Тогурская средняяобщеобразовательная школа
РЕФЕРАТ
Анализ природы и свойствгравитационных волн методом электромеханической аналогии
Выполнили:
Бердников Евгений
Кривобок Евгений
Руководитель:
Скворцов А.П.
Тогур 2006
Оглавление
Введение
1. Анализ природы и свойствгравитационных волн методом электромеханической аналогии
2. Теоретическое обоснованиенекоторых экспериментов Н.А. Козырева, профессора Пулковской обсерватории
Заключение
Литература
Введение
Как известно,одним из замечательных выводов ОТО (общей теории относительности) являетсясуществование гравитационных волн (гравитационного излучения). В «Физическомэнциклопедическом словаре» читаем: «Существование гравитационных волн следуетиз общей теории относительности Эйнштейна. Экспериментально гравитационныеволны не обнаружены из-за их крайне слабого взаимодействия с веществом.
Эффектизлучения гравитационных волн очень слаб в земных лабораторных условиях, однаков некоторых катастрофических астрономических явлениях, например при вспышкесверхновой звезды, столкновении пульсаров, энергия, уносимая гравитационными волнами,может составлять сотые доли от полной энергии звёзд, то есть весьмасущественна. Во многих лабораториях мира создаются специальные антенны дляобнаружения всплесков гравитационных волн от таких источников». Но пока всёбезрезультатно, обнаружение же гравитационных волн от внеземных источников, всвою очередь, будет означать открытие нового канала астрономической информации.
Однаковозникает существенный вопрос: если гравитационные волны существуют, то этопоперечные или продольные волны?
Ныне некоторыеисследователи полагают, что гравитационные волны должны быть продольными, таккак всё пространство уже занято поперечными электромагнитными волнами, и местав нём для новых поперечных волн уже нет. Другие же считают, что игравитационная волна должна быть поперечной. Это, кстати, следует из ОТО. В«Физическом энциклопедическом словаре» читаем: «Гравитационное излучение,свободное (не связанное с источниками) гравитационное поле, которое (подобноэлектромагнитному излучению) в виде волн распространяется в пространстве соскоростью света. Гравитационное излучение возникает при неравномерном движениимасс (тел)».
Но если этотак, то есть гравитационные волны – поперечные волны, которые распространяютсяв пространстве со скоростью света подобно электромагнитным волнам, тогравитационная волна должна быть двухкомпонентной (подобно электромагнитнойволне, которая состоит из электрического и магнитного полей). Если вгравитационной волне один компонент гравитационное поле, то что же собойпредставляет другой? Официальная наука на этот вопрос не даёт ответа (покрайней мере, ответ на поставленный вопрос мы нигде не встречали)!
Поэтому внашей работе мы сделали попытку ответить на этот вопрос, применивэлектромеханическую аналогию, широко используемую в физике, так как считаем чтозаконы, описывающие поведение гравитационных волн, должны быть подобны(аналогичны) законам, описывающим электромагнитные волны.
1. Анализприроды и свойств гравитационных волн методом электромеханической аналогии
Основная нашазадача — определить второй компонент в гравитационной волне.
В курсефизики 11 класса рассматривается аналогия между механическими иэлектромагнитными колебаниями, то есть электромеханическая аналогия:
Инерция вмеханике => Явление самоиндукции
Координата X=> Заряд q.
Скорость /> => Силатока I.
Масса m =>Индуктивность L и.т.д.
Прежде чемвплотную приступить к анализу гравитационных волн с помощью электромеханическойаналогии, попробуем выяснить, от чего зависит масса m тела, являющаясяисточником гравитационного поля и гравитационных волн.
а) Хорошоизвестно, что масса тел, изготовленных из одного и того же вещества, зависит отих объёмов V, причём m~V. Действительно, из формулы массы тела m=ρVследует, что при ρ=const(плотность), m~V.
б) Еслипроанализировать результаты специальной теории относительности (СТО), то можнопоказать, что масса m тела зависит и от течения (хода) времени t, а точнее m~t,где t — интервал времени между какими-либо двумя событиями, измеренный в тойсистеме отсчёта, где измеряется масса m тела. Это может быть обычной единицейвремени, например, секунда, отмеряемая часами.
Итак, из СТОизвестно, что
1) /> —
релятивистскаямасса (зависимость массы тела от его скорости />), где:
m0-масса покоя тела
/> — скоростьдвижущегося тела
C- скоростьсвета в вакууме
2) /> -
релятивистскоезамедление времени (в системе отсчёта (С.О), связанной с движущимся соскоростью /> телом),где
t-длительность явления по движущимся со скоростью /> часам, то есть движущимся соскоростью тела.
t0-длительность того же явления по неподвижным часам (t>t0).
Поделив 1) на2) имеем:
/>
3) –зависимость массы m тела от времени t, так как отношение /> в любой системеотсчёта, то m~t, что и требовалось доказать.
Уравнение 3)можно объяснить (понимать) так: если по каким либо причинам в пространствеизменяется течение (ход) времени, то меняется и масса m тела.
Итак:
1) m~Vпри ρ=const
2) m~t
Для выясненияфизической природы второго компонента гравитационных волн (Х-поля)воспользуемся электромеханической аналогией, сравнивая между собой аналогичныесвойства материального мира.
ЭлектромеханическаяаналогияЭлектродинамика Механика
/> Известно:
/>/>/>
/>/>/>/> N-число витков в
/> соленоиде
S- площадь поперечного сечения соленоида.
l- длина соленоида.
μ- магнитная проницаемость среды.
μ0- магнитная постоянная
μμ0- абсолютная магнитная проницаемость
ε- диэлектрическая проницаемость среды
ε0- электрическая постоянная.
εε0- абсолютная электрическая проницаемость.
/> — индуктивность соленоида.
/>
/> 4)- индуктивность соленоида, где V=Sl- объём соленоида.
/> 6)- концентрация витков (число витков, приходящихся на единицу длины соленоида).
Известно что,
/> — скорость электромагнитных волн в среде.
Так как для вакуума μ=1, ε=1, то /> — скорость электромагнитной волны (света) в вакууме.
Примечание:
Если формула
4) /> справедлива только для нахождения индуктивности длинной цилиндрической и тороидальной катушки, то формула 5) позволяет находить массу тела не только цилиндрической формы, но и любой другой формы, в том числе и шарообразной, потому что в формулу 5) входят физические величины, не зависящие от формы сплошного (без пустот) тела.
Всякая же попытка изменить формулу соленоида вызовет изменение концентрации витков, его объёма, что повлечёт за собой изменение индуктивности
L катушки.
Известно:
V- объём
цилиндрического
тела
N- число атомов
в этом теле
m=ρV- масса тела,
при ρ=const m~V.
/> — масса тела,
при /> m~t
Предположение:
Так как тело в отличие от соленоида состоит не из N-витков, а из N-атомов, то логично предположить, что масса тела зависит от концентрации атомов />, а не от концентрации витков, Так как масса тела аналогична индуктивности, то можно предположить, что
/> 5)- масса тела, где
t- интервал времени между какими-либо двумя событиями в той системе отсчёта, где измеряется масса m тела (это может быть единица времени, например, секунда, отмеряемая часами).
/> 7)- концентрация атомов (молекул в веществе);
V- объём тела
Назовём ν гравитационной проницаемостью вещества.
ν0- массовая гравитационная постоянная (не путать с гравитационной постоянной в законе всемирного тяготения G=6,67*10-11Нм2/кг2)
νν0- абсолютная гравитационная проницаемость.
Нам известно:
/>/> плотность
/> вещества
где /> — масса атома,
где
μ- молярная масса вещества.
NA=6,02*1023 моль-1 — число Авогадро (число атомов или молекул в одном моле вещества)
Так как />
— концентрация атомов или молекул вещества, то из формулы 5) следует:
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
8) – абсолютная гравитационная проницаемость, где /> — скорость тела,
/> — интервал времени между двумя событиями, зависящий от скорости /> тела
t0 — тот же интервал времени в покоящейся системе отсчёта.
c- скорость света в вакууме.
Итак, сравнимформулы 4) и 5). Чем они отличаются по форме? Какие допущения мы позволим себе?
4) />/> 5) />
1) Формула5) отличается от формулы 4) дополнительным множителем t (промежуток времени),так как из СТО Эйнштейна следует что m~t;
2) Концентрациями:в формуле 6) /> - концентрация витков всоленоиде; в формуле 7) /> — концентрация атомов или молекул.В последней мы линейные размеры (ℓ) заменили объёмными размерами (V).
Эти отличия идопущения мы учтём при дальнейших рассуждениях.
Аналогия
Электрическому заряду qэ соответствует электрическое поле Е, то есть оно этим зарядом создаётся.
Способность тел накапливать эти заряды называется электроёмкостью.
Например:
/> 9) – электроёмкость шара, где r- радиус шара, так как электрические заряды на проводящем шаре расположены на его сферической поверхности, удалённой от центра на расстояние радиуса r.
Формула 9) получена из формулы ёмкости сферического конденсатора, внешняя оболочка которого расположена на расстоянии r от центра.
Предположим, что в природе существуют некие заряды qx, которые создают Х-поле.
Также предположим, что любое тело способно накапливать эти заряды (qx), то есть обладать Х-ёмкостью, тогда по аналогии, глядя на выражение электроёмкости 9), можно попытаться получить формулу для Х-ёмкости.
Так как формула 5) отличается от формулы 4) дополнительным множителем t и появлением вместо линейных размеров объёмных, то можем предположить, что Х-ёмкость отличается от электроёмкости 9) теми же параметрами:
/> 10)- Х-ёмкость тела шарообразной формы (с точностью до некоторого, возможно численного коэффициента, не имеющего размерность), где
V- объём тела шарообразной формы,
t- промежуток времени в той системе, где измеряется масса тела шарообразной формы,
δ- иксовая проницаемость среды (вещества, тела),
δ0- иксовая постоянная,
δδ0- абсолютная иксовая проницаемость среды.
По аналогии с распространением электромагнитных волн скорость иксовых волн в среде:
/> 11)
Допустив, что для вакуума
ν=1- (гравитационная проницаемость в вакууме)
δ=1-(иксовая проницаемость среды), можем предположить, что
/> 12)- скорость света в вакууме, то есть скорость гравитационно-иксовых волн в вакууме равна скорости света (скорости электромагнитных волн в вакууме).
Примечание:
1) Наличиев формуле 10) /> множителя t считаем правомерным,так как думаем, что если масса тела зависит от течения (хода) времени, то иХ-ёмкость должна тоже зависеть от течения (хода) времени t, так как этисвойства тел обусловлены наличием единого гравитационного иксового процесса.
2) Наличиев формуле 10) множителя V считаем тоже правомерным, так как тело состоит изотдельных объёмных областей, а каждая область способна накапливать qxзаряды, и эти области распределены по всему объёму V тела шарообразной формы.
Теперьпопытаемся выразить иксовую ёмкость тела через массу этого тела,воспользовавшись формулами
5) /> и
11) />, где m- массатела шарообразной формы.
Из формулы 5)следует:
/>
13)-абсолютная
гравитационнаяпроницаемость среды.
Из формулы11) следует:
/> />
(учитываяформулу 13)
/>
/>
/>
14)-абсолютная иксовая проницаемость среды.
Учитываяформулу 14), получим иксовую ёмкость тела:
/>/>
/>
15)- иксоваяёмкость тела шарообразной формы (сплошного, без пустот).
Примечание:
Для полученияиксовой ёмкости мы воспользовались формулой 13), а не формулой 8) из-за большейпростоты формулы 13). Анализ же формулы 8), мы думаем, может помочь оценитьгравитационную проницаемость ν вещества и гравитационную постоянную ν0,но не в этой работе.
А теперь,наконец, попытаемся ответить на вопросы:
1) Что собойпредставляет qx заряд?
2) Что собойпредставляет Х-поле, порождаемое qx зарядом?
Аналогия
Определение: Электрическая ёмкость Сэ уединённого проводника равна отношению заряда qх проводника к его электрическому потенциалу φэ, при этом предполагается, что потенциал поля проводника принят равным нулю в бесконечно удалённой точке, то есть
/> 16)- электроёмкость уединенного проводника, где
/> />
/> 17)- работа электрического поля, измеряемая в Джоулях, по перемещению заряда q/э из данной точки электрического поля с потенциалом φэ в бесконечность, где φэ∞ =0.
Аналогично можно дать определение Х-ёмкости уединённого тела.
Определение: Х-ёмкость Сх уединённого тела равна отношению заряда qх тела к его иксовому потенциалу φх, при этом предполагается, что потенциал Х-поля принят равным нулю в бесконечно удалённой точке, то есть
/> 18)- иксовая ёмкость уединённого тела, где
/>
/>
/> 19)- работа Х-поля, измеряемая в Джоулях, по перемещению заряда q/х из данной точки Х-поля с потенциалом φх в бесконечность, где φх∞ =0.
Тогда, учитывая, что
/> 20)
получим:
/>
/>
/> 21)- иксовая ёмкость уединенного тела, в том числе и шара (сплошного).
Сравниваяформулы 21) и 15) иксовой ёмкости тела, получим:
/>/> />
А теперьпопробуем определить размерность произведения двух зарядов, создающих Х-поле:
/>/> /> />!
Выводы:
Источникзаряда qх, создающий Х-поле, измеряется в секундах!
Это значит:
1) Х-поле- временное поле.
2) Временноеполе создается временными зарядами. Но если есть временные заряды, значит должныбыть частицы (кванты) времени, имеющие наименьший временной заряд (хронотоны? илихрононы? — точного названия для этих частиц времени пока нет, и их ёщё никомуне удавалось обнаружить).
3) Такимобразом, любое ускоренно движущееся тело создаёт в пространствегравитационно-временные волны, которые в вакууме должны распространяться соскоростью света.
4) Гравитационно-временныеволны создаются и распространяются в пространстве подобно электромагнитнымволнам.
5) Любаяускоренно движущаяся электрически заряженная частица создаёт в пространствеединые электро-магнитно-гравитационно-временные волны.
6) Иксоваяёмкость- это временная ёмкость. Значит, любое тело может свободно накапливатьвремя, обладая временной ёмкостью, и излучать время, быть источником времени,подобно проводникам, способным накапливать электрические заряды и излучать приэтом в пространство электрическое поле.
7) Каклюбые волны, гравитационно-временные волны должны (способны) поглощаться,преломляться, отражаться, то есть изменять своё направление распространения.
Не по этой липричине наблюдались случаи путешествия людей в прошлое и будущее, из прошлого ибудущего в настоящее?
«Красноезнамя», 10февраля 1996 год:. «Это произошло в Нью-Йорке в 1995 году. Вечером наБродвее автомобиль сбил мужчину, который умер на месте. Полицейский и врачочень сильно удивились: погибший был одет в старинный костюм, при нём оказалисьвизитки и удостоверение личности, выданное 80 лет назад…
Заинтересовавшисьзагадкой, полицейский нашёл пожилую женщину, которая заявила, что так звали ёеотца, исчезнувшего более 70 лет назад во время вечерней прогулки по Бродвею;она показала его старую фотографию, датированную 1864 годом, сделанную занесколько месяцев до исчезновения. Сомнений не оставалось: это тот самый человек».
8) Гравитационно-временныеволны, как и любые другие волны, обладают энергией.
2.Теоретическое обоснование некоторых экспериментов Н.А. Козырева, профессорапулковской обсерватории
В том, чтогравитационно-временные волны обладают энергией, на наш взгляд, подтверждаютнекоторые эксперименты Николая Александровича Козырева, профессора Пулковскойобсерватории, поставленные им в середине 20-го века.
Об этихэкспериментах было опубликовано в научно-популярном журнале «Знак вопроса» №5за 1991 год в статье «Парадоксы наших дней».
Возле весов(которые были уравновешены) с вращающимся гироскопом, он ставил стакан сгорячей водой, в котором растворялся сахар. Стрелка весов отклонялась, то естьгироскоп становился легче, по окончании процесса растворения равновесие весоввосстанавливалось. Сам Козырев объяснил этот факт так: процесс растворениясахара — это необратимый процесс, идущий в строго определённом направлении; онуплотняет время, которое в свою очередь и оказывает дополнительное воздействиена гироскоп.
У нас же естьсвоё объяснение этому эксперименту: по мере растворения сахара его молекулы имолекулы воды движутся с ускорением, излучая в разные стороны гравитационныеволны, уносящие часть энергии и уменьшающие массу воды и сахара. Медленноуменьшающаяся масса создаёт в пространстве изменяющееся гравитационное поле,которое порождает опять-таки изменяющееся временное поле, которое и действуетна каждый участок вращающегося гироскопа вертикально вверх, подобно тому, какмедленно изменяющееся вихревое магнитное поле может действовать вертикальновверх на каждый участок кольцевого тока (силой Ампера).
Аналогичнообъясняется влияние на вращающийся гироскоп процесса выравнивания температуры втермосе (эксперимент, поставленный в свое время Н.А.Козыревым).
БОЛЕЕПОДРОБНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ ОПЫТА Н.А.КОЗЫРЕВА ПО РАСТВОРЕНИЮ САХАРА ВБЛИЗИ ВЕСОВ СГИРОСКОПОМ
Мы думаем,что в процессе выравнивания концентрации средняя скорость движения молекулгорячей воды постепенно уменьшается, а средняя скорость движения молекул сахара– увеличивается. При этом молекулы воды и сахара, изменяя свою среднююскорость, движутся с ускорениями, порождая и излучая в пространствогравитационно-временные волны, уносящие с собой часть внутренней энергиисистемы вода-сахар.
(Из-захаотичности движения молекул воды и сахара, порождаемые имигравитационно-временные волны не оказывают на гироскоп никакого влияния.)Внутренняя энергия этой системы также уменьшается за счёт теплообмена сокружающей средой за счёт инфракрасного излучения. Следовательно, внутренняяэнергия системы вода-сахар постепенно уменьшается на величину ΔU, чтовлечёт за собой уменьшение её массы на величину
/> -,
где С –скорость света в вакууме, ΔU – изменение внутренней энергии системывода-сахар за всё время выравнивания концентрации, Δm – изменение массыэтой системы за то же время.
Послевыравнивания концентрации средняя скорость молекул однородной системы остаётсяпрактически неизменной, а потому излучение гравитационно-временных волнпрактически прекращается (справедливости ради надо сказать, что средняяскорость молекул однородной системы всё-таки незначительно уменьшается из-затеплообмена с окружающей средой и слабого инфракрасного излучения, но влияниеэтих процессов было устранено уравновешиванием весов в начале опыта, когда они– эти процессы – тоже имели место).
Рассмотренноеизменение массы Δm системы вода-сахар очень мизерное, а потому равновесиевесов нарушалось, а затем восстанавливалось не по этой причине (не из-заизменения массы Δm системы), а по какой-то другой (действительно,восстановление первоначальной массы системы вода-сахар по окончании процессарастворения сахара каким-то чудесным образом объяснить сложно).
Мы думаем,всё дело – в возникновении гравитационно-временного поля (точнее – медленноизменяющейся гравитационно-временной волны). Уменьшение массы содержимогостакана на величину Δm вызывает постепенное уменьшение гравитационногополя вокруг стакана, направленного от центра масс системы вода- сахар во всестороны, которое, как говорилось ранее, порождает в пространстве постепенноизменяющееся временное поле.
ПОДРОБНОЕОБЪЯСНЕНИЕ ДРУГОГО ОПЫТА КОЗЫРЕВА Н.А. (ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ВЫРАВНИВАНИЯТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕРМОСЕ НА ВРАЩАЮЩИЙСЯ ГИРОСКОП)
Об опыте.Возле весов с вращающимся диском гироскопа профессор ставил термос с горячейводой и осторожно по тонкой трубочке, вставленной в отверстие пробки термоса,медленно вливал холодную воду. В термосе возникал процесс выравниваниятемпературы. Стрелка весов отклонялась, т.е. гироскоп становился легче. Поокончании процесса выравнивания температуры в термосе равновесие весоввосстанавливалось.
Нашеобъяснение данного опыта аналогично объяснению предыдущего опыта.
В процессевыравнивания температуры молекулы горячей и холодной воды, изменяя свою среднююскорость, движутся с ускорениями, порождая и излучая в пространствогравитационно-временные волны, уносящие с собой часть внутренней энергиисистемы горячая-холодная вода. (Из-за хаотичности движения молекул водыпорождаемые ими гравитационно-временные волны не оказывают на гироскоп никакоговлияния).
Внутренняяэнергия этой системы также постепенно уменьшается за счёт теплообмена сокружающей средой и за счёт инфракрасного излучения (это происходит даже приочень хорошей теплоизоляции). Уменьшение внутренней энергии системыгорячая-холодная вода влечёт за собой уменьшение массы этой системы, а,следовательно, и уменьшение гравитационного поля этой системы. Так как процесс уменьшениявнутренней энергии системы горячая-холодная вода в термосе – это длительныйпроцесс, то уменьшение гравитационного поля этой системы – довольно медленныйпроцесс. Это уменьшающееся гравитационное поле системы порождает в пространствепостепенно изменяющееся временное поле такого направления, которое определяетсявинтом с «правой нарезкой»
Порождённое впространстве около термоса медленно изменяющееся гравитационно-временное поледействует на вращающийся гироскоп так же, как и в рассмотренном предыдущемопыте. И в этом опыте наибольшее действие на гироскоп оказывает временное полемедленно изменяющегося гравитационно-временного поля.
Послеокончания процесса выравнивания температуры средняя скорость движения молекулводы перестаёт изменяться, излучение гравитационно-временных волн прекращается,масса содержимого термоса перестаёт изменяться из-за прекращения изменениявнутренней энергии системы «тёплая вода», т.е. смеси, имеющие одинаковуютемпературу по всему объёму, гравитационное поле этой системы перестаётизменяться, гравитационно-временное поле исчезает, и весы возвращаются вравновесное состояние из-за прекращения действия на вращающийся гироскопвременного поля исчезнувшего гравитационно-временного поля. (Влияниепродолжающегося теплообмена и инфракрасного излучения устраненоуравновешиванием весов в начале опыта.)
Заключение
В своейработе мы, используя электромеханическую аналогию и метод анализа размерностейфизических величин, попробовали чисто математически определить сущность исвойства гравитационных волн, теоретически существующих, но экспериментальноещё не обнаруженных.
Наши главныевыводы таковы:
1. В природевполне вероятно существуют поперечные гравитационно-временные волны,создающиеся ускоренно движущимися частицами и телами.
2. Скоростьэтих волн в космическом пространстве должна равняться скорости света в вакууме.
3. В природетакже вполне вероятно существует временное поле, создающееся временнымизарядами – хронотонами (современные учёные давно подозревают их наличие в природе).
4.Гравитационно-временные волны должны обладать всеми известными свойствами волн(обладать энергией, преломляться, поглощаться, отражаться и т.д.). Не по этойли причине в природе наблюдается путешествие людей во времени?
5. Наминайдена формула массы любого тела, выраженная через новую физическую величину иновую мировую константу, в которой масса зависит от времени.
6. Каждоетело, возможно, обладает временной ёмкостью, зависящей также от времени. Не поэтой ли причине возможно «правильное» гадание с помощью различных предметов –зеркал, камня, кофейной гущи и т.д.; человек под гипнозом вспоминает прошлое (спомощью мозга, «бессмертной души»).
Мы хорошоосознаём, что принцип подобия, имеющий большое значение в современной физике,не всегда приводит к верным результатам. Тем не менее, опираясь на возможныйфакт существования гипотетических гравитационно-временных волн, полученныхименно этим методом, мы попытались объяснить некоторые эксперименты профессораПулковской обсерватории Н.А. Козырева. И это, как нам кажется, удалось (кстати,сам Козырев Н.А. объяснял эти эксперименты по-своему и, на наш взгляд, не оченьубедительно).
Также мыхорошо понимаем, что всё то неожиданное, что ранее перечислено нами в «Выводах»(зависимость массы тела от времени, существование временной ёмкости тела,гравитационно-временных волн, хронотонов и т.д.), надо проверять и подтверждатьэкспериментально. А верны ли, справедливы ли наши выводы, — покажет время.
В заключениехотелось бы отметить, что данная работа, на наш взгляд, является неплохимпримером применения методов аналогии и анализа размерностей физических величин.
Даннаяработаоснована на идеях и разработках нашего руководителя Скворцова АлександраПетровича, учителя, ветерана педагогического труда.
Литература
1. Парадоксы наших дней// Знак вопроса» -1991. — №5.
2. Физическийэнциклопедический словарь. – 1983.
3. Мякишев Г.Я. Физика.11 класс: учебник.
4. Кошкин Н.И. Справочникпо элементарной физике.
5. Скворцов А.П.Гравитация и время // Знак вопроса. – 2002. — №4. – С. 137-140.
Рецензия
на рефератучащихся 11-а класса
БердниковаЕвгения и Кривобока Евгения
«Анализприроды и свойств гравитационных волн методом электромеханической аналогии».
В настоящеевремя интенсивно изучаются различные проблемы теории гравитации и космологии, вчастности проблемы так называемой «стрелы времени», сущностью которой являетсявопрос о космологических причинах необратимости времени. Ряд взглядов на этупроблему был высказан в работах профессора Пулковской обсерватории Н.А.Козырева, о котором упоминалось в работе Бердникова Е. и Кривобока Е.
В этой работеучащиеся вводят идею о порождении гравитационных волн движущимися телами,основанную на аналогии с электромагнетизмом.
Далее идётряд интересных соображений. Прежде всего учащиеся выводят положение опропорциональности между массой и временем на основе Специальной теорииотносительности (СТО). Хотя такой вывод и выглядит очень красиво, он, ксожалению, не подтверждён экспериментом.
Потом ониприводят ряд электромеханических аналогий (следующих из сходства ряда формулмеханики и электромагнетизма), на основе которых они получают ряд выражений дляраспространения волн временной энергии подобных электромагнитным волнам.
Как известно,принцип подобия имеет большое значение в современной физике. Однако в данномслучае, к сожалению, за ним стояли не очень убедительные основания (та же,например, пропорциональность массы и времени).
В последующемвсе фундаментальные космологические выводы ребят вытекают именно из этихоснований. Тем не менее, следует отметить широту взглядов учащихся, смелостьвысказывания новых идей (например, зависимость массы от времени, существованиевременной ёмкости у различных тел) и их стремление решить многиефундаментальные проблемы физики.
А те вопросы,которые возникают при чтении работы, потому и возникают, что мы слишком малоещё знаем о сущности гравитационных волн (которые ещё не обнаружены) и времени.Ведь связь массы со временем ещё никто не подтвердил и не опроверг, то же самоекасается существования гравитационно-временных волн, частиц времени(хронотоны), временной ёмкости и т.д.
Эта работанапоминает мне историю создания теории гипотетических электромагнитных волнДжеймса Максвелла, экспериментально полученных Генрихом Герцем только черездесять лет после смерти Дж. Максвелла.
Возможно,время для открытия гравитационно-временных волн и их свойств ещё не подошло.Вполне возможно, для доказательства их существования понадобятся какие-токосвенные эксперименты, подобные тем, которые ставил в своё время (в серединепрошлого века) профессор Н.А. Козырев.
Заслуживаетвнимания то, что некоторые из этих экспериментов (например, влияниерастворяющегося сахара на вращающийся гироскоп) были блестяще объясненыучащимися в своей работе, опирающейся на теорию существованиягравитационно-временных волн, причём намного правдоподобнее объяснений самогоН.А. Козырева.
Сильнойстороной данной работы, как мне думается, является и то, что каждый шаг врассуждении (при использовании метода аналогии и метода анализа размерностейфизических величин) логически вытекал из предыдущего, не вызывая никакихвопросов, не выявляя недосказанного (речь идёт не о тех вопросах, которыесвязаны с отсутствием экспериментальных подтверждений).
Такимобразом, в своей работе Бердников Е. и Кривобок Е. для анализа природы исвойств гравитационных волн использовали широко применяемые в физике методаналогии и метод анализа размерностей физических величин.
Чувствуется,что учащиеся с большим интересом занимались исследованием и решением даннойпроблемы, тем более что эта проблема и её решение ни в одной учебной идополнительной литературе ими не встречалась.
Чёткоеисследование поставленной проблемы и представленное изложение содержанияраскрывают тему в полном объёме.
В«Заключении» учащимися было отмечено (я с этим вполне согласен), что их работаявляется неплохим примером применения метода аналогии и анализа размерностейфизических величин. Она посильна для понимания учащимися средней школы иинтересна в мировоззренческом плане, а потому может быть использована в школене только для её изучения как таковой на спецкурсе, но и для дальнейшейразработки теории гравитации и времени, выявления последующих фундаментальныхкосмологических выводов.
Рефератнаписан грамотным физическим и математическим языком, показано свободноевладение физическим материалом и умелое использование дополнительной литературыпо физике.
Скворцов А.П.______________
учительфизики и математики
МОУ ТСОШпервой категории
Данная работаоснована на идеях и разработках нашего руководителя Скворцова АлександраПетровича, учителя, ветерана педагогического труда.
Литература
1. Парадоксы наших дней// Знак вопроса» -1991. — №5.
2. Физическийэнциклопедический словарь. – 1983.
3. Мякишев Г.Я. Физика.11 класс: учебник.
4. Кошкин Н.И. Справочникпо элементарной физике.
5. Скворцов А.П.Гравитация и время // Знак вопроса. – 2002. — №4. – С. 137-140.