К РАСЧЁТУ СКОРОСТИ ТЯГОТЕНИЯ

Комаров Станислав Григорьевич,
независимый исследователь

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается техническое решение, направленное на увеличение точности измерения угла аберрации гравитации и тем самым на увеличение точности экспериментального определения скорости тяготения – скорости гравитации, с использованием численных определений, изложенных в статье «Легко ли измерить скорость тяготения?» (Источник информации п. 1), при этом решение задачи основано на применении в гравитационных измерениях двух высокочувствительных гравиметров и  расчётного значения времени, как точки отсчёта, в том числе, для момента равноденствия в точке пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики, отражающих новый уровень техники в данной области и определяющих положительный эффект – существует ли в природе аберрация гравитации и скорость её распространения равна скорости света, или же её нет (равна нулю) и скорость гравитации равна бесконечности. При этом учитывается теория гравитации, определяющая Единое Поле Взаимодействия различных по природе сил (Источник информации п. 2), обосновывающая скорость силового пространственного взаимодействия материальных тел в значении скорости света, а поле тяготения, как следствие глобального электромагнитного поля, определяет волновой характер гравитационных взаимодействий, что указывает на существование в природе аберрации гравитации. Изначально показано решение задачи с применением одного гравиметра.

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

использование ранее опубликованных, в том числе численных, определений при применении в гравитационных измерениях одного высокочувствительного гравиметра; день весеннего равноденствия, круг в сечении Земли плоскостью эклиптики, движение по длине этого круга двух особых точек – первая от отметины центра истинного Солнца, вторая, как точка равноденствия, от отметины центра солнечного диска; образование первой особой точки от пересечения линии, соединяющей центр истинного Солнца с центром Земли, с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики; образование второй особой точки от пересечения линии, соединяющей центр кажущегося Солнца в видимом диапазоне с центром Земли, с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики; образование угла аберрации света 0,005697423 градуса при соединении радиусами с центром Земли обоих  особых точек, скорость особых точек друг за другом вправо по дуге 634,235 м круга в сечении Земли плоскостью эклиптики 1,27 м/с, время 499,4 с прохождения точкой равноденствия расстояния 634,235 м, расположение угла аберрации гравитации в угле аберрации света, скорость левого обращения центра Земли в орбитальном движении вокруг Солнца 29,811 км/с, образование точки пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики с моментом весеннего равноденствия в полдень местного времени, скорость суточного движения точки измерений с гравиметром и с поверхностью экватора Земли 465,1 м/с, время измерений гравиметром приращения ускорения силы тяжести Земли – вариации силы тяжести Земли 2 · 499,4 = 998,8 (с), определение максимума отрицательных приращений ускорения силы тяжести Земли от влияния тяготения Солнца с учётом влияния тяготения Луны, сравнение показаний гравиметра с расчётным по известной формуле 5,058·10 ^-5 Гал, определение совпадения или же несовпадения направления центрального солнечного луча с направлением центрального силового луча Солнца для установления соотношений углов аберрации света и аберрации гравитации, использование угла аберрации гравитации в вычислении скорости тяготения, применение в эксперименте двух гравиметров с использованием отмеченных выше ключевых слов.

Согласно статьи (1) экспериментальное определение скорости тяготения производится с применением высокочувствительного гравиметра в условиях экватора Земли в день весеннего равноденствия в определение угла аберрации гравитации, располагаемого в угле аберрации света, в свою очередь задаваемого сторонами линий, соединяющих центры истинного и кажущегося Солнца с центром Земли в тот первый момент времени, когда линия соединения центра истинного Солнца с центром Земли проходит через точку на пересечении экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики, и во второй момент времени, когда уже линия соединения центра кажущегося Солнца с центром Земли проходит через точку на пересечении экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики, с учётом в это время орбитальной скорости центра Земли относительно Солнца, а скорость тяготения вычисляется как отношение орбитальной скорости центра Земли относительно Солнца к тангенсу угла аберрации гравитации.

Анализируя это утверждение, находим, что солнечные лучи параллельны для всей Земли, но из-за высокой скорости орбитального обращения Земли вокруг Солнца все они наклонены в сторону движения Земли; по кругу в сечении Земли плоскостью эклиптики в день равноденствия  движутся две особые точки – одна (первая) от отметины центра истинного Солнца (образуется от пересечения линии, соединяющей центр истинного Солнца с центром Земли, с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики), а другая (вторая) от отметины центра солнечного диска (образуется от пересечения линии, соединяющей центр кажущегося Солнца в видимом диапазоне с центром Земли, с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики). При этом вторая особая точка – от отметины кажущегося Солнца представляет собой точку равноденствия.

Обе особые точки в день равноденствия друг за другом движутся одновременно вправо по дуге круга, образованного сечением Земли плоскостью эклиптики, со скоростью порядка 1,27 м/с. Это связано с движением Земли по орбите вокруг Солнца, при котором ось вращения Земли не меняет своего направления. В это время центр Земли в орбитальном движении вокруг Солнца (левое обращение) имеет скорость 29,811 км/с.

Соединяясь радиусами с центром Земли, обе особые точки образуют угол аберрации света. Он равен 0,005697423 градуса (20,51 секунд). Углом аберрации света определяется длина дуги на круге в сечении Земли плоскостью эклиптики (между особыми точками) 634,235 м (при этом в расчёте используется длина экватора Земли 40075035,5 м). При скорости точки равноденствия 1,27 м/с расстояние 634,235 м она проходит за 499,4 с. Это время соответствует времени прохождения света от поверхности Солнца до поверхности Земли.

Поскольку расстояние между массовыми центрами Земли и Солнца порядка 1,4959787·10¹¹ м, угол аберрации света равен 0,005697423 градуса, то центры истинного и кажущегося Солнца располагаются на небесной сфере на дуге длиной 1,487·10⁷ м, в то время, как диаметр Солнца равен 1,392·10⁹ м.

Момент весеннего равноденствия – это момент, когда центр солнечного диска в световом диапазоне переходит из южного полушария (с южным тропиком) в северное (с северным тропиком). В этот момент в световом диапазоне Солнце находится в зените. Центр солнечного диска (а этот диск в свою очередь представляет собой круг, при наблюдении с Земли которого угловой диаметр равен 31,5 минуты – порядка 0,5 градуса), как точка равноденствия – вторая особая точка, проходя расстояние 634,235 м в отмеченном исходном угле аберрации света, оказывается на месте первой особой точки – бывшей отметины центра истинного Солнца (на бывшей линии, соединяющей центры истинного Солнца и Земли, в точке  пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики). В этот момент времени солнечные лучи оказываются перпендикулярными оси вращения Земли, параллельными плоскости сечения Земли по её экватору и, в том числе, направленными по радиусу вращения Земли, на котором должен определяться полдень местного времени для точки гравитационных измерений на нулевой широте экватора и при нулевом склонении Солнца.

Определение временного положения этих точек составляет одну из главных задач практической астрономии, поскольку вследствие прецессии земной оси взаимное расположение экватора и эклиптики в течение времени года медленно изменяется – явление, называемое предварением равноденствия. Временные положения второй особой точки (точки равноденствия) уже определены учёными на несколько лет вперёд. Так, к примеру, 20 марта 2013 года в 11часов 02 минуты по всемирному времени центр солнечного диска в световом диапазоне пересёк небесный экватор (прошёл через точку пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики) и Солнце вошло в северное полушарие небесной сферы (в северном полушарии наступила астрономическая весна).

Имеет значение также точность определения нулевой широты на экваторе (при нулевом склонении Солнца) в конкретном географическом пункте с установленным высокочувствительным гравиметром, соответствующем моменту весеннего равноденствия, относительно которого и необходимо выбрать точку измерений. Таким образом, с одной стороны в момент равноденствия точка измерений должна появляться на меридиане, соответствующем полдню для выбранного значения суток, и в то же время должна соответствовать нулевой широте экватора Земли, что определяется предварительными расчётами.

Для данного места вероятность точного совпадения обозначенных соответствий мала. Посчитаем, что точность размещения точки измерений на экваторе Земли будет достаточна, если установленная в этом месте по радиусу вращения Земли (как по отвесу) труба определённой длины и диаметра внутреннего отверстия ровно в полдень позволяет визуально определить изображение диска Солнца в центре поля зрения.

Для момента весеннего равноденствия Солнце определяется как источник отрицательных приращений ускорения силы тяжести Земли в направлении центрального силового луча Солнца (т. е. считаем, что направлению центрального солнечного луча света – от центра диска Солнца в момент весеннего равноденствия соответствует направление центрального силового луча Солнца в гравитационном диапазоне, и угол аберрации света равен углу аберрации гравитации). Значение этого приращения уже вычислено по известной формуле: Д = 3∙G∙М∙Р₃/Зр³∙(Соs³а – 0,333), считая Землю абсолютно твёрдой.

Переводя м/с ² в Гал, имеем Д = 5,058·10 ^-5 Гал.

В формуле Д – приращение ускорения силы тяжести  в м/с ²,  а – угол с вершиной в центре масс Земли, и образованный радиусами вращения Земли с точкой измерений – первым исходным положением во времени и  направлением радиуса вращения с центра масс Земли на центр масс источника тяготения – Солнце, и вторым действительным положением во времени точки измерений на диаметре Земли.

Таким образом, экспериментальное определение на шкале времени максимального отрицательного приращения ускорения силы тяжести Земли, вызванного тяготением Солнца, в момент прохождения первой особой точки (на первой стороне угла аберрации света) через точку пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики соответствовало бы тому, что скорость гравитации мгновенна, поскольку аберрация гравитации равна нулю. Экспериментальное определение максимального отрицательного приращения ускорения силы тяжести Земли в момент прохождения второй особой точки (на второй стороне угла аберрации света) через точку пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики соответствовало бы тому, что скорость гравитации равна скорости света, поскольку аберрация гравитации равна аберрации света.

Звёздные сутки в день равноденствия равны 86164,09 с. Тогда при длине экватора Земли 40075035,5 м скорость суточного движения точки измерений с поверхностью экватора Земли составляет 465,1 м/с. Пользуясь в эксперименте для получения ожидаемого результата только одним гравиметром, необходимо учитывать длину 634,235 м дуги на круге в сечении Земли плоскостью эклиптики в угле аберрации света (0,005697423 градуса), время 499,4 с прохождения точкой равноденствия расстояния 634,235 м, скорость 465,1 м/с суточного движения точки измерений с поверхностью экватора Земли, то, что плоскость земного экватора (а она совпадает с плоскостью небесного экватора) наклонена к плоскости эклиптики на 23,45 градуса, общее время измерений гравиметром вариаций силы тяжести Земли 2 · 499,4 = 998,8 (с), а расчётное приращение ускорения силы тяжести Земли от влияния тяготения чисто Солнца, с которым сравниваются скорректированные показания гравиметра,  составляет 5,058·10 ^-5 Гал.

Для того, чтобы пока точка равноденствия (вторая особая точка) перемещается на расстояние 634,235 м (за 499,4 с – например, к 12 часам полдня, при котором Солнце находится в зените), необходимо, чтобы точка измерения с гравиметром, установленным должным образом, оказывалась на длине экватора Земли от точки пересечения экватором круга в сечении Земли плоскостью эклиптики (а также линией, соединяющей центры масс истинного Солнца и Земли) равной 465,1 м/с · 499,4 с = 232271 м. Что относительно центра Земли составляет порядка 2,1 градуса.

С помощью гравиметра в течение 998,8 с производится измерение и фиксирование во времени приращений ускорения силы тяжести Земли. В момент равноденствия ожидается расчётный максимум приращений. И если это действительно так, то скорость силового пространственного взаимодействия материальных тел равна скорости света.

В условиях экватора Земли возможно применение также вместо одного двух высокочувствительных (порядка 2·10^-9 Гал) гравиметров, с погрешностью, например, не превышающей одной стомиллиардной доли, используемых для измерения изменений ускорения силы тяжести Земли – измерения вариаций силы тяжести Земли, вызываемых из-за суточного вращения Земли и её орбитального обращения вокруг Солнца тяготением Солнца в день, например, весеннего равноденствия, с защитой измерительной системы от вредных воздействий, в том числе, акустических, электромагнитных и тепловых, с явно выраженной осью чувствительности к вертикальному направлению напряжённости поля тяготения Земли.

При расчётном значении времени момента равноденствия первый гравиметр на экваториальном круге Земли устанавливается на расстоянии от точки пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики 465,1 м/с · 499,4 с = 232271 м для того, чтобы он вступал в первую особую точку – на первую сторону угла аберрации света, и его показания будут соответствовать нацеливанию оси чувствительности на центр истинного Солнца (приращения ускорения силы тяжести Земли будут максимальными, если угол аберрации гравитации окажется равным нулю, а скорость гравитации бесконечной).

Второй гравиметр на экваториальном круге Земли устанавливается на расстоянии от точки пересечения экватора Земли с кругом в сечении Земли плоскостью эклиптики 465,1 м/с · 2 · 499,4 с = 464542 м для того, чтобы он вступал во вторую особую точку – на вторую сторону угла аберрации света, и его показания будут соответствовать нацеливанию оси чувствительности на центр кажущегося Солнца (приращения ускорения силы тяжести Земли будут максимальными, если угол аберрации гравитации окажется равным углу аберрации света, а скорость гравитации равной скорости света). При этом учитываются расчётные влияния тяготения Луны.

Максимальное задаваемое время измерений первым гравиметром составляет 2 · 499,4 с = 988,8 с. Максимальное задаваемое время измерений вторым гравиметром составляет 2 · 988,8 с = 1997,6 с. Этим самым учитывается переход гравиметра в равных расстояниях через точку пересечения экватора Земли с плоскостью эклиптики при задаваемых значениях длин дуг на экваторе Земли, возможность определения приращений ускорения силы тяжести Земли в середине каждого из интервалов времени измерений, установление совпадений или же несовпадений направлений центрального силового луча и центрального светового луча Солнца, определяющих угол аберрации гравитации в угле аберрации света.

Таким образом, с использованием двух гравиметров и заранее рассчитанных мест и времени в конкретных географических пунктах экватора Земли для их размещения (с расчётным выбором нулевой широты и времени пересечения центром солнечного диска земного (и небесного) экватора – момента равноденствия), увеличивается точность определения угла аберрации гравитации (который может оказаться в значениях от нуля до 0,005697423 градусов), а, следовательно, увеличивается и точность вычисления скорости гравитации, – с использованием угла аберрации гравитации и скорости орбитального обращения Земли.

Принятые во внимание источники информации:

1. Комаров С. Г., независимый исследователь,  «Легко ли измерить скорость тяготения?», https://web.snauka.ru/issues/2011/12/5815
2. Сидоренков В. В., доцент кафедры физики МГТУ им. Н. Э. Баумана, «Единое поле силового пространственного взаимодействия материальных тел», УДК 53.01, апрель 2011 г.
3. Комаров С. Г., независимый исследователь, «Комментарий к статье «Единое поле силового пространственного взаимодействия материальных тел» и предложение», https://science.snauka.ru/2013/03/4443