещениями планет в Солнечной системе, и предполагаем, что планет удерживает на орбите некие силы (гравитационные силы?). А если на это посмотреть с точки зрения конденсационного подхода, да и в придачу снаружи Солнечной системы, то мы увидим излучающую энергию в окружающую среду систему, которая вследствие чего теряет внутреннюю энергию, и постепенно конденсируется. И как результат - сжимается. Тогда становиться понятным, что мы называем гравитацией (изнутри), то со стороны окажется самая что ни на есть простая конденсация с фазовым переходом. И снаружи будет определяться температурой, балансом нагрева и охлаждения (излучения), и … энергетическими параметрами окружающей среды, в которой находится система. В первую очередь температурой. Если температура окружающей среды низкая, то система будет стремиться к относительному равновесию с окружающей ее средой и будет излучать энергию. Вследствие чего охлаждаться, сжиматься и претерпевать фазовый переход. А изнутри системы будет казаться, что всех тел что-то стягивает в единый центр. Но, все это, по сути, всего лишь результат потери телами своей кинетической энергии движения вокруг Солнца, и постепенное падение по спирали в центр масс. В центре масс будет происходит сбор (и сгущение) вещества, и минимизация энергетического состояния.

Таким образом, закон Всемирного тяготения, по сути, является только частью единого масштабного процесса - конденсации. И. Ньютоном был "выхвачен" и описан (количественно), только факт вращения тел вокруг центра масс и падение вещества в центр масс. Остались за кадром причины, приводящие к этому - электромагнитные взаимодействие тел, и возникновение общего центра масс (только потом последует падение). А, по сути, все это единый процесс - процесс конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (как из пара - в каплю).

Вообще, лучше, смотреть на мир не с механистических позиции, и выдумывать какие-то абстрактные гравитационные силы, пытаясь "впихивать" весь мир в механические рамки, а с точки зрения термодинамики/статфизики. Они, во всяком случае, более шире и комплексно охватывают природные явления, чем механика, и более предпочтительны на данном этапе познания. Здесь мы, во-первых, имеем дело с энергообменными процессами, что очень важно, так как без них не обходится ни одно движение/изменение, ни один процесс. Во-вторых, имеем дело с понятиями равновесия, которое является одним из самых фундаментальных закономерностей нашего мира. В-третьих, мы можем иметь дело сразу с большой "компанией" объектов: группами, ассоциациями, скоплениями, ансамблями, и т.д.
Формулы же Ньютона, в основном, имеют дело только со "штучными товарами" - один, две, три, и не более. Т.е., они предназначены только для "штучных товаров" (кстати, как и формулы Кулона). Они не могут, или, не совсем корректно описывают поведение множества взаимодействующих объектов. Тут уж, хочешь не хочешь, приходится обратиться "за помощью" к термодинамике и статфизике. Хотя они тоже не без изъянов, имеют вероятностный характер описания, но тем не менее, с их помощью можно более-менее описать поведение сложных систем, и проследить их эволюцию во времени.

Поэтому, когда речь идет о "штуках", то можно применять формулы Ньютона, но когда же речь идет об ансамблях, или, группах объектов, то тут они уже не годятся. Систему, состоящую из тысячи, миллионы, миллиарды объектов, "поштучно" не опишешь, да это и не реально. Тут нужен уже системный подход, в духе термодинамики и статфизики, и необходимо оперировать уже общесистемными параметрами систем (Т, Р, V, плотность, концентрация, энергия, равновесие, и т.д.).
Без них невозможно описывать динамические процессы и эволюцию систем во времени. А в реальной природе, житие-бытие многих систем, в основном, определяются именно термодинамическими и статфизическими параметрами.

Некоторые следствия. Такой подход на гравитацию как на вторичный эффект, позволяет на многие вещи посмотреть иначе, многое переосмыслить по иному. Кратко остановимся на некоторые из них.

Единство масс. Общепринятым считается, что есть инертные и гравитационные массы. Такое деление вызвано, в связи с укоренившимся в обществе мнением, о наличии в природе некоей универсальной силы - гравитации. Одна масса участвует в гравитационных взаимодействиях, а другая - в инерционных явлениях. Мы же исходим из того, что нет такой "универсальной силы", а есть только вторичный механический эффект (mg) при взаимодействии заряженных тел. При этом масса проявляет инертные свойства, и порождает в системе центр масс, центр механического равновесия. Стремление тел к центру масс (mg), к минимизации своего энергетического состояния, нами воспринимается как гравитация. Поэтому можем сказать, что есть только одна масса, отдельной гравитирующей массы нет.

Гравитационные волны. Как уже было сказано, гравитация не представляет собой нечто особое, она - вторичный, чисто механический эффект от взаимодействия заряженных тел. Естественно, она не может быть источником каких - то гравитационных волн. Конечно, при движении Земли вокруг Солнца, да и при движении любых небесных объектов, в зависимости от размеров и масштабов, должны возникать волны. Но, это, скорее всего, не гравитационные волны, а сверхдлинные (сверхсверхдлинные - 108, 1010, 1012 м, и более) электромагнитные волны. А отдельных гравитационных волн в природе физически не существуют.

Черные дыры. Многие теоретические модели предсказывают наличие в природе экзотических объектов – черных дыр. Это когда, довольно массивные природные тела, сжимаются под действием собственного гравитационного поля, ниже некоторого предельного радиуса, которого называют радиусом Шварцшильда.
Он определяется по формуле,

Rg = 2GM / c2, где, R - радиус ч.д., G - гравитационная постоянная, М – масса тела, с – скорость света.

Для Солнца этот радиус равен 3 км. Т.е., когда наше Солнце со своей нынешней массой (2*1030 кг) сожмется до этого радиуса, то он превратиться в черную дыру. Черная дыра характеризуется тем, что у нее чудовищно большим становится тяготение, ничто, даже свет не может покинуть ее поверхность. Она становится невидимой для постороннего наблюдателя. В ее окрестностях даже пространство и время будут искажены под действием большого тяготения, и будут иметь необычные свойства. Таким образом, согласно этой формуле, должны образоваться весьма необычные тела с довольно экзотическими характеристиками, с которыми прежде никогда не сталкивались. Так ли это, или, не так? Попробуем разобраться.
Вышеприведенная формула исходит из предположения, что гравитация - это самостоятельная и универсальная сила, которая существует в природе. Если исходит из этого, действительно все выглядит вполне правдоподобно. И возможность образования таких тел существует.
Но мы рассматриваем гравитацию не как самостоятельную силу, а рассматриваем ее как небольшая часть конденсационного процесса. Поэтому она занимает подчиненное, вторичное положение, и не может быть «самостоятельной и универсальной». Отсюда, образование любых небесных объектов «не дается на откуп» гравитации. А рассматривается как простой конденсационный процесс, где почти все делается «руками» электромагнитных сил.
Теперь зададимся вопросом. Могут ли при таком подходе образоваться объекты похожие на черных дыр, такими экзотическими свойствами? Можно ответить сразу: нет. Ведь гравитация это просто падение в центр масс, в центр равновесия, и ничего более. Она не сила и насильно никого сжимать не будет.
Вот скажем, вещество сконденсировалось, и образовалось некое массивное тело. Допустим, звезда с массой примерно, 20мс, (по общепринятому мнению, реальный кандидат в будущем в черные дыры). Теперь она будет стремиться к энергетическому балансу с окружающей средой. Если у нее высокая температура, и высокая внутренняя энергетика (нагрев от высокого давления, ядерные реакции и т.д.), то она будет излучать энергию. Тратя, внутреннюю энергию на излучение, она будет постепенно сжиматься. Дальше, перед ней два возможных варианта развития: либо в какой – то момент, не выдержав, большую интенсивность внутренних ядерных реакции, звезда взрывается полностью, обогащая Вселенную тяжелыми элементами, осколками, метеоритами, пылью (это наиболее вероятностный вариант); либо, когда потухнет внутренний реактор, звезда постепенно будет остывать и сжиматься. Чем меньше будет разница в температуре с окружающей средой, тем меньше она будет излучать. Рано или поздно наступить момент, когда ее температура выровниться со средой, и тогда она почти перестанет излучать. С прекращением излучения перестанет и сжиматься, так как она уже не будет терять внутреннюю энергию на излучение, и внутренняя энергия останется неизменной. Ее температура, ниже температуры среды никогда не опуститься, просто среда не даст этого сделать. Соответственно, говорит, что она будет сжиматься долго и упорно, и уйдет под некий горизонт (радиус Шварцшильда), не приходится. Тем более она совсем невидимой не станет. Да, такой объект трудно будет обнаружить, потому что его излучение будет близок к фоновому (энергетике окружающей среды). Да, если объект очень массивен его «потенциал» центра масс может оказаться чуть повыше, чем у других, но не сильно. Зато у него может оказаться довольно сильные (сверхсильные) электрические и магнитные поля. Но всеравно, никаких экзотических свойств, которыми наделяют различные теории черных дыр, у этого объекта не будет. Поэтому можно сказать, что если даже массивная звезда не закончит свою жизнь взрывом, и дальше будет эволюционировать, то всеравно из нее никакой черной дыры не получится. Получится некий плотный, темный объект с сильными электромагнитными свойствами.
Одним словом, вышеприведенная формула не отражает действительность, а является лишь некоей умозрительной, математической абстракцией, не имеющая никакого физического смысла.

Парадокс Земля - Луна... и Солнце. Если считать, что есть некая гравитационная сила, и посчитать по формуле Ньютона взаимоотношения Луны с Солнцем, когда она находится между Землей и Солнцем, получается, что Луна притягивается Солнцем, примерно, в 2,5 раза сильнее, чем Землей. Как же так? Почему же тогда она не отрывается от Земли, и не становится полноценной планетой Солнечной системы? А все оказывается довольно просто. Нет никакой особой гравитационной силы. Есть только вторичные механические эффекты взаимодействующих тел, которых мы отождествляем с гравитацией. Земля и Луна скреплены электромагнитными силами. Вследствие чего, у них возникает общий центр масс, вокруг которого вращаются Земля и Луна. Центр масс находится внутри Земли, и несколько смещен в сторону Луны. Кроме того, они находятся (и двигаются) в электромагнитном поле Солнца. И из-за этого, кроме своего центра масс Земля/Луна, они имеют еще более обобщенный центр масс - центр масс Солнечной системы. Который, из-за массивности Солнца, находится внутри Солнца. Вот они на пару падают на этот центр масс. Но боковая (орбитальная) скорость движения постоянно сносит их чуточку мимо него, и так они и вращаются вокруг Солнца. Падают они на барицентр (центр масс) сами, а не Солнце их притягивает. Просто Солнце здесь представляет собой центр масс (центр равновесия) Солнечной системы. Будь центр масс в другом месте, падали бы туда, а не на Солнце. Таким образом, хотя гравитационная формула показывает "тяготение" Солнцем Луну, но в самом деле, этого... нет. Потому что, это не тяготение, а... падение.

Конечно, есть реальные факторы могущие оторвать Луну от Земли. Первое: это - приливные эффекты. Но для этого нужно более близко подойти к Солнцу. Тогда, чем ближе будем подходит к Солнцу, тем сильнее будут действовать приливные эффекты, и Луна все дальше и дальше будет отодвигаться от Земли. И, рано или поздно, при дальнейшем приближении к Солнцу, приливные силы вполне могут их развести.
Второе: это - электромагнитные силы. При нынешнем расстоянии Солнце - Земля (150 млн. км.), Солнце не в состоянии разорвать электромагнитную связь между Землей и Луной. Такое будет возможен, если только более близко подойти к Солнцу, где напряжение электромагнитного поля Солнца в состоянии будет разорвать Лунно - Земную взаимосвязь.
И, третье (более фантастичное): если "нагреть" Солнечную систему так, чтобы повысились кинетические энергии движения планет. Тогда они начнут отрываться от Солнца и от друг друга, как молекулы при кипении жидкости.

Мы - конденсаты??? Есть еще одно немаловажное следствие касающиеся нас. Мы привыкли считать, что нас (и все что находится на Земле) удерживает на поверхности планеты гравитация. Но эффект гравитации всего лишь падение к центру масс. Центр масс никого не притягивает, он не есть сила. Тела, потерявшие свою кинетическую энергию движения ниже некоего предела, сами падают в центр масс (конденсируются, минимизируют свое энергетическое состояние). С этой точки зрения мы, и все что находится на планете, уже "упавшие и сконденсировавшиеся" объекты (и сама Земля когда-то образовалась точно таким же путем). Наши кинетические энергии движения на поверхности планеты по отношению к центру масс, ок. 465 м/сек. (вместе вращаемся с планетой), явно недостаточно чтобы "испариться" (улететь) с поверхности Земли. Мы тут находимся, в своего рода, потенциальной яме, вернее сказать, в конденсационной яме, и без дополнительной кинетической энергии нам отсюда не выбраться. Даже для того, чтобы, слегка "высунуться" из этой ямы, нам нужно сообщить как минимум ок. 8 км/сек, а чтобы вообще расстаться с Землей (а по сути, "испариться"), нам нужно сообщить скорость, не менее 12 км/сек. Без этого никакого "испарения" (улета) не будет.
Здесь, несмотря на большие масштабы и участия в нем больших тел (Земля, люди, летательные аппараты), есть все признаки конденсации и испарения. Просто мы привыкли все это называть по-другому: падение, гравитация, улететь, приземлиться, и т.д. А в самом деле, все это, что ни на есть, процессы конденсации и испарения. Например, мы говорим, ракета улетает, а с точки зрения природы, это испарение. Так как она, набрав необходимую кинетическую энергию движения, покидает сконденсировавшуюся среду (Земля). Говорим, метеорит упал, а в действительности он сконденсировался, и стал частью Земли. Т.е., процессы конденсации и испарения происходят, как бы, более укрупненными предметами и объектами, и масштабы другие. А так, это ничем не отличается от конденсации атомов и молекул. Тот же процесс, тот же механизм. И никакой разницы.

Как и везде во Вселенной, в окрестностях Земли, на данном этапе, самопроизвольно идут только процессы конденсации (падение всего на Землю, сбор вещества, минимизация энергетического состояния), а чтобы испариться, нужно затратить энергию. Даже попытка прыгнуть вверх требует затраты энергии. А чтобы, вообще, улететь (испариться) с поверхности Земли нужно иметь для этого необходимую кинетическую энергию.
Это очень похоже на работу выхода из какой-либо системы, какого-нибудь объекта: например, электрона, или, молекулы, из уже сконденсировавшейся среды (твердого, или, жидкого тела). Они тоже смогут оторваться и улететь, если только имеют определенную кинетическую энергию. При меньшей энергии (скорости) они не смогут улететь.
Поэтому, можем сказать, что наша Земля, и все что на ней находится, уже сконденсировавшиеся объекты, и уже сконденсировавшиеся среда.

Находясь на поверхности Земли мы живем на дне электромагнитного океана нашей планеты, мы погружены в него. Это наша среда обитания. Здесь мы, чем-то похожи на донных рыб в океане, которые живут в толще воды, и не замечают воды. Мы тоже не замечаем "нашу воду", спокойно и непринужденно передвигаемся по планете. Таким образом, наш "океан" связывает нас с Землей. Вследствие чего, у нас с ней возникает общий центр масс. Так как масса Земли, по сравнению с нами, просто огромна, то центр равновесия системы "Земля и мы", находится в центре Земли. Поэтому, все что находится на поверхности нашей планеты "падают" на центр масс, но твердая поверхность Земли не пускает, и мы давим на нее. Наше "давление" (вес, P = mg) на поверхность Земли зависит от нашей же скорости перемещения относительно общего центра масс (не относительно поверхности Земли). Чем быстрее будем передвигаться, тем меньше будет наш вес. Этот же эффект будет, если вдруг Земля начнет вращаться быстрее. Тогда возросла бы скорость движения относительно общего центра масс, и все, что находится на планете, разом стали бы намного легче.

Выше мы уже упомянули, что необходимым условием для возникновения эффектов гравитации (падения в центр масс) являются наличие электромагнитных взаимодействий между телами. Без них не бывает гравитации. В условиях конденсации, электромагнитные силы всегда являются союзниками гравитации, с их помощью идет сбор и сгущение вещества.
Для нас здесь особое значение имеют силы межмолекулярного взаимодействия. Особенно интересны нам силы трения и силы поверхностного натяжения (поверхностная энергия). Первые помогают нам держаться на ногах, сохранять грациозную осанку, ходит, бегать, и т.д. Попробуйте-ка бегать по скользкому льду, где трение весьма малое (межмолекулярные силы) и сразу почувствуете разницу. Вашу грациозную осанку никто не заметить и не оценить. Вторые - "мастера" красоты. Уж больно любят всех округлять. Силы поверхностного натяжения стягивают в шар почти всех и вся без разбору. Конечно, когда им никто не мешает. Например, капли дождя, или росы имеют сферическую форму. Град с величиной горох (а иногда, даже и больше) тоже имеет форму шара. Эти же силы действуют и на больших масштабах. Межмолекулярные силы совместно с гравитацией, в конце концов (рано или поздно), "округляют" и масштабных природных тел: планет, звезд, квазаров, и т.д.

Поэтому вполне можем сказать, что на поверхности Земли на нас действуют как стремление к точке общего центра масс (падение, гравитация), так и межмолекулярные силы притяжения ("наши" молекулы и молекулы Земли). На мой взгляд, здесь мы имеем дело с суммарным действием обеих факторов. Одним словом, то, что мы называем сегодня емким термином тяготение, имеет механическую (собственно эффект гравитации mg), и электромагнитную составляющую. Какие у них соотношения между собой, пока нам неизвестны.

Инерция. Рассматривая вопросы гравитации, трудно обойти еще одно весьма распространенное, но окутанное тайной явление - явление инерции. И которое, мне кажется, имеет непосредственное отношение к гравитации.
Мы в каждом шагу сталкиваемся с этим явлением. Когда резко трогается или останавливается транспорт, на нас действует как будто некая сила. При резком движение вперед нас прижимает назад, к спинке кресла, а при резком торможении, или остановке, наоборот, нас влечет вперед по ходу движения. Через некоторое время все проходит, и действие этой силы прекращается. Этому подвержены все тела. В этом схожесть силы инерции и гравитации - они действуют на все тела. Есть и отличия: если гравитация действует, как бы, постоянно, то силы инерции являются более короткодействующими.

В учебниках приводится формулировка инерции, которая не учитывает временную характеристику воздействия этих сил. Так же там не рассматривается причины возникновения инерции, она просто принимается как данность, и формулируется в сильно "усеченным" варианте, и известен как первый закон И.Ньютона.

Он гласит: всякое тело сохраняет состояние относительного покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не изменит это состояние.

Здесь нет начала процесса, из-за чего тело сохраняет покой, или, из-за чего начинается движение. И нет завершение процесса, чем он, в конце концов, завершается. Просто берется срединная часть некоего процесса (когда есть покой, или, когда есть "готовое" движение), и... закон готов. А полный охват процесса от начала до конца нет. Отсюда, вышеприведенная формулировка инерции - это "усеченный" вариант. Из такой формулировки невозможно понять, сколько продолжается инерция и что за причины, в конце концов, приводят к такому явлению.

Сам И.Ньютон объяснял явление инерции, воздействием абсолютного пространства на тела . В тоже время сами тела, не могли оказать воздействие на пространство. А Э.Мах утверждал обратное. По нему, абсолютное пространство к инерции не имеет никакого отношения, а инерция возникает из-за взаимодействия каждого отдельного тела сразу со всеми остальными массами во Вселенной. Если бы в мире не было других масс, говорил Э.Мах, то у изолированного тела не было бы инерции. Это он говорил в противовес И.Ньютону, по мнению которого, изолированное тело всеравно обладало бы инерцией, вследствие воздействия абсолютного пространства.

Мы же попробуем подойти к этому вопросу чуть иначе. Известно, что любое макротело состоит из множества атомов и молекул, то есть дискретно. Каждый атом, каждая молекула пока сохраняет обособленность, имеет внутреннюю точку равновесия. И когда они объединяются, образуя макротело, у них возникает вдобавок еще общий центр масс.

Если такое макротело вдруг приходит в движение, или же резко останавливается, то на какой-то момент внутренняя точка равновесия тела (системы) оказывается смещенной. Чтобы она водрузилась, на прежнее законное место требуется время. За это время, тело (система) оказывается неустойчивом положение, и через некоторое время все приходит в норму. Как видим, по "поведению" очень похоже на инерцию. Инерция "ведет себя" точно так же. Может быть суть инерции в этом? Если это так, то выходит, что механизм инерции связан с точкой механического равновесия системы.
Отсюда явно следует, что при смещении точки равновесия системы, самопроизвольно возникает движущая сила (энергия), стремящиеся восстановить равновесное положение. С восстановлением равновесия сила исчезает. Получается, что инерция (инерционное движение) - это не вечное движение, а движение, продолжающееся от равновесия к равновесию. А инертность тела/системы, выглядит как "упорная попытка" сохранить своего равновесного положения.

При таком подходе, нетрудно видеть, что чем массивнее тело, тем больше нужна сила, чтобы вывести его из равновесного положения. А также нужно будет больше времени, чтобы тело восстановило нарушенное равновесие. Также видно, что чем резче будет изменение скорости, тем сильнее будет смещение точки равновесия. Поэтому естественно, предположить, что инерция зависит от массы и от скорости изменения движения (ускорения).

Получается, что схожесть гравитации и инерции не только в том, что они действуют на все тела, но и оба связаны с точкой механического равновесия системы. И связаны с явлениями нарушения/восстановления равновесного положения. Поэтому, здесь, совсем нелишне будет высказать еще более крамольную мысль: что они... одно и то же. Они имеют одну и ту же природу, и один тот же механизм. Только, если понятие инерции, в большинстве случаев, мы привыкли применять, к движущимся телам и системам небольшого масштаба (шарики, велосипеды, кирпичи, люди, и т.д.), и при их невертикальном движении относительно поверхности Земли, то понятие гравитации, в основном, применяем для больших тел и больших масштабов (планеты, звезды, космические тела).

Если это так, то можем сказать, что в случае инерции, тело восстанавливает смещенное равновесие и это занимает небольшое время. С восстановлением равновесия, действие инерционных сил прекращаются. А в случае гравитации это происходит в очень больших, гигантских масштабах, и сам затяжной процесс стремления к равновесию, нами воспринимается как тяготение.

Отсюда, гравитация действует как бы "вечно", а "жизнь" инерции коротка. Разница только в пространственных и временных масштабах.

Вдобавок, есть тут некоторые нюансы. Дело в том, что если на пути движения к равновесию возникает барьер, то тело будет давить на это поверхность. Появляется давление (P = ma) на эту поверхность. Так происходит при резком "дергании" транспорта, когда вас прижимает к спинке кресла. После восстановления равновесия "неведомая сила" исчезает.
Или же, появляется понятие веса (P = mg). Это вообщем-то, то же самое, как в вышеприведенном примере (дело не в терминах, дело в сути). Находясь на Земной поверхности, мы так же пытаемся восстановить равновесие, упасть (двигаться) к общему центру масс системы "Земля и мы". Но барьером на пути стоит твердая поверхность Земли и мы "вечно" давим на нее. Она нас туда не пускает, и поэтому мы здесь, по сути, находимся в неравновесном положении ("прижатым к поверхности"). Не будь этой, твердой поверхности, мы бы упали в центр масс, и расположились бы там, и достигли бы равновесного положения. И не почувствовали бы там ни гравитации, ни инерции...
Но, стоит только нам, по каким-либо причинам, отодвинуться от этой точки, то сразу же появиться гравитация (mg), и на нас будет действовать некая сила направленная в сторону центра масс.

Поэтому можем сказать, что в природе инерции нет участия абсолютного пространства как предполагал И.Ньютон, так же не воздействие всей массы Вселенной на конкретное тело является причиной инерции, как полагал Э.Мах., а она связана с наличием точек механического равновесия каждой конкретной обособленной системы. Если же сказать более конкретно, то любая система, сама же является носителем причины инерции, но она явно проявляется только при взаимодействиях, когда происходит смещение точки равновесия.

Резюме. Таким образом, инерция и гравитация имеют одну и ту же природу. И она связана с центром масс, центром равновесия системы. Смещение центра масс (барицентра), или смещение самого тела от центра масс, приводит к самопроизвольному возникновению движущей силы (энергии), которая стремиться восстановить равновесное положение. В наших масштабах восстановление равновесия происходит довольно быстро, и с его восстановлением действие этой силы прекращается. Мы это называем инерцией. А в случае же гравитации, это происходит в гигантских, космических масштабах и с участием больших тел. Там тоже образуются общие центры масс (барицентры), которые оказываются смещенными, в отношении взаимодействующих тел. И затяжной процесс по времени стремление к центру масс, к центру равновесия, к минимизации энергетического состояния, нами воспринимается как тяготение.

Все это, по большей части, механические явления, и само собой не происходят. Чтобы они проявились, нужны действующие силы, взаимодействия. Если с инерцией источник силы более - менее понятен, и часто находится перед глазами (толкнул, дернул, пнул, и т.д.), то с гравитацией не все так просто. Мы же не можем сказать, что на больших масштабах тоже кто-то толкает, дергает, возмущает, и т.д. Значит, там это происходит естественным путем, и какие-то процессы приводят к этому. Одним словом, даже из этих вопросов становится ясным, то что мы называем гравитацией, это нечто вторичное. Это только механическая часть некоего более объемного процесса, который нами не охватывается целиком. А если охватить этот процесс целиком, то оказывается, что это только небольшая, видимая часть конденсационного процесса, которая "лежит" на поверхности. Другие части конденсационного процесса не сразу бросаются в глаза, и они находятся, как бы, в тени. Это - электромагнитные взаимодействия тел, и образование центра масс. И только потом идет падение вещества к центру масс (эффект гравитации). В центре масс происходит слияние и сгущение вещества, (а также фазовый переход), и образование более крупных тел. Все это вкупе представляет собой конденсационный процесс, где главной "целью" вещества является минимизация энергетического состояния. Таким образом, если все эти "части", факторы (процессы) расположить по ранжиру, то получается, что главенствующим здесь является минимизация энергетического состояния. А это делается, в основном, "руками" электромагнитных сил. Механическая же часть (падение, гравитация mg) играет только второстепенную роль. Эффект гравитации "рождается" и находится, как бы, внутри конденсационного процесса.

Одним словом, гравитация перестает быть фундаментальной силой, превратившись во вторичный эффект. Не она управляет миром, как принято считать, и не она диктует "моду" в нашем мире. Не она будет определять будущее Вселенной, как представляют многие существующие теории. На данном этапе развития нашей Вселенной "моду" диктует падение внутренней энергии Вселенной, остывание Вселенной. Именно остывание на таком глобальном уровне все диктует и все "тащит", и заставляет вещество многократно менять свое агрегатное состояние, и предстать перед нами в различных "обличьях": в виде атомов, молекул, планет, звезд, галактик, и т.д. По большому счету, и сама эволюция Вселенной представляет собой, ни что иное, как чередующейся друг за другом смена агрегатного состояния вещества. И, таким образом, со временем во Вселенной создаются иерархические уровни организации вещества. Все это результат "работы" метаконденсационных процессов.

Поэтому, раз мы живем в такой остывающей Вселенной, на все происходящие в природе процессы, мы должны смотреть с позиции конденсационной точки зрения. Истолковывать все это с позиции конденсационного подхода (а не гравитационного, механического). Ведь, по сути, конденсация более широкое, объемное и многокомпонентное явление, охватывающая в себя, и гравитацию, и электромагнетизм. И в придачу требует операции с энергетическими параметрами систем. Это очень важно. Так как в природе все явления: движение, изменение, различные процессы, происходят, в первую очередь, через энергообменные процессы. Они занимают центральное положение.

Поэтому, мне кажется, более перспективно описывать поведение природных систем через энергетические характеристики (например, потенциальные и кинетические энергии, балансы энергий, температура, давление, и т.д.), а не через силовые характеристики. Тем более, что гравитация не представляет собой самостоятельную силу, а является лишь небольшой частью конденсационного процесса. А конденсационные процессы, как известно, связаны с взаимоотношениями энергетических параметров систем: между собой и окружающей их средой. Таким образом, именно взаимоотношения энергетических параметров имеют высший приоритет в нашем мире.

Все разделы / Новое и интересное в науке

Триллионы и т д Квазаров и т д Летят и т д Триллионнолетия и т д
Какое им Дело до Сказок про гравитацию и т д электромагнитные и т д поля
и т д как и Земле и т д Люди придумывают и т д Сказки это хорошо ! Верят
в Сказки и т д далёкие от Космосов Миров Квазаров Квазариков и т д и т п ВСЁ ДЕЛАЮТ ДЛЯ ТОГО ЧТОБ НАУКА ДАЛЬШЕ НЕ РАЗВИВАЛАСЬ И Т Д ДОГМЫ И Т Д ВСЕГДА И Т Д УНИЧТОЖАЛИ И Т Д РАЗУМ И Т Д ПОГИБАЯ В КАТАКЛИЗМАХ И Т Д
МИР И Т Д ВО ВСЕХ И Т Д МИРАХ И Т Д И НА ЗЕМЛЕ И Т Д ДЛЯ МЛАДЕНЦЕВ И Т Д

ГРАВИТАЦИЯ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ

Комментарии

Новое сообщение