Преобразование гравитационной энергии

Щербаков Александр Олегович

В первой части статьи рассматриваются процессы преобразования гравитационной энергии в другие виды энергии.

Во второй части – предлагаются гипотезы, которые можно сделать, исходя из данных, содержащихся в первой части.

1.                  Проследить преобразование гравитационной энергии на процессах, проходящих на земной поверхности весьма затруднительно, поэтому будут рассматриваться планеты нашей солнечной системы.

Гравитационное взаимодействие, в общепринятом определении, - фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все тела, имеющие массу.

Гравитационное взаимодействие осуществляется посредством взаимодействия гравитационных полей (имеющих потенциальный характер)

Далее приводятся примеры преобразования гравитационной энергии.

Обнаруженные межпланетными зондами типа Кассини явления вулканической деятельности на спутниках Юпитера и Сатурна, таких как Ио, Энцелад и Тритон являются результатом приливных воздействий, которые периодически сжимают и растягивают вещество спутников.

Здесь легко прослеживается процесс преобразования гравитационной энергии.

Гравитационная энергия планет сначала превращается в механическую – по изменению формы спутника, а затем, за счет внутреннего трения, в тепловую. Далее тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию движения нагретых вулканических масс. Поднятые над поверхностью разогретые вулканические массы охлаждаются, а это означает, что тепловая (электромагнитная) энергия рассеивается в пространстве.

Таким образом, на этом примере видно, как гравитационная энергия пройдя несколько этапов рассеивается в пространстве. А это значит, что гравитационная энергия планет должна уменьшаться.

Ввиду громадной разности масс этих планет и их спутников, заметного эффекта по снижению их гравитационного поля не обнаруживается.

Более заметные результаты должны проявиться при рассмотрении гравитационного взаимодействия системы Земля – Луна. Для упрощения расчётов будем считать, что Луна вращается вокруг центра Земли (а не вокруг общего центра масс, находящегося в пределах Земли)

Гравитационная энергия Луны преобразуется в механическую энергию морских приливов, которая далее преобразуется в другие различные виды энергии, в том числе и в электрическую на приливных электростанциях. Годовые величины энергии приливов (по разным источникам) составляют 1,5 – 3,0*10^18 дж. А это означает, что на эту величину ежегодно уменьшается гравитационная энергия Луны.

Луна удерживается на орбите при движении вокруг Земли за счет сил гравитации. Оценить затраты энергии можно используя предложенную в [1, стр.28] методику расчёта работы, которую необходимо совершить для поворота тела, движущегося под действием центростремительной силы (в нашем случае – гравитационной силы Земли)

Расчеты показывают, что для удержания Луны на орбите Земли, необходимо затратить 3*10^29 дж энергии за один оборот, а за год соответственно 45*10^29 дж.

Для сравнения приведу величину потенциальной энергии системы Земля – Луна по известной формуле:

П=G*Мз*Мл/r,

где Мз – масса Земли, Мл – масса Луны, r – расстояние до Луны, G – универсальная гравитационная постоянная. Потенциальная энергия составляет 0,8*10^29 дж, т.е. сопоставима с работой, которую необходимо выполнить по удержанию Луны на орбите вокруг Земли за один оборот.

Приведённые примеры убедительно показывают, что величины гравитационных энергий планет и их спутников в процессе их взаимодействия с течением времени должны снижаться.

Возникает вопрос, к чему приводит это уменьшение энергии гравитации?

По известной формуле Эйнштейна:

E=m*c^2

уменьшение энергии должно приводить к уменьшению массы тела.

Но таких явлений как снижение массы планет и их спутников в природе не наблюдалось (за исключением распада радиоактивных веществ).

2.                  Остаётся предположить, что гравитационная энергия планет и их спутников пополняется извне, поскольку значимых источников энергии в недрах Земли, а тем более Луны нет.

Единственным генератором в нашей солнечной системе является сама наша звезда. А планеты и все остальные материальные объекты поглощают гравитационную энергию и переизлучают её подобно атомам, переизлучающим электромагнитную энергию.

Из этого можно предположить, что гравитация не является атрибутом материи!

Далее можно предположить как закончится существование нашей солнечной системы.

После того, как наша звезда исчерпает своё топливо и превратится в железный шар, прекратится и генерация гравитационной энергии. Это приведёт к распаду как самого Солнца так и всех объектов солнечной системы. До какого уровня произойдёт распад предположить затруднительно. Возможно – это будут отдельные атомы и молекулы, которые создадут газовое облако, дрейфующее в межзвёздном пространстве, пока это облако не попадёт в область гравитационного воздействия другой звезды и тем самым начнёт насыщаться гравитационной энергией.

Далее может сформироваться другая планетарная система. И всё повторится заново!

Итак, приведённые доводы показывают:

1.                  Гравитационная энергия в процессе взаимодействия материальных объектов преобразуется в другие виды энергии и, в конечном счёте, рассеивается в мировом пространстве.

2.                  Поскольку гравитационная энергия материальных тел расходуется, то для обеспечения стабильности систем она должна восполняться, а это означает, что гравитационная энергия не создаётся материей и не является её атрибутом.

3.                  Предположительно гравитационная энергия генерируется в звёздах.

Литература

1.                  Иванов Е.М. Работа и энергия в классической механике и первый закон термодинамики. / Е.М. Иванов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. - Димитровград: ДИТУД УлГТУ, 2006. – 129 с.

Поступила в редакцию 28.10.2016 г.