ВНЕШНИЙ КРАЙ ПОЯСА КОЙПЕРА – ГРАНИЦА ОБЛАСТИ СОЛНЕЧНОГО ТЯГОТЕНИЯ
А.А.Гришаев, независимый исследователь
Введение.
В концепции всемирного тяготения можно выделить два главных тезиса. Тезис №1: каждое физическое тело, имеющее ненулевую массу, обладает способностью притягивать остальные физические тела. Тезис №2: сила этого притяжения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до «силового центра», т.е. радиус действия этого притяжения, теоретически, неограничен. Считается, что оба этих тезиса так надёжно подтверждены опытом, что нет никаких оснований для сомнений в их справедливости.
Между тем, серьёзные основания для таких сомнений имеются. Не говоря уже про отсутствие прямых свидетельств о гравитационном притяжении болванок в лабораторных условиях [1], концепция всемирного тяготения не объясняет таких феноменов как истинная картина океанских приливных явлений [2], отсутствие реакции гравиметрических инструментов на неоднородности распределения поверхностных масс Земли [3], отсутствие собственного тяготения у малых космических тел [4], а также аномальность тяготения Луны, которое действует лишь в небольшой окололунной области, далеко не достающей до Земли [5], отчего Земля отнюдь не обращается около общего с Луной центра масс [6].
Эти факты, уничтожительные для концепции всемирного тяготения, естественно объясняются на основе модели, согласно которой массы не порождают тяготение [3], они лишь подчиняются ему. Порождается же тяготение «программными средствами»: массы элементарных частиц зависят от их местонахождения в пространстве, подчиняясь программно заданным градиентам этих масс, или, что то же самое, градиентам частот квантовых пульсаций в веществе [7]. Тяготение действует там, где эти градиенты частот ненулевые. Местные вертикали направлены вдоль местных градиентов этих частот, и, по нашей терминологии, тяготение порождается «частотными склонами» [3]. Превращения энергии при свободном падении пробного тела обеспечивает именно локальный участок частотного склона, поскольку его крутизна определяет ускорение свободного падения, т.е. эффективность превращения части массы падающего тела в прирост его кинетической энергии [8].
Однозначность превращений энергии при свободном падении пробного тела требует разграниченности областей планетарного и солнечного тяготения, т.е. конечности размеров областей планетарного тяготения, в которых солнечное тяготение «отключено». О таком «унитарном» действии тяготения [9], при котором пробное тело всегда тяготеет лишь к одному «силовому центру», свидетельствует не только феномен астероидов-Троянцев [10], но и реальные физические эффекты, имеющие место на границах областей планетарного тяготения. Свет, пересекая такую границу, переходит из одной области «инерциального пространства» в другую, которая движется относительно первой [11]. Соответствующим «пограничным» эффектом естественно объясняется, например, годичная аберрация света от звёзд [11], для которой специальная теория относительности даёт совершенно неверное предсказание [12]. Ещё один из «пограничных» эффектов – это скачок допплеровского сдвига несущей при радиосвязи с космическим аппаратом, который прошёл через границу области планетарного тяготения. Феномен этих скачков, приводивших к пропаданию радиосвязи с советскими и американскими автоматическими межпланетными станциями на всех первых подлётах к Венере и Марсу [13], до сих пор не объяснён официальной наукой.
По логике «унитарного» действия тяготения, конечные размеры должны быть не только у областей планетарного тяготения, но и у области солнечного тяготения – вопрос лишь в том, на каком расстоянии от Солнца находится граница этой области. В данной статье мы даём обоснованный ответ на этот вопрос.
Резкость
внешнего края пояса Койпера.
Ранее мы ничего не могли сказать о радиусе границы солнечного тяготения, поскольку верили утверждениям астрономов о долгопериодических кометах – с периодами обращения, по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, вплоть до миллионов лет [14]. При таких периодах обращения, скорости в афелиях ничтожны, поэтому считается, что большую часть времени такие кометы пребывают в окрестностях своих афелиев – и, соответственно, на интервале удалений 50000-150000 а.е. существует область повышенной концентрации комет [14], называемая также облаком Оорта. Если эти представления верны, то граница солнечного тяготения должна находиться за пределами облака Оорта.
Однако, усомниться в верности этих представлений позволяет сделанное недавно открытие, связанное с поясом Койпера. Так астрономы называют группу малых космических тел, которые обращаются по орбитам, лежащим за пределами орбиты Плутона, на интервале удалений примерно от 30 до 50 а.е. [15]. Подавляющее большинство объектов пояса Койпера движется по орбитам, близким к круговым, и имеет периоды обращения 260-320 лет [16]. Поразительной особенностью пояса Койпера является то, что его «внешняя граница… на расстоянии 47 а.е. от Солнца выражена очень резко» [15]. Для объяснения этого феномена выдвигали гипотезу о наличии в районе пояса Койпера ещё не обнаруженной планеты, «чьё гравитационное воздействие не позволяет астероидам «разбредаться» [15]. Похоже, нелепость этой гипотезы бросается в глаза не только нам, поскольку резкость внешней границы пояса Койпера уже включают в списки фактов, не имеющих научного объяснения [17].
Между тем, простое объяснение нашёл А.Зеберг [18]. Он обратил наше внимание на сам факт резкого края пояса Койпера, и интерпретировал этот факт как следствие того, что по этому краю и проходит граница области солнечного тяготения. Давайте посмотрим, не противоречит ли такое объяснение каким-либо твёрдо установленным опытным фактам.
Прежде всего
уточним, что означает резкая выраженность внешнего края пояса Койпера. Это
означает, что, вплоть до этого края, наблюдается обращение малых тел по почти
круговым орбитам – т.е., несомненно, под действием солнечного тяготения – тогда
как за пределами этого края такого обращения не наблюдается. Разумеется, «внешняя
граница пояса не служит непреодолимым барьером, и 43 астероида (4% от
известного их количества) уходят за её пределы в область практически
абсолютного холода и тьмы, следуя по сильно вытянутым орбитам» [15]. «Поэтому
астрономы сейчас склонны выделять [их] в особый класс транснептуновых
объектов, не считая их объектами пояса Койпера как такового. Самую вытянутую
орбиту… имеет 2000 ОО67 с периодом обращения вокруг Солнца 13300 лет» [16].
Спрашивается: имеются ли доказательства того, что малое тело способно, под
действием солнечного тяготения, описать вокруг Солнца эллипс с такой большой
полуосью, что период обращения составит 13 тысяч лет? Разве кто-нибудь наблюдал
объект, который, спустя 13 тысяч лет, действительно возвратился? Нет, подобных
событий никто не наблюдал. Каково же происхождение цитированной цифры – 13300
лет? Эта цифра имеет чисто прогнозный характер – она получена на основе анализа
небольшого участка траектории объекта на удалениях, больших чем 47 а.е. Причём,
анализ проводился при допущении о том, что на этих удалениях солнечное
тяготение действует. Но если это допущение ошибочно, и за пределами радиуса в
47 а.е. действует лишь тяготение, обусловленное галактическим частотным
пьедесталом [19], то прогноз траектории, давший период обращения в 13300 лет –
совершенно неверен. Если судить по фактам, а не по прогнозам, то круговые
орбиты койпероидов доказывают, что они находятся в области солнечного
тяготения – но в области, где почему-то не наблюдаются замкнутые орбиты, одни
лишь уходящие траектории отнюдь не доказывают наличие там солнечного
тяготения.
О так
называемых долгопериодических кометах.
Что могут поведать о дальности действия солнечного тяготения долгопериодические кометы? Здесь уже сам термин «долгопериодические» вводит в заблуждение, поскольку подразумевается, что такие кометы существуют в действительности. Но, опять же, обратимся к фактам. Считается, что наиболее далеко уходившая «из тех, что наблюдались дважды – комета, открытая в 1788 г. Каролиной Гершель и вернувшаяся через 154 года с расстояния 57 а.е.» [20]. Давайте посмотрим – свидетельствует ли этот случай о том, что солнечное тяготение действует дальше внешнего края пояса Койпера. Происхождение цифры 57 а.е. понятно: если комета совершила бы оборот по сильно вытянутой эллиптической траектории за 154 года, то, согласно третьему закону Кеплера, удаление в афелии действительно составило бы около 57 а.е. Но заметим, что этот элементарный расчёт применим лишь для случая невозмущённой эллиптической орбиты. А было ли движение кометы Гершель-Риголе невозмущённым? При первом появлении, её «в телескоп можно было разглядеть до 5 февраля 1789 года. Первые попытки рассчитать орбиту кометы Гершель-Риголе были предприняты в том же году, потом расчёты не раз пересматривались. И в начале XX века некоторые астрономы пришли к выводу, что Гершель-Риголе совершает оборот за 1066 лет. Никто не ожидал, но 28 июля 1939 года комета появилась снова. Никто тогда даже не знал, что это она, та самая. Первым открыл комету во второй раз Роджер Риголе. Астрономы снова погрузились в расчёты после того, как комета в январе 1940 года растворилась в том небытии, из которого прилетела. И тогда с удивлением было высказано предположение, что комета Гершель и комета Риголе – одно и то же» [21]. Такое положение дел оставляет нам небогатый выбор. Либо комета Гершель и комета Риголе – это разные кометы. Тогда значения периода в 154 года и удаления в афелии в 57 а.е. – не имеют смысла. Либо эти две кометы – одна и та же комета. Но тогда, поскольку она вернулась гораздо раньше, чем её ожидали, её траектория между двумя появлениями оказалась весьма сильно возмущённой, и, значит, нет никаких гарантий того, что комета действительно вылетала за внешний край пояса Койпера.
Если отбросить эту курьёзную историю с кометой Гершель-Риголе, то комета с самым большим удалением в афелии, которая достоверно наблюдалась неоднократно – это знаменитая комета Галлея, с периодом обращения около 76 лет. Но её удаление в афелии составляет всего около 35 а.е. [22].
Таким образом, нет ни одного установленного факта обращения кометы по эллипсу с афелием, находившимся за внешним краем пояса Койпера. Миф о долгопериодических кометах, а заодно и об облаке Оорта, основан исключительно на прогнозах, сделанных по результатам анализа участков траекторий комет в центральной области Солнечной системы. Но прогнозы не обладают доказательной силой. Мы должны признать, что наблюдаемое движение комет отнюдь не свидетельствует о том, что солнечное тяготение действует за внешним краем пояса Койпера.
Как выходили
за пояс Койпера «Пионеры» и «Вояджеры».
На сегодня, за внешний край пояса Койпера вышли четыре дальних космических зонда: «Пионеры-10,11» и «Вояджеры-1,2». Полёт каждого из них, при переходе через этот край, плотно контролировался средствами дальней космической связи – и, таким образом, имелись четыре блестящие возможности получить прямой ответ на вопрос о том, является ли этот край границей солнечного тяготения.
Если солнечное тяготение действует далеко за этим краем, то никакие «пограничные эффекты», при переходе зондов через этот край, не должны были обнаружиться. Судя по отсутствию официальных сообщений об этих эффектах, они и не имели места. Однако, наш независимый анализ выявил обратное.
Прежде всего, рассмотрим, что можно было ожидать при переходе зонда через границу области солнечного тяготения – если эта область «солнечного инерциального пространства» движется относительно внешней области «галактического инерциального пространства». Допустим, что переключение вектора скорости зонда в этом случае происходит аналогично тому, как это происходит при переходе границы планетарного тяготения – по правилу векторного вычитания скорости зонда в первой области и скорости второй области относительно первой [13]. Тогда, наблюдая переход зондом границы солнечного тяготения, мы не заметили бы никакого излома его траектории. Но, при радиосвязи с зондом, мы могли бы заметить скачок допплеровского сдвига несущей – обусловленный скачком проекции локально-абсолютной скорости зонда на линию «зонд-Земля» [13]. Этот эффект должен быть максимален, когда зонд покидает Солнечную систему по ходу её движения в Галактике или, наоборот, против этого хода. Если же зонд покидает Солнечную систему ортогонально направлению её галактического движения, то скачок несущей должен быть, практически, равен нулю. Все четыре названных зонда покидали Солнечную систему в направлениях, близких к этому «нулевому варианту», но соответствующие небольшие скачки несущей вполне могли быть обнаружены.
Главный же пограничный эффект заключался бы в том, что, пока зонд двигался в области солнечного тяготения, его гелиоцентрическая скорость уменьшалась бы по мере удаления от Солнца, а после пересечения им границы это уменьшение гелиоцентрической скорости прекратилось бы. Это мы и обнаружили при анализе траекторных данных, которые находятся в свободном доступе на официальном сайте NASA [23]. Разумеется, точные траекторные данные представляют собой важную научную тайну, поэтому в свободном доступе находятся грубые данные. Они округлены в достаточной, по мнению специалистов из NASA, степени – чтобы их прямая обработка не дала ничего, заслуживающего внимания. Тем не менее, мы нашли способ обработки этих данных, значительно повышающий точность определения гелиоцентрической скорости зонда; кратко остановимся на этом.
О формате
траекторных данных [23] можно судить по первым пяти столбцам приведённого
участка массива. Эти столбцы отображают, с дискретом по времени в одни сутки,
параметры точек траектории. В первых двух столбцах содержатся метки времени –
год и номер дня в году, а в следующих трёх столбцах содержатся
гелиоцентрические координаты: дальность, широта и долгота.
|
ГОД |
ДЕНЬ |
R, а.е. |
ШИР, град |
ДОЛГ, град |
dR, грубо |
dR, точно |
|
1990 |
195 |
32.4 |
-3.1 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
196 |
32.41 |
-3.1 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
197 |
32.42 |
-3.1 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
198 |
32.42 |
-3.1 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
199 |
32.43 |
-3.1 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
200 |
32.44 |
-3.1 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
201 |
32.44 |
-3.1 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
202 |
32.45 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
203 |
32.46 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
204 |
32.46 |
-3.2 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
205 |
32.47 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
206 |
32.48 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
207 |
32.48 |
-3.2 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
208 |
32.49 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
209 |
32.5 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
0.0069 |
|
1990 |
210 |
32.51 |
-3.2 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
211 |
32.51 |
-3.3 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
212 |
32.52 |
-3.3 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
213 |
32.53 |
-3.3 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
214 |
32.53 |
-3.3 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
215 |
32.54 |
-3.3 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
216 |
32.55 |
-3.3 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
217 |
32.55 |
-3.3 |
282.3 |
0 |
|
|
1990 |
218 |
32.56 |
-3.3 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
219 |
32.57 |
-3.4 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
220 |
32.58 |
-3.4 |
282.3 |
0.01 |
|
|
1990 |
221 |
32.58 |
-3.4 |
282.3 |
0 |
|
В шестом столбце мы привели разности между дальностями на текущий и на предыдущий дни. Обратим внимание, что здесь разности в 0.01 а.е. перемежаются нулевыми разностями, соответствующими двум идущим подряд одинаковым значениям дальности. Поскольку значения дальности являются результатами округления, характер повторяемости нулей в шестом столбце служит своеобразным «нониусом», который позволяет уверенно судить о среднем суточном приращении дальности с точностью до 0.0001 а.е. Так, на приведённом отрезке из массива данных по «Вояджеру-2», среднее суточное приращение дальности составляет 0.0069 а.е., что отражено в седьмом столбце. На основе таких уточнённых значений суточных приращений дальности мы рассчитывали радиальную скорость зонда – для небольшого числа точек, с дискретом по дальности в 0.5 а.е. Тангенциальную же скорость зонда мы находили на основе соответствующих приращений широты и долготы. Результирующие значения полной гелиоцентрической скорости, на интервале дальностей 30-70 а.е., приведены на диаграмме для «Вояждера-2» - этот случай, на наш взгляд, наиболее информативен.
На первый взгляд может показаться, что разбиение изображённого на диаграмме массива точек на две части, с переломом в области 49 а.е., выглядит искусственно. Но заметим, что характер разброса точек принципиально изменяется при переходе через область 49 а.е. А именно: при дальностях до 49 а.е, разброс точек неупорядочен, а далее он приобретает ярко выраженную упорядоченность, в которой отчётливо просматриваются две обособленные последовательности скачков. Так и должно быть, если разброс точек обусловлен, главным образом, грубостью использованных значений гелиоцентрических широт и долгот, и если скорость на дальностях до 49 а.е. уменьшалась, а далее она оставалась постоянной. О таком поведении скорости свидетельствуют и два линейных тренда, построенные для двух участков разбиения массива. Причём, крутизна первого тренда соответствует, на участке 47-49 а.е., величине ускорения 2.8×10-6 м/с2, которая мало отличается от величины ускорения свободного падения к Солнцу на дальности 48 а.е. – 2.6×10-6 м/с2. Такое согласие также свидетельствует о том, что наш анализ данных о траектории «Вояджера-2» не содержит грубых ошибок.
Желающие могут повторить вышеописанную процедуру обработки данных и убедиться в том, что полученный нами результат воспроизводится. При использовании более точных исходных данных, переход от снижения гелиоцентрической скорости «Вояджера-2» к её постоянству должен быть выражен ещё нагляднее. Впрочем, уже по результатам нашего анализа ясно, что, на дальности примерно 49 а.е. от Солнца, обусловленное солнечным тяготением ускорение свободного падения скачкообразно обращается в нуль.
Увы, не всё так просто. Не прошло и двух дней после публикации этой статьи, как доступ к использованным данным NASA был перекрыт. Когда эти данные вновь стали доступны, нам сообщили о результате их обработки с применением мощного сглаживания - не только радиальной компоненты гелиоцентрической скорости, но и её тангенциальных компонент. На результирующей кривой "скорость/дальность" излома не обнаружилось.
При том, что наш анализ оказался недостаточен для вывода об обнулении ускорения "Вояджера-2", данные NASA отнюдь не свидетельствуют об отсутствии этого обнуления. Дело вот в чём: мы-то полагали, что обрабатывали экспериментальные данные, но американцы уточнили, что эти данные - расчётные ("Daily heliocentric coordinates calculated by NSSDC's Satellite Situation Center (SSC)"). Честные экспериментальные данные NASA так и держит в секрете, и вопрос остаётся открыт.
Небольшое
обсуждение.
Отсутствие у койпероидов замкнутых орбит с радиусами более 47 а.е., а также отсутствие фактов возвращения долгопериодических комет, можно считать лишь косвенными свидетельствами о границе области солнечного тяготения. Но скачкообразное обращение в нуль ускорения свободного падения к Солнцу «Вояджера-2», на дальности примерно 49 а.е., следует считать прямым свидетельством о границе области солнечного тяготения.
Едва ли можно сомневаться в том, что не мы первые обнаружили исчезновение ускорения свободного падения к Солнцу у космических аппаратов, вылетавших за внешний край пояса Койпера. Подобный феномен был бы немедленно выявлен группой слежения за полётом. Но специалисты, работавшие с «Пионерами» и «Вояджерами», не сообщили об этих феноменах – зато сообщили об «аномальном ускорении» «Пионеров» к Солнцу, с величиной ~8×10-8 см/с2 [24]. А ведь величина скачка, обращающего в нуль ускорение свободного падения к Солнцу на внешнем крае пояса Койпера – на четыре порядка больше! Создаётся впечатление, что статья [24] была призвана внушить научному сообществу ложную уверенность в том, что, с точностью до ~10-8 см/с2, солнечное тяготение действует в полном согласии с законом всемирного тяготения – на дальностях вплоть до 60 а.е. и более.
Действуя вполне последовательно, работавшие с «Пионерами» и «Вояджерами» специалисты ничего не сообщили и о скачках допплеровского сдвига несущей при радиосвязи с аппаратами – на их выходе за внешний край пояса Койпера. А ведь знание величин этих скачков, при известных векторах выхода четырёх аппаратов из Солнечной системы, дало бы возможность определить вектор скорости Солнечной системы в Галактике. Такое определение, несомненно, более быстрое и точное по сравнению с методами, основанными на наблюдениях вековых движений звёзд – и, на наш взгляд, оно стало бы научной сенсацией.
Но, увы, официальная наука в очередной раз умолчала о фактах, которые не уложились в концепцию «всемирного тяготения». Мы говорим это на основе анализа именно официальных данных о полёте «Вояджера-2». Этот анализ с очевидностью показал, что на дальности примерно 49 а.е. от Солнца, т.е. на внешнем крае пояса Койпера, находится граница области действия солнечного тяготения. Таким образом, наши воззрения на природу тяготения получили очередное важное подтверждение.
Автор выражает глубокую
благодарность А.Зебергу за информацию о резкой выраженности внешнего края пояса
Койпера, за догадку о наличии там границы солнечного тяготения, а также за
ссылку [17].
Ссылки.
1.
А.А.Гришаев.
Форма геоида и опыт Кавендиша: как совместить несовместимое? – Доступна на
данном сайте.
2.
А.А.Гришаев.
Новый взгляд на природу приливообразующих сил. – Доступна на данном сайте.
3.
А.А.Гришаев.
О всемирном тяготении: всё ли вещество оказывает притягивающее действие? –
Доступна на данном сайте.
4.
А.А.Гришаев.
Имеют ли собственное тяготение малые тела Солнечной системы? – Доступна на
данном сайте.
5.
А.А.Гришаев.
Граница области тяготения Луны: анализ полётов в окололунном пространстве. –
Доступна на данном сайте.
6.
А.А.Гришаев.
Свидетельства об одномерности колебаний Земли в кинематике пары Земля-Луна. –
Доступна на данном сайте.
7.
А.А.Гришаев.
Масса, как мера собственной энергии квантовых осцилляторов. – Доступна на
данном сайте.
8.
А.А.Гришаев.
Энергетика свободного падения. – Доступна на данном сайте.
9.
А.А.Гришаев.
К реальной динамике пробных тел: локально-абсолютные ускорения. – Доступна на
данном сайте.
10.
А.А.Гришаев.
Феномен астероидов-Троянцев и модель «унитарного» действия тяготения. –
Доступна на данном сайте.
11.
А.А.Гришаев.
Иерархия частотных склонов в роли «светоносного эфира». – Доступна на данном
сайте.
12.
А.Эйнштейн.
К электродинамике движущихся тел. Собр. Науч. Трудов, т.1. «Наука», М., 1965.
13.
А.А.Гришаев.
Межпланетные полёты и концепция локально-абсолютных скоростей. – Доступна на
данном сайте.
14.
О.Струве,
Б.Линдс, Э.Пилланс. Элементарная астрономия. «Наука», М., 1967.
15.
Веб-ресурс http://galspace.spb.ru/index71.html
16.
Веб-ресурс http://astrologic.ru/kbo/pojas_k.htm
17.
Веб-ресурс http://kabmir.com/nauka/13_faktov_ne_imejushhih_nauchnogo_objasnenija.html
18.
А.Зеберг,
частное сообщение.
19.
А.А.Гришаев.
О причинах сдвигов спектральных линий звёзд. – Доступна на данном сайте.
20.
Веб-ресурс http://astro.websib.ru/System/Comet/Comet.htm
21.
Веб-ресурс http://space.1001chudo.ru/komety_2078.html
22.
К.У.Аллен.
Астрофизические величины. «Мир», М., 1977.
23.
http://nssdcftp.gsfc.nasa.gov/spacecraft_data/
24.
J.D.Anderson, P.A.Laing, E.L.Lau, et al.
Phys.Rev.Lett., 81, 14 (1998) 2858.
Источник: http://newfiz.narod.ru
Поступило на сайт: 29 октября 2009.
Замечание добавлено 3 августа 2011.
