Способ генерирования и приема гравитационных волн и устройство для его реализации (варианты)

Способ генерирования и приема гравитационных волн и устройство для его реализации (варианты)

Реферат

 

Использование: в различных отраслях промышленности и транспорта. Сущность изобретения: формирование продольных гравитационных волн в вакууме ведут в виде перемещающихся зон его сжатия и разряжения упругой среды. Зоны сжатия и разряжения упругой среды создают по гармоническому закону в виде синусоидального или косинусоидального изменения продольного вектора деформации вакуумного поля в направлении распространения гравитационной волны за счет периодического перераспределения плотности вакуума внутри рабочего тела путем воздействия на рабочее тело системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей. Излучение гравитационной волны усиливают за счет воздействия на рабочее тело системы вращающихся неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей и/или в результате вращения рабочего тела. Формируют канал связи из идентичных источника и приемника гравитационных волн путем дополнительного задания модулированной несущей частоты колебаний в системе неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, воздействующих на рабочее тело источника гравитационных волн, и последующего преобразования гравитационной волны в электромагнитный сигнал, выделяемый в приемнике гравитационных волн путем фильтрации переменной составляющей сигнала на резонансной частоте гравитационной волны и детектирования модулированного сигнала. Использование предлагаемого технического решения позволяет генерировать и принимать продольные гравитационные волны, создавать новые каналы связи, обеспечить неразрушающий контроль усталости металла в авиации, космической технике, наземном и морском транспорте, контроль за процессами в металлургии, в области связи - создать принципиально новые каналы передачи и приема информации, отличные от применения традиционных электромагнитных волн и др. Технический результат: расширение области исследований параметров. 3 с.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к области генерирования и приема гравитационных волн и предназначено: для создания новых информационных каналов сотовой связи, радио, телевидения и сетей "Internet", в том числе каналов связи, проходящих сквозь проводящие среды, такие как металлические экраны, вода и земля; для использования в различных отраслях промышленности и транспорта с целью неразрушающего контроля металлов, композитов и материалов в дефектоскопии; для контроля усталости металлов и композитов в критических режимах перед разрушением; в металлургии для управления и контроля за процессами плавки и отвердевания металла; в геологоразведке для поиска полезных ископаемых; в метеорологии для прогнозирования землетрясений и других природных явлений; в астрофизике для регистрации гравитационных волн от космологических объектов и связи с внеземными цивилизациями; в медицине и биологии для диагностики состояния биологических систем и в лечебных целях, а также в других отраслях.

Известен способ генерирования гравитационных волн в вакууме, предложенный Эйнштейном в рамках общей теории относительности (ОТО), включающий создание поперечных колебаний гравитационного поля по аналогии с электромагнитными волнами (см. Эйнштейн А. О гравитационных волнах. Собрание научных трудов. Том 1. - М.: Наука, 1965, с.631-646) [1]. В качестве источника поперечных гравитационных волн рассматриваются вращающиеся стержни, ускоренные массы и аномальные космологические объекты (двойные и вращающиеся звезды, взрывы сверхновых, гравитационный коллапс) (см. Амальди, Пицелла Г. Поиск гравитационных волн. В кн.: "Астрофизика, кванты и теория относительности". - М.: Мир, 1982, стр.259, 241-396) [2].

Для регистрации поперечных гравитационных волн известны два способа и два типа детекторов. Первый - апериодические детекторы, состоящие из двух свободных масс, расстояние между которыми непрерывно измеряется с помощью световых или радиосигналов. Второй - детекторы на основе упругого тела, которое резонирует на собственных частотах, если падающая гравитационная волна содержит фурье-компоненты этих частот с достаточной амплитудой. В качестве наиболее типичного резонансного детектора известна гравитационная антенна, представляющая собой массивный цилиндр из алюминиевого сплава длиной 150 см и диаметром 19 см, резонансные колебания которой фиксируются с помощью пьезодатчика (см. Амальди, Пицелла Г. Поиск гравитационных волн. В кн.: "Астрофизика, кванты и теория относительности". - М.: Мир, 1982, стр. 270, 280, рис.4,2) [2].

Однако до сих пор поперечные гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном в рамках ОТО, экспериментально обнаружить не удалось (см. Грищук Л.П. , Липунов В. Н. , Постнов К.А. и др. Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого зарегистрированного источника. - Успехи физических наук, 2001, 1, с.3-59) [3]. По этой причине способ регистрации поперечных гравитационных волн как не подтверждающихся экспериментально не может рассматриваться в качестве прототипа.

Известен способ генерации гравитационных волн, открытый профессором Вейником, включающий воздействие на образец материала деформационных нагрузок и излучения гравитационных волн в момент внешнего силового воздействия на образец или прекращения воздействия внешней нагрузки. Излучение исходит также в момент фазового перехода образца материала из одного состояния в другое, например при плавлении или отвердевании металлургических отливок, и в ряде других случаев. Гравитационное излучение регистрировалось по изменению резонансной частоты колебаний кварцевой пластинки от электронных кварцевых часов. Кварцевая пластинка была полностью экранирована от электромагнитного излучения металлическим корпусом. Поскольку гравитационное излучение регистрировалось по изменению хода времени кварцевых часов, профессор Вейник назвал его как хрональное излучение. Например, изменение частоты колебаний кварцевой пластинки при воздействии излучения, исходящего от образца в виде керамической трубки, составило порядка 200 Гц при резонансной частоте кварца 10 МГц. Излучение фиксировалось только в момент силового воздействия на керамическую трубку и в момент снятия силового воздействия. Это достигалось установкой и снятием груза с керамической трубки (см. Вейник А.И. Термодинамика реальных процессов. - Минск: Наука и техника, 1991, с.387-391, рис.15 и 16) [4] и (см. Вейник А.И., Комлик С.Ф. Комплексное определение хронофизических свойств материалов. - Минск: Наука и техника, 1992, стр.24-31, рис. 1.5 и 1.6) [5].

Недостатком известного способа генерации гравитационных волн является непериодический и неуправляемый (спонтанный) характер регистрируемого излучения, что не позволяет получить непрерывный гармонический сигнал гравитационного излучения, необходимый для практического использования. Кроме того, известный способ не представляет собой техническое решение, отвечающее признакам изобретения, а описывает всего лишь открытый природный эффект. По этой причине данный эффект также не может быть рассмотрен в качестве прототипа.

Наиболее близким по технической сущности является способ генерации гравитационных волн, обусловленный продольной деформацией квантованной упругой среды в виде зон ее сжатия и разряжения. Данный способ базируется на теории упругой квантованной среды (УКС), которая рассматривает физический вакуум как упругую квантованную среду в виде специфического вакуумного поля. В теории УКС вакуум - это статическое электромагнитное поле (вакуумное поле) с дискретностью порядка 10^-25 м, обусловленное электромагнитным квантованием пространства. В качестве элементарного кванта пространства рассматривается безмассовая электрически и магнитно нейтральная частица квантон в виде электромагнитного квадруполя (см. Леонов B.C. Теория упругой квантованной среды. Часть 2. Новые источники энергии. - Минск: Полибиг, 1997, стр.116) [6].

Недостатком известного способа генерации гравитационных волн является его незавершенность и отсутствие практической реализации в конкретном устройстве. При этом только концептуально определена сущность генерации продольных гравитационных волн в виде постановки задачи, которая также не обладает признаками изобретения и не может рассматриваться в качестве прототипа.

Таким образом, проведенный заявителем поиск показывает, что к настоящему моменту в научной и патентной литературе полностью отсутствуют сведения, определяющие прототип как самого способа генерирования и приема гравитационных волн, так и устройства для его реализации. По этой причине предлагаемое изобретение можно рассматривать как пионерское.

Задачей предлагаемого изобретения является решение фундаментальной научной проблемы в виде технического решения способа генерирования и приема продольных гравитационных волн в непрерывном гармоническом режиме излучения и реализация способа в конкретном устройстве, способном организовать канал связи на продольных гравитационных волнах, обеспечивая излучение и прием гравитационных волн.

Указанный технический результат достигается тем, что формирование продольных гравитационных волн в вакууме ведут в виде перемещающихся зон его сжатия и разряжения упругой среды, а зоны сжатия и разряжения упругой среды создают по гармоническому закону в виде синусоидального или косинусоидального изменения продольного вектора деформации вакуумного поля в направлении распространения гравитационной волны за счет периодического перераспределения плотности вакуума внутри рабочего тела путем воздействия на рабочее тело системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, градиент напряженности которых также устанавливают в направлении гравитационной волны, при этом излучение гравитационной волны усиливают за счет воздействия на рабочее тело системы вращающихся неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей и/или в результате вращения рабочего тела, кроме того, формируют канал связи из идентичных источника и приемника гравитационных волн путем дополнительного задания модулированной несущей частоты колебаний в системе неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, воздействующих на рабочее тело источника гравитационных волн, и последующего преобразования гравитационной волны в электромагнитный сигнал, выделяемый в приемнике гравитационных волн путем фильтрации переменной составляющей сигнала на резонансной частоте гравитационной волны и детектирования модулированного сигнала.

По первому варианту устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник гравитационных волн, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник имеют идентичные антенны: одна из них передающая, а другая приемная, при этом передатчик имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, два разделительных конденсатора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения, задающий генератор и модулятор, приемник также имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, источник постоянного тока, источник высокого напряжения, два разделительных конденсатора, кроме того, приемник снабжен переменным конденсатором, который соединен с вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора и образует колебательный контур, приемная и передающая антенны состоят из корпуса, рабочего тела с ротором и валом, установленного на подшипниках, электродвигателя со своим ротором и статором и магнитной системой с обмотками, а также разнополярных электродов, ротор антенны выполнен из ферромагнитного диэлектрического материала в виде тела вращения в форме усеченного конуса, основание которого соосно совмещено с ротором электродвигателя, магнитная система и разнополярные электроды установлены с зазором относительно рабочего тела, а разнополярные электроды установлены в корпусе антенны на изоляторах из диэлектрика, причем полюса магнитной системы установлены относительно разнополярных электродов под углом 90^o так, чтобы векторы напряженности магнитного и электрического полей образовывали систему скрещивающихся полей, задающий генератор и модулятор передатчика электрически соединены с магнитной системой и системой разнополярных электродов, которые через дроссели соединены с источником постоянного тока, приемник также через дроссели соединен с источником постоянного тока.

По второму варианту устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник гравитационных волн, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник имеют гравитационные антенны: одна из них передающая, а другая приемная, при этом передатчик имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, разделительный конденсатор, источник постоянного тока, задающий генератор и модулятор, приемник также имеет два дросселя, два колебательных контура с индуктивностью и переменным конденсатором, два диодных детектора, два электронных усилителя сигнала, источник постоянного тока, при этом каждая из гравитационных антенн снабжена рабочим телом из диэлектрического и ферромагнитного материала, магнитной системой и системой разнополярных электродов, причем рабочее тело активатора передатчика выполнено в виде тела вращения в форме кольца с трапецеидальным сечением, вершина которого повернута во внутрь кольца, по поверхности кольца равномерно уложены обмотки возбуждения и намагничивания магнитопровода, внутри рабочего тела кольца установлен потенциальный электрод или система электродов, внутри самого кольца расположен гиромотор для вращательного привода кольца, а гравитационная антенна приемника выполнена в виде рабочего тела из диэлектрического и ферромагнитного материала в форме четырехугольной пирамиды, при этом со стороны вершины пирамиды установлены магнитная система и система внешних разнополярных электродов, охватывающие противоположные грани пирамиды таким образом, чтобы вектора напряженности магнитного и электрического полей оставались ортогональными друг другу, при этом внутри рабочего тела пирамиды установлены дополнительные электроды, соединенные с внешними электродами с чередованием полярности между ними, а магнитная система снабжена обмотками намагничивания магнитопровода и выходной обмоткой, выполняющей функцию индуктивности в одном колебательном контуре, а второй колебательный контур включен в цепь питания разнополярных электродов, кроме того, передатчик гравитационных волн снабжен высокочастотным задающим генератором и модулятором сигнала, электрически соединенными с магнитной системой и системой разнополярных электродов.

На фиг. 1 представлена спонтанная экспериментальная зависимость изменения частоты f кварцевой пластины при воздействии продольного гравитационного излучения в результате изменения деформационных напряжений в образце (керамической трубке) (по Вейнику).

На фиг. 2 представлена гравитационная диаграмма распределения квантовой плотности среды и гравитационного потенциала во внешней (₁,C²) и внутренней (₂,C²₂) областях сферически деформированного (искривленного) вакуумного пространства в результате гравитационного возмущения вакуумного поля частицей (телом).

На фиг.3 представлена гравитационная диаграмма черной дыры.

На фиг.4 представлена гравитационная диаграмма античастицы (антитела) в виде эпюры распределения квантовой плотности среды и гравитационного потенциала.

На фиг. 5 показана структура электрического (магнитного) монополя (1 - ядро заряда; 2 - атмосфера).

На фиг.6 показано формирование кванта пространства (квантона) из четырех монопольных зарядов с тетраэдрной моделью расположения ядер (вид сверху).

На фиг. 7 показано формирование шаровой формы квантона в результате электромагнитного сжатия монополей в квадруполе.

На фиг.8 представлена упрощенная схема взаимодействия четырех квантонов, представленная в силовых линиях в локальной области вакуумного поля.

На фиг.9 показана переменная поляризация квантона при прохождении электромагнитной волны в вакуумном поле.

На фиг. 10 показана электромагнитная волна с поперечной поляризацией вакуумного поля.

На фиг.11 показано индуцирование сферического магнитного поля электрона его радиальным электрическим полем.

На фиг.12 представлена структура электрона в вакуумном поле.

На фиг. 13 представлена схема силового втягивания квантона в область максимальной напряженности неоднородного магнитного поля.

На фиг. 14 представлена схема силового втягивания квантона в область максимальной напряженности неоднородного электрического поля.

На фиг. 15 показано воздействие неоднородного поля магнитной системы на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе).

На фиг.16 показано воздействие неоднородного поля системы разнополярных электродов на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе).

На фиг. 17 показано совместное воздействие неоднородных полей магнитной системы и системы разнополярных электродов на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе по А-А).

На фиг. 18 представлена схема канала связи из передатчика и приемника гравитационных волн.

На фиг.19 показано распространение гравитационных волн как волн продольной деформации вакуумного поля.

На фиг. 20 представлен активатор вакуумного поля в разрезе по магнитной системе.

На фиг.21 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А по системе разнополярных электродов.

На фиг. 22 представлен активатор вакуумного поля в разрезе В-В по магнитной системе и системе разнополярных электродов.

На фиг. 23 представлен активатор вакуумного поля в разрезе в форме кольца.

На фиг. 24 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А в форме кольца.

На фиг. 25 представлен активатор вакуумного поля в разрезе в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 26 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 27 представлен активатор вакуумного поля в разрезе В-В в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 28 представлена принципиальная электрическая схема канала связи из передатчика и приемника гравитационных волн.

Предлагаемый способ генерирования и приема гравитационных волн потребовал создания принципиально новой теории УКС, объединяющей гравитацию с электромагнетизмом, поскольку с известных теоретических позиций, сформулированных еще Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО), объединить гравитацию с электромагнетизмом не удалось, а предсказанные в ОТО поперечные гравитационные волны по аналогии с электромагнитными экспериментально не обнаружены..

С другой стороны, эффект возбуждения продольных гравитационных волн, обнаруженных экспериментально Вейником, трактовался им как генерирование неких гипотетических хрональных полей в виде потока частиц хрононов, что ввело научную общественность в заблуждение, и на долгие годы фундаментальное открытие продольных гравитационных волн оставалось непонятым.

Поэтому необходимо было проанализировать не только опыты Вейника, но и всю теорию гравитации во взаимодействии с электромагнетизмом, и, таким образом, обосновать действенный способ генерирования продольных гравитационных волн, опираясь на основные положения теории гравитации и волновых процессов в вакуумном поле в рамках теории упругой квантованной среды (УКС) (см. Леонов B.C. Четыре доклада по теории упругой квантованной среды (УКС). Материалы 6-й конференции РАН "Современные проблемы естествознания". - С.-Петербург, 2000, стр.3-65)[7].

На фиг.1 представлена экспериментальная зависимость спонтанного изменения частоты кварцевой пластинки при воздействии излучения в момент снятия деформационного напряжения с предварительно нагруженной керамической трубки. Изменение частоты составило порядка 200 Гц при резонансной частоте кварца 10 МГц. Полное экранирование кварцевой пластинки металлическим корпусом позволяло судить о неэлектромагнитной природе регистрируемого излучения [4, 5].

То, что Вейником впервые в земных условиях были экспериментально открыты продольные гравитационные волны, вытекает из анализа состояния теории гравитации как теории искривленного пространства-времени, у истоков которой стояли Лоренц, Пуанкаре, Эйнштейн, Минковский, а также из уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме и, наконец, из объединения гравитации с электромагнетизмом в теории УКС.

Наиболее четко единство времени и пространства было объяснено математиками Пуанкаре и Минковским в начале XX века, чисто формально объединившими декартовы координаты (x, у, z) пространства и время t через их приращения в единое математическое выражение квадратичной формы, названное четырехмерным интервалом ds (см. Минковский Г. Пространство и время. В кн.: Принцип относительности. - М.: Атомиздат, 1973, с.167-180) [8] и (см. Пуанкаре А. О динамике электрона. В кн.: Принцип относительности. - М.: Атомиздат, 1973, с. 133-134)[9] ds²=c²dt²-(dx²+dy²+dz²), (1) где с310⁸м/с - скорость света в вакууме.

Выражение (1) есть не что иное как форма записи преобразований Лоренца [9] , из которых вытекает, что ход времени t в пространстве зависит от скорости v движения в нем тела (частицы) по отношению к начальному времени t_o с учетом релятивистского фактора Но выражения (1) и (2) не учитывают влияние на ход времени самой массы движущегося тела, являющегося причиной искривления пространства-времени, не говоря о движении массы в искривленном пространстве-времени другой массой. Для объединения в искривленном пространстве-времени источника гравитации (массы тела) и скорости Эйнштейн вводит понятие энергии-импульса. Это позволяет установить зависимость действия S(R) от кривизны R пространства-времени (R - инвариант тензора Риччи, g_i = определитель) (см. Сахаров А.Д. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации. Доклады Академии наук СССР, 1967, том 177, 1, с.70-71) [10] где G = 6,6710^-11 Нм²/кг² - гравитационная постоянная.

Академик А. Сахаров подверг критике такой подход к гравитации со стороны А. Эйнштейна, утверждая, что "наличие действия (3) приводит к метрической упругости пространства, т. е. к появлению обобщающей силы, препятствующей искривлению пространства" [10]. Но напрямую это не отражено в (3). Подобной критике подвержен классический подход к гравитации, которая в статике описывается гравитационным уравнением Пуассона. В известных решениях уравнения Пуассона для гравитационного потенциала в статике также отсутствует компонента, препятствующая искривлению пространства (см. Новиков И.Д. Тяготение. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1984, с. 772) [11] где _m - плотность вещества возмущающей массы, кг/м³.

Если плотность вещества _m сосредоточена в ограниченном объеме, то вне этого объема при условии _m= 0 уравнение Пуассона переходит в уравнение Лапласа.

Отсутствие в решениях выражений (3) и (4) второй компоненты, препятствующей искривлению пространства, должно привести к неустойчивости пространства-времени, то есть к его коллапсу. Но этого не наблюдается экспериментально. Пространство-время представляет собой очень устойчивую субстанцию. Это возможно только в том случае, если сила, препятствующая искривлению пространства, на которую указывал Сахаров, существует реально. Но наличие такой силы может быть связано только с наличием упругих свойств у пространства, определяемых его реальной структурой, учет которой позволяет ввести в решения вторую компоненту, препятствующую искривлению пространства.

Чтобы понять природу гравитационных волн, необходимо установить структуру пространства как упругого вакуумного поля. В работах [6, 7] предлагается методика электромагнитного квантования пространства в рамках неподвижной лоренцевой абсолютно упругой структуры. Физический вакуум рассматривается как сплошная среда (вакуумное поле), обладающая идеальной (без трения и пластичности) упругостью (см. также Дмитриев В.П. Упругая модель физического вакуума. Известия РАН. Механика твердого тела, 1992, 6, с.66-79) [12].

Решение стационарных задач деформации в теории упругости и механике сплошных сред определяется классическим уравнением Пуассона (4) и в данном случае рассматривается ситуация замены гравитационного потенциала на квантовую плотность упругой сплошной среды (частиц/м³), которая характеризует количество частиц (квантов пространства) в единице объема упругой среды _m= k₀div grad() (6) где 1/k_o = 3,310⁴⁹ частиц/кгм² - постоянная невозмущенного деформацией упругого вакуума; C₀ ²=8,9910¹⁶ м²/с² - гравитационный потенциал невозмущенного упругого вакуума; С² - гравитационный потенциал возмущенного гравитацией упругого вакуума, м²/с²; ₀= 3,5510⁷⁵ частиц/м³- квантовая плотность невозмущенного упругого вакуума [7].

Кванты пространства формируют вакуумное поле. Выражение (6) характеризует состояние деформированного возмущающей гравитационной массой m упругого вакуумного поля, и его решение позволяет найти распределение квантовой плотности вакуумной среды как для внешней области ₁ деформированного пространства, так и для внутренней ₂. Для случая сферической деформации вакуума, в результате интегрирования (6), получаем точное решение в виде системы двух уравнений в статике где r - расстояние от центра источника гравитации (r>R_s), м; R_s - радиус источника гравитации (гравитационная граница раздела в среде), м; R_g - гравитационный радиус источника гравитации (без множителя 2), м Для элементарных частиц и неколлапсирующих объектов гравитационный радиус является чисто расчетным параметром.

Решение (9) позволяет оценить упругость вакуума, например, по тому как сжимается квантовая плотность среды ₂ внутри поверхности гравитационной границы раздела Земли, Солнца и черной дыры: для Земли при R_s = 6,3710⁶ м, R_g=4,4510^-3 м ₂ = 1,0000000007₀, для Солнца при R_s = 6,9610⁸ м, R_g = 1,4810³ м ₂ = 1,000002₀, для черной дыры R_g = R_{s 2}= 2₀.

Если произойдет коллапс Солнца, то его вещество сожмется в 1,2710¹⁶ раз, в то время как квант пространства сожмется всего в Действительно, речь идет о вакууме как о сверхупругой среде, не имеющей аналогов.

Квантовая плотность среды как параметр скалярного поля определяет распределение гравитационного потенциала в вакууме. Уточняем решение классического уравнения Пуассона (4) для гравитационного потенциала, определив его распределение для внешней ₁ и внутренней ₂ областей сферически деформированного вакуума Итак, новые решения (9) и (11) статического уравнения Пуассона для упругого вакуума включают вторую внутреннюю компоненту ₂ и ₂, которые препятствуют искривлению пространства и уравновешивают внешнюю деформацию (искривление) упругого вакуума, обусловленную параметрами ₁ и ₁. Такой подход позволяет исключить коллапс пространства, обеспечив его устойчивость.

Если выделить в упругом вакууме некую сферическую границу и начать ее равномерно сжимать до радиуса R_s вместе со средой, то внутренняя область сжатия увеличит квантовую плотность среды за счет растяжения внешней области, уравновешивая абсолютно упругую систему. Этот процесс описывается уравнением Пуассона как дивергенция градиента квантовой плотности среды или гравитационного потенциала.

Ньютоновский закон всемирного тяготения для силы F_n двyx тяготеющих масс m₁ и m₂ вытекает из первой внешней компоненты ₁ решения (11) с учетом (10) (1_r - единичный вектор) Итак, причиной тяготения является нарушение симметрии и установившегося равновесия колоссального натяжения упругого вакуума, обусловленного искривлением пространства-времени.

С другой стороны, наличие собственного гравитационного потенциала C₀ ² недеформированного вакуума позволяет определить энергию покоя W_o частицы при ее рождении в вакууме работой по переносу массы m₀ из бесконечности в область потенциала C₀ ², определяя энергию покоя как последующую энергию сферической деформации вакуума рожденной частицей Выражение (13) является самым простым и понятным выводом эквивалентности массы и энергии, в основе которой лежит энергия деформации вакуумного поля при рождении массы у элементарной частицы.

Решения уравнений Пуассона (9) и (11) позволяют составить точный баланс квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов для внешней области деформированного вакуума при ₁= и ₁= C²₁ = C² (с целью упрощения записи) ₀= +_n (14) C²₀ = C²+_n (15) где _n- изменение квантовой плотности среды под действием ньютоновского потенциала _n; _n- ньютоновский гравитационный потенциал, м²/с² Четырехмерный интервал (1) также легко приводится к балансу гравитационных потенциалов, отличному от (15), принимая постоянство скорости света в невозмущенном гравитацией вакууме с² = C₀ ² = const (при этом c² C²) откуда находим C²=C₀ ²-v² (18) где Как видно из (17), четырехмерный интервал (1) определяет гравитационный потенциал = C² возмущенного гравитацией упругого вакуума и формально устанавливает приближенный баланс гравитационных потенциалов (18) в возмущенном вакууме, который может быть получен из (15) путем некорректной замены возмущающего ньютоновского потенциала _n на квадрат скорости v² C₀ ²=C²+v². (20) Если баланс (15) гравитационных потенциалов в вакууме представляет собой точное решение (11) уравнения Пуассона для деформированного (искривленного) упругого вакуума, то баланс (20), отражающий преобразования Лоренца, представляет собой приближенное уравнение для вакуума. Но баланс (15) описывает статику, а (20) - кинематику. Чтобы ввести скорость движения в точное решение (11), необходимо увязать динамическое увеличение массы от скорости, а соответственно от возмущающего ньютоновского потенциала через нормализованный релятивистский фактор _n [7] Из (21) получаем динамический баланс гравитационных потенциалов для движущейся во всем диапазоне скоростей частицы (тела) C²₀ = C²+_nn/ (22) здесь Баланс гравитационных потенциалов (22) определяет общее уравнение Пуассона, описывающее распределение гравитационного потенциала С² в деформируемом вакууме для сферически симметричной системы с учетом скорости тела (частицы) через фактор _n Решением (24) является (21).

На фиг. 2 представлена гравитационная диаграмма в виде эпюры распределения квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов в статике в соответствии с (9) и (11), определяя баланс квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов. Как видно на гравитационной границе раздела r= R_s, наблюдается скачок квантовой плотности среды и гравитационного потенциала , образуя в среде гравитационную яму = 2_ns = 2_ns (25) где _ns- ньютоновский гравитационный потенциал на гравитационной границе раздела R_s в среде, обусловленный уменьшением квантовой плотности среды _ns с внешней стороны гравитационной границы при сферической деформации вакуума, м²/с².

Наличие множителя 2 в (25) определяется физической моделью участия двух компонент, обеспечивающих устойчивость вакуумного пространства за счет его одновременного сжатия и растяжения упругой среды в результате гравитационных взаимодействий, исключая также множитель 2 из гравитационного радиуса (10), который ошибочно был введен Шварцшильдом из-за отсутствия физической модели гравитационного деформирования вакуума. При этом основополагающая роль во всех гравитационных взаимодействиях отводится самой гравитационной границе Rs раздела среды, свойства и строение которой для нуклонов и электрона (позитрона) описаны в [7].

Динамическая эпюра (фиг.2) отличается от статической эпюры только тем, что определяется не статическим балансом (15) гравитационных потенциалов, а динамическим (22), сохраняя сферическую симметрию. Это значительно упрощает расчеты в теории гравитации, сводя ее к принципу суперпозиции полей для задачи многих тел (частиц), и в большинстве случаев отпадает надобность в применении сложного расчетного аппарата с использованием тензора энергии-импульса.

При наличии большого количества элементарных частиц в едином конгломерате тела каждая частица внутри радиуса своей гравитационной границы раздела сжимает вакуум как упругую среду за счет ее разряжения с внешней стороны, обеспечивая проявление гравитации на элементарном уровне и определяя действие принципа суперпозиции полей. Поэтому полученные решения справедливы не только для элементарных частиц, но и для космологических объектов во внешней области пространства, поскольку суммарная масса объекта определяется всеми в