Реферат на тему: Анализ природы и свойств гравитационных волн методом электромеханической аналогии

Введение

Как известно, одним из замечательных выводов ОТО (общей теории относительности) является существование гравитационных волн (гравитационного излучения). В "Физическом энциклопедическом словаре" читаем: "Существование гравитационных волн следует из общей теории относительности Эйнштейна. Экспериментально гравитационные волны не обнаружены из-за их крайне слабого взаимодействия с веществом.

Эффект излучения гравитационных волн очень слаб в земных лабораторных условиях, однако в некоторых катастрофических астрономических явлениях, например при вспышке сверхновой звезды, столкновении пульсаров, энергия, уносимая гравитационными волнами, может составлять сотые доли от полной энергии звёзд, то есть весьма существенна. Во многих лабораториях мира создаются специальные антенны для обнаружения всплесков гравитационных волн от таких источников". Но пока всё безрезультатно, обнаружение же гравитационных волн от внеземных источников, в свою очередь, будет означать открытие нового канала астрономической информации.

Однако возникает существенный вопрос: если гравитационные волны существуют, то это поперечные или продольные волны?

Ныне некоторые исследователи полагают, что гравитационные волны должны быть продольными, так как всё пространство уже занято поперечными электромагнитными волнами, и места в нём для новых поперечных волн уже нет. Другие же считают, что и гравитационная волна должна быть поперечной. Это, кстати, следует из ОТО. В "Физическом энциклопедическом словаре" читаем: "Гравитационное излучение, свободное (не связанное с источниками) гравитационное поле, которое (подобно электромагнитному излучению) в виде волн распространяется в пространстве со скоростью света. Гравитационное излучение возникает при неравномерном движении масс (тел)".

Но если это так, то есть гравитационные волны - поперечные волны, которые распространяются в пространстве со скоростью света подобно электромагнитным волнам, то гравитационная волна должна быть двухкомпонентной (подобно электромагнитной волне, которая состоит из электрического и магнитного полей). Если в гравитационной волне один компонент гравитационное поле, то что же собой представляет другой? Официальная наука на этот вопрос не даёт ответа (по крайней мере, ответ на поставленный вопрос мы нигде не встречали)!

Поэтому в нашей работе мы сделали попытку ответить на этот вопрос, применив электромеханическую аналогию, широко используемую в физике, так как считаем что законы, описывающие поведение гравитационных волн, должны быть подобны (аналогичны) законам, описывающим электромагнитные волны.

Оглавление

- Введение

- Анализ природы и свойств гравитационных волн методом электромеханической аналогии

- Теоретическое обоснование некоторых экспериментов Н.А. Козырева, профессора Пулковской обсерватории Заключение

- Литература

Список литературы

1. Парадоксы наших дней // Знак вопроса" -1991. - №5.

2. Физический энциклопедический словарь. - 1983.

3. Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс: учебник.

4. Кошкин Н.И. Справочник по элементарной физике.

5. Скворцов А.П. Гравитация и время // Знак вопроса. - 2002. - №4. - С. 137-140.

Рецензия

на реферат учащихся 11-а класса

Бердникова Евгения и Кривобока Евгения

"Анализ природы и свойств гравитационных волн методом электромеханической аналогии".

В настоящее время интенсивно изучаются различные проблемы теории гравитации и космологии, в частности проблемы так называемой "стрелы времени", сущностью которой является вопрос о космологических причинах необратимости времени. Ряд взглядов на эту проблему был высказан в работах профессора Пулковской обсерватории Н.А. Козырева, о котором упоминалось в работе Бердникова Е. и Кривобока Е.

В этой работе учащиеся вводят идею о порождении гравитационных волн движущимися телами, основанную на аналогии с электромагнетизмом.

Далее идёт ряд интересных соображений. Прежде всего учащиеся выводят положение о пропорциональности между массой и временем на основе Специальной теории относительности (СТО). Хотя такой вывод и выглядит очень красиво, он, к сожалению, не подтверждён экспериментом.

Потом они приводят ряд электромеханических аналогий (следующих из сходства ряда формул механики и электромагнетизма), на основе которых они получают ряд выражений для распространения волн временной энергии подобных электромагнитным волнам.

Как известно, принцип подобия имеет большое значение в современной физике. Однако в данном случае, к сожалению, за ним стояли не очень убедительные основания (та же, например, пропорциональность массы и времени).

В последующем все фундаментальные космологические выводы ребят вытекают именно из этих оснований. Тем не менее, следует отметить широту взглядов учащихся, смелость высказывания новых идей (например, зависимость массы от времени, существование временной ёмкости у различных тел) и их стремление решить многие фундаментальные проблемы физики.

А те вопросы, которые возникают при чтении работы, потому и возникают, что мы слишком мало ещё знаем о сущности гравитационных волн (которые ещё не обнаружены) и времени. Ведь связь массы со временем ещё никто не подтвердил и не опроверг, то же самое касается существования гравитационно-временных волн, частиц времени (хронотоны), временной ёмкости и т.д.

Эта работа напоминает мне историю создания теории гипотетических электромагнитных волн Джеймса Максвелла, экспериментально полученных Генрихом Герцем только через десять лет после смерти Дж. Максвелла.

Возможно, время для открытия гравитационно-временных волн и их свойств ещё не подошло. Вполне возможно, для доказательства их существования понадобятся какие-то косвенные эксперименты, подобные тем, которые ставил в своё время (в середине прошлого века) профессор Н.А. Козырев.

Заслуживает внимания то, что некоторые из этих экспериментов (например, влияние растворяющегося сахара на вращающийся гироскоп) были блестяще объяснены учащимися в своей работе, опирающейся на теорию существования гравитационно-временных волн, причём намного правдоподобнее объяснений самого Н.А. Козырева.

Сильной стороной данной работы, как мне думается, является и то, что каждый шаг в рассуждении (при использовании метода аналогии и метода анализа размерностей физических величин) логически вытекал из предыдущего, не вызывая никаких вопросов, не выявляя недосказанного (речь идёт не о тех вопросах, которые связаны с отсутствием экспериментальных подтверждений).

Таким образом, в своей работе Бердников Е. и Кривобок Е. для анализа природы и свойств гравитационных волн использовали широко применяемые в физике метод аналогии и метод анализа размерностей физических величин.

Чувствуется, что учащиеся с большим интересом занимались исследованием и решением данной проблемы, тем более что эта проблема и её решение ни в одной учебной и дополнительной литературе ими не встречалась.

Чёткое исследование поставленной проблемы и представленное изложение содержания раскрывают тему в полном объёме.

В "Заключении" учащимися было отмечено (я с этим вполне согласен), что их работа является неплохим примером применения метода аналогии и анализа размерностей физических величин. Она посильна для понимания учащимися средней школы и интересна в мировоззренческом плане, а потому может быть использована в школе не только для её изучения как таковой на спецкурсе, но и для дальнейшей разработки теории гравитации и времени, выявления последующих фундаментальных космологических выводов.

Реферат написан грамотным физическим и математическим языком, показано свободное владение физическим материалом и умелое использование дополнительной литературы по физике.

Скворцов А.П. ______________

учитель физики и математики

МОУ ТСОШ первой категории

Данная работа основана на идеях и разработках нашего руководителя Скворцова Александра Петровича, учителя, ветерана педагогического труда.

Литература

1. Парадоксы наших дней // Знак вопроса" -1991. - №5.

2. Физический энциклопедический словарь. - 1983.

3. Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс: учебник.

4. Кошкин Н.И. Справочник по элементарной физике.

5. Скворцов А.П. Гравитация и время // Знак вопроса. - 2002. - №4. - С. 137-140.