Притяжение и отталкивание. Сила отталкивания Силы притяжения и сила отталкивания

  1. электромагнитные,
  2. гравитационные,
  3. сильные,
  4. слабые.

К сожалению, теории, описывющие эти взаимодействия противоречат друг другу. Это: квантовая физика, теория Эйнштенй, классическая физика… Понятно, что наука где-то ошибается.

В данной статье мы дадим гораздо более простую и эффектную модель фундаментального взаимодействия. Причем только одного типа . По единым законам и которого осуществляются все остальные виды физических взаимодействий во вселенной.

А основных видов физического взаимодействия мы выделяем пять:

  1. Ядерные взаимодействия . Это взаимодействие между элементарными частицами материи. Ядерные взаимодействия ведут к изменениям структуры атомов.
  2. Химические взаимодействия . Это взаимодействия между атомами. Химические взаимодействия ведут к изменениям структуры молекул. Но структуру атомов они изменить не могут. Простейший пример: химические реакции. В них взаимодействуют атомы, которые входят в состав молекул взаимодействующих веществ. Изменяются молекулы, но сами атомы не меняются.
  3. Электрические взаимодействия . Это взаимодействия между молекулами внутри физических тел, жидкостей и газов. Сюда же относятся и электрический ток, электрическое и электромагнитное поле. Электрические взаимодействия не ведут к изменениям структуры молекул, и, тем более — атомов. Они могут менять структуру физических тел: превращать их в жидкости, газы, и наоборот.
  4. Гравитационные взаимодействия . Это взаимодействие между физическими телами притяжением. Гравитационные взаимодействия способны изменять расстояния между физическими телами, изменять структуру планетарных и звездных систем, структуру галактики. Но изменить структуру физических тел, молекул или атомов — они не способны. Механические взаимодействия, которые возникают в результате гравитационного притяжения — есть именно результат (но не составная часть) гравитационного взаимодействия. физических тел — есть видоизменение гравитационного взаимодействия.
  5. Коллапс . Это процесс слияния всей материи и энергии галактики в единое сверхплотное состояние — проматерию — в процессе образования «черной дыры». Его можно было бы отнести к ядерным взаимодействиям (суть процессов и там и там одинакова), но уж слишком уникально это явление.

В первую очередь, эти взаимодействия отличаются друг от друга структурой взаимодействия:

  1. ядерные взаимодействия — это взаимодействия между элементарными частицами;
  2. химические — между атомами;
  3. электрические — взаимодействия между молекулами;
  4. гравитационные — взаимодействия между физическими телами;
  5. коллапс — уникальное взаимодействия между элементарными частицами (уникальность коллапса в том, что в этом виде не принимают участие силы отталкивания. Во всех прочих взаимодействиях действуют и силы притяжегния, и силы отталкивания.);

Второе главное отличие этих видов взаимодействия друг от друга: резкое отличие количества задействованной энергии в расчете на единицу массы материальных частиц и тел. Самое большое количество задействованной энергии на единицу массы мы видим в коллапсе, затем — в ядерных, затем — в химических, затем — в электрических взаимодействиях. Самое малое — в гравитационных взаимодействиях.

«Сильные», «слабые», «квантовые» и прочие виды взаимодействий можно смело отнести к одним из вышеперечисленных видов взаимодействия.

Все физические взаимодействия чрезвычайно легко классифицируются и подчиняются единым законам и формулам, если признать:

Единственный тип фундаментального взаимодействия во вселенной — это взаимодействие между элементарной частицей материи и .

Здесь мы исходим из того, что в природе существует ещё одна независимая субстанция — энергия — которая заполняет собой все пространство вселенной, которая активно взаимодействует с материей, и которая обеспечивает все вышеуказанные виды взаимодействий.

Материя и энергия взаимодействют на элементарном уровне. С энергией напрямую взаимодействует только элементарная частица материи. Именно это взаимодействие приводит к формированию атомов, молекул, физических тел… галактики и вселенной — в конце-концов. Все остальные материальные структуры (и атомы, и молекулы, и физические тела) не взаимодействуют с энергией напрямую. А взаимдействуют только опосредственно, опять же: через элементарные частицы материи, входящие в их состав.

Именно прямое взаимодействие между элементарной частицей и энергией приводит к тому, что только элементарная частица материи обладает фундаментальным качеством материи: и . Притяжение и отталкивание между атомами, молекулами, физическими телами вторичны: они базируется на притяжении и отталкивании элементарных частиц материи, входящих в их состав.

Только взаимодействие элементарной частицы материи с энергией порождает все виды притяжения и отталкивания:

  1. и ядерного,
  2. и молекулярного,
  3. и электрического,
  4. и гравитационного,
  5. и коллапс.

Об этих взаимодействиях, и как из них «вырастают» все силы притяжения и отталкивания, и пр., подробно, читатель может прочитать в этой статье…

Фундаментальные взаимодействия .

Фундаментальное взаимодействие материи и энергии – есть взаимодействие на элементарном уровне. То есть: с субстанцией «энергия» взаимодействует каждая элементарная частица материи. Взаимодействует самостоятельно, независимо от других элементарных частиц. Даже если она входит в состав физического тела. Планеты — например.

Как это происходит?

1. Первое: Все элементарные частицы материи непрерывно движутся в пространстве вселенной. Вместе с планетой и галактикой, в состав которой входят. Это аксиома и не требует доказательств.

2. Второе: Мы должны признать, что пространство вселенной не есть просто пустота — как это общепринято считать, а заполнено некой субстанцией (вспомним господствующую сто лет назад «теорию эфира»). Только наша субстанция, в отличие от эфира, активно взаимодействует с элементарной частицей материи. И, по всем своим параметрам, идеально подходит под то, что мы называем «энергией». Назовем, эту субстанцию, заполняющую собой все пространство вселенной, (подробнее об этом чуть ниже). И, как в дальнейшем увидит читатель, именно наличие субстанции «энергия» в пространстве вселенной позволяет осуществляться движению элементарной частицы материи, и создет силы притяжения и отталкивания, присущие элементарной частице.

— Только движение элементарной частицы материи в субстанции «энергия» порождает её силы притяжения и отталкивания. — Это и есть искомое фундаментальное взаимодействие .

3. Третье: в результате такого взаимодействия, элементарная частица приобретает качества диполя: с фронтальной стороны (по ходу движения) она обладает силой притяжения. С тыльной — силой отталкивания. Именно качество диполя элементарной частицы порождает все прочие виды взаимодействия в физической вселенной.

Немного о субстанции «энергия»:

  • Энергия материальна: она должна иметь массу и плотность. Точно также, как материя.
  • Но, в отличии от материи, энергия не обладает элементарной частицей.
  • Это позволяет энергии расползаться в пространстве до предельно малой величины плотности, и равномерно заполнять собой все пространство вселенной.
  • Должен существовать како-то предел этого расползания, ограничивающий это расползание и не позволяющей энергии уменьшать свою плотность до нуля.
  • Можно предположить, что само пространство имеет ячеистую структуру. «Ячейки» пространства, заполняясь энергией до определенной величины плотности, ограничивают её расползание. В результате, в пространстве вселенной существует минимальная величина плотности энергии, которую мы назвали в пространстве вселенной. Плотность субстанции «энергия» в пространстве вселенной столь мала, что считается, что это вакуум.
  • Ограничитель плотности энергии — ячейки пространства — ограничивают и скорость расползания энергии в пространстве. Энергия, стремясь расолзтись в пространстве до состояния своей минимальной плотности, по-очереди заполняет собой «ячейки» пространства. Это и ограничивает скорость расползания энергии. В результате мы имеем константу скорости движения энергии . Нетрудно догадаться, что величина этой константы равна скорости света — высшей скорости движения в пространстве вселенной.
  • При любом нарушении константы плотности, вся окружающая энергия приходит в движение, стремясь восстановить константу плотности. Это проявляется в том, что в пространстве возникает волна возмущения энергии. И движется она со скоростью света, пока вся энергия в пространстве вселенной вновь не придет в состояние равновесия. Понятно, что волна возмущения энергии, при этом, должна достигнуть границ вселенной.
  • Энрегия существует в двух видах:

— В виде свободной энергии . Это вся энергия, заполняющя пространство между элементарными частицами, атомами, молекулами, физическими телами в пространстве вселенной.

— В виде связанной энергии . Это энергия, связанная элементарной частицей материи (захваченная из окружающего пространства) и приращенная к ней в виде дополнительной массы.

  • Органы чувств человека не приспособлены к непосредственному восприятию энергии. Мы никак не можем ни увидеть энергию, ни услышть, ни потрогать, ни ощущутить её любым другим способом. Во всяком случае, за все время своего существования, воздействие энергии человек получал всегда опосредственно: через газы, жидкости, физические тела… то есть — через Материю. Поэтому Человек «не замечает» энергию. Это и лежит в остнове того, что наука «в упор» не видит субстанцию «энергия».

Фундаментальное взаимодействие имеет две формы :

1. Элементарная частица материи захватывает энергию из окружающего пространства, сворачивает (поглощает) ее и присоединяет к себе в виде дополнительной массы. Назовем такой способ взаимодействия аннигиляцией . Поскольку в месте взаимодействия образуется пустота, то свободная энергия из окружающего пространства приходит в движение, заполняя образовавшуюся пустоту и восстанавливая свою плотность. А частица наращивает свою массу (за счет связанной энергии) и получает положительный импульс поступательного движения.

2. Элементарная частица материи освобождает связанную (поглощенную ранее) энергию в пространство. При этом масса частицы уменьшается. Назовем такой способ взаимодействия дегиляцией . Поскольку в данном месте пространства возникает переизбыток энергии, то этот переизбыток немедленно . То есть: расползается в пространстве, пока вся энергия в пространстве вселенной не восстановит константу своей плотности. Сама частица получает отрицательный импульс поступательного движения.

Подчеркнем: эти две формы взаимодействия материи и энергии определяют абсолютно все изменения в материальной вселенной .

Важный момент:

  • процессы сворачивания энергии – аннигиляции – происходят только при условии превышения плотности энергии окружающего пространства над плотностью материи в точке их взаимодействия.
  • процессы освобождения энергии – дегиляции – происходят только при условии превышения плотности материи над плотностью энергии окружающего пространства в точке их взаимодействия.

Элементарная частица материи должна иметь форму вытянутой нити и иметь четкий ветор движения в пространстве. При этом, элементарная частица материи поглощает (освобождает) энергию не всей своей поверхностью, а только одной точкой, где плотность ее материи самая низкая. Эта точка находится на острие вектора движения, в передней, по ходу движения, оконечности элементарной частицы. Назовем ее:

  • точкой дегиляции – когда она освобождает энергию,
  • точкой аннигиляции — когда она сворачивает энергию.

На данной схеме мы видим процесс торможения элементарной частицы материи на цикла развития галактики. Передняя оконечность элементарной частицы (оконечность стрелки) – есть точка дегиляции и является активной точкой освобождения энергии.

В процессе дегиляции энергии, максимальную плотность освобождающейся энергии мы наблюдаем в районе точки дегиляции. По мере удаления от точки дегиляции, плотность свободной энергии быстро падает: пропорционально 4π×R 2 – площади поверхности шара.

Тормозящий эффект на элементарную частицу материи оказывают потоки свободной энергии в месте их соприкосновения с поверхностью элементарной частицы. Общее качество материи и энергии – масса – позволяет им взаимодействовать сцеплением.

СЦЕПЛЕНИЕ материи и энергии – есть свойство движущейся энергии, в результате соприкосновения с элементарной частицей материи, придавать импульс движения частице в направлении своего движения .

Благодаря свойству сцепления получается что-то вроде реактивного момента: процесс освобождения энергии в пространство замедляет поступательное движение элементарной частицы материи. Сцепление, очень высокая плотность энергии в районе точки дегиляции и высокая скорость потоков этой энергии (300 000 км/сек) обеспечивают и эффективный процесс торможения элементарной частицы материи.

Процесс поглощения энергии выглядит в точности наоборот:

На данной схеме мы видим процесс движения элементарной частицы материи на цикла развития галактики. Передняя оконечность элементарной частицы (оконечность стрелки) – есть точка аннигиляции и является активной точкой поглощения энергии.

Благодаря свойству сцепления, процесс поглощения энергии непрерывно ускоряет поступательное движение элементарной частицы материи.

  • Сцепление,
  • очень высокая плотность энергии в районе точки аннигиляции,
  • высокая скорость потоков этой энергии

обеспечивают эффективный процесс разгона элементарной частицы материи.

Элементарная частица материи. Квант материи

Непосредственно перед Большим взрывом, галактика находится в состоянии проматерии — в сверхплотном, сверхсжатом состоянии, гогда вся материя и энергия галлактики слились воедино. В процессе , этот монолит проматерии полностью распадается на элементарные частицы материи.

Элементарная частица материи, на этапе первозданного хаоса , последовательно, квант за квантом, освобождает связанную энергию. При этом, она непрерывно увеличивает свою длину, каждый раз уменьшая плотность материи оконечного кванта. Такое растяжение элементарной частицы материи подчиняется формуле:

P = 1 / 2 (n -1)

где: Р — плотность (или масса) материи кванта.

n — порядковый номер кванта (начиная с «тыльного», по ходу движения, кванта).

При этом:

  • Масса кванта материи № 1 равна единице, он обладает половиной всей материи элементарной частицы и высшей ее плотностью.
  • Масса и плотность материи каждого последующего кванта уменьшается в два раза, по сравнению с предыдущим квантом.
  • Квант материи последнего порядкового номера обладает минимальным количеством материи минимальной плотности.
  • Последний квант элементарной частицы материи находится на острие вектора движения.

На цикла развития галактики мы наблюдаем обратный процесс: процесс сжатия элементарной частицы. Процесс происходит в точности наоборот: элементарная частица, квант за квантом, поглощает энергию из окружающего пространства, сжимается и увеличивает скорость своего поступательного движения. Рост массы элементарной частицы материи пропорционален скорости ее поступательного движения и подчиняется формуле:

m v ~ m 0 +m 0 ×v/c

m v — масса материи элементарной частицы на скорости «v» ее поступательного движения.

m 0 — масса материи элементарной частицы в начальный момент поступательного движения галактики. Когда частица еще не обладает энергией. То есть — ее масса покоя .

v – скорость поступательного движения частицы в любой момент времени «t»

c — скорость света

  • На скорости света полная масса элементарной частицы равна m c = 2m 0 за счет связанной энергии.

Распределение материи, как в элементарной частице материи в целом, так и в квантах, происходит не скачкообразно — от кванта к кванту, а постепенно. Здесь наблюдается закономерность: плотность материи падает равномерно и постепенно, уменьшаясь в сторону передней оконечности частицы.

Вновь освобождающаяся энергия, после большого взрыва, («расползается» в пространстве) во всех направлениях, где ее плотность меньше, стремясь равномерно распределиться в пространстве. Сразу после позади элементарной частицы находится пространство вселенной, заполненное свободной энергией. Впереди нее — только пустое пространство (большой взрыв происходит на границе вселенной), без субстанции «энергия». Поэтому выделяющаяся энергия диффузирует, в первую очередь, в тех направлениях, где нет свободной энергии. Общий вектор диффузии свободной энергии, таким образом, совпадает с вектором поступательного движения галактики перед Большим взрывом.

Создание силы отталкивания элементарной частицей. Диполь

Теперь представим процесс аннигиляции.

Диполь. Схема потоков энергии в процессе движения элементарной частицы

Элементарная частица материи движется поступательно в пространстве. Точнее: в свободной энергии пространства. Ее скорость равна «V». При этом, на точку аннигиляции (оконечность стрелки) давит «встречный поток» свободной энергии, с силой, пропорциональной скорости поступательного движения частицы — «V». (Точно также, как воздух давит на движущийся автомобиль).

Очередной . Точка аннигиляции элементарной частицы поглотила энергию из окружающего пространства. В данной точке пространства образовался вакуум энергии – ее отсутствие. В эту пустоту немедленно диффузирует энергия из окружающего пространства. Благодаря сцеплению, эти потоки энергии «тащат» за собой элементарную частицу, придавая ей импульс поступательного движения. Учитывая, что скорость потоков энергии равна скорости света, этот импульс будет довольно ощутимым.

Второе: скорость свободной энергии, подходящей к точке аннигиляции с передней полусферы движения частицы будет равна «С+V», а скорость свободной энергии, подходящей (догоняющей) к точке аннигиляции с задней полусферы движения частицы будет, соответственно: «C-V» относительно нашей элементарной частицы материи.

Результат: по мере увеличения скорости, элементарная частица сворачивает (поглощает) все больше энергии с передней полусферы своего движения и все меньше – с задней полусферы. Количество сворачиваемой (погощенной) свободной энергии с задней полусферы будет меньше, чем с передней полусферы на величину, пропорциональную «V» — скорости поступательного движения частицы материи. Когда скорость элементарной частицы достигнет скорости света, энергия, подходящая к точке аннигиляции с обратной стороны вектора движения, вообще прекратит сворачиваться. Она, просто, не будет успевать догонять частицу.

Чем выше скорость поступательного движения элементарной частицы материи, тем мощнее встречный «поток» свободной энергии. Встречный поток свободной энергии создает давление на точку аннигиляции, величиной, пропорциональной «V» — скорости движения частицы. Это встречное давление равносильно, по своему действию, действию энергии повышенной плотности – как если бы свободная энергия повысила бы вдруг свою плотность. Этот эффект есть эффект повышения плотности свободной энергии пространства . И позволяет энергии меньшей плотности вступать во взаимодействие аннигиляцией с материей большей плотности.

Другой эффект аннигиляции:

Благодаря процессу (движения энергии в пространстве), потоки свободной энергии направляются к точке аннигиляции со всех сторон пространства. Но, свободная энергия, поступающая к точке аннигиляции с задней полусферы движения, будет всегда в роли догоняющей. Поэтому, в районе точки аннигиляции движущейся элементарной частицы материи, позади нее (по ходу движения), образуется постоянное сгущение свободной энергии повышенной плотности (этот эффект свободно докажет любой специалист по аэро — гидродинамике). Этот важнейший эффект мы назовем эффектом сгущения свободной энергии .

Причем, плотность этого сгущения будет пропорциональна скорости поступательного движения элементарной частицы материи.

Представим, что скорость поступательного движения частицы равна 99, 999999 999 % от скорости света. Это означает, что потоки энергии с задней полусферы пространства будут догонять частицу со скоростью пешехода. В то время, как с передней полусферы движения, энергия будет подходить к точке аннигиляции почти с двойной скоростью света. И наша точка аннигиляции будет сворачивать 99, 999999 999 % энергии именно с передней полусферы движения. Энергия, подходящая с задней полусферы движения почти не будет аннигилироваться: «кто опоздал – тот опоздал».

Но диффузия (движение энерги) продолжается: наша точка аннигиляция будет продолжать создавать потоки свободной энергии по направлению к себе со всех (!) сторон пространства, в том числе и с задней полусферы. Вот и получаем постоянные потоки свободной энергии из задней полусферы — к точке аннигиляции, которые не будут сворачиваться.

Но куда же они деваются?

— Там и остаются: в районе точки аннигиляции, позади нее, образуя сгущение свободной энергии .

Проследим последовательность образования такого сгущения:

  1. Точка аннигиляции свернула (поглотила) свободную энергию из окружающего пространства. Скорость ее поступательного движения равна «V». В ее ближайшем окружении образовался «вакуум» свободной энергии, куда устремляется свободная энергия из более дальнего окружения.
  2. Подошедшая со всех сторон энергия заполнила этот вакуум и вновь стала сворачиваться в точке аннигиляции. При этом, к точке аннигиляции и с передней полусферы движения, и с задней полусферы, подходит одинаковое количество энергии: пропорциональное «С/2». Но из-за поступательного движения точки аннигиляции, с передней полусферы движения будет сворачиваться (поглощаться) количество энергии, пропорциональное «(C+V)/2», а с задней полусферы: «(C-V)/2». Остаток энергии с задней полусферы, «не успевший» свернуться материей, как бы застывает, ее движение приостанавливается.
  3. Вот эта застывшая (с задней полусферы), приостановившаяся перед аннигиляцией энергия, количественно пропорциональная «V», и является тем источником, из которого формируется сгущение свободной энергии.
  4. В следующий момент точка аннигиляции вновь сворачивает энергию, увеличивает скорость своего поступательного движения до значения «V+1» и создает новый вакуум свободной энергии, и новое ее сгущение. Причем количество энергии в новом сгущении будет пропорционально «V+1».Сгущение свободной энергии, пропорциональное «V» исчезло, но на его место пришло сгущение, пропорциональное «V+1».
  5. И, пусть, количество «V» приостановившейся энергии исчезло, но количество энергии, пропорциональное «1» обязательно останется позади точки аннигиляции. Эта энергия и будет постоянным ядром сгущения свободной энергии позади точки аннигиляции. Надо сказать, что, благодаря непрерывному повышению скорости поступательного движения точки аннигиляции, в следующий цикл аннигиляции «1» превратится в «2», затем в «3», в «4», в «5», и так далее, пока элементарная частица материи не достигнет скорости света.

ЭФФЕКТ СГУЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ – эффект образования, позади движущейся точки аннигиляции, постоянной области сгущения свободной энергии повышенной плотности. Этот эффект образуется из-за разницы скоростей между встречным и догоняющим потоком свободной энергии пространства. Величина этого сгущения прямо пропорциональна скорости поступательного движения элементарной частицы материи. Сгущение существует до тех пор, пока существует ускорение поступательного движения точки аннигиляции. Именно непрерывное ускорение точки аннигиляции создает все более увеличивающееся сгущение свободной энергии позади нее .

Благодаря эффекту сгущения свободной энергии, вся галактика представляет собой движущуюся, в пространстве вселенной, область сгущения свободной энергии повышенной плотности, сконцентрированной вокруг ее материи. То есть, вне пределов галактики – в пространстве вселенной — плотность свободной энергии ниже, чем в ее пределах.

Любое материальное тело во вселенной представляет собой концентрацию материи очень высокой плотности. Возьмем, к примеру, нашу Землю. Концентрация материи внутри нее представляет собой чрезвычайно высокую величину, по сравнению с ее концентрацией в пространстве вселенной. Эта высочайшая плотность материи образует пропорционально высокую плотность свободной энергии между частицами материи. В результате образуется не менее высочайшая концентрация свободной энергии внутри материальных тел.

сила притяжения

Для дальнейших рассуждений необходимо ввести понятие активного кванта. АКТИВНЫЙ КВАНТ материи – квант, находящийся на острие вектора движения элементарной частицы материи, и обладающий точкой аннигиляции .

В процессе наращивания скорости, происходит постепенное сжатие элементарной частицы. Ее передняя оконечность непрерывно уплотняется. Процесс — полностью обратный процессу растяжения элементарной частицы на этапе первозданного хаоса. В результате, активными становятся поочередно кванты материи предыдущих порядковых номеров. Существует важнейший принцип аннигиляции: в процессе движения, одномоментно, активный квант материи сворачивает количество энергии, пропорциональное своей массе . Получаем: становясь активным, каждый последующий квант материи сворачивает одномоментно больше энергии, чем его предыдущий собрат, что обеспечивает непрерывно растущую скорость поступательного движения элементарной частицы материи.

Представим: две элементарные частицы материи сблизились настолько, что волна возмущения энергии, образуемая каждой из них, стала оказывать заметное влияние на свою соседку. Каждая точка аннигиляции представляет собой центр, куда направлены потоки свободной энергии из окружающего пространства. Но если две точки аннигиляции расположены рядом, то наиболее быстро будет исчезать свободная энергия именно из области пространства, расположенного между этими двумя точками аннигиляции.

Получаем, что между двумя, рядом расположенными точками аннигиляции, возникает область повышенного разрежения свободной энергии. Естественно, траектория движения каждой из этих частиц материи меняет свое направление в сторону этого разрежения. В область разрежения будет направлена основная масса потоков свободной энергии окружающего пространства, которые и потащат за собой эти элементарные частицы. Этот эффект есть сила притяжения , возникающая между частицами материи.

Притяжение создается потоками свободной энергии, направленными к точке аннигиляции. Притягиваться к точке аннигиляции будет любая частица материи, любое материальное тело. Объединяясь в атомы,молеклы, физические тела, лементарные частицы материи продолжают поглошать энергию из окружающего пространства. Создавая, при этом, силу притяжения этих атомов, молекул, физических тел…

Это притяжение физических тел в нуке называется гравитационным полем этого тела. То, что в науке называют гравитационным материального объекта, на самом деле представляет потоки свободной энергии пространства, направленные к этому материальному объекту. Именно так: генерируя волны разрежения свободной энергии, создавая потоки свободной энергии, направленные к точке аннигиляции, этими потоками свободной энергии одно материальное тело притягивает другое.

Таким образом, гравитационного поля — как особой формы материи — не существует .

ПРИТЯЖЕНИЕ – свойство точки аннигиляции (материального объекта) вызывать движение в свою сторону других частиц материи (материальных тел), попавших в потоки энергии, генерируемые этой точкой аннигиляции (телом). Таким образом, силы гравитационного притяжения представляют собой волны разряжения свободной энергии в пространстве, расходящиеся от точки аннигиляции (материального тела) .

Строго говоря, поскольку любая волна разрежения энергии, благодаря диффузии, распространяется по всей вселенной, то это означает, что любая точка аннигиляции воздействует притяжением на все материальные объекты во вселенной.

Итак, точка аннигиляции, генерируя волну разрежения энергии, генерирует силу притяжения. Понятно, что, поскольку волна возмущения энергии, создаваемой точкой аннигиляции, представляет собой поверхность шара (со скачком плотности на ее поверхности), то сила притяжения этой точки аннигиляции падает пропорционально квадрату расстояния 1/(4π×r 2) от точки аннигиляции.

Количество поглощаемой, одномоментно, энергии, зависит также от массы активного кванта материи (кванта, находящегося на острие вектора движения элементарной частицы). Чем больше масса материи кванта, тем больше, одномоментно, он способен свернуть (поглотить) энергии. Получаем: более массивный активный квант создает и более мощную волну разрежения энергии в пространстве. И более мощную волну притяжения.

Сила притяжения, генерируемая активным квантом материи, в любой точке пространства на расстоянии r от этого кванта, прямо пропорциональна массе его материи и обратно пропорциональна квадрату расстояния r.

f ~ m/(4π×r 2)

где «f» – сила притяжения точки аннигиляции.

«m» – масса материи активного кванта, обладающего этой точкой аннигиляции.

«r» – расстояние от точки аннигиляции.

«4π×r 2 » — площадь поверхности шара на расстоянии «r» от точки аннигиляции

Представим себе две элементарные частицы материи, двигающиеся в пространстве параллельно друг другу на небольшом расстоянии друг от друга. Обе они будут находиться под воздействием волн возмущения энергии друг друга, и, естественно, будут сближаться. Возьмем систему отсчета, в которой одна из двух частиц материи неподвижна относительно второй частицы. Этот первая, «неподвижная» частица создает перед второй область пониженной плотности свободной энергии. Сила притяжения первой частицы материи, действующая на вторую частицу, находящуюся на расстоянии «r» от нее, будет равна:

f 1 ~ m 1 /4π×r 2 .

Вторая частица материи также создает силу притяжения, которая будет пропорциональна массе ее активного кванта и обратно пропорциональна квадрату расстояния от нее:

f 2 ~ m 2 /4π×r 2

где «m 2 » — масса материи ее активного кванта.

Получаем:

Сила притяжения точки аннигиляции «А», обладающей массой «m 1 », в точке «Б» на расстоянии «r», будет равна:

f 1 ~ m 1 /4π×r 2

Точно также, точка аннигиляции «Б», обладающая массой «m 2 » будет воздействовать на точку «А», на расстоянии «r», с силой:

f 2 ~ m 2 /4π×r 2

Взаимодействие этих двух сил приводит нас к тому, что сила притяжения обоих точек аннигиляции, будет пропорциональна произведению масс материи их активных квантов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

F ~ f 1 ´f 2 ~ m 1 ´m 2 /4π×r 2

Сила притяжения материального тела будет зависеть от количества элементарных частиц в нем. Точнее: от количества точек аннигиляции. Чем больше точек аннигиляции в составе материального тела, тем больше сила его притяжения. Поскольку все элементарные частицы материи имеют по одной точке аннигиляции, получим: сила притяжения материального тела прямо пропорциональна массе его материи. Поэтому все наши рассуждения о притяжении элементарной частицей относятся ко всем материальным телам.

СИЛА ПРИТЯЖЕНИЯ между двумя элементарными частицами материи (материальными телами) пропорциональна произведению масс материи их активных квантов (материальных тел) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между этими частицами (телами).

F ~ m 1 ×m 2 /(4π×r 2)

Это закон притяжения между любыми материальными частицами и телами во вселенной полностью соответствует закону гравитации, открытому еще Ньютоном: сила притяжения между материальными телами пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Вспомним . Описанные нами процессы притяжения между двумя элементарными частицами материи можно описать как притяжение между двумя точечными зарядами. Где вместо массы частиц берется величина зарядов этих частиц: «q 1 » и «q 2 ». Получается, что все наши рассуждения верны и в отношении электрических зарядов. Прямое тому подтверждение — формула кулоновского притяжения: F=k×q 1 ×q 2 /r 2 . Она практически аналогична нашей формуле. Это мы рассмотрим в главе книги, посвященной электричеству.

Вывод: гравитационные и электрические взаимодействия, определяемые современной наукой как совершенно различные явления, на самом деле представляют собой один и тот же процесс притяжения (или отталкивания) между частицами и телами, возникающий в результате движения материи в пространстве вселенной .

образование атома дейтерия

Итак, в процессе эволюции галактики, рано или поздно, элементарные частицы материи сближаются друг с другом: начинается прямое взаимодействие. Начинается вторая фаза этапа Динамики галактики – фаза газовой туманности. Основной процесс, происходящий в фазе газовой туманности – объединение элементарных частиц материи в двойные структуры. Элементарные частицы материи объединяются между собой точками аннигиляции. В результате получаем двойную структуру из двух элементарных частиц, первый полноценный атом – атом дейтерия.

Полноценный – потому что атомы всех химических элементов в галактике состоят из двойных структур из элементарных частиц материи – атомов дейтерия . Двойная структура из элементарных частиц материи – атом дейтерия — тот «кирпичик» мироздания, из которых состоят все материальные тела во вселенной. Именно из двойных структур, а не из протонов плюс нейтронов и электронов построены все атомы всех химических элементов во вселенной .

Исходя из того, что элементарные частицы материи до их взаимодействия были ориентированы в пространстве приблизительно параллельно, мы получим такую пространственную форму атома дейтерия.

Атом дейтерия не представляет собой монолитную структуру. Он образовался под действием сил притяжения элементарных частиц и существует только потому, что действуют их точки аннигиляции. Именно точки аннигиляции соединяют две элементарные частицы в парную структуру атома дейтерия. Если, вдруг, процессы аннигиляции прекратятся, ничто не будет удерживать двойную структуру из элементарных частиц, и она распадется на одиночные частицы.

В таком виде это двойное образование продолжает свое путешествие в просторах вселенной. Данный тип объединения элементарных частиц представляет собой атомное (ядерное) взаимодействие.

Атомное (ядерное) взаимодействие – это:

  1. Соединение двух элементарных частиц материи их точками аннигиляции — в общую точку аннигиляции атома дейтерия.
  2. Соединение атомов дейтерия их общими точками аннигиляции — в более крупную общую точку аннигиляции, в результате которого образуются атомы химических элементов.
  3. Распад общей точки аннигиляции атома химического элемента на более мелкие общие точки аннигиляции, или отдельные элементарные частицы материи.

Атомное взаимодействие происходит, например, в процессе радиоактивного распада, когда общая точка аннигиляции атома начинает освобождать энергию. Освобождающаяся энергия разрывает общую точку аннигиляции атома, превращая атомы одного химического элемента – в атомы другого химического элемента.

Теперь рассмотрим повнимательнее, что происходит в районе точки аннигиляции.

сила отталкивания

Что представляет собой притяжение, мы рассмотрели выше. Сила притяжения создается направленными потоками свободной энергии к точке аннигиляции. Но как возникает сила отталкивания?

Силу отталкивания создает сгущение свободной энергии позади точки аннигиляции. Любая движущаяся частица материи, на траектории движения которой окажется область такого сгущения энергии, всегда изменит направление своего движения в сторону отклонения от сгущения энергии. Это происходит по простой причине:

  • Направление движения частицы материи всегда определяется направлением потоков свободной энергии. Диффузирующая энергия всегда тащит за собой частицы материи, попавшие в ее потоки. А эти потоки всегда движутся из областей пространства с более высокой плотностью свободной энергии — в области пространства с более низкой плотностью свободной энергии .
  • Потоки энергии, «натыкаясь» на область сгущения свободной энергии повышенной плотности, всегда будут ее огибать, таща за собой, при этом, и частицу или сгусток материи, которые движутся в этих потоках.

Вот эта способность к отклонению потоков свободной энергии в сторону от сгущения свободной энергии и представляет собой силу отталкивания точки аннигиляции.

СИЛА ОТТАЛКИВАНИЯ – сила, образованная наличием сгущения свободной энергии позади точки аннигиляции, вызывающая отклонение от этого сгущения траектории потоков свободной энергии .

Сила отталкивания точки аннигиляции пропорциональна скорости ее поступательного движения и ее массе материи.

Силы притяжения действуют в передней, а силы отталкивания – в задней полусферах движущейся точки аннигиляции.

На данном рисунке мы можем видеть четкую границу разделения сил притяжения и отталкивания. Этой границей является плоскость, проходящая через точку аннигиляции, перпендикулярная вектору поступательного движения элементарной частицы материи.

На данном рисунке мы можем рассмотреть, как влияет соотношение сил притяжения и отталкивания на две соседние частицы. Под действием сил притяжения друг друга окажутся только точки аннигиляции этих частиц, в то время как вся масса каждой из частиц окажется под действием сил отталкивания соседней частицы. Получаем, что частицы материи притягиваются друг к другу их точками аннигиляции. Одновременно, сгущение свободной энергии позади точки аннигиляции каждой из них отталкивает другую частицу.

Эта борьба двух противоположных сил а приводит к закономерному результату: на некотором расстоянии от точки аннигиляции, в плоскости, перпендикулярной вектору движения частицы, должна существовать некая точа «Х» — точка баланса сил притяжения и отталкивания элементарной частицы. Эта точка «Х» не подпускает к себе другие частицы материи ближе, но и не отпускает дальше! И наши частицы материи не могут ни подойти друг к другу ближе этой точки «Х», ни отойти дальше. Эта точка «Х» отныне и вовеки веков волшебной силой связывает две частицы между собой.

Точка «Х» точки аннигиляции в реальности представляет собой линию окружности в плоскости, перпендикулярной вектору поступательного движения элементарной частицы материи. Центром окружности является точка аннигиляции. Понятно, что эта линия будет находиться на конкретном расстоянии «r» от точки аннигиляции. Понятно, что расстояние «r» определяется массой материи активного кванта и скоростью поступательного движения частицы материи.

На этой линии и существует баланс сил притяжения и отталкивания точки аннигиляции. Все элементарные частицы материи в атомах химических элементов контактируют между собой этими самыми точками «Х», не приближаясь ближе и не удаляясь далее этой точки.

Все вышесказанное относится и к атомам химических элементов. Каждый атом имеет собственную точку «Х» — линию окружности, где существует баланс сил притяжения и отталкивания атома, ближе которой не может подойти ни одиночная элементарная частица, ни другой атом.

На рисунке мы можем видеть новую особенность разграничения сил притяжения и отталкивания, возникшую в результате соединения одиночных элементарных частиц – в парную структуру. Здесь граница не есть строгая плоскость, перпендикулярная вектору движения парной структуры. А представляет собой форму вогнутой «чаши». «Дном» которой является плоскость, соединяющая две точки аннигиляции. Получаем: часть области сгущения свободной энергии позади точки аннигиляции частицы попадает в зону действия сил притяжения другой частицы. Которая «съедает» эту часть. Результат: уменьшение количества энергии сгущения позади общей точки аннигиляции. Соответственно – и падение сил отталкивания. Таким образом, сила отталкивания парной структуры из элементарных частиц – атома дейтерия – меньше суммы сил отталкивания двух элементарных частиц.

Такие закономерности соотношения сил притяжения и отталкивания точки аннигиляции играют главную роль в построении атомов химических элементов.

Коллапс

Если точка аннигиляции свернет «n» количества энергии, то из окружающего пространства к ней подойдет количество энергии, равное этой величине «n». Это следует из законов аннигиляции. Далее: поскольку с передней полусферы движения всегда будет сворачиваться больше энергии, чем с задней полусферы движения, то в сгущении остается количество энергии, пропорциональное скорости «V» поступательного движения точки аннигиляции. Причем, чем выше скорость поступательного движения точки аннигиляции, тем больше свободной энергии концентрируется позади нее.

Но когда скорость поступательного движения точки аннигиляции сравняется со скоростью света, произойдет коллапс :

по достижении точкой аннигиляции скорости света, прекращается наращивание скорости поступательного движения. Сгущение свободной энергии, наконец, «догоняет» свою точку аннигиляции и прекращает свое существование. Сгущение свободной энергии позади точки аннигиляции существует именно вследствие непрерывного наращивания скорости поступательного движения. Получаем, что сила, создающая сгущение свободной энергии позади точки аннигиляции, прекращает свое действие. И вся энергия этого сгущения мгновенно аннигилируется — прекращает свое существование

Явление мгновенного сворачивания свободной энергии сгущения позади точки аннигиляции, в момент достижения этой точкой аннигиляции скорости света, есть момент КОЛЛАПСА.

Когда скорости света достигает физическое тело, то исчезает область свободной энергии позади всех точек аннигиляции внутри него. Исчезают и силы отталкивания, разделяющие все элементарные частицы материи этого тела. Все элементарные частицы материи этого физического тела сливаются в единый конгломерат материи и энергии – проматерию . Именно это происходит с галактикой, когда она достигает скорости света.

В таком виде – в виде единого монолита проматерии, галактика продолжает свое путешествие в пространстве вселенной на высшей скорости поступательного движения во вселенной – скорости света.

Природа сил притяжения и отталкивания, рассмотренные в данной статье, объясняет не только гравитацию, но и слабые взаимодействия, и ядерные взаимодействия, и химические взаимодействия, и электричество, и магнетизм, и принципы построения атомов, молекул, физических тел, и самой галактики. Что напрочь отметает наличие «физических полей взаимодействия», на существовании которых построена господствующая концепция мироздания. Это мы рассмотрим в следующих статьях.

Квантовая механика предсказывает, что на расстояниях порядка нанометра между телами должна наблюдаться сила притяжения. Такое явление называют эффектом Казимира, и его существование подтверждено экспериментально. Однако при определенных условиях притяжение тел на таких масштабах может смениться их отталкиванием. В этом случае наблюдается обобщенный эффект Казимира, или эффект Казимира-Лифшица. Группе американских ученых впервые удалось измерить силу такого отталкивания между телами на больших (по меркам наномира) расстояниях, и полученные данные хорошо согласуется с теорией. Результаты эксперимента, вероятно, могут быть использованы для создания нано- и микромеханизмов с очень маленькой силой трения между деталями.

Оказывается, левитация объектов возможна не только благодаря сверхпроводимости (а точнее, идеальному диамагнетизму сверхпроводников, или эффекту Мейсснера), но и вследствие сугубо квантовых эффектов. Обложку одного из последних выпусков журнала Nature украшает рисунок, на котором изображен золотой шарик, зависший над кремниевой плоскостью, и такой же шарик, но уже «прилипший» к плоскости из золота (см. рис. 1). «Квантовая левитация» — гласит подпись к рисунку, а посвящен он статье американских ученых Measured long-range repulsive Casimir-Lifshitz forces (в открытом доступе статью можно посмотреть , PDF, 248 Кб). Интересно, что один из авторов этой статьи — Федерико Капассо, руководитель группы, которая занималась разработкой терагерцевого лазера, работающего при комнатной температуре (читатели «Элементов» с ним знакомы по заметке Терагерцевый лазер заработал при комнатной температуре).

И хотя словосочетание «квантовая левитация» звучит довольно устрашающе, разобраться в этом явлении не так уж и сложно. В основе «квантовой левитации» лежит эффект Казимира (см. также ), предсказанный уже более 60 лет назад голландским физиком-теоретиком Хендриком Казимиром . («Элементы» уже писали об эффекте Казимира, см.: Обнаружена ошибка в расчетах эффекта Казимира для микромеханических устройств , 28.12.2005; Эффект Казимира не может приводить к расталкиванию симметричных тел , 24.10.2006).

Изучая коллоидные растворы , Казимир пришел к выводу, что между двумя очень близко расположенными параллельными гладкими плоскостями должна возникать сила притяжения, обусловленная только квантовыми эффектами в вакууме. Под вакуумом здесь имеется в виду не пустота, где абсолютно ничего нет, а «океан» постоянно рождающихся и исчезающих виртуальных частиц, в частности фотонов электромагнитного поля. Эти частицы, хоть и виртуальные, но давление на гладкие параллельные поверхности оказывают. Так вот, выяснилось, что чем ближе расположены эти поверхности, тем меньше в зазоре между ними рождается виртуальных фотонов. Извне рождение фотонов ничем не ограничено. Получается, что количество фотонов снаружи больше, чем количество фотонов между поверхностями. Из-за такого вот неравенства давлений в итоге и получаем силу притяжения.

Казимир показал, что при нулевой температуре возникающая сила притяжения прямо пропорциональна площади взаимодействующих плоскостей и обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между ними (гравитация и электростатическое взаимодействие убывают с квадратом расстояния). И всё. Больше в формулу казимировского притяжения, за исключением фундаментальных констант (постоянная Планка и скорость света), никаких других величин не входит.

Насколько значительна данная сила? Можно рассчитать, что две пластины, расстояние между которыми составляет 10 нм, благодаря эффекту Казимира будут создавать давление, сравнимое с атмосферным. Но, увеличив расстояние между объектами в 10 раз, получим ослабление силы притяжения в 10 000 раз. Казимировское притяжение проявляется лишь в нанометровых масштабах, и при конструировании различных нано- и микромеханических устройств оно весьма нежелательно (из-за эффекта Казимира детали будут «слипаться»).

Спустя 8 лет после открытия данного явления Евгений Лифшиц выяснил, что эффект Казимира на самом деле является всего лишь проявлением ван-дер-ваальсовых, или межмолекулярных , сил, и, более того, если зазор меду поверхностями заполнить специально подобранным веществом, то притяжение между поверхностями может смениться отталкиванием. Такое обобщение эффекта Казимира получило название «эффект Казимира-Лифшица».

Качественно переход от притяжения к отталкиванию двух тел выглядит так. Предположим, что казимировское взаимодействие поверхностей с диэлектрической проницаемостью ε 1 и ε 2 происходит не в вакууме (который тоже, в принципе, можно считать диэлектриком, но с проницаемостью, равной 1), а в среде с проницаемостью ε 3 . Если выражение -(ε 1 - ε 3)(ε 2 - ε 3) меньше нуля, то наблюдаем притяжение между поверхностями. В противном случае, будет иметь место отталкивание. Такая ситуация реализуется, например, когда выполняется соотношение ε 1 > ε 3 > ε 2 .

Экспериментальное подтверждение эффекта Казимира проводилось неоднократно — сила притяжения между телами согласуется с теорией практически на 100% (в системе с двумя параллельными плоскостями, а также шаром и плоскостью). Однако публикаций с экспериментальным подтверждением эффекта Казимира-Лифшица до настоящего времени не появлялось. А потому обсуждаемая работа в Nature является первой по экспериментальной проверке такого эффекта (по крайней мере, авторы осторожно утверждают, что не знают подобных статей).

Итак, чтобы понять, насколько теория эффекта Казимира-Лифшица согласуется с экспериментом, ученые изучали вначале взаимодействие полистирольного шарика диаметром почти 40 микрон, покрытого золотой пленкой, с зафиксированной кремниевой пластиной (см. рис. 2), а затем взаимодействие того же шарика с золотой пластиной.

Пространство между шариком и пластиной заполнялось жидкостью — бромбензолом . Перемещение шарика, прикрепленного к кантилеверу атомно-силового микроскопа, контролировалось с помощью системы из суперлюминесцентного диода («почти что» лазер) и специального детектора (см. рис. 3).

Необычность такого набора веществ объясняется тем, что целью авторов исследования было наблюдение именно отталкивания тел, а для этого необходимо было подобрать диэлектрические проницаемости таким образом, чтобы выражение -(ε 1 - ε 3)(ε 2 - ε 3) было больше нуля. Ну а упомянутое выше золотое напыление на шарик необходимо для наблюдения «обычного» эффекта Казимира: когда ε 1 = ε 2 и соотношение диэлектрических проницаемостей становится положительным, шарик притягивается к плоскости.

Результаты измерений силы Казимира-Лифшица, действующей в системе «шарик — кремниевая пластина» и «шарик — золотая пластина», показаны на рис. 4. Изменение силы отталкивания между золотым шариком и кремниевой пластиной показано на рис. 4a синей кривой, а изменение силы притяжения между тем же шариком, но уже золотой пластиной, — желтой кривой.

Как и ожидалось, проведенные измерения силы Казимира-Лифшица в пределах погрешностей согласуются с теорией: сила притяжения, как и сила отталкивания, быстро убывает с увеличением расстояния между телами. Это отражено в виде графиков на рис. 4b и 4c, на которых набор экспериментальных данных показан синими и желтыми квадратиками и кругами, равномерно распределенными по обе стороны от соответственно сплошных линий такого же цвета, рассчитанных согласно теории Казимира-Лифшица.

Может возникнуть вопрос, почему измерения проводились не для двух параллельных плоскостей? Дело в том, что сделать две большие плоскости на нанометровых расстояниях параллельными технологически сложно.

В процессе измерения силы Казимира-Лифшица между шариком и плоскостью экспериментаторы столкнулись с еще одной проблемой. Система не является статической, поскольку вследствие отталкивания или притяжения шарик движется в жидкости с некоторой скоростью, а значит, неизбежно возникнет сила вязкого трения, направленная в противоположную сторону от направления перемещения шарика и пропорциональная скорости его движения. Получается, что сила вязкого трения препятствует «чистому» измерению эффекта Казимира-Лифшица, поэтому необходимо понять, насколько значительное возмущение оказывает вязкость на эксперимент, а после этого откалибровать саму экспериментальную установку с учетом силы вязкости.

Авторы ссылаются на свою предыдущую работу Precision measurement of the Casimir-Lifshitz force in a fluid (в открытом доступе статью можно посмотреть , PDF, 163 Кб) в журнале Physical Review A , в которой проводились подобные измерения, только в качестве жидкости, заполнявшей пространство между золотым шариком и золотой плоскостью (то есть ε 1 = ε 2 , а значит, измерялась только сила притяжения), был этанол, чья вязкость практически такая же, как и у бромбензола. В этих экспериментах ученые выяснили, что при скорости движения шарика 45 нм/с в этаноле сила вязкости составляла 12 пиконьютонов (пико = 10 -12).

Как видно из графиков на рис. 4, сила отталкивания между телами может достигать 150 пН, а потому какого-либо влияния вязкость жидкости при конструировании вышеупомянутых нано- и микромеханических устройств оказывать не должна. Сила Казимира-Лифшица на очень близких расстояниях просто на порядок больше силы вязкого трения.

Таким образом, эксперимент по измерению эффекта Казимира-Лифшица указывает на то, что, разделив два объекта на расстояниях порядка 10-100 нм специально подобранной жидкостью, возможно наблюдать зависание, или левитацию одного из них над другим (см. рис. 1). Возможно, что в недалекой перспективе это позволит создавать нано- и микромеханизмы с очень малой силой трения и отсутствием «слипания» между деталями таких устройств.

1. Постановка вопроса.

Великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи проводил опыты, которыми удивлял своих учеников: он таскал по полу, то плотно свитую веревку, то ту же веревку во всю длину.

Он смог установить, что “каждым тяжелым телом побеждается сопротивление трения весу, равное четвертой части этого веса”.

На уроке мы проверили это утверждение (данные представлены ниже). Кроме этого мы обнаружили “белое пятно” в изложении материала в учебнике. В каждом опыте стрелка динамометра “рвалась вперед” в момент начала движения, обнаруживая максимальную силу сопротивления, большую, чем сила трения скольжения. Почему так происходит? Какова природа этого “избытка”? Мы решили разобраться с этим вопросом.

2. Общие вопросы о трении.

Любое движение окружающих нас тел сопровождается сопротивлением. Даже больше – сопротивление необходимо для начала движения и изменения скорости. Например: останавливается автомобиль, у которого водитель отключил двигатель; останавливается после многих колебаний маятник; медленно погружается в банку с маслом брошенный туда маленький металлический шарик; стираются подошвы обуви и шины машин; изнашиваются детали трущихся механизмов. Все это и многое другое вызвано действием сил сопротивления.

Французский физик Гильом пишет: “Всем нам случалось выходить в гололедицу; сколько усилий стоило нам удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что обычно земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся по возможности устранить его в машинах – и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, - однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно даёт нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол, что стол будет скользить, пока не упрётся в угол, а перо выскальзывать из пальцев".

3. Трение скольжения.

Поверхность твёрдого тела обладает неровностями. Даже у хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны “бугорки” и “впадинки”. При сжатии тел соприкосновение происходит только в самых высоких местах и площадь реального контакта значительно меньше общей площади соприкасающихся поверхностей. Давление в местах соприкосновения может быть очень большим, возникает деформация. При этом площадь контакта увеличивается, а давление падает. Так продолжается до тех пор, пока давление не достигнет определённого значения, при котором дальнейшая деформация прекращается. Поэтому площадь фактического контакта оказывается пропорциональной сжимающей силе.

В месте контакта действуют силы упругости, возникающие при деформации “бугорков”. Эти силы направлены против движения, и именно они препятствуют движению тела. К такому мнению приводит мысленный эксперимент в космическом корабле. В невесомости любое тело можно поднять лёгким движением, т.е. сил сопротивления для неподвижно лежащих предметов там нет (ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИЛ ПРИТЯЖЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИ НУЛЕВОЕ). Силы сопротивления появляются, если к телу приложить некоторою силу. В результате такого действия тело и поверхность деформируются – появляются силы сопротивления (ИХ ПРИРОДА - ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА ОТТАЛКИВАНИЯ). Т.о. силы притяжения на механизме сопротивления практически не сказываются. Они влияют на целостность тела. Очевидно, что при молекулярной шлифовке, можно добиться полного соединения двух частей в единое целое. А это к трению отношения не имеет, это скорее вопрос для изучения сопротивления материалов. Аналогична ситуация с пластилином. Два кусочка при слабом соединении деформируются, но их можно снова разделить. А если нажать посильнее, то два кусочка станут единым целым. Эта модель сил сопротивления, по-видимому, близка к реальной ситуации в металлах.

Первоначально нашей задачей было определение сил трения скольжения. Для нашего эксперимента была собрана следующая установка.

1 2 3 4 5
F тяж., Н 20 25 30 35 40
F тр. ск., Н 4,5 5,5 7,0 8,5 9,5
F тяж./F тр. ск. 4,4 4,5 4,3 4,1 4,2

Наш опыт подтвердил утверждение Леонардо да Винчи, что “каждым тяжелым телом побеждается сопротивление трения весу, равное четвертой части этого веса”.

Сила трения скольжения зависит не только от свойств поверхностей и силы давления, но и от скорости движения.

4. Сила трения покоя (сила сопротивления).

Силу, которая противодействует первоначальному сдвигу предмета, называют силой трения покоя. Хотя нагляднее её называть силой сопротивления. Например, моей попытке сдвинуть гору мешает сила сопротивления. А попробуйте сказать, что сдвинуть гору вам мешает сила трения покоя? По-моему будет звучать нелепо. Ведь о газах говорят правильно – сопротивление газов. Однако оставим вопросы терминологии…

Именно сила сопротивления является необходимым условием для изменения скорости тела, т.е. для начала движения или для начала торможения. Это как необходимость воздуха для дыхания (условие необходимое, но не достаточное). В процессе движения мы толкаем Землю, а она толкает нас.

Если приложенная сила не достаточно велика, то сила сопротивления её уравновешивает. Затем сила сопротивления достигает своего максимума, и тело начинает движение, т.е.

F сопротивления макс. > F тр. скольжения.

Мы решили выяснить величину этого “избытка”: F= F сопротивления макс. - F тр. скольжения.

Предполагалось, что эта величина увеличивается пропорционально силе тяжести, как и сила трения скольжения. Результат оказался иным.

1 2 3 4 5
F тяж., Н 20 25 30 35 40
F сопр. макс., Н 6,5 8 10 12,5 17
F тр. ск., Н 4,5 5,5 7 8,5 9,5
F сопр. макс.- F тр. ск. 2,0 2,5 3,0 4,0 7,5

Почему же это происходит? Учебники, если и указывают на такую зависимость, то не объясняют её. Мы решили выяснить, как же зависит максимальная сила сопротивления от силы тяжести. Мы предполагали получить прямолинейный график, однако получилась ветвь параболы, которая при некотором значении силы тяжести резко уходит вверх. Наша версия: чем больше вес тела, тем глубже он “тонет” в поверхности стола. При малом погружении, его ещё можно выдернуть, и дальше он будет двигаться под действием меньшей силы, так как инерция не позволит ему снова “потонуть”. Тело будет скользить не проваливаясь, как движется человек на водных лыжах за катером.

При глубоком “погружении” никакая горизонтальная сила не сможет выдернуть тело. И это уже не трение, а сцепление. Аналогия с бороной помогла разобраться в этом вопросе.

Если на борону положить груз, то она полностью погрузится в землю и тащить её горизонтально , вспарывая землю на большую глубину, будет просто невозможно. И, видимо, речь будет идти уже не о трении, а о сопротивлении материалов (система борона-земля, как единое тело).

Вспомним детский конструктор.

Сцепление частей конструктора похоже на забитые гвозди и горизонтальная сила не может разрушить соединение, не ломая частей конструктора.

Пройдите босиком по влажному песку, и вы увидите, что следы – это одни часть конструктора, а наши ступни – другая. Протекторы нужны для создания механического сцепления, т.е. для увеличения силы сопротивления. Понятие “сила сопротивления” всеобъемлюще. Трение – это понятие, справедливое только для относительно гладких поверхностей и которое находится между МЕХАНИЧЕСКИМ СЦЕПЛЕНИЕМ и ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ СИЛАМИ ПРИТЯЖЕНИЯ, которые скрепляют тела. Мы же привыкли работать с крайними вариантами упрощений: пластичная и абсолютно упругая деформация, абсолютно чёрное тело и зеркальное отражение, идеальный газ. Трение – это своего рода полупроводник, занимающий среднюю нишу, но чрезвычайно важный. Какой величины должны быть бугорки и впадинки, чтобы говорить о трении, а не механическом сцеплении? Может быть, поэтому такие разные результаты получали знаменитые учёные, которые изучали трение?

5. Заключение.

Вопрос для дальнейшей работы: какую силу нужно приложить, чтобы тело можно было поднять с горизонтальной поверхности? С одной стороны будет действовать сила тяжести и электромагнитное притяжение, а с другой стороны сила, приложенная против силы тяжести. Так мы выясним, насколько значимы силы притяжения. Или ими можно пренебрегать (в конкретных задачах) и оставлять для рассмотрения только силы отталкивания, как мы отбрасываем из рассмотрения взаимодействие молекул при изучении идеального газа. Все мои разработки можно найти на школьном сайте zabalkin.narod.ru

Если обе частицы обладают Полями Отталкивания и их величина одинакова, то обе они будут одновременно и отталкивающими, и отталкиваемыми. И обе будут отдаляться друг от друга с одинаковой скоростью.

МЕХАНИЗМ АНТИГРАВИТАЦИИ (ОТТАЛКИВАНИЯ)

Частица с Полем Притяжения – причина возникновения в окружающих ее частицах Силы Притяжения. А как же быть с частицами, формирующими в эфирном поле Поля Отталкивания? Они ведь не вызывают Силы Притяжения. Нет, любая частица с Полем Отталкивания – причина возникновения в окружающих ее частицах Силы Отталкивания.

Сила Отталкивания , возникающая в какой-либо частице – это эфирный поток, заставляющий Эфир частицы отдаляться от возникающего в эфирном поле избытка Эфира. Избыток Эфира всегда формируется частицей с Полем Отталкивания.

В разделе физики, посвященном электромагнетизму, Силы Отталкивания существуют наравне с Силами Притяжения. Однако в электромагнетизме отталкиваются и притягиваются не тела, а заряженные частицы, т.е. не существует связи с гравитацией. А ведь если бы антигравитация (отталкивание) была бы признана учеными, и не просто признана, а в качестве антипода гравитации, все стало бы на свои места. Электромагнетизм предстал бы в сознании ученых не чем иным, как гравитационно-антигравитационным взаимодействием . А положительный и отрицательный заряды превратились бы в массу и антимассу. И все. Так был бы сделан первый шаг в направлении «Великого Объединения» четырех взаимодействий .

В реальных условиях источник Поля Отталкивания (частица, химический элемент или скопление химических элементов) может заслоняться свободными частицами или химическими элементами (телами, средами). Поля Притяжения и Поля Отталкивания экранирующих объектов изменяют величину Силы Отталкивания в исследуемом объекте.

Заслоняющие частицы с Полями Отталкивания сами являются причинами Сил Отталкивания. И эти Силы Отталкивания следует суммировать с Силой Отталкивания того объекта, влияние которого мы исследуем.

Экранирующие частицы с Полями Притяжения являются причинами Сил Притяжения. И эти Силы Притяжения следует вычесть из Силы Отталкивания, которую мы исследуем.

Теперь несколько слов об особенностях отталкивания частиц с разной величиной Полей Отталкивания.

Если обе взаимодействующие частицы имеют Поля Отталкивания, причем разной величины, тогда отталкивающей будет частица с большим Полем, а отталкиваемой – частица с меньшим Полем. Т.е. частица с меньшим Полем Отталкивания будет отдаляться от частицы с большим Полем, а не наоборот. Пусть это будет называться Правилом Подчинения Доминантной Силе Отталкивания.



В том случае, если только одна из частиц имеет Поле Отталкивания, а вторая характеризуется Полем Притяжения, тогда отталкивающей будет только частица Ян . Инь всегда будет только отталкиваемой.

Как вы видите, все по аналогии с Силой Притяжения, только наоборот.

Механизм антигравитации (отталкивания) полностью противоположен механизму гравитации (притяжения).

Одна из двух частиц, участвующих в антигравитационном взаимодействии, обязательно должна иметь Поле Отталкивания. В противном случае уже нельзя вести речь об антигравитационном взаимодействии.

Мы сравнивали процесс притяжения со сматыванием «клубка». Если провести аналогию с механизмом гравитации, тогда процесс отталкивания – это разматывание «клубка». Частица с Полем Отталкивания – это «клубок». Испускание ею Эфира – это разматывание «нити» (Эфира). Частица с Полем Отталкивания, разматывая «нить» (испуская Эфир), увеличивает расстояние между собой и окружающими частицами, т.е. отталкивает, отдаляет их от себя. При этом Эфир в частицах с Полями Отталкивания не иссякает. Частицы не прекращают его испускать.

Из двух частиц, участвующих в процессе антигравитации, та, что обладает Полем Отталкивания, будет отталкивающей. А вторая частица, соответственно, будет отталкиваемой. Отталкиваемой может быть частица любого качества – как с Полем Отталкивания, так и с Полем Притяжения. В том случае, если обе частицы обладают Полями Отталкивания, каждая из них будет одновременно играть роль как отталкивающей, так и отталкиваемой.

Механизм отталкивания основан на втором принципе Закона действия Сил – «Природа не терпит избытка ». Эфир, заполняющий силовой центр частицы, а вместе с ним и сам силовой центр частицы отдаляются от избытка Эфира, возникающего в том месте эфирного поля, где располагается объект, обладающий Полем Отталкивания, т.е. тот, у которого количество творимого Эфира преобладает над количеством исчезающего.

Эфирный поток, заставляющий Эфир отталкиваемой частицы отдаляться от избытка Эфира, т.е. от объекта с Полем Отталкивания, называется «Силой Отталкивания ».

Естественно, что в отличие от процесса притяжения никакой связи между отталкивающимися частицами не образуется. Напротив, ни о какой связи между частицами здесь не может быть и речи. Допустим, две частицы были гравитационно связаны. Но в результате трансформации одна из них или сразу обе поменяли Поле Притяжения на Поле Отталкивания. Сразу же вступает в действие механизм антигравитации, и частицы отталкиваются друг от друга, т.е. связь разрывается.

Величина Силы Отталкивания зависит от тех же трех факторов, что и величина Силы Притяжения:

1)от величины Поля Отталкивания частицы (химического элемента или тела), служащей причиной Силы Отталкивания;

2)от расстояния между источником Поля Отталкивания и исследуемой частицей;

3)от качества отталкиваемой частицы.

Давайте рассмотрим влияние всех этих факторов.

1)Величина Поля Отталкивания объекта – причины Силы Отталкивания.

Величина Поля Отталкивания частицы – это скорость поглощения Эфира ее поверхностью. Соответственно, чем с большей скоростью поглощает частица Эфир, тем больше будет величина Силы Отталкивания, вызываемой этой частицей в исследуемой частице.

2)Расстояние между источником Поля Отталкивания и исследуемой частицей.

Объяснение зависимости величины Силы Отталкивания от расстояния аналогично описанию причины, по которой зависит от расстояния Сила Притяжения.

Элементарная частица – это сфера, и если отдаляться от нее, то объем пространства, окружающего частицу, будет концентрически возрастать. Соответственно, чем дальше от частицы, тем больше становится объем Эфира, окружающего частицу. Каждая частица с Полем Отталкивания испускает Эфир в окружающее эфирное поле с определенной скоростью. Скорость испускания частицей Эфира – это и есть изначально присущая этой частице величина Поля Отталкивания. Однако чем дальше от частицы, тем больший объем Эфира ее будет окружать. Соответственно, чем дальше от частицы, тем меньше будет скорость, с которой Эфир будет отдаляться от данной частицы (т.е. тем меньше будет скорость эфирного потока) – т.е. тем меньше будет величина Поля Отталкивания. Таким образом, мы говорим, во-первых, об изначально присущей частице величине Поля Отталкивания, а во-вторых, о величине Поля Отталкивания на определенном расстоянии от частицы.

Жидкость Леннард-Джонса между двумя инертными стенками, а - Зависимость приведенной плотности от расстояния между стенками для трех значений приведенной температуры. б - Усиление притяжения вследствие понижения плотности. В подходе Гамакера при расчете притяжения ^ham плотность в зазоре принимается постоянной и равной объемной плотности

Осцилляторные силы обнаруживаются также в среде линейных алканов, но они не проявляются в среде разветвленных алканов. Подобные силы зарегистрированы между поверхностями слюды в водных растворах, но в этом случае обнаружен более короткий период осцилляции по сравнению с ОМЦТС, что объясняется разницей молекулярных размеров воды и ОМЦТС.

Гидратные силы отталкивания

Легко представить, что заряженная поверхность или поверхность, несущая противоположные заряды, при погружении в водный раствор будет связывать один или несколько слоев молекул воды, гидратирующих поверхность таким же образом, как растворенный ион формирует гидратную оболочку. Приведение таких поверхностей в контакт вызывает их дегидратацию. Можно предположить, что в результате возникают гидратные силы отталкивания.

Осцилляторные силы между поверхностями слюды в инертной силиконовой жидкости, диаметр молекул ОМЦТС составляет ~9 A

Силы, действующие между поверхностями слюды в среде линейного и разветвленного алканов

Было обнаружено очень сильное, короткодействующее взаимодействие между липидными бислоями. Расстояния, на которых проявляется это взаимодействие, лежат в диапазоне 10-30 А. Отталкивание экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния между липидным монослоями. Для измерения соответствующей силы была использована методика, основанная на измерении осмотического давления. Аналогичным образом методом измерения поверхностных сил с помощью специального прибора были измерены силы отталкивания между поверхностями слюды. Гидратные силы отталкивания, по-видимому, действуют как между нейтральными, так и между заряженными поверхностями. Несмотря на то что поверхности слюды жесткие, а би-слойные структуры - гибкие, оба исследования дали удивительно хорошо согласующиеся результаты. Отталкивание между поверхностями слюды наблюдалось и в других жидких средах.

Проведенные эксперименты привели к интенсивным поискам теоретической интерпретации результатов. Одной из причин отталкивания предложено считать структурную поляризацию или поляризацию водородных связей на поверхности. В случае липидных бислоев механизм отталкивания может быть обусловлен возможностью волнообразных деформаций и взаимодействием отображения заряда. Недавно было высказано предположение, что липиды "выдавливаются" в растворитель; при сближении поверхностей возможность образования выступов уменьшается, что приводит к появлению отталкивания. Этот механизм близок к идее отталкивания из-за волнистости. Разница заключается главным образом в масштабе флуктуации. Исходная модель основана на "волнистости" с большой длиной волны, тогда как модель "выступов" справедлива на расстояниях, сопоставимых с молекулярными размерами.

Гидратные силы отталкивания между поверхностями слюды в растворе электролита. Следует отметить, что отталкивание возникает только при концентрации соли > 1мМ.

Моделирование методом Монте-Карло обнаружило короткодействующие силы отталкивания даже для идеально гладких поверхностей. Необходимо сказать, что как гидратные силы отталкивания, так и гидрофобное притяжение, которое описано ниже, можно достаточно просто моделировать, варьируя силу взаимодействия между растворителем и поверхностью. Сильное притяжение растворитель-поверхность автоматически приводит к появлению силы отталкивания поверхность-поверхность. Если поверхности инертны, т.е. нет сил притяжения между поверхностью и растворителем, то между поверхностями действует сольватационное притяжение. В обоих случаях взаимодействие ограничено расстояниями менее 100 А.

Гидратные силы отталкивания и гидрофобное притяжение для смачиваемой и несмачиваемой стенок соответственно. Теоретические данные получены из обобщенной теории Ван дер Ваальса

Гидрофобное притяжение

Накоплено множество результатов измерений силы, действующей между гидрофобными поверхностями. Обычно для исследований используют поверхности слюды, модифицированные монослоями углеводородных или фторированных групп, обращенных к воде. Эти исследования привели к неожиданному результату: было обнаружено, что между такими поверхностями сила притяжения действует на больших расстояниях. Притяжение распространяется на сотни ангстрем. При этом притяжение нельзя объяснить силами Ван дер Ваальса в рамках подхода Гамакера. Кроме того, на него практически не влияют добавки солей. Экспериментально наблюдаемое дальнодействие невозможно объяснить аналогично тому же типу гидрофобного взаимодействия, с которым мы встречались, например, при взаимодействии двух атомов неона в воде. Хотя принято считать, что "обычное" гидрофобное взаимодействие проявляется только на близких расстояниях, реально его величина может увеличиваться по механизму уменьшения плотности.

Считается, что гидрофобное притяжение ответственно за быструю коагуляцию гидрофобных частиц в воде и играет важную роль в фолдинге белков. Однако, как и в случае гидратных сил отталкивания, теоретические разработки гидрофобных взаимодействий практически отсутствуют. Одним из возможных механизмов, способных обеспечить притяжение, может быть образование полостей, т.е. маленьких пузырьков газа, на гидрофобизованной поверхности слюды. В зависимости от условий такая кавитация вызывает увеличение силы отталкивания или притяжения. Другая возможная причина притяжения между гидрофобизованными поверхностями заключается в том, что поверхности локально не нейтральны и корреляция между положительно и отрицательно заряженными участками вызывает притяжение.

Силы деплеции

Для кристаллизации белков обычно используют полиэтиленоксид. Считается, что ПЭО вызывает силу деплеции между макромолекулами белка. Другими словами, ПЭО не может проникать в пространство между молекулами белка из-за очень сильного ограничения конформационной свободы полимерных цепей ПЭО. Накапливаясь в растворе, ПЭО создает осмотическое давление, действующее на молекулы белка. Это очень интересный механизм, в том смысле, что вводимый полимер влияет на взаимодействие между коллоидными частицами, не находясь между ними! Диапазон сил притяжения деплеции по порядку величины совпадает с радиусом инерции полимерной молекулы. Для идеального полимера радиус инерции равен г1/2, где r - степень полимеризации.

Иногда на больших расстояниях до проявления сил притяжения деплеции появляются силы отталкивания. Это явление часто называют деплеционным отталкиванием. И притяжение, и отталкивание этой природы наблюдались экспериментально и описаны теоретически.