ФИЗИКА МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПЛАНЕТ

Данилов Владимир Игоревич
инженер

Danilov Vladimir
pens

Брайан Грин, «Элегантная вселенная»

Введение

Открывая любую книгу, где описано магнитное поле (МП) Земли или планеты, можно увидеть, как выглядит это поле, как оно себя ведет, его характеристики, даже историю иногда можно узнать, но что создает его, поддерживает и почему оно именно такое – ответов не находится. Очень часто сразу идет большая, ничем не обоснованная, математическая формула.

Существует несколько гипотез появления этих полей, но ни в одном издании не удалось найти простого рисунка, показывающего, отчего появляются электрические заряды, как течет ток, создающий поле планеты, хотя связь тока и поля давно изучена. В этой статье показана закономерность поведения полей различных планет и на ее основе, используя современное представление о свойствах высокотемпературной плазмы, делается вывод, как возникают заряды и почему появляется ток, создающий МП планет.  Кроме того, рассмотрены некоторые природные явления, которые можно объяснить с учетом предложенной физики взаимодействия масс планет.

Не хотелось бы в этой статье отводить много места обсуждению существующих  гипотез, это хорошо сделано  в книге [10] , там же сделан и некоторый вывод из этих гипотез:

«Механизм генерации геомагнитного поля – это «проблема № 1» в физике Земли Кузнецов, 2000; с. 30-33). Ф. Буссе утверждает (1984), что А. Эйнштейн считал эту проблему одной из трех важнейших проблем физики. Несмотря на колоссальные усилия сотен физиков, занимающихся этой проблемой, нет ни одного достаточно серьезного успеха в этом деле. Проследим еще одну цепочку. Если магнитное поле на Земле обязано динамо-эффекту в жидком железном ядре (что не подвергается сомнению), то почему магнитное поле раньше было на Марсе, Луне, Ио, Ганимеде, а потом исчезло? (Возможно, что на Ганимеде поле ещё существует). Почему оно обнаружено на Меркурии, но его нет на Венере? Почему магнитное поле имеется на больших планетах (по своей структуре однотипное с земным), где, по-видимому, нет железного ядра? Разговоры относительно того, что, дескать, динамо на этих планетах “раскручивается” в жидком водороде, и вообще эти планеты “холодные”, “разбиваются” результатами наблюдений космической станцией Вояджер, которая обнаружила, что тепловой поток на этих планетах значительно превышает поток тепла от Солнца на их расстояниях».

Как видим, в этом отрывке, наука вплотную подобралась к решению этого вопроса.

И все-таки   немного критики преобладающей на сегодняшний день гипотезы физики МП Земли пытающейся объяснить природу  поля.

Теория динамо-эффекта  предполагает, что конвективные и/или турбулентные движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в стационарном состоянии.

Но трудно себе представить  чтобы ядро все время всплывало от температуры в одном и том же направлении – если это конвективное движение, да как всплытие может создать такое поле, или возникающая от вращения турбуленция была настолько постоянна чтобы поддерживать эффект самовозбуждения, да еще в одном направлении.  Хотя непонятна вообще природа турбуленции – со временем, при отсутствии внешних сил, внутреннее вещество Земли за счет вязкости  будет также равномерно вращаться вместе с оболочкой. Остается непонятным также, откуда появляются  потенциалы на этом ядре. Почему они не компенсируются, если вещество токопроводящее.  Сами авторы этой гипотезы считали ее далеко не доказанной:

«Общая теория ГД (гидродинамо), исследующая и генерацию поля, и «двигатель» земного ГД, т. е. происхождение движений, находится ещё в начальной стадии развития, и в ней ещё многое гипотетично».

 С. И. Брагинский.

Магнитные поля планет.

Природа сама предоставила нам возможность узнать источники появления и поддержания МП планет,  расположив их на различных орбитах, заставив их вращаться в разных направлениях, с разными скоростями и добавив, или нет, к ним спутники различных размеров и различных направлений вращения.   Нам  остается только проанализировать все эти данные и, зная характеристики МП планет и предполагая что физика МП должна быть одинакова для всех планет, найти силы, создающие токи заряженных частиц, которые, в свою очередь, создают МП.

Напомним, что электрическим током называется направленное движение заряженных частиц в проводнике. За направление тока принято движение положительных зарядов. Направление силовых линий магнитного поля, создаваемого этим током, определяется по правилу «буравчика».

Также отметим  что американский физик Г. Роуланд (Н. Rowland) в1878 г. доказал, что движение зарядов на движущемся проводнике, по своему магнитному действию, тождественно  току проводимости в покоящемся проводнике.

Прежде чем приступить к анализу МП планет Солнечной системы надо рассмотреть, что и как может создавать электрический ток в теле планеты.

Согласно современным теориям строения Земли [1,стр. 151]вещества ниже

нижней мантии находятся в жидком состоянии (металлическая фаза)-  плазме – где электроны отделены от ядер.

Об изменении свойств вещества при увеличении температуры и давления

подробно описано в работах д.ф.-м. наук  Д. А. Киржница [2],  вот отрывок из статьи:

«с ростом давления или температуры вещество приобретает все более универсальную структуру, а его характеристики становятся все более гладкими функциями состава вещества. Эта явно выраженная тенденция связана с тем, что благодаря увеличению внутренней энергии вещества становится возможным определенное упорядочение и «упрощение» его структуры. Молекулы или молекулярные комплексы с ростом давления или температуры разрушаются и вещество переходит в чисто атомарное состояние. Электронные оболочки атомов перестраиваются, приобретая все более регулярное заполнение уровней. Одновременно происходит отрыв наружных электронов, определяющих химическую индивидуальность вещества. Наконец, если в процессе сжатия и нагревания вещество остается в твердом состоянии, то упорядочивается и его кристаллическая решетка. Проходя через серию структурных превращений, она становится все более плотно упакованной и приобретает в конечном счете единую для всех веществ (объемно-центрированную кубическую *)) структуру.

Такая «универсализация» свойств вещества возникает, когда прирост его энергии в результате сжатия или нагревания становится больше характерных энергий упомянутых выше перестроек».

Не будем обсуждать здесь все возможные фазы переходов вещества в различные формы, желающие могут сами познакомиться в работах

Д.А. Киржница. Просто примем эту теорию к сведению и будем ее использовать.

Хотелось бы сразу заметить, что современная  модель строения Земли, с твердым ядром внутри, окруженным жидким расплавом, основывается на исследовании поведения акустических (сейсмических) волн, их способности проходить по-разному в твердых и жидких средах. Высокотемпературная  плазма, с плотной упаковкой ядер,  будет проводить сейсмические волны также как  твердое (кристаллическое) вещество, что не противоречит измеренным данным, а принятая граница твердого ядра вполне может быть границей перехода в состояние «кристаллической» плазмы.

Таким образом, мы имеем внутри планеты высокотемпературную плазму, находящуюся под огромным давлением, характеризующуюся наличием свободных электронов и ядер, лишенных своей электронной оболочки.

В работах д-ра физ.мат. наук И.Л.Иосилевского  [3] подробно рассматриваются вопросы поведения плазмы в массивных астрофизических объектах под воздействием  внутренних сил гравитации, приведем заключение этой статьи:

«Гравитация, как и другие действующие на массу (инерционные) силы, поляризует плазму в массивных астрофизических объектах. Возникающее слабое отклонение от электронейтральности приводит к возникновению электростатического поля, частично или полностью компенсирующего

действие источника поляризации (макроэкранирование). В сильнонеидеальной плазме, характерной для большинства астрофизических объектов, в указанное равновесие гравитационной и лектростатической сил добавляется кулоновская

неидеальность в качестве дополнительной обобщенной силы, втягивающей ионы внутрь звезды тем больше, чем больше их заряд. В идеализированной ситуации полностью термодинамически равновесной (изотермической) звезды без магнитного поля и эффектов релятивизма задача соотношения всех трех сил может быть решена в компактных конечных выражениях. Присутствие

поля поляризации сказывается как на термодинамических, так и на переносных и даже гидродинамических процессах внутри звезд. Замечательным термодинамическим проявлением гравитационной поляризации является возможность локализации макроскопического заряда на любой поверхности разрыва внутри звезды (межфазной границы, скачка равновесного состава и др.).

Для процессов переноса гравитационная поляризация особенно важна в отношении диффузии ионов разных сортов друг в друге. Наконец, на уровне термодинамики гравитационная поляризация, частично или полностью экранируя гравитацию как источник дискриминации ионов разных сортов,

может эффективно ослаблять (подавлять) гидродинамическую неустойчивость Рэлея–Тейлора. ».

Если современная наука признает возможность  создания поляризации внутри объекта за счет внутренних гравитационных сил, то поляризация от внешнего массивного объекта допустима и подавно.

Таким образом мы получили первое необходимое условие создания электрического тока внутри планеты –  вещество – плазму,  которое может быть поляризовано за счет  внешних гравитационных сил.

Осталось найти эти силы и заставить двигаться получившуюся поляризованную субстанцию.

На примере Земли попробуем подробно рассмотреть физику создания магнитного поля.

Земля находится во власти двух основных источников гравитации- Солнца и Луны.  Влияние Солнца больше влияния Луны по разным данным от 30 до 200 раз.  Его влияние примерно одинаково для любой точки планеты – диаметр Земли ничтожно мал по сравнению с расстоянием до Солнца. Как заметил  А.Л. Чижевский, Земля находится на расстоянии всего 107 диаметров Солнца от  него. «Принимая во внимание поперечник Солнца, равный 1 390 891 км[1], а также огромную мощь физико-химических процессов, совершающихся на Солнце, необходимо признать, таким образом, что земной шар находится в поле огромной интенсивности его влияния» [4]

Это же касается и гравитационных сил. Влияние Луны более «поверхностно» и неоднородно (Подробнее рассмотрим это в разделе  о приливах.).

Если представить Землю как шар, наполненный различными по плотности и удельному весу веществами, а Солнце  – как источник силы гравитации, которая действует на эти вещества,  то, очевидно, что более тяжелые  структуры будут «оседать» к ближней к нему  оболочке шара и распределение по плотности и массе внутри Земли будет неравномерно не только по глубине, но и по направлению к Солнцу.

Земной шар представляет собой сферу с постоянным высоким давлением внутри и с наибольшей гравитирующей массой по периметру.

На вещество внутри будут действовать силы “разрывающие” его в разные стороны и оно будет стремиться расслоиться по плотности и «осесть» тяжелыми фракциями  на внутренней поверхности, вытесняя легкие к центру.

Рис 1. Распределение масс и зарядов без внешнего влияния.

Ядра  и положительные ионы плазмы, как и любого вещества, гораздо тяжелее электронов и,   очевидно, плазма  под действием внешних гравитационных сил разделится по плотности (как например от этих сил разделяется в лотке золотоискателя пустая порода и металл) и в «осадок» выпадут именно они. И получается,  что внутри Земного ядра произошло разделение не только по массе, но и по электрическому потенциалу. Ядро Земли приобрело вид диполя со значительно смещенным центром масс, где «+» и основная масса ядра находятся ближе к Солнцу.  Другими словами произошла балансировка между кулоновскими силами границ вырожденного электронного облака (наверно лучше назвать жидкости) и ионов  (ядер),  и гравитационными дальнодействующими силами, действующими более на тяжелые ядра, нежели чем на  легкие электроны. Рис 1.

При вращении Земли тяжелая часть земного ядра будет следовать за Солнцем и тем самым создается направленное движение электрически заряженных частиц и одновременно круговое, циклическое смещение центра массы Земли относительно её оболочки.

Рис 1 а. Распределение масс.

Это конечно не означает, что с одной стороны внутри шарика чистый «+», а с другой «-», тогда бы при вращении такого диполя магнитного поля не получилось из-за взаимной компенсации. Просто радиусы движения разные и соответственно разные линейные скорости, а значит и токи потенциалов. Происходит некоторая компенсация от движения разных зарядов, но «+» преобладает.

Это движущееся заряженное ядро и создает магнитное поле Земли.

На поведение этого заряженного ядра кроме Солнца влияют все планеты и особенно  Луна .

Этот механизм для других планет естественно будет несколько отличаться из-за различия в объектах, влияющих на ядро планеты, где-то это может быть Солнце, где-то спутники, и свойств самой планеты,  но физика явления единая.

Кстати, если принять предложенную гипотезу, то образование диполя внутри планеты является практическим доказательством теоретических предположений Игоря Львовича Иосилевского о гравитационной поляризации плазмы.

Дополнительным подтверждением рассматриваемой  гипотезы  могут служить суточные и годовые вариации направления напряженности магнитного поля, т.е. зависимость поля от положения Земли относительно других объектов влияния, которые вносят коррективы в разделение по массе, заряд и траекторию движения ядра. ( В случае с ныне принятой гипотезой гидромагнитного динамо    такого влияния быть не должно.)

На самом деле тяжелая часть ядра совершает движение  с Востока на Запад и по спирали Север-Юг и обратно при смене наклона оси вращения (смене времени года).

Рис    2  Сезонные смещения траектории движения ядра.

Очень интересные измеренные данные привели сотрудники « Инcтитута монитоpинга климатичеcкиx и экологичеcкиx cиcтем CО PАН» в работе [4].

На основании многолетних исследований еcтеcтвенныx импульcныx электpомагнитныx полей Земли (ЕИЭМПЗ) в cейcмоактивныx pайонаx Пpибайкалья  они пришли к заключению о движении ядра планеты и связанными с этим природными явлениями – сейсмической активности, влияния на организм человека и пр. Это поистине замечательные работы, продолжающие,  уже на более технологичном уровне, исследования  А.Чижевского.

Картины интенсивности изменений ЕИМПЗ в различные моменты времени  в точности повторяют предполагаемое движение тяжелой части  диполя.

Рис  3.

Усредненные за 1997-2004 годы и сглаженные суточные вариации ЕИЭМПЗ в полярных координатах.

На этих рисунках видно как меняется интенсивность возмущений ЭМ поля в течении времени суток и в зависимости от времени года.  Видно как в зимние месяцы значительно уменьшается интенсивность и максимум переходит в ночное время, то есть тогда, когда в Южном полушарии лето и тяжелая часть ядра находится там, прямо напротив места измерений.

Как замечено в этой работе область гроз в течении года также мигрирует вслед за ядром планеты, что тоже можно объяснить взаимодействием заряженного ядра и атмосферного электричества. Объяснение  этого взаимодействия вполне заслуживает отдельного исследования.

Исходя из сказанного, становится понятным появление магнитного поля  у других планет, где есть спутники или есть динамическое  влияние Солнца, и отсутствие  где их нет. Например,  Венера – не имеет поля – спутников нет и она очень медленно, за 243 земных суток, обращается вокруг своей оси, и за 225 вокруг Солнца, т.е. если поляризация и создается внутри нее, то она недостаточно подвижна.   Или планета остыла и не имеет жидкого внутреннего ядра (Луна).  Изменение полярности магнитного поля при измененном направлении вращения спутника(ов) – (Марс) или наличия сложного поля  при  сложных взаимоотношениях планеты со спутниками – (Уран, Нептун).

Интересно, что Меркурий, не имеющий спутников, имеет поле подобное земному, правда значительно меньшее, но он сам является спутником Солнца, причем близким и довольно быстро обращается вокруг Солнца -89 земных суток, хотя вокруг своей оси оборачивается за 59 суток. Поле Меркурия симметрично и направлено вдоль оси  вращения. Наклон экватора относительно плоскости орбиты всего 0,1 град. То есть поле появляется не только  за счет собственного вращения, как у Земли, а еще и за счет движения вокруг Солнца.

Хорошим показателем влияния траекторий движения на форму поля может быть сравнение полей Юпитера и Земли. У Юпитера поле более напоминает плоский  диск – у него и большинство спутников вращаются по правильным круговым орбитам в плоскости экватора и ось вращения самой планеты незначительно наклонена, там нет смен времен года, и Земля, – у которой форма поля похожа на яблочко,  при этом она сама колеблется относительно плоскости эклиптики.   Это можно сравнить как поля от двух различных электромагнитных катушек – намотанной виток к витку на «гильзу»  и на подобии магнитофонной  кассеты.

Таким образом,  создателем  и двигателем зарядов, создающих магнитное поле любой планеты, имеющей жидкое ядро, являются суммарные гравитационные силы от Солнца, спутников и близлежащих планет, движущихся относительно тела планеты, они же влияют и на форму поля.

Конечно во многом МП зависит от удаленности  планеты от Солнца, его  влияние имеет первостепенную роль.

Краткое сравнение магнитных полей планет, в зависимости от наличия спутников и их свойств, приводится в Приложении.

Порожденное пульсирующее (для точки на поверхности), с периодом 1 сутки, магнитное поле Земли поддерживается парамагнитными свойствами тела планеты, которое сглаживает и  стабилизирует его поведение.

Необходимо отметить, что гипотезы движущегося ядра планеты рассматривались и ранее, подробно это можно посмотреть в работе [5], но причины и последствия этого никогда не рассматривались в аналогии с другими планетами, их траекториями и полями.

Появляются и такие сообщения [6]:

«Ученые из Австралийского национального университета обнаружили, что разные слои Земли вращаются не синхронно друг с другом, а раскаленное ядро внутри Земли по непонятным причинам начинает то набирать, то снижать скорость и вращаться быстрее или медленнее Земли. Для обнаружения явления рассинхронизации исследователи применили очень трудоемкую методику изучения двойных землетрясений – землетрясений, которые происходят в одном и том же месте с интервалом от двух недель до десятков лет. Сравнение сейсмических волн позволило выявить изменения в глубинных слоях Земли, в том числе узнать об изменении скорости вращения ядра планеты».

Дискретными измерениями весьма трудно измерить скорость вращения, для этого нужен какой-то маркер на теле ядра, тем более, как утверждается, что скорость неравномерна и знакопеременна. Можно только определить, что есть изменения положения.  Если изменить модель внутренней структуры, то и выводы из этих измерений изменятся, но то, что есть эти изменения, также подтверждает гипотезу и она вполне объясняет физику движения.

11-летний период Солнечной активности.

.  Можно заметить еще одну закономерность, которая была известна пулковскому ученому-астроному Витинскому Ю.И., но почему-то игнорирована, это совпадение периода обращения самой большой планеты солнечной системы, – Юпитера, с 11 летним периодом Солнечной активности и влиянием этого периода на количество образующихся «Солнечных пятен». Напомню, что Юпитер превышает Землю в 1320 раз по объему и в 317 раз по массе, и его влияние на Солнце превышает влияние всех других планет вместе взятых. Он всего в 1000 раз меньше светила.

Вот что он пишет об истории исследования солнечной активности [7]:

«В середине прошлого столетия астроном-любитель Г. Швабе и Р. Вольф впервые установили факт  изменения числа солнечных пятен со временем, причем  средний период этого изменения составляет 11 лет….. Так появился знаменитый закон Швабе — Вольфа, согласно которому изменения солнечной активности происходят периодически, причем длина среднего периода составляет 11,1 года. ….  С легкой руки  маститого первооткрывателя 11-летнего цикла более  пятидесяти лет исследователи солнечной активности были  заняты главным образом поисками полного набора  циклов продолжительностью от нескольких месяцев до сотни лет. Р. Вольф, убежденный в том, что солнечная цикличность — плод воздействия на Солнце планет Солнечной системы, сам положил начало этим поискам. Однако все эти работы дали гораздо больше для  развития математики, чем для изучения солнечной активности. Наконец, уже в 40-х годах нынешнего столетия, один из «наследников» Вольфа по Цюриху М. Вальдмайер осмелился усомниться в правоте своего  «научного прадеда» и перенес причину 11-летней цикличности внутрь самого Солнца. Именно с этого времени  собственно и началось настоящее исследование главных внутренних свойств 11-летнего цикла солнечных пятен.»

И: «Пожалуй, самый интригующий из всех вопросов,  которые возникают при изучении Солнца, можно сформулировать следующим образом: «Откуда берется  солнечная активность и каким образом она сводится к тем особенностям, о которых мы говорили в этой книге?» Если бы на этот вопрос можно было бы дать сколько-нибудь вразумительный ответ, человечество могло бы по праву считать себя по крайней мере хозяином своей планеты. К сожалению, до сих пор не создано единой теории солнечной активности, которая могла бы  достаточно полно и хотя бы без явно видимых противоречий дать ответ на поставленный здесь вопрос. И все же сейчас мы уже имеем дело не просто с множеством отдельных работ по определенным проблемам  солнечной активности, а с вполне определенными моделями солнечных циклов, хотя и не всеобъемлющими. Тем не менее, автор воздержался бы от того, чтобы называть их теориями. Это скорее гипотезы, которые пока ждут своего подтверждения. Вся более чем столетняя история поиска причин и механизмов циклов солнечной активности представляет собой борьбу трех типов гипотез, основное различие (даже скорее противоречие) которых состоит в ответе на вопрос, где возникает солнечная активность,— на Солнце или вне его. На первый взгляд может  показаться, что здесь и думать-то не над чем: раз активность солнечная, значит, и возникает она на Солнце. Но так стали считать совсем недавно. А началось все еще в середине прошлого столетия с гипотезы, которая была выдвинута самим Р. Вольфом. Согласно этой точке зрения солнечная активность вызывается планетами Солнечной системы, точнее, их

приливным воздействием на Солнце. Такая гипотеза имела под собой некую почву. Ведь период обращения Юпитера вокруг Солнца ( 1,7 года) поразительно близок к средней длине цикла солнечной активности (1,1 года), а длина и высота этого цикла изменяется со временем далеко не хаотически. …. И вот тогда появился еще один тип гипотез о происхождении солнечной цикличности, который  автор назвал бы промежуточным (или гибридным).

Согласно гипотезам этого типа, сами планеты не могут создавать солнечную активность, они только  стимулируют ее появление, как бы служат ее спусковым  механизмом. …Но нельзя обойтись без учета влияний планет для объяснения всех особенностей солнечной  активности.»

Таким образом, почему-то первоначальная версия о внешнем источнике влияния на солнечную активность была перенесена во внутрь звезды, а наверно зря.

Если представить что этот «тяжелый», следующий за Юпитером,  центр Солнца, «всплывает» на поверхность и при этом является заряженным  электрическим потенциалом и находится  в движении, то это может привести к  появлению на поверхности «магнитных трубок »- т.е. к местам выхода обеих полюсов локальных  магнитных полей.  Все наверно наблюдали, как создаются завихрения от весла на тихой воде.

А.Л. Чижевский, в многолетних исследованиях влияния на биосферу Земли солнечной активности, однозначно показал прямую зависимость этих процессов, предположив, что  возмущения, наблюдаемые как «пятна на Солнце», вызывают излучения которые, достигая земной поверхности и проникая внутрь ее, воздействуют на все живое и неживое [4].

Таким образом, можно сказать что Юпитер, своим влиянием на Солнце, вызывает процессы, влияющие на Землю. Предлагаемая гипотеза может помочь объяснить появление электромагнитного излучения (магнитных бурь) в широком диапазоне частот, появляющегося в результате скачком изменяющихся потоков заряженного солнечного вещества.

Причину всех периодичных явлений происходящих на планетах или звездах, скорее всего надо искать в их внешнем окружении – это является, кстати, основой астрологии. Только внешнее воздействие может периодически выводить  планету из установившегося сбалансированного состояния.

Течения.

В литературе природу экваториальных течений принято объяснять ветрами, постоянно дующими в том же направлении, а природу ветров нагревом поверхности и вращением Земли. Конечно,  все это влияет и на океан и на воздушные массы, но, на мой взгляд, основное влияние оказывает сила гравитации от движущихся связок  ядро земли – Луна, ядро земли – Солнце, в гравитационное влияние которых попадает всё находящееся между ними и увлекаемое за собой с Востока на Запад.

Рис 4.

Аналогичное явление можно увидеть у планет имеющих спутники – их пылевые  кольца расположены напротив траекторий прохождения спутников.

Приливы на Земле:

Рассмотрим  механизм влияния гравитационных сил на примере нашей Земли.

На нее самое большое влияние оказывают Солнце и Луна. Но, хотя для земного шара величина силы тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем силы тяготения Луны, приливные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности. При увеличении расстояния от источника поля неоднородность уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, оказываются слабее. Рис 1.

Другими словами можно сказать, что приливные силы Луны являются более «поверхностными», локальными, местными и больше влияют на океан и верхние слои мантии, тогда как солнечная гравитация более равномерна и воздействует на все тело планеты и ее можно считать примерно  одинаковой в любой точке Земли.

При вращении Земли эти две силы суммируются и приливная волна представляет собой суперпозицию двух волн, образовавшихся в результате гравитационного взаимодействия планетной пары Земля — Луна и гравитационного взаимодействия этой пары с центральным светилом — Солнцем.

Таким образом, здесь и далее под словами «Лунный прилив» подразумевается прилив, вызванный суммарным воздействием Солнца и Луны на тело планеты.

Кроме приливов на обращенной к Луне стороне Земли существуют приливы  на противоположной стороне,  по величине примерно одинаковые. Наличие такого явления в литературе объясняется уменьшением сил притяжения  Луны и центробежными силами, возникающими при вращении связки Земля-Луна. Но тогда у Луны тоже возник бы  прилив на обратной стороне, и был бы там все время, ведь она не поворачивается относительно Земли, тем более что движется она на большем расстоянии от центра масс, чем противоположная сторона Земли. Но известно о смещении центра тяжести и вытянутости  Луны в сторону Земли, а прилива на невидимой стороне нет. Вдобавок, как уже было сказано, приливы вызваны не только Луной, а суммарным воздействием с Солнцем и центр масс тогда уже надо искать для трех  планет.

Если сравнить силы, действующие на поверхность Земли в местах отлива (т.2) и прилива на «теневой» от Луны части Земли (т.1), то силы притяжения в «тени» должны быть больше т.к. к притяжению от центра Земли добавляется, хоть и ослабленное, притяжение  Луны и Солнца и уровень океана в т.1 должен быть ниже, чем уровень при отливе в т.2, на самом деле он почти такой  как в т.3.  Как по-другому можно объяснить это?

Если следовать  гипотезе, то можно предположить что тяжелая часть ядра Земли, следующая за Луной и Солнцем, настолько далеко смещается от противоположного края Земли, что дает о себе знать квадрат расстояния и сила притяжения от ядра  на поверхности ослабевает, что и вызывает приливной эффект. Другими словами сила притяжения в точке на Земле зависит не только от положения Луны и Солнца, но и следующего за ней центра  массы Земли.

Рис 5.  Силы, действующие на точки, на поверхности Земли, при равномерном распределении масс.

Рис. 6

Силы, действующие на точки, на поверхности Земли, при смещенном центре.

По-видимому,  некогда подобные процессы происходили и на Луне.  В процессе остывания тяжелые массы внутреннего вещества сгруппировались в основном   в обращенной к Земле стороне  планеты, превратив, таким образом, Луну в своеобразного «Ваньку-встаньку»,  заставив ее поворачиваться к нам одной и той же тяжелой стороной.

Это подтверждается еще и тем, что ранее, а это  известно, она обладала  сильным магнитным полем, а теперь только остаточным.

Таким образом, сила притяжения Земли не только удерживает (вместе с силой притяжения Луны)  Луну на орбите спутника, но и заставляет ее поворачиваться, а на это тратится  энергия.

Тот факт, что большинство спутников  вращаются вокруг своих  планет повернувшись  к ним одной стороной, а вращение таких планет как Венера и Меркурий синхронизовано с движением Земли (эти две планеты при сближении с Землей поворачиваются к ней  одним полушарием),  говорит о том, что космические тела взаимодействуют между собой не как тела с равномерным, по сфере, распределением плотностей, а как тела со смещенными центрами масс.  При этом, в случае жидкого ядра, этот центр может перемещаться внутри твердой оболочки планеты.

Тем же механизмом можно объяснить причины появления провала на графике притяжения при прохождении Солнца по небосклону – интересные данные привел Орлов Евгений Федорович по результатам  работы с им созданным гравиметром направленного действия. Как показано в его статье   [8] круглосуточная регистрация показаний гравиметра позволила установить оригинальную геометрическую форму гравитационного солнечного сигнала.

Рис 7.

Она регистрируется в дневное время в виде двугорбой кривой с провалом в интервале от 11 до 13 часов полудня, т.е. тогда когда Солнце должно бы сильнее всего притягивать груз гравиметра, получается провал. Автор в статье объясняет это тем, «что объем гравитирующей массы планеты обращенной к Солнцу по бокам планеты превышает объем гравитирующей массы по ее центру.», но, на мой взгляд, здесь играет роль то, что тяжелая часть ядра подходит ближе к поверхности Земли и расстояние до измерительной части гравиметра уменьшается, тем самым увеличивается сила притяжения к Земле, компенсируя силу тяготения к Солнцу.

В работе [9]  приведен график поведения приливных сил при Солнечном затмении. Сотрудники института «Автоматики и электрометрии» СО РАН пытались обнаружить гравитационную  «тень» от Луны. По некоторым гипотезам поведения гравитации она должна была возникнуть. Тень, как сказано в статье, не обнаружили, но данные, приведенные на графике весьма интересны – если сравнить с предыдущим днем, то можно заметить запаздывание роста силы гравитации  почти на час!!! – что непонятно. Но если представить что  массы Луны и Солнца сгруппировали совместно  под точкой измерения более значительные, чем в предыдущий день, массы внутреннего ядра, то станет понятным, что сила притяжения от него возрастет и в момент затмения будет максимально компенсировать силы притяжения от планет.

Также видны явные повышения приливных значений в ночное время. Из-за чего такое возможно, ведь и Солнце и Луна на противоположной стороне Земли?

Видимо тоже от смещения ядра ближе к противоположной стороне планеты, увеличению его расстояния до точки измерения, это как раз и есть приливные силы на противоположной стороне.

Рис 8.

Землетрясения.

Природа землетрясений до сих пор не имеет однозначного ответа.

Вполне возможно, что она может выглядеть так:

Куда будет притягиваться тело, находящееся в центре планеты при малейшем отклонении от центра?

При неравномерном распределении вещества по плотности, если считать что чем ближе к центру,  тем плотнее -  к центру, но кто его туда будет притягивать, какие силы? Должно быть вещество с бесконечной  плотностью, но все равно где-то через 0 перейдет  вектор тяжести.

Если бы Земля имела  форму пустой сферы, то внутри нее  отсутствовала бы сила гравитации  и  на точку внутри Земли воздействовала бы сила притяжения от внешних тел – Луны, Солнца и т.д. и эта точка стремилась бы следовать в направлении суммарного вектора сил от этих тел.

Если бы Земля имела равномерное распределение вещества по плотности, то, в случае если это вещество жидкое, было бы то же самое.

В обоих случаях вещество внутри твердой оболочки будет притягиваться к этой оболочке изнутри  по направлению к внешним силам от сторонних планет.

Все это сказано без учета давления, но давайте посмотрим, как может вести себя давление при погружении  -  естественно сначала растет – масса «над головой» увеличивается, но дальше силы притяжения уменьшаются и давление «стабилизируется» и получается замкнутое пространство с примерно одинаковым давлением  по всему объему и его влияние  мало по сравнению с гравитационными силами.   Более того, основная гравитирующая масса будет находиться по периметру шара и на вещество внутри будут действовать силы разрывающие его в разные стороны и оно будет стремиться расслоиться по плотности и «осесть» тяжелыми фракциями  на внутренней поверхности.

Теперь, можно представить как эта раскаленная масса, подверженная влиянию различных, то складывающихся, то вычитаемых сил гравитации от Солнца, Луны и планет, движется по «внутренней» поверхности Земли, постоянно перемешивается, натыкается на неровности. При этом внутренняя часть коры Земли постоянно подвергается воздействию, которое передается на тектонические плиты, заставляя их постепенно перемещаться, тем самым двигая материки. А они действительно перемещаются в широтном направлении (Восток-Запад) и   не перемещаются в долготном (Юг-Север).

При этом может возникать как бы волна с гребнем при наползании на внутреннюю неровность, с дальнейшим обрушением, что может  вызвать землетрясение.

Рис 6. Обрушение части ядра

Такой механизм возникновения землетрясений вполне  вероятен, т.к. большинство очагов землетрясений  расположены на границах литосферных плит, на месте геологических неровностей.

Это явление может быть причиной подвижек в поверхностных слоях мантии, приводящих к появлению  дополнительных очагов землетрясений и афтершоков.

Дополнительно нужно заметить что,  как известно, магнитные бури на Земле сопровождаются низкочастотными колебаниями тела Земли и наоборот, землетрясения сопровождаются электромагнитным излучением, т.е. эти два явления взаимосвязаны и это тоже может служить подтверждением гипотезы т.к. происходят скачки электрического заряда (потока заряженного вещества), а переходной процесс, как известно, имеет более широкий спектр, чем постоянный ток.

И еще, – известен эффект «затишья» сейсмической активности и электромагнитного фонового излучения перед крупными землетрясениями. Вот например как это описано в работах Малышковых [5]

«Тогда накануне многих землетрясений нами было обнаружено не возрастание, а снижение интенсивности полей. В зависимости от энергии предстоящего землетрясения пониженный счет импульсов продолжался от нескольких часов до нескольких суток, наблюдался в ночные и послеполуденные часы, в летние и зимние месяцы. Если бы поля возрастали, можно было бы говорить о включении дополнительных источников, возникающих в очаге начавшегося разрушения горных пород. Снижение потока импульсов вызывало недоумение».

Такое «накопление» массы заряженного вещества ядра, вызывающее затишье, как видим вполне объяснимо.

Скачки времени и «Волны-убийцы».

С появлением новых, более точных, средств измерения времени было

замечено что временами ход астрономического (звездного) времени скачками изменяется относительно эталонных атомных, это происходит как правило во время крупных землетрясений, – как это можно объяснить кроме как воздействием на Землю сил, поворачивающих ее на некоторый угол?   Но внешних сил такой мощности мы не наблюдаем, остаются внутренние.

Вполне возможно, что при воздействии ядра на внутреннюю «неровность» ядро «подталкивает» основное тело планеты, сбивая астрономические часы относительно стабильных эталонных.

Морякам известно такое природное явление как «Волна-убийца»

(Блужда́ющие во́лны, волны-монстры, белая волна, англ. rogue wave — волна-разбойник, freak wave — чокнутая волна, волна-урод; фр. onde scelerate — волна-злодейка, galejade — дурная шутка, розыгрыш).

Еще каких-то 10-15 лет назад ученые считали истории моряков об исполинских волнах-убийцах, которые возникают из ниоткуда и топят корабли, всего лишь морским фольклором.

Существование в океане валов высотой 20-30 метровпротиворечило законам физики и не вписывалось ни в одну математическую модель возникновения волн. Надо заметить, что эти волны возникают на фоне относительно спокойной поверхности воды, могут быть как гребнем, так и впадиной, одиночной и пакетом.

Предлагаемая гипотеза вполне логично может объяснить  механизм их появлений теми же  взаимодействиями движущегося  ядра и внутренних неровностей тела планеты, которые передаются на поверхность океана. 

О движении магнитных полюсов.

Также, получается, что внешняя оболочка Земли слабо связана с процессами  происходящими между планетами, вызывающими появление магнитного поля, и поэтому может «свободно»  двигаться относительно центра массы (похоже на вращение внешнего обода подшипника, при закрепленном внутреннем),  при этом меняя положение магнитных полюсов на поверхности Земли, но, не меняя в пространстве. При этом положение внешней сферы Земли зависит от сил взаимодействия магнитного поля ядра и магнитных свойств самой сферы, на которые вполне может влиять и жизнедеятельность человека. Смещение происходит до установления мантии в одну из локальных точек стабильности. Это не обязательно должно быть полной переполюсовкой.

Заключение

Данная гипотеза имеет чисто умозрительный характер, хотя и присутствует большое количество фактов подтверждающих ее.

Не загружена математическими выкладками т.к :

1. Слишком много влияющих факторов на поведение поля.
2. Математику  всегда можно подвести под любую теорию, вводя поправочные коэффициенты и скрыв при этом отсутствие физики явления.

Естественно эта гипотеза представлена в еще «сыром» виде и требует дальнейшей работы по подтверждению и расширению понимания физики процессов.

Библиографический список

1. О.Н. Коротцев.  Астрономия. Популярная энциклопедия.- СПб.: Азбука-классика.2003- 736 с. ISBN 5-352-00496-8
2. Д.А. Киржниц  «Эстремальные состояния вещества (сверхвысокие давления и температуры)»  Успехи физических наук , Физика наших дней..том  104 489–508 (1971)
3. И. Л. Иосилевский, “Поляризация плазмы в массивных астрофизических объектах”, ТВТ, 48:6 (2010), 804–809
4. А.Л. Чижевский «Земное эхо солнечных бурь» Москва, «Мысль»,1976,367с.
5. Ю.П. Малышков, C.Ю. Малышков “ПЕPИОДИЧЕCКИЕ ВАPИАЦИИ ГЕОФИЗИЧЕCКИX ПОЛЕЙ И CЕЙCМИЧНОCТИ, ИX ВОЗМОЖНАЯ CВЯЗЬ C ДВИЖЕНИЕМ ЯДPА ЗЕМЛИ” //  Геология и геофизика,- 2009- т. 50- № 2- c. 152—172
6. Tkalˇci´c H., Young M.K., Bodin T., Ngo S., and Sambridge M., The shuffling rotation of the Earth’s inner core. Nature Geoscience, 2013, v. 6, 497–502.
7. Ю.И.Витинский  «СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ» Издание второе, переработанное и дополненное Москва «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1983г.
8. Орлов Е.Ф. Экспериментальное измерение скорости распространения гравитационного взаимодействия. Часть 1 // Исследования в области естественных наук. – Май 2013. – № 5 [Электронный ресурс]. URL:  https://science.snauka.ru/2013/05/4977 (дата обращения: 08.09.2013).
9. Г.П. Арнаутов, Е.Н. Калиш, Ю.Ф. Стусь, М.Г. Смирнов, И.А. Бунин, Д.А. Носов ИАиЭ СО РАН, Новосибирск   ИЗМЕРЕНИЕ ВАРИАЦИЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНЫХ ЗАТМЕНИЙ 31 ИЮЛЯ1981 Г. И 1 АВГУСТА2008 Г. ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ В НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
10. Введение в физику Земли. А.В. Викулин. Учебное пособие для геофизических специальностей вузов. Петропавловск-Камчатский: изд-во КГПУ. 2004. 240 с.