| Ot izdatel'stva |
| Glava 1. | Tochnoe opredelenie inertsial'noj sistemi koordinat v proizvol'noj tochke prostranstva |
| Glava 2. | Novaya model' nebesnoj mekhaniki |
| Glava 3. | Otsenka dinamiki dvizheniya planet Solnechnoj sistemi s pozitsii novikh polozhenij nebesnoj mekhaniki |
| Glava 4. | Traktat o dinamike dvizheniya sputnikov planet Solnechnoj sistemi s pozitsii novikh polozhenij nebesnoj mekhaniki |
Iz glavi 1. Tochnoe opredelenie inertsial'noj sistemi koordinat v proizvol'noj tochke prostranstva
Posvyaschaetsya Yuriyu Aleksandrovichu Fominu v znak priznatel'nosti i predannosti
Na lyuboe telo v prostranstve dejstvuyut gravitatsionnie
i inertsionnie sili. Gravitatsiya yavlyaetsya proyavleniem neot'emlemogo
svojstva veschestva. Lyuboe telo kak bi obladaet nekim
gravitatsionnim zaryadom, sozdayuschim pole tyagoteniya, proyavlyayuschego
sebya distantno. Fizicheskij mekhanizm ego nam neizvesten.
Inertsionnie sili otrazhayut yavleniya, nablyudaemie pri peremeschenii
tel. Kak gravitatsionnie, tak i inertsionnie sili ob'emni,
izmeryayutsya odnimi i temi zhe edinitsami. Poetomu mi chasto
ne delaem razlichiya mezhdu nimi pri rassmotrenii kharaktera ikh
vozdejstviya na fizicheskie tela. Sledstviem takogo polozheniya
veschej yavilos' provozglashenie printsipa ekvivalentnosti, kotorij
utverzhdaet: inertnaya i tyazhelaya massi ekvivalentni. Odnako
podobnoe utverzhdenie vizivaet suschestvennie vozrazheniya.
Utverzhdaetsya, chto etot printsip ustanovlen eksperimental'no i bil
izvesten uzhe Galileyu: vse tela dvizhutsya v pole tyazhesti (v otsutstvii soprotivleniya sredi) s odinakovim uskoreniem,
traektorii vsekh tel s zadannoj skorost'yu iskrivleni
v gravitatsionnom pole odinakovo.
Blagodarya etomu v svobodno padayuschem lifte nikakoj eksperiment
ne mozhet obnaruzhit' gravitatsionnoe pole. Ili: net takogo opita,
blagodarya kotoromu mozhno opredelit', nakhodites' vi v ravnomerno
uskorennom lifte v otsutstvii sil tyazhesti ili v nepodvizhnom lifte, visyaschem v odnorodnom pole tyazhesti. Zabegaya nemnogo
vpered, skazhem, chto suschestvuet takoj mekhanicheskij opit,
blagodarya kotoromu mozhno obnaruzhit', nakhodyas' v ravnomerno
uskorennom lifte v otsutstvii gravitatsii ili v nepodvizhnom lifte, visyaschem v odnorodnom pole tyazhesti, prisutstvie ili
otsutstvie gravitatsii.
Odnako fakt odinakovogo uskoreniya vsekh tel v pole tyazhesti esche
ne yavlyaetsya dokazatel'stvom ekvivalentnosti inertnoj
i gravitatsionnoj mass.
Rassmotrim takoj sluchaj. Pomestim volchok v beskonechnom udalenii
ot kakikh-libo material'nikh tel i postaraemsya reshit' vopros,
vraschaetsya on ili net. Esli volchok vraschaetsya, to dolzhni
proyavlyat'sya tsentrobezhnie sili, kotorie budut zaviset' ot chisla
oborotov. No eto vozmozhno ustanovit' tol'ko otnositel'no
kakoj-to nepodvizhnoj sredi ili koordinatnoj sistemi, kotoruyu
mozhno schitat' nepodvizhnoj. Kak zhe opredelit' etu sredu ili
koordinatnuyu sistemu i chto znachit "nepodvizhnaya"?
"Nepodvizhnaya" koordinatnaya sistema dolzhna bit' vibrana takim
obrazom, chtobi pri pokoyaschemsya v nej volchke vnutri nego
ne voznikali tsentrobezhnie i inertsionnie sili. No kak ee opredelit'?
Prinyato schitat', chto takoj sistemoj yavlyaetsya inertsial'naya
sistema otscheta. No nikto tak i ne opredelil, kak imenno ee nado
vibirat' i k chemu ee konkretno nado privyazivat'.
Obichno v takikh sluchayakh predlagaetsya orientirovat' etu sistemu
po "nepodvizhnim zvezdam". Okolo 300 let nazad N'yutonom bila
predlozhena kontseptsiya nepodvizhnogo ili absolyutnogo prostranstva.
Tsentrom absolyutnogo prostranstva N'yuton schital Solntse,
a koordinatnie osi napravlyalis' k trem "nepodvizhnim zvezdam".
V dal'nejshem eta kontseptsiya preterpela nekotorie izmeneniya
i utochneniya. Solntse perestali schitat' tsentrom absolyutnogo
prostranstva, no orientirovka koordinatnikh osej po "nepodvizhnim
zvezdam" bila sokhranena.
Takim obrazom, Vselennaya upodoblyaetsya nekoemu gigantskomu
akvariumu, ogranichivayuschemu absolyutnoe prostranstvo, a istinnie,
nepodvizhnie sistemi koordinat privyazivayut k granyam etogo
akvariuma (cherez "nepodvizhnie zvezdi").
Eta kontseptsiya nakhoditsya v pryamom protivorechii s printsipom
otnositel'nosti i vvodit v rang nepogreshimoj istini sub'ektivnie
vospriyatiya "opticheskogo prostranstva". Nakonets, samo ponyatie
"nepodvizhnie zvezdi" yavlyaetsya polnejshim absurdom. Pri reshenii
prakticheskikh zadach, svyazannikh s proyavleniem inertsionnikh
i tsentrobezhnikh sil, mi iskhodim iz drugikh predstavlenij
i pol'zuemsya koordinatnimi osyami, postroennimi otnositel'no
opredelennikh gravitatsionnikh mass, naprimer, planet ili
konkretnikh zvezd, a ne obraschaemsya k kontseptsii "nepodvizhnikh
zvezd", predpolagayuschej suschestvovanie nekoego ideal'nogo
vseobschego nepodvizhnogo prostranstva.
Vvedenie ponyatiya inertsial'nikh sistem otscheta osnovano
na ispol'zovanii predstavleniya o svobodnom tele. No kak mozhno
ubedit'sya v tom, chto telo dejstvitel'no svobodno, t.e.
ne vzaimodejstvuet ni s kakimi drugimi telami? V nashikh zemnikh
usloviyakh takikh tel net. Vse tela na Zemle nakhodyatsya pod
vozdejstviem sil tyazhesti nashej planeti i Solntsa. Vozdejstviem
drugikh tel pri grubikh raschetakh mozhno prenebrech'. Mi ne mozhem
ubrat' pole gravitatsii Zemli i posmotret', kak budut proyavlyat'
sebya v etikh usloviyakh tela (sokhranyat'sya bez izmeneniya ikh inertnie
svojstva ili net).
Predpolagaetsya, chto istinno svobodnie tela budut obladat' takimi zhe svojstvami (mekhanicheskimi), kak i tela, nakhodyaschiesya pod
vozdejstviem gravitatsionnogo polya Zemli. No takoe predpolozhenie
nichem ne obosnovano.
Rassmotrim neskol'ko mislennikh opitov. Mi imeem massivnuyu
platformu, kotoruyu privodim vo vraschenie otnositel'no ee osi.
Otnositel'no poverkhnosti Zemli platforma sovershaet ogromnie
oboroti. Na os' vrascheniya platformi pomeschaem volchok takim
obrazom, chtobi osi ikh vrascheniya sovpadali, no pri etom volchok
nakhodilsya v sostoyanii pokoya otnositel'no poverkhnosti Zemli.
Otnositel'no platformi volchok budet sovershat' oboroti. Tem
ne menee, tsentrobezhnie sili vnutri nego voznikat' ne budut. Vopros
zaklyuchaetsya v tom, otnositel'no kakoj koordinatnoj sistemi
sleduet uchitivat' vliyanie oborotov volchka dlya opredeleniya
tsentrobezhnikh sil, voznikayuschikh vnutri nego. Ochevidno,
otnositel'no poverkhnosti Zemli. Esli oboroti volchka ravni nulyu,
to i tsentrobezhnie sili takzhe ravni nulyu. Znachit, mi
za nepodvizhnuyu sistemu otscheta prinimaem sistemu otscheta, svyazannuyu
s poverkhnost'yu Zemli.
Kogda mi govorim o fakte vrascheniya, to neobkhodimo ukazat',
otnositel'no chego eto vraschenie sleduet rassmatrivat'.
No kak opredelit' koordinatnuyu sistemu, otnositel'no kotoroj
sleduet uchitivat' oboroti Zemli (vokrug svoej osi) dlya
opredeleniya tsentrobezhnikh sil, voznikayuschikh vnutri Zemli? Ved'
vrascheniya Zemli otnositel'no Zemli net. Tem ne menee,
tsentrobezhnie sili vnutri Zemli voznikayut.
V etom sluchae predlagaetsya izmeryat' oboroti Zemli (vokrug ee
osi) otnositel'no geliotsentricheskoj sistemi. No esli mi
prinimaem v kachestve inertsial'noj sistemi geliotsentricheskuyu
sistemu koordinat, to voznikaet sleduyuschij vopros: kak opredelit'
tsentrobezhnie sili, voznikayuschie vnutri Solntsa, i otnositel'no
kakoj koordinatnoj sistemi sleduet uchitivat' vraschenie Solntsa
(vokrug svoej osi) dlya opredeleniya tsentrobezhnikh sil, voznikayuschikh
vnutri nego?
Poprobuem razobrat'sya, pochemu dlya opredeleniya tsentrobezhnikh sil,
voznikayuschikh v raznikh telakh, mi perekhodim ot odnoj koordinatnoj
sistemi k drugoj, kotorie v svoyu ochered' ne dvizhutsya
otnositel'no drug druga ravnomerno i pryamolinejno. I kak reshit'
zadachu opredeleniya tsentrobezhnikh sil vnutri tel v proizvol'no
vibrannoj oblasti prostranstva v obschem vide?
Obraschaet na sebya vnimanie tot fakt, chto mi za nepodvizhnuyu
sistemu koordinat prinimaem raznie nebesnie tela. Pochemu?
Po vsej veroyatnosti potomu, chto vblizi massivnogo tela osnovnuyu
sostavlyayuschuyu gravitatsionnogo vektora budet predstavlyat'
gravitatsionnij vektor ot dannogo tela. Naprimer, na poverkhnosti
Zemli osnovnuyu sostavlyayuschuyu rezul'tiruyuschego gravitatsionnogo
vektora sostavlyaet nasha planeta. Solnechnaya i drugie sostavlyayuschie
namnogo men'she. I poetomu ikh vliyaniem mozhno prenebrech'. Otsyuda
mozhno predpolozhit', chto vraschenie nuzhno opredelyat'
ne otnositel'no togo ili inogo gravitatsionnogo tela, a otnositel'no
rezul'tiruyuschego gravitatsionnogo vektora v lyuboj proizvol'noj
tochke prostranstva.
