ЯК ОТРИМАТИ ТОЧНЕ ЗНАЧЕННЯ гравітаційної константи G?
Гравітаційна константа G широко використовується як в фізичних теоріях, так і в практиці. Однак у порівнянні з іншими константами її значення визначено з найменшою точністю. Вчені вважають, що труднощі її точного вимірювання пов'язані з тим, що на точність вимірювання впливають деякі космічні ритми а також гравітаційні хвилі, що проходять через Землю, викликаючи квадрупольному деформацію Землі. У статті отримано точне значення гравітаційної константи G на основі встановлення її зв'язку з константами, які відносяться до електромагнетизму. Отримано 25 еквівалентних співвідношень для обчислення гравітаційної постійної G. Найбільш точне розрахункове значення температури: G = 6,67286741 (83) • 10 -11 m 3 kg -1 s -2. Пропонується при вимірюванні константи G оцінювати різницю G розр. - G вим. = # 8710; G. DeltaG є важливою характеристикою як для вивчення Землі, так і для вивчення впливу космосу на Землю. Тоді різні значення G. отримані різними групами вчених, можуть дати унікальну інформацію про Землю і космос.
- ПРОБЛЕМА ТОЧНОСТІ константи G.
Гравітаційна константа G широко використовується як в фізичних теоріях, так і в практиці. Однак у порівнянні з іншими фундаментальними фізичними константами її значення визначено з найменшою точністю. Деякі вчені вважають, що саме неточність визначення гравітаційної постійної є причиною багатьох невдач під час запусків космічних ракет і штучних супутників Землі. Неточність гравітаційної постійної, закладена при розрахунках траєкторій космічних ракет, штучних супутників Землі і міжпланетних космічних кораблів стала основною причиною їх сходів зі своїх орбіт, "доглядів" у відкритий космос або згоряння в щільних шарах атмосфери [1].
Як зазначає Е.Халілов [1], причиною всьому є гравітаційні хвилі, які пронизують все космічний простір і проходять через Землю, викликаючи квадрупольному деформацію як самої Землі, так і навколоземного простору. Вчений встановив, що через Землю проходять наддовгі гравітаційні хвилі як мінімум трьох порядків з періодами 2,5 року, 7,7 років і 40-60 років, накладені один на одного і впливають на взаємне притягання важків в вагах Кавендіша. причому по - різному, в залежності від географічного положення вимірювальних лабораторій і часу вимірів. На думку Е.Халілова, вченим не вдасться зафіксувати одночасно в різних точках земної кулі одне і те ж значення гравітаційної постійної. за винятком єдиного випадку, коли гравітаційна хвиля буде проходити через Землю в точці зміни полупериодов. Саме в цей момент тензор напружень, викликаних проходженням гравітаційної хвилі через Землю буде дорівнює нулю.
Якщо врахувати, що крізь Землю проходять хвилі з різними періодами, то умова для нульового значення тензора напружень може виконуватися один раз в декілька сотень років, що робить практично нереальним отримання точного значення G за допомогою вимірювань. У цьому клубку проблем уточнення значення гравітаційної константи набуває особливої актуальності. Складність експериментальних робіт по вимірюванню гравітаційної константи G змушує шукати інші способи визначення її точного значення. На мою думку, єдино точне значення гравітаційної константи G можна отримати, якщо вдасться встановити її зв'язок з фундаментальними фізичними константами.
Більшість фізичних констант не піддаються прямому вимірюванню, тому їх значення визначають побічно з співвідношень, що пов'язують їх з іншими константами. Тут вирішальним фактором є те, що більшість констант пов'язані законами фізики з іншими константами. На цьому засновані способи визначення значень констант. Однак щодо гравітаційної константи G вважається, що вона не пов'язана ні з якими фундаментальними фізичними константами.
У роботах [4,5,7,8] виявлено взаємозв'язок, що існує між константами. Зокрема, отримано такі космологічні рівняння [5]:
Співвідношення, дуже близькі до формул (3) і (4), були отримані в 1931 році Стюартом [10]. Рівняння (1) - (5) відображають зв'язок фундаментальних фізичних і космологічних констант. Можливо, що за цими рівняннями стоїть якийсь фізичний закон, що встановлює зв'язок між гравітацією і електромагнетизмом.
Космологічні рівняння безпосередньо виводять на зв'язок двох найважливіших констант G і H0. Вдалося отримати кілька еквівалентних співвідношень, що зв'язують постійну Хаббла H0 і гравітаційну константу G. У зв'язку з тим, що ставлення G / H0 визначається виключно за допомогою високоточних констант мікрофізики, то його значення виявилося безпрецедентно точним - на кілька порядків точніше значень самих констант G і H0.
У таблиці 1, як приклад, наведено 10 еквівалентних формул для обчислення відношення G / H0 за допомогою констант електромагнетизму і значення, отримані за цими формулами.
Виявлено і інші комбінації космологічних констант, які виражаються за допомогою констант електромагнетизму. Так, наприклад, маса Метагалактики MU спільно з константами G, H0, RMG дає цікаві комбінації, які виражаються виключно фундаментальними фізичними константами (табл.2) [5]:
Виявлена взаємозв'язок космологічних і микрофизических констант є підтвердженням концепції єдності світу. Взаємозв'язок констант G і H0. представлена константами, які належать до мікросвіту, вказує на те, що існує ще не відкритий фізичний закон, який повинен відображати зв'язок між електромагнетизмом, гравітацією і характеристиками роздувається Всесвіту.
В [4,5,8] виявлений зв'язок гравітаційної постійної з фундаментальними фізичними константами і отримані наступні формули для обчислення значення константи G:
З наведених формул видно, що константа G виражається за допомогою інших фундаментальних констант дуже компактними і простими співвідношеннями. У число констант, за допомогою яких представлена гравітаційна константа, входять такі константи: квант hu, швидкість світла c. постійна тонкої структури # 945; , Постійна Планка h. число π, константи простору-часу (lu, tu). елементарна маса me, елементарний заряд e, велике число Do, одиниці планка довжини lpl. маси mpl. часу tpl. магнетон Бора # 956; B, постійна Хаббла H0, константа Рідберга R∞, енергія спокою електрона Ee. константа фон Клітцинг RK, енергія Хартрі Eh.
Велике число Do, що входить в співвідношення, визначається з фрактала протона [6] (рис.1), звідки виникає наступна фрактальная формула:
Тут:, ge - g-фактор електрона. Оскільки значення констант mp / me і ge відомі з дуже великою точністю, ця формула дає можливість обчислити значення великого числа Do.
Рис.1. Фрактал протона.
Найбільш точне значення великого числа Do = 4,16650385 (15) # 8729; 10 42. У формули також входять константи hu, lu. tu з групи універсальних суперконстант (табл.3), які є первинними і незалежними константами [7,8]:
Нижче наведені 25 еквівалентних формул для обчислення гравітаційної константи G.
Всі 25 формул дають практично однакові значення гравітаційної постійної. Відмінності дуже незначні і спостерігаються в сьомому-дев'ятому знаках, що пов'язано з різною точністю тих констант, за допомогою яких представлена гравітаційна константа G:
Вищевикладене дозволяє по-новому підходити до оцінки результатів всіх раніше проведених експериментів по визначенню значення константи G. Різні значення G. отримані різними групами вчених, можуть виявитися вельми інформативними абсолютно в іншому аспекті. Пропонується при вимірюванні константи G оцінювати різницю G розр. - G вим. = # 8710; G. Якщо використовувати різницю G розр. - G вим. = # 8710; G. то ця величина може виступати в новій якості. Вона є важливою характеристикою як для вивчення Землі, так і для вивчення впливу космосу на Землю. В цьому випадку, вимірювання значення гравітаційної константи, проведені в різних точках земної кулі в один і той же час, в сукупності можуть дати унікальну інформацію про Землю і космос. У зв'язку з цим стає доцільним створення спеціальної мережі вимірювальних лабораторій, оснащених однотипним обладнанням, які повинні бути розташовані в різних точках земної кулі. Завданням цих лабораторій має бути точне визначення значення різниці # 8710; G.
- Гравітаційна константа G не є незалежною константою. Вона може бути виражена у вигляді інших фізичних констант точними математичними співвідношеннями. Це відкриває унікальну можливість для отримання точного значення константи G.
- Виявлено зв'язок між константами G і H0. які традиційно вважалися незалежними константами.
- Отримано 25 еквівалентних формул для обчислення гравітаційної константи G.
- Отримано розрахункове значення гравітаційної константи рівне: G = 6,67286741 (83) • 10 -11 m 3 kg -1 s -2), яке на кілька порядків точніше її експериментального значення.
- Взаємозв'язок констант вказує на те, що повинен існувати фізичний закон, що встановлює зв'язок між електромагнетизмом гравітацією і характеритик роздувається Всесвіту.
- Різниця G розр. - G вим. = # 8710; G є важливою характеристикою і для вивчення Землі, і для вивчення впливу космосу на Землю. Різні значення G. отримані різними групами вчених, можуть дати унікальну інформацію про Землю і космос. У зв'язку з цим стає доцільним створення спеціальної мережі вимірювальних лабораторій, оснащених однотипним обладнанням, які повинні бути розташовані в різних точках земної кулі.