Гравитационные потенциалы и энергия

Прежде чем рассказывать о гравитационных потенциалах, сделаем небольшое отступление в физику свободных электромагнитных волн. Формула для энергии электромагнитной волны выглядит так: , где  - объемная плотность энергии,  - объем поля. При одинаковом ,  и ,          F-волн зависит от . Два фотона с одинаковыми ,  и , будут иметь каждый свою энергию пропорциональную . Но эта энергия не переносится из одной области пространства в другую, так как является параметром внешней среды. Это так же, как, например, энергия электромагнитной волны, вошедшей в диэлектрик, возрастает в  раз, но при выходе из диэлектрика вновь уменьшается в  раз, оставаясь в диэлектрике. Движение F-волн в анизотропном физ. континууме сопровождается изменением скорости: , длины волны: , объемной плотности энергии и объема.

В качестве энергии перехода будем рассматривать не  в F-волне, а изменение полей. Фотон, падая в анизотропном физ. континууме, испытывает сразу два энергетических процесса. Во-первых, его энергия возрастает за счет возрастания  (в данном случае электрической проницаемости физ. вакуума). Во-вторых, фотон сжимается из-за замедления его скорости. В более плотной оптической среде скорость света уменьшается. Если, к примеру, фотон влетел в физ. вакуум с  в 4 раза более плотный, то его скорость уменьшится в = 2 раза. Это значит, что уменьшилась в 2 раза! Изменения частоты при этом не происходит! Дело в том, что , а скорость света и скорость хода времени также уменьшаются. Скорость электромагнитной волны  уменьшится за счет уменьшения длины волны . Это похоже на то, когда волна входит в диэлектрик. Частота не меняется, но скорость волны в диэлектрике уменьшается за счет сжатия, уменьшения .

В учебниках, в ОТО описана математика, которая рассчитывает изменение частоты вертикально движущегося фотона в гравитационном поле. Частота фотона на самом деле не изменяется. При падении фотона замедляется его скорость, так как скорость света не постоянная величина, а зависит от  физ. континуума. Частота  не меняется, и поэтому ход времени в более плотном оптически физ. вакууме так же замедляется. Но уменьшается длина волны фотона, он «сжимается». Это аналогично тому, что электромагнитная волна входит в диэлектрик. Ее длина и скорость уменьшаются, но частота неизменна. Это имеет принципиальное значение. Уменьшение скорости скомпенсировано уменьшением и длины волны фотона. Если такую волну пропустить через «частотомер», то мы получим за единицу «местного» времени то же количество колебаний полей. Поэтому формулы ОТО не правильны. Частоту можно заменить на - длину электромагнитной волны. Кроме того, нужно учитывать, что фотон меняет свою скорость, скорость света не константа, она зависит от . Масса фотона даже при одинаковой долине волны зависит от  и  физ. континуума. Масса В-волн также зависит от  и  физ. континуума, т.е. не является величиной инвариантной. Массы двух покоящихся протонов в разных областях пространства различны. Например, инерционная масса протона в более плотном физ. континууме будет больше, чем в открытом космосе. При одной и той же приложенной силе, протоны с разной массой (инерционной массой) будут двигаться с разным ускорением. Такое непривычное проявление анизотропии физ. пространства является следствием неоднородности.

Законы сохранения в физике справедливы только в однородном пространстве. Фотон, двигаясь а анизотропном физ. континууме, меняет свою энергию. Понятие потенциальная энергия – это «мнимая», не существующая реально, физическая энергия. Это как бы «виртуальная» энергия, которая могла бы появиться, если бы фотон начал двигаться. Но, до тех пор, пока фотон или В-волна (материя), не начали двигаться, этой энергии нет. Таким образом, потенциальная энергия - чисто математический способ оценки изменения энергий волн, движущихся в анизотропном физ. континууме. Физическая реальность потенциальной энергии - не более чем реальность будущей зарплаты. (…)

Гравитационная постоянная  - это тоже величина, не являющаяся константой. Она сама зависит от плотности физ. вакуума, в который помещена энергия-масса. В очень плотном вакууме ~ резко уменьшается. Поэтому, не возможно развитие т.н. гравитационного коллапса «в точку», сингулярность.

В самом понятии потенциальной энергии есть много противоречий. Например, потенциальная энергия двух масс, в классической физике, рассчитывается по формуле: . Из этой формулы следует, что чем больше , тем меньше . При , она стремиться к нулю. Но это, на самом деле, оказывается не совсем так. Потенциальная энергия с ростом  растет, а не уменьшается. При больших  она не стремится к нулю. В этой книге нет места для сложных математических выкладок, поэтому не буду доказывать это. Достаточно упомянуть тот факт, что фотон, летящий в сторону гравитационной массы, имеет не нулевую «потенциальную энергию» даже на очень больших расстояниях.

Поскольку реальное пространство не однородно, и в нем движущийся фотон совсем не должен сохранять свою энергию, то понятие «потенциальная энергия» было придумано, чтобы спасти закон сохранения энергии. Фотон, дескать, обладает некоей приписанной (не существующей в виде энергии поля) энергией, которая называется потенциальной. Ну а уже в процессе движения фотона (падении) в пространстве происходит просто де превращение этой потенциальной энергии в реальную уже энергию электромагнитного поля фотона. Такой подход используется, чтобы скрыть явное противоречие «классической» теории. Дело в том, что при движении фотона в анизотропном физ. пространстве не выполняется закон сохранения энергии. Это же относится и к движению фотона в «искривленном» (по ОТО) пространстве. Движение в неоднородном пространстве допускает нарушение законов сохранения энергии-импульса, что хорошо объясняется теорией анизотропии. Растянутая пружина представляет собой запас электрических полей в атомной решетке деформированного металла. Эта реальная электромагнитная энергия. Энергия же поднятого груза в гравитационном поле – «это виртуальная энергия», не имеющая реального носителя! Поэтому понятие потенциальной энергии – чисто научно-методический расчетный прием. Потенциальная энергия не имеет поля-носителя. Гравитационное поле не является энергетическим.

Тем не менее, метод расчета через гравитационные потенциалы можно использовать для расчетов. Например, ускорение свободного падения – это градиент потенциалов гравитационного поля: . Плотность физ. вакуума и его электромагнитная проницаемость также убывают обратно пропорционально .

Абсолютное значение электромагнитной проницаемости физ. вакуума мы не можем измерить и оценить. Можно лишь сравнить плотность физ. континуума и его в разных областях пространства. Это сравнение будет иметь относительный характер. Это необходимо учесть при астрофизических наблюдениях. Возможно, что в будущем мы найдем способы расчета и измерения абсолютных (в нашей системе отсчета) значений параметров физ. континуума.