حتى الشخص الذي لا يهتم بالفضاء قد شاهد فيلمًا عن السفر إلى الفضاء مرة واحدة على الأقل أو قرأ عن مثل هذه الأشياء في الكتب. في جميع هذه الأعمال تقريبًا ، يتجول الناس حول السفينة وينامون بشكل طبيعي ولا يعانون من مشاكل في تناول الطعام. هذا يعني أن هذه السفن - الخيالية - لها جاذبية اصطناعية. يرى معظم المشاهدين أن هذا أمر طبيعي تمامًا ، لكن هذا ليس هو الحال على الإطلاق.
جاذبية اصطناعية
هذا هو اسم التغيير (في أي اتجاه) للجاذبية المألوف لنا من خلال التقديم طرق مختلفة. وهذا لا يتم فقط في الأعمال الرائعة ، ولكن أيضًا في المواقف الأرضية الواقعية جدًا ، في أغلب الأحيان للتجارب.
من الناحية النظرية ، لا يبدو إنشاء الجاذبية الاصطناعية بهذه الصعوبة. على سبيل المثال ، يمكن إعادة إنشائه بمساعدة القصور الذاتي ، وبصورة أدق ، لم تظهر الحاجة إلى هذه القوة بالأمس - لقد حدث ذلك على الفور ، بمجرد أن بدأ الشخص يحلم برحلات فضائية طويلة المدى. إن إنشاء الجاذبية الاصطناعية في الفضاء سيجعل من الممكن تجنب العديد من المشاكل التي تنشأ أثناء البقاء لفترات طويلة في انعدام الوزن. تضعف عضلات رواد الفضاء ، وتصبح العظام أقل قوة. السفر في مثل هذه الظروف لشهور ، يمكن أن تصاب بضمور في بعض العضلات.
وبالتالي ، فإن إنشاء الجاذبية الاصطناعية اليوم مهمة ذات أهمية قصوى ، وبدون هذه المهارة يكون الأمر مستحيلًا ببساطة.
العتاد
حتى أولئك الذين يعرفون الفيزياء فقط على المستوى المناهج الدراسية، نفهم أن الجاذبية هي أحد القوانين الأساسية لعالمنا: كل الأجسام تتفاعل مع بعضها البعض ، تختبر الجذب المتبادل/تنافر. كلما زاد حجم الجسم ، زادت قوة جاذبيته.
الأرض لواقعنا هي جسم ضخم جدًا. لهذا السبب ، وبدون استثناء ، تنجذب إليه جميع الأجساد من حوله.
بالنسبة لنا ، هذا يعني أنه يقاس عادةً بـ g ، أي ما يعادل 9.8 مترًا لكل ثانية مربعة. هذا يعني أنه إذا لم يكن لدينا دعم تحت أقدامنا ، فسنقع بسرعة تزيد بمقدار 9.8 مترًا كل ثانية.
وبالتالي ، فبفضل الجاذبية فقط يمكننا الوقوف والسقوط والأكل والشرب بشكل طبيعي ، وفهم مكان القمة وأين يوجد القاع. إذا اختفى الجاذبية ، سنجد أنفسنا في حالة انعدام الوزن.
رواد الفضاء الذين يجدون أنفسهم في الفضاء في حالة من الارتفاع - السقوط الحر معتادون بشكل خاص على هذه الظاهرة.
من الناحية النظرية ، يعرف العلماء كيفية إنشاء الجاذبية الاصطناعية. هناك عدة طرق.
كتلة كبيرة
الخيار الأكثر منطقية هو جعلها كبيرة جدًا بحيث تنشأ عليها الجاذبية الاصطناعية. سيكون من الممكن الشعور بالراحة على متن السفينة ، حيث لن يضيع الاتجاه في الفضاء.
لسوء الحظ ، فإن هذه الطريقة مع التطور الحديث للتكنولوجيا غير واقعية. لبناء مثل هذا الكائن يتطلب الكثير من الموارد. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتطلب الأمر قدرًا لا يُصدق من الطاقة لرفعها.
التسريع
يبدو أنك إذا كنت تريد تحقيق g يساوي الأرض ، فأنت تحتاج فقط إلى إعطاء السفينة شكلًا مسطحًا (منصة) ، وجعلها تتحرك عموديًا على الطائرة بالتسارع المطلوب. بهذه الطريقة ، سيتم الحصول على الجاذبية الاصطناعية ، و- مثالية.
ومع ذلك ، في الواقع ، كل شيء أكثر تعقيدًا.
بادئ ذي بدء ، يجدر النظر في مسألة الوقود. لكي تتسارع المحطة باستمرار ، من الضروري أن يكون لديك مصدر طاقة غير منقطع. حتى إذا ظهر محرك فجأة لا يخرج مادة ، فسيظل قانون الحفاظ على الطاقة ساري المفعول.
تكمن المشكلة الثانية في فكرة التسارع المستمر. وفقًا لمعرفتنا وقوانيننا الفيزيائية ، من المستحيل التعجيل إلى اللانهاية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن مثل هذا النقل غير مناسب للمهام البحثية ، لأنه يجب أن يتسارع باستمرار - يطير. لن يكون قادرًا على التوقف لدراسة الكوكب ، ولن يكون قادرًا حتى على الطيران ببطء حوله - يجب عليه الإسراع.
وبالتالي ، يتضح أن هذه الجاذبية الاصطناعية ليست متاحة لنا بعد.
دائري
يعلم الجميع كيف يؤثر دوران الكاروسيل على الجسم. لذلك ، يبدو أن جهاز الجاذبية الاصطناعي وفقًا لهذا المبدأ هو الأكثر واقعية.
يميل كل شيء في قطر الدائرة إلى السقوط منه بسرعة تساوي تقريبًا سرعة الدوران. اتضح أن قوة تؤثر على الجسم ، موجهة على طول نصف قطر الجسم الدوار. هذا مشابه جدًا للجاذبية.
لذلك ، مطلوب سفينة ذات شكل أسطواني. في الوقت نفسه ، يجب أن تدور حول محورها. بالمناسبة ، غالبًا ما تظهر الجاذبية الاصطناعية على مركبة فضائية ، والتي تم إنشاؤها وفقًا لهذا المبدأ ، في أفلام الخيال العلمي.
سفينة على شكل برميل ، تدور حول المحور الطولي ، تخلق قوة طرد مركزي ، يتوافق اتجاهها مع نصف قطر الجسم. لحساب التسارع الناتج ، تحتاج إلى قسمة القوة على الكتلة.
في هذه الصيغة ، نتيجة الحساب هي التسارع ، والمتغير الأول هو السرعة العقدية (تقاس بالراديان في الثانية) ، والثاني هو نصف القطر.
وفقًا لذلك ، من أجل الحصول على g المعتاد ، من الضروري دمج نصف قطر النقل الفضائي بشكل صحيح.
تم تسليط الضوء على مشكلة مماثلة في أفلام مثل Intersolach، Babylon 5، 2001: A Space Odyssey وما شابه ذلك. في كل هذه الحالات ، تكون الجاذبية الاصطناعية قريبة من تسارع السقوط الحر الأرضي.
بغض النظر عن مدى جودة الفكرة ، من الصعب جدًا تنفيذها.
مشاكل طريقة الكاروسيل
تم تسليط الضوء على المشكلة الأكثر وضوحًا في A Space Odyssey. نصف قطر "حاملة الفضاء" حوالي 8 أمتار. من أجل الحصول على تسارع 9.8 ، يجب أن يحدث الدوران بمعدل 10.5 دورة تقريبًا كل دقيقة.
مع هذه القيم ، يتجلى "تأثير كوريوليس" ، والذي يتمثل في حقيقة أن قوة مختلفة تعمل على مسافة مختلفة من الأرض. يعتمد بشكل مباشر على السرعة الزاوية.
اتضح أنه سيتم إنشاء جاذبية اصطناعية في الفضاء ، لكن الدوران السريع جدًا للحالة سيؤدي إلى مشاكل في الأذن الداخلية. وهذا بدوره يؤدي إلى اختلال التوازن ومشاكل في الجهاز الدهليزي وصعوبات أخرى - مماثلة.
يشير ظهور هذا الحاجز إلى أن مثل هذا النموذج غير ناجح للغاية.
يمكنك محاولة الانتقال من العكس ، كما فعلوا في رواية "الحلقة العالمية". هنا تتكون السفينة على شكل حلقة نصف قطرها قريب من نصف قطر مدارنا (حوالي 150 مليون كيلومتر). في هذا الحجم ، سرعة دورانه كافية لتجاهل تأثير كوريوليس.
قد تفترض أن المشكلة قد تم حلها ، لكنها ليست كذلك على الإطلاق. الحقيقة هي أن الدوران الكامل لهذا الهيكل حول محوره يستغرق 9 أيام. هذا يجعل من الممكن افتراض أن الأحمال ستكون كبيرة جدًا. من أجل أن يتحملها الهيكل ، هناك حاجة إلى مادة قوية للغاية ، والتي لا نملكها تحت تصرفنا اليوم. بالإضافة إلى ذلك ، تكمن المشكلة في كمية المواد وعملية البناء نفسها.
في الألعاب ذات الموضوع المماثل ، كما في فيلم "Babylon 5" ، يتم حل هذه المشكلات بطريقة ما: سرعة الدوران كافية تمامًا ، وتأثير كوريوليس ليس مهمًا ، ومن الممكن افتراضيًا إنشاء مثل هذه السفينة.
ومع ذلك ، حتى هذه العوالم لها عيب. إنه يسمى الزخم.
تتحول السفينة ، التي تدور حول محورها ، إلى جيروسكوب ضخم. كما تعلم ، من الصعب للغاية جعل الجيروسكوب ينحرف عن المحور نظرًا لحقيقة أن كميته لا تترك النظام. هذا يعني أنه سيكون من الصعب للغاية تحديد اتجاه هذا الكائن. ومع ذلك ، يمكن حل هذه المشكلة.
المحلول
تصبح الجاذبية الاصطناعية على محطة فضائية متاحة عندما يأتي "O'Neill top hat" للإنقاذ. لإنشاء هذا التصميم ، يلزم وجود سفن أسطوانية متطابقة ، متصلة على طول المحور. يجب أن تدور في اتجاهات مختلفة. نتيجة هذا التجمع هي صفر زخم زاوي ، لذلك يجب ألا تكون هناك صعوبة في إعطاء السفينة الاتجاه اللازم.
إذا كان من الممكن إنشاء سفينة نصف قطرها حوالي 500 متر ، فستعمل تمامًا كما ينبغي. في الوقت نفسه ، ستكون الجاذبية الاصطناعية في الفضاء مريحة جدًا ومناسبة للرحلات الطويلة على متن السفن أو محطات الأبحاث.
مهندسو الفضاء
يعرف مبدعو اللعبة كيفية إنشاء الجاذبية الاصطناعية. ومع ذلك ، في هذا العالم الخيالي ، لا تعتبر الجاذبية نقطة جذب متبادلة للأجسام ، ولكنها قوة خطية مصممة لتسريع الأشياء في اتجاه معين. الجاذبية هنا ليست مطلقة ، إنها تتغير عند إعادة توجيه المصدر.
يتم إنشاء الجاذبية الاصطناعية على المحطة الفضائية باستخدام مولد خاص. إنه موحد ومتساوي الاتجاه في منطقة المولد. لذلك ، في العالم الحقيقي ، إذا صدمتك سفينة بها مولد كهربائي ، فسوف يتم سحبك إلى الهيكل. ومع ذلك ، في اللعبة ، سيسقط البطل حتى يغادر محيط الجهاز.
حتى الآن ، لا يمكن للبشرية الوصول إلى الجاذبية الاصطناعية في الفضاء ، الناتجة عن مثل هذا الجهاز. ومع ذلك ، حتى المطورين ذوي الشعر الرمادي لا يتوقفون عن الحلم به.
مولد كروي
هذه نسخة أكثر واقعية من المعدات. عند التثبيت ، يكون للجاذبية اتجاه نحو المولد. هذا يجعل من الممكن إنشاء محطة ، تكون جاذبيتها مساوية للكوكبية.
جهاز الطرد المركزي
اليوم ، توجد الجاذبية الاصطناعية على الأرض في أجهزة مختلفة. إنها تستند ، في معظمها ، إلى القصور الذاتي ، لأن هذه القوة نشعر بها بشكل مشابه لتأثير الجاذبية - لا يميز الجسم ما الذي يسبب التسارع. كمثال: الشخص الذي يصعد في المصعد يعاني من تأثير القصور الذاتي. بعيون عالم فيزيائي: رفع المصعد يزيد من تسارع السقوط الحر تسارع السيارة. عندما تعود المقصورة إلى حركة مُقاسة ، يختفي "اكتساب" الوزن ، ويعيد الأحاسيس المعتادة.
لطالما اهتم العلماء بالجاذبية الاصطناعية. يتم استخدام أجهزة الطرد المركزي لهذه الأغراض في أغلب الأحيان. هذه الطريقة مناسبة ليس فقط للمركبات الفضائية ، ولكن أيضًا للمحطات الأرضية التي يلزم فيها دراسة تأثير الجاذبية على جسم الإنسان.
الدراسة على الأرض ، تقدم بطلب في ...
على الرغم من أن دراسة الجاذبية بدأت من الفضاء ، إلا أنها علم أرضي للغاية. حتى اليوم ، وجدت الإنجازات في هذا المجال تطبيقها ، على سبيل المثال ، في الطب. معرفة ما إذا كان من الممكن إنشاء جاذبية اصطناعية على الكوكب ، يمكنك استخدامها لعلاج مشاكل الجهاز الحركي أو الجهاز العصبي. علاوة على ذلك ، يتم إجراء دراسة هذه القوة بشكل أساسي على الأرض. هذا يجعل من الممكن لرواد الفضاء إجراء تجارب بينما يظلون تحت الاهتمام الوثيق من الأطباء. شيء آخر هو الجاذبية الاصطناعية في الفضاء ، فلا يوجد أشخاص هناك يمكنهم مساعدة رواد الفضاء في حالة حدوث موقف غير متوقع.
مع الأخذ في الاعتبار انعدام الوزن الكامل ، لا يمكن للمرء أن يأخذ في الاعتبار قمرًا صناعيًا في مدار قريب من الأرض. تتأثر هذه الأجسام ، وإن كان ذلك إلى حد ضئيل ، بالجاذبية. تسمى قوة الجاذبية المتولدة في مثل هذه الحالات بالجاذبية الصغرى. يتم اختبار الجاذبية الحقيقية فقط في جهاز يطير بسرعة ثابتة في الفضاء الخارجي. ومع ذلك ، فإن جسم الإنسان لا يشعر بهذا الاختلاف.
يمكنك الشعور بانعدام الوزن أثناء القفز الطويل (قبل فتح المظلة) أو أثناء الهبوط المكافئ للطائرة. غالبًا ما يتم إجراء مثل هذه التجارب في الولايات المتحدة الأمريكية ، ولكن على متن الطائرة ، يستمر هذا الشعور 40 ثانية فقط - وهذا قصير جدًا بالنسبة لدراسة كاملة.
في عام 1973 ، عرف الاتحاد السوفياتي ما إذا كان من الممكن إنشاء جاذبية اصطناعية. ولم تقم بإنشائها فحسب ، بل غيرتها أيضًا بطريقة ما. من الأمثلة الصارخة على الانخفاض المصطنع في الجاذبية الغمر الجاف والغطس. لتحقيق التأثير المطلوب ، تحتاج إلى وضع فيلم كثيف على سطح الماء. يتم وضع الشخص فوقها. تحت ثقل الجسم ، يغرق الجسم تحت الماء ، ويبقى الرأس فقط في الأعلى. يوضح هذا النموذج دعم الجاذبية المنخفض الذي يتميز به المحيط.
ليست هناك حاجة للذهاب إلى الفضاء لتشعر بتأثير القوة المعاكسة لانعدام الوزن - الجاذبية المفرطة. أثناء إقلاع وهبوط مركبة فضائية ، في جهاز طرد مركزي ، لا يمكن الشعور بالحمل الزائد فحسب ، بل يمكن أيضًا دراسته.
علاج الجاذبية
دراسات فيزياء الجاذبية ، من بين أمور أخرى ، تأثير انعدام الوزن على جسم الإنسان ، بهدف تقليل العواقب. ومع ذلك ، فإن عددًا كبيرًا من إنجازات هذا العلم يمكن أن يكون مفيدًا لسكان الكوكب العاديين.
يعلق الأطباء آمالًا كبيرة على دراسة سلوك إنزيمات العضلات في الاعتلال العضلي. هذا مرض خطير يؤدي إلى الموت المبكر.
مع التمارين البدنية النشطة ، تدخل كمية كبيرة من إنزيم الكرياتينوفوسفوكيناز إلى دم الشخص السليم. سبب هذه الظاهرة غير واضح ، فربما يعمل الحمل على غشاء الخلية بطريقة "تثقب". المرضى الذين يعانون من اعتلال عضلي يحصلون على نفس التأثير دون ممارسة الرياضة. تظهر ملاحظات رواد الفضاء أنه في حالة انعدام الوزن ينخفض تدفق الإنزيم النشط إلى الدم بشكل كبير. يشير هذا الاكتشاف إلى أن استخدام الغمر سيقلل من التأثير السلبي للعوامل المؤدية إلى اعتلال عضلي. التجارب على الحيوانات جارية حاليا.
يتم بالفعل علاج بعض الأمراض اليوم باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها من دراسة الجاذبية ، بما في ذلك الاصطناعية. على سبيل المثال ، يتم علاج الشلل الدماغي والسكتات الدماغية ومرض باركنسون باستخدام بدلات الحمل. اكتملت عملياً دراسات التأثير الإيجابي للدعم - الحذاء الهوائي.
هل سنذهب إلى المريخ؟
تعطي آخر إنجازات رواد الفضاء الأمل لواقع المشروع. هناك خبرة في الدعم الطبي لشخص ما خلال فترة إقامته الطويلة بعيدًا عن الأرض. كما أن الرحلات البحثية إلى القمر ، والتي تكون فيها قوة الجاذبية أقل بست مرات من قوتنا ، قد جلبت أيضًا الكثير من الفوائد. الآن يضع رواد الفضاء والعلماء لأنفسهم هدفًا جديدًا - المريخ.
قبل الوقوف في طابور للحصول على تذكرة إلى الكوكب الأحمر ، يجب أن تعرف ما يتوقعه الجسم بالفعل في المرحلة الأولى من العمل - في الطريق. في المتوسط ، سيستغرق الطريق إلى كوكب الصحراء عامًا ونصف - حوالي 500 يوم. في الطريق ، سيتعين عليك الاعتماد فقط على قوتك الخاصة ، ببساطة لا يوجد مكان تنتظر فيه المساعدة.
هناك العديد من العوامل التي تقوض القوة: الإجهاد ، والإشعاع ، ونقص المجال المغناطيسي. أهم اختبار للجسم هو التغيير في الجاذبية. في الرحلة ، "يتعرف" الشخص على عدة مستويات من الجاذبية. بادئ ذي بدء ، هذه حمولات زائدة أثناء الإقلاع. ثم - انعدام الوزن أثناء الرحلة. بعد ذلك - قلة الجاذبية في الوجهة ، لأن الجاذبية على المريخ أقل من 40٪ من الأرض.
كيف تتعامل مع التأثير السلبي لانعدام الوزن في رحلة طويلة؟ من المؤمل أن تساعد التطورات في مجال خلق الجاذبية الاصطناعية في حل هذه المشكلة في المستقبل القريب. تظهر التجارب التي أجريت على الفئران التي تسافر على متن كوزموس 936 أن هذه التقنية لا تحل جميع المشكلات.
أظهرت تجربة نظام التشغيل أن استخدام مجمعات التدريب القادرة على تحديد الحمل الضروري لكل رائد فضاء على حدة يمكن أن تعود بفائدة أكبر على الجسم.
حتى الآن ، يُعتقد أن الباحثين لن يطيروا فقط إلى المريخ ، ولكن أيضًا السياح الذين يرغبون في إنشاء مستعمرة على الكوكب الأحمر. بالنسبة لهم ، على الأقل في البداية ، فإن الإحساس بانعدام الوزن يفوق كل حجج الأطباء حول مخاطر التعرض المطول لمثل هذه الظروف. ومع ذلك ، سيحتاجون أيضًا في غضون أسابيع قليلة إلى المساعدة ، ولهذا السبب من المهم جدًا أن يكونوا قادرين على إيجاد طريقة لخلق جاذبية اصطناعية على مركبة فضائية.
نتائج
ما هي الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها حول إنشاء الجاذبية الاصطناعية في الفضاء؟
من بين جميع الخيارات قيد النظر حاليًا ، يبدو الهيكل المتناوب الأكثر واقعية. ومع ذلك ، مع الفهم الحالي للقوانين الفيزيائية ، فإن هذا مستحيل ، لأن السفينة ليست أسطوانة مجوفة. يوجد داخلها تداخلات تتداخل مع تجسيد الأفكار.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون نصف قطر السفينة كبيرًا جدًا بحيث لا يكون لتأثير كوريوليس تأثير كبير.
للتحكم في شيء من هذا القبيل ، يلزم وجود أسطوانة O'Neill المذكورة أعلاه ، والتي ستجعل من الممكن التحكم في السفينة. في هذه الحالة ، تزداد فرص استخدام تصميم مشابه للرحلات بين الكواكب مع تزويد الفريق بمستوى مريح من الجاذبية.
قبل أن تنجح البشرية في تحقيق أحلامهم ، أود أن أرى المزيد من الواقعية والمزيد من المعرفة بقوانين الفيزياء في الخيال العلمي.
لا أعرف من أين أتيت ، أو إلى أين أذهب ، أو حتى من أنا.
إي شرودنغر
في عدد من الأعمال ، لوحظ تأثير مثير للاهتمام ، والذي يتمثل في تغيير وزن الأشياء في وجود كتل دوارة. حدث التغيير في الوزن على طول محور دوران الكتلة. في أعمال N. Kozyrev ، لوحظ تغيير في وزن الجيروسكوب الدوار. علاوة على ذلك ، اعتمادًا على اتجاه دوران الدوار الجيروسكوب ، حدث إما انخفاض أو زيادة في وزن الجيروسكوب نفسه. في عمل E. Podkletnov ، لوحظ انخفاض في وزن جسم موجود فوق قرص دوار فائق التوصيل ، كان في مجال مغناطيسي. في عمل V. Roshchin و S.Godin ، تم تقليل وزن قرص دوار ضخم مصنوع من مادة مغناطيسية ، والتي كانت في حد ذاتها مصدرًا لمجال مغناطيسي.
في هذه التجارب ، يمكن تحديد عامل مشترك واحد - وجود كتلة دوارة.
الدوران متأصل في جميع كائنات كوننا ، من العالم الصغير إلى الكون الكبير. للجسيمات الأولية عزمها الميكانيكي الخاص - تدور جميع الكواكب والنجوم والمجرات أيضًا حول محورها. بمعنى آخر ، فإن دوران أي كائن مادي حول محوره هو خاصية متأصلة فيه. يطرح سؤال طبيعي: ما سبب هذا التناوب؟
إذا كانت الفرضية حول chronofield وتأثيره على الفضاء صحيحة ، فيمكننا أن نفترض أن تمدد الفضاء يحدث بسبب دورانه تحت تأثير chronofield. هذا هو ، chronofield في منطقتنا عالم ثلاثي الأبعاديوسع المساحة ، من منطقة الفضاء الجزئي إلى منطقة الفضاء الفائقة ، ويدور وفقًا لاعتماد محدد بدقة.
كما لوحظ بالفعل ، في وجود كتلة الجاذبية ، تنخفض طاقة chronofield ، ويتمدد الفضاء بشكل أبطأ ، مما يؤدي إلى ظهور الجاذبية. عندما تبتعد عن كتلة الجاذبية ، تزداد طاقة chronofield ، ويزداد معدل تمدد الفضاء ، ويقل تأثير الجاذبية. إذا كان في أي منطقة قريبة من كتلة الجاذبية زيادة أو تقليل معدل تمدد الفضاء بأي شكل من الأشكال ، فسيؤدي ذلك إلى تغيير في وزن الأجسام الموجودة في هذه المنطقة.
من المحتمل أن تكون التجارب على الكتل الدوارة قد تسببت في مثل هذا التغيير في معدل تمدد الفضاء. يتفاعل الفضاء بطريقة ما مع الكتلة الدوارة. مع سرعة دوران عالية بما فيه الكفاية لجسم ضخم ، من الممكن زيادة أو تقليل سرعة تمدد الفضاء ، وبالتالي تغيير وزن الأشياء الموجودة على طول محور الدوران.
قام المؤلف بمحاولة لاختبار الافتراض المذكور تجريبيا. تم أخذ جيروسكوب الطائرة ككتلة دوارة. يتوافق مخطط التجربة مع تجربة E. Podkletnov. تمت موازنة أحمال المواد ذات الكثافة المختلفة على ميزان تحليلي بدقة قياس تصل إلى 0.05 مجم. كان وزن الشحنة 10 غرام. تم وضع جيروسكوب تحت كفة الوزن مع حمولة ، والتي تدور بسرعة عالية إلى حد ما. كان تردد مصدر طاقة الجيروسكوب 400 هرتز. تم استخدام الجيروسكوبات ذات الكتل المختلفة مع لحظات مختلفة من القصور الذاتي. الحد الأقصى للوزنوصل حجم الجزء المتحرك للجيروسكوب إلى 1200 جم ، وتم تدوير الجيروسكوبات في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة.
التجارب طويلة الأجل من النصف الثاني من مارس إلى أغسطس 2002 لم تعط نتائج إيجابية. لوحظت أحيانًا انحرافات طفيفة في الوزن داخل قسم واحد. يمكن أن تعزى إلى أخطاء ناشئة عن الاهتزازات أو غيرها ، أي تأثيرات خارجية. ومع ذلك ، كانت طبيعة هذه الانحرافات لا لبس فيها. عند تدوير الجيروسكوب عكس اتجاه عقارب الساعة ، لوحظ انخفاض في الوزن ، وفي اتجاه عقارب الساعة - زيادة.
أثناء التجربة ، تغير موضع الجيروسكوب ، واتجاه محوره ، بزوايا مختلفة في الأفق. لكن هذا لم يعطِ أي نتائج أيضًا.
لاحظ ن. كوزيريف في عمله أنه يمكن اكتشاف تغير في وزن الجيروسكوب في أواخر الخريف والشتاء ، وحتى في هذه الحالة ، تغيرت القراءات خلال النهار. من الواضح أن هذا يرجع إلى موقع الأرض بالنسبة للشمس. أجرى N. Kozyrev تجاربه في مرصد Pulkovo الذي يقع بالقرب من خط عرض 60 درجة شمالاً. في فصل الشتاء ، يكون موضع الأرض بالنسبة للشمس بحيث يكون اتجاه الجاذبية عند خط العرض هذا عموديًا تقريبًا على مستوى مسير الشمس (7 درجات) في النهار. هؤلاء. كان محور دوران الجيروسكوب موازيًا لمحور مستوى مسير الشمس. في وقت الصيفللحصول على نتيجة ، كان لا بد من تجربة التجربة في الليل. ربما لم يسمح نفس السبب بتكرار تجربة E. Podkletnov في مختبرات أخرى.
عند خط عرض مدينة جيتومير (حوالي 50 درجة شمالًا) ، حيث تم إجراء التجارب من قبل المؤلف ، تبلغ الزاوية بين اتجاه الجاذبية والعمودي على مستوى مسير الشمس حوالي 63 درجة في الصيف. ربما لهذا السبب ، لوحظت انحرافات طفيفة فقط. ولكن من الممكن أيضًا أن يكون التأثير أيضًا على موازنة الأوزان. في هذه الحالة ، يتجلى الاختلاف في الوزن بسبب المسافة المختلفة من الأوزان الموزونة والموازنة إلى الجيروسكوب.
يمكن للمرء أن يتخيل الآلية التالية لتغيير الوزن. يحدث دوران كتل الجاذبية والأشياء والأنظمة الأخرى في الكون تحت تأثير حقل الكرونوفيلد. لكن الدوران يحدث حول محور واحد ، يعتمد موضعه في الفضاء على بعض العوامل التي لا تزال غير معروفة لنا. وفقًا لذلك ، في وجود مثل هذه الكائنات الدوارة ، يكتسب توسع الفضاء تحت تأثير chronofield طابعًا موجهًا. أي في اتجاه محور دوران النظام ، سيحدث توسع الفضاء بشكل أسرع من أي اتجاه آخر.
يمكن تمثيل الفضاء على أنه غاز كمي يملأ كل شيء حتى داخل نواة الذرة. هناك تفاعل بين الفضاء والأشياء المادية التي يقع فيها ، والتي يمكن تعزيزها تحت تأثير العوامل الخارجية ، على سبيل المثال ، في وجود مجال مغناطيسي. إذا كانت الكتلة الدوارة موجودة في مستوى دوران نظام الجاذبية وتدور في نفس الاتجاه بسرعة عالية بما فيه الكفاية ، فسيتمدد الفضاء بشكل أسرع على طول محور الدوران بسبب تفاعل الفضاء والكتلة الدوارة. عندما يتزامن اتجاه الجاذبية مع اتساع الفضاء ، سينخفض وزن الأجسام. مع الدوران المعاكس ، سوف يتباطأ تمدد الفضاء ، مما يؤدي إلى زيادة الوزن.
في تلك الحالات التي لا تتطابق فيها اتجاهات عمل الجاذبية مع تمدد الفضاء ، تتغير القوة الناتجة بشكل ضئيل ويصعب تسجيلها.
ستغير الكتلة الدوارة شدة مجال الجاذبية في مكان معين. في صيغة قوة مجال الجاذبية ز = (جي· م) / ص 2 ثابت الجاذبية جيوكتلة الأرض ملا يمكن تغيير. لذلك ، تتغير القيمة صهي المسافة من مركز الأرض إلى الجسم الذي يتم وزنه. بسبب التوسع الإضافي للمساحة ، تزداد هذه القيمة بمقدار Δ ص. أي أن الحمل ، كما كان ، يرتفع فوق سطح الأرض بهذه المقدار ، مما يؤدي إلى تغيير في شدة مجال الجاذبية. ز " = (جي· م) / (ص + Δ ص) 2 .
في حالة إبطاء تمدد الفضاء ، قيمة Δ صسيتم خصمه من صمما يؤدي إلى زيادة الوزن.
التجارب مع تغيرات الوزن في وجود كتلة دوارة لا تسمح بتحقيق دقة قياس عالية. ربما لا تكفي سرعة دوران الجيروسكوب لتغيير الوزن بشكل ملحوظ ، لأن التوسع الإضافي للفضاء ليس مهمًا للغاية. إذا تم إجراء مثل هذه التجارب باستخدام الساعات الكمومية ، فيمكن تحقيق دقة قياس أعلى من خلال مقارنة قراءات ساعتين. في منطقة يتسع فيها الفضاء بشكل أسرع ، تزداد قوة chronofield ، وستعمل الساعة بشكل أسرع والعكس صحيح.
مصدر المعلومات:
- كوزيريف ن. حول إمكانية التحقيق التجريبي لخصائص الوقت. // الوقت في العلم والفلسفة. براجا ، 1971 ، ص 111 ... 132.
- روشين في. دراسة تجريبية للتأثيرات غير الخطية في نظام مغناطيسي ديناميكي. ، 2001.
- يوماشيف في.
مفهوم المحطة في عام 1969 ، والتي كان من المفترض أن يتم تجميعها في المدار من المراحل المكتملة لبرنامج أبولو. كان على المحطة أن تدور حول محورها المركزي لخلق جاذبية اصطناعية.
لماذا ا؟ لأنه إذا كنت تريد الذهاب إلى نظام نجمي آخر ، فستحتاج إلى تسريع سفينتك للوصول إلى هناك ثم إبطائها عند وصولك. إذا كنت لا تستطيع حماية نفسك من هذه التسارع ، فإن الكارثة تنتظرك. على سبيل المثال ، لتسريع الزخم الكامل في Star Trek ، إلى نسبة قليلة من سرعة الضوء ، يجب أن تختبر تسارعًا قدره 4000 جم. هذا هو 100 مرة من التسارع الذي يبدأ في منع تدفق الدم في الجسم.
أظهر إطلاق مكوك الفضاء كولومبيا في عام 1992 أن التسارع مستمر فترة طويلة. سيكون تسارع المركبة الفضائية أعلى بعدة مرات ، ولن يتمكن جسم الإنسان من مواجهتها.
إذا كنت لا تريد أن تكون عديم الوزن خلال رحلة طويلة - حتى لا تعرض نفسك للتلف البيولوجي الرهيب مثل فقدان العضلات وكتلة العظام - يجب أن تكون هناك قوة ثابتة تؤثر على الجسم. بالنسبة لأي قوة أخرى ، من السهل جدًا القيام بذلك. في الكهرومغناطيسية ، على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يضع الطاقم في مقصورة موصلة للكهرباء ، وستختفي ببساطة العديد من المجالات الكهربائية الخارجية. سيكون من الممكن ترتيب لوحين متوازيين بالداخل والحصول على ثابت الحقل الكهربائيدفع الشحنات في اتجاه معين.
إذا عملت الجاذبية بنفس الطريقة.
ببساطة لا يوجد شيء مثل موصل الجاذبية ، وكذلك القدرة على حماية نفسه من قوة الجاذبية. من المستحيل إنشاء مجال جاذبية موحد في منطقة من الفضاء ، على سبيل المثال ، بين لوحين. لماذا ا؟ لأنه على عكس القوة الكهربائية الناتجة عن الشحنات الموجبة والسالبة ، يوجد نوع واحد فقط من شحنة الجاذبية ، وهو الكتلة والطاقة. تجذب قوة الجاذبية دائمًا ، ولا مفر منها. يمكنك فقط استخدام ثلاثة أنواع من التسارع - الجاذبية والخطية والدورانية.
تتكون الغالبية العظمى من الكواركات واللبتونات في الكون من مادة ، لكن لكل منها أيضًا جسيمات مضادة للمادة المضادة ، والتي لم يتم تحديد كتلها التثاقلية.
الطريقة الوحيدة التي يمكن بها إنشاء الجاذبية الاصطناعية والتي من شأنها أن تحميك من تأثيرات تسارع سفينتك وتزودك بدفع "لأسفل" بدون تسارع ستكون إذا اكتشفت جسيمات كتلة الجاذبية السالبة. جميع الجسيمات والجسيمات المضادة التي وجدناها حتى الآن لها كتلة موجبة ، لكن هذه الكتل قصور ذاتي ، أي أنه لا يمكن الحكم عليها إلا عند تكوين الجسيم أو تسريعه. الكتلة بالقصور الذاتي وكتلة الجاذبية هي نفسها لجميع الجسيمات التي نعرفها ، لكننا لم نختبر أبدًا فكرتنا على المادة المضادة أو الجسيمات المضادة.
التجارب تجري حاليا في هذا المجال. خلقت تجربة ALPHA في CERN هيدروجين مضاد ، وهو شكل ثابت من المادة المضادة المحايدة ، وتعمل على عزله عن جميع الجسيمات الأخرى. إذا كانت التجربة حساسة بدرجة كافية ، فيمكننا قياس كيفية دخول الجسيم المضاد إلى مجال الجاذبية. إذا سقطت ، مثل المادة العادية ، فإن لها كتلة جاذبية موجبة ويمكن استخدامها لبناء موصل جاذبية. إذا سقط في مجال الجاذبية لأعلى ، فهذا يغير كل شيء. نتيجة واحدة ، قد تصبح الجاذبية الاصطناعية ممكنة فجأة.
إن إمكانية الحصول على الجاذبية الاصطناعية جذابة للغاية بالنسبة لنا ، ولكنها تستند إلى وجود كتلة جاذبية سالبة. قد تكون مثل هذه الكتلة ، لكننا لم نثبت ذلك بعد
إذا كانت المادة المضادة لها كتلة جاذبية سالبة ، فعند إنشاء مجال من المادة العادية وسقف من المادة المضادة ، يمكننا إنشاء مجال جاذبية اصطناعي يسحبك دائمًا إلى الأسفل. من خلال إنشاء قذيفة موصلة للجاذبية على شكل جسم مركبتنا الفضائية ، فإننا نحمي الطاقم من قوى التسارع فائق السرعة ، والتي في غير ذلكسيكون قاتلا. والأفضل من ذلك كله ، أن الناس في الفضاء لم يعودوا يعانون من الآثار الفسيولوجية السلبية التي ابتليت بها رواد الفضاء اليوم. ولكن حتى نجد جسيمًا ذا كتلة جاذبية سالبة ، فإن الجاذبية الاصطناعية لن تأتي إلا من التسارع.
قد تضحك ، لكن ليست هناك حاجة للبحث بعيدًا عن مثال لمغناطيس عالمي. لذلك ، نأخذ علبة بلاستيكية صفراء أو خضراء أو حمراء زاهية من قلم حبر جاف أو قلم فلوماستر ، ونفركها بقوة على قطعة قماش صوفية باستخدام lavsan ونجلبها إلى جزيئات صغيرة من مجموعة متنوعة من المواد الصلبة. يجب أن أبدي تحفظًا على الفور: لم أتمكن من العثور على مثل هذه المادة ، التي لن تنجذب جزيئاتها إلى مثل هذا الجسم المكهرب ، كما يقولون. وهنا من المهم ملاحظة أنه ، على سبيل المثال ، تنجذب رقائق الرصاص إلى مقبضنا أقوى بكثير من النحاس ، وأقوى بكثير من الألومنيوم. ومن هنا الاستنتاج: إن قوة جذب العديد من المواد البسيطة في تجربتنا تتناسب طرديًا مع الكتل الذرية. هذا جدا نقطة مهمة. بالإضافة إلى ذلك ، تنجذب أوراق النبات والكائنات الحية الصغيرة إلى المقبض ، على سبيل المثال ، دودة الدم المعروفة التي يستخدمها الصيادون كطعم. علاوة على ذلك ، يزحف "التوت" على طول جسم المقبض رأسًا على عقب وكأن شيئًا لم يحدث.
في الواقع ، يُعتقد أن قوة الجاذبية المتبادلة في هذه التجربة المنزلية تتناسب طرديًا مع حجم العكس الشحنات الكهربائية- الأقلام والهيئات "التجريبية". ومع ذلك ، فإن جميع الأجسام في الحالة الطبيعية محايدة كهربائيًا. لذا فالأمر لا يتعلق بالكهرباء.
تنكر فيزياء الجاذبية وجود أي شحنات كهربائية في الطبيعة (بالمناسبة ، تم إثبات ذلك بالفعل في عام 2010 في مصادم الهادرونات الكبير). فيه جميع الظواهر الفيزيائية ناتجة عن تزامن حركة الأقمار الصناعية في ذرات الجسم واضافة لحظات الجاذبية. عدد كبيرذرات متزامنة ومثيرة ، فقط خارج العادة ولأسباب عملية تسمى مغناطيسية وكهرومغناطيسية وكهربائية. من خلال فرك الجسم البلاستيكي للقلم بقطعة قماش ، نحصل لبعض الوقت على مغناطيس بوليمر دائم نسبيًا بخصائص "بوليمغنطيسية". في الواقع ، من خلال الاحتكاك ، نقوم بإثارة ومزامنة ذرات العناصر الكيميائية المختلفة التي يتكون منها جسم القلم ، ونتيجة لذلك نحصل على عدة مغناطيسات دائمة مختلفة في مادة معقدة واحدة.
في الواقع ، يتفاعل المغناطيس الحديدي الدائم بقوة فقط مع الأجسام الحديدية. في الوقت نفسه ، تثير ذرات المغناطيس المتحمسة والمتزامنة نفس ذرات الحديد وتزامنها ، على سبيل المثال ، مسمار حديدي ، والذي يصبح في ذلك الوقت نفسه مغناطيسًا. يتحرك المغناطيس والمسمار تجاه بعضهما البعض بالحركة الكلية لذراتهما المتزامنة ، وليس عن طريق شد خطوط القوة وليس عن طريق مجال "مغناطيسي" خاص. يمكن تفسير سبب التفاعل القوي بين الذرات المتزامنة للمغناطيس والظفر بمصادفة ترددات لحظات الجاذبية لنفس الذرات لكليهما. باختصار ، الأمر كله يتعلق بالتردد. "المغناطيس المتعدد" هو مغناطيس متعدد الترددات أو "نطاق عريض". حتى جزيئات الهواء تتفاعل مع مثل هذا المغناطيس. وغالبًا ما يكون هذا مصحوبًا بطقطقة و "تفريغ كهربائي" أو "شرر" مرئي.
ومع ذلك ، فإن الخواص المغناطيسية للجسم لا تعتمد على كمية أي مادة خاصة ، ولكنها تعتمد على عدد الذرات المثارة والمتزامنة للجسم الممغنط. لذلك ، يمكن إزالة المغناطيس بسهولة من أي مغناطيس دائم. على سبيل المثال ، إذا تم تسخين مغناطيس مناسب تمت إزالته من حامل باب الأثاث قليلاً على موقد غاز وتم إسقاط الماء عليه ، فسيتم إزالة المغناطيسية تمامًا. ولكن ، إذا تم تسخين مثل هذا المغناطيس مرة أخرى وتم وضع مغناطيس نشط عليه ، فإنه عند التبريد في مثل هذا الوضع "التابع" ، سيعود أو حتى يحسن كل خصائصه "السحرية". (هذه الطريقة "اللطيفة" لإزالة المغناطيسية ومغنطة المغناطيس الدائم ، بالإضافة إلى العديد من الطرق الأصلية لتوليد الكهرباء ، اقترحتها أيضًا نظرية جاذبية الذرة.)
تخيل الآن لوح بوليمر على أرضية محطة مدارية. وفقًا لمجموعة العناصر الكيميائية ونسبتها الكمية ، تتوافق مادة اللوحة تقريبًا مع وجود تلك الموجودة في جسم الإنسان. أنا متأكد من أنه إذا كان من الممكن إثارة ومزامنة الذرات في مجموعات مختلفة من العناصر الكيميائية في مثل هذه اللوحة ، فسيمغنط الشخص إليها - تمامًا مثل يرقة البعوض الليفي تحت الاسم الشائع "دودة الدم" أو " توت العليق "قفز وانجذب إلى جسد قلمنا.
من الممكن إثارة ومزامنة جميع ذرات "المغناطيس العام" فقط عن طريق ما يمكن تسميته "التيار الكهربائي في البوليمرات". طرق فعالةالحصول على "تيارات بوليمر" قوية لا يزال لغزا. حتى. ومع ذلك ، إذا تم استبدال السلك النحاسي في الملف الدوار لمولد التيار التقليدي بخيط بوليمر خاص ... فقد ينجح شيء ما بالفعل.
هذه تجربة بسيطة. نحضر مغناطيسًا عاديًا من الأسفل إلى كوب إبونيت لميزان الرافعة المتوازنة. ميزان الميزان غير مضطرب في هذه الحالة. نفسر ذلك بحقيقة أن المغناطيس لا يتفاعل مع العوازل. نأخذ المقاييس بأكواب نحاسية. تبقى نتيجة التجربة كما هي. والآن ، بإحضار المغناطيس إلى الكوب ، نبدأ في خفضه ببطء. كوب الميزان ، سواء كان نحاسيًا أو إيبونيت ، يتبع المغناطيس المتحرك كما لو كان ملصقًا عليه. نستبدل المغناطيس بجسم كثيف ، ومع عمليات التلاعب المماثلة ، فإننا لا نلاحظ "لصق" وعاء الميزان عليه. تمامًا مثل ذلك ، يمكننا ملاحظة ظاهرة تفاعل المغناطيس الدائم المتحرك مع الأجسام الكثيفة المختلفة. سؤال: ما هو الفرق الأساسي بين تفاعل الجاذبية و el. مغناطيسي؟
المراجعات
فيكتور ، شكرا لك ، مقالة مفيدة للغاية.
بالأمس فقط ، توصل ابني الصغير بنفسه إلى استنتاج مفاده أن أرضنا ، التي تجتذب أجسامًا أصغر (بما في ذلك نحن) ، تعمل كمغناطيس ضخم ، لذلك لا نطير بعيدًا عنها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الغلاف الجوي له وزنه الكبير. وكلما زادت كتلة الكوكب ، زادت قوة الجاذبية.
في الواقع ، على مقياس الفضاء ، تعمل الجاذبية مثل مجال كهرومغناطيسي على نطاق أصغر ، فقط شدتها تعتمد بشكل أساسي على كتلة الأجسام ، وليس على الكتل الذريةالمواد في التفاعل الكهرومغناطيسي. لكن في كلتا الحالتين ، تعتمد شدة الجذب أيضًا على المسافة بين الجسمين.
شكرا لك وحظا سعيدا!
بإخلاص،
