Физика глазами системотехника или дорогой Декарта.

ГЛАВА 3

 ЭФИР И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Увы, таково свойство познания, что  осознание

 факта всегда отстаёт от его новизны.

И. Ньютон

При подаче на вход "чёрного ящика" возмущающего воздействия реакция на его выходе в реальных физических системах происходит не мгновенно, а по определённой временной характеристике. Например, образование воронок на поверхности воды за веслом байдарки связано с тем, что дополнительная энергия передаваемая гребцом воде не может моментально распределиться по всему водоёму. Образуется вихревое движение воды, где концентрируется сообщённая воде энергия и, по мере выравнивания энергии в водоёме, происходит распад вихря. Энергетически процесс перехода, от поступательного к вращательному движению, можно записать в следующем виде;

mV²=Jω² (3.1)

где   V- скорость   прямолинейного   движения   жидкости   массой  m, несущей избыточную энергию; ω- угловая скорость вращения жидкости массой mобладающей моментом инерции J = mR²; R-радиус вихря; Следует более подробно рассмотреть механизм образования вихря, так как   он   является основополагающим   механизмом   рождения   структур весомой материи. Движение потока жидкости, как известно, приводит к перераспределению статических и динамических давлений в потоке. Увеличение  скорости   потока  приводит   к  уменьшению   статического давления внутри него, уменьшению сечения потока и ещё большему росту   его   скорости. Внешнее   давление среды,   в   которой движется поток, играет   роль   ускорителя   частиц потока,    и    в    передаточной функции процесса выполняет задачу положительной обратной связи. За счёт уплотнения  среды  перед движущимся  потоком происходит рост сопротивления потоку (отрицательная обратная связь). При критической плотности среды произойдёт изменение траектории движения потока и его локализация в замкнутом объёме.

Из описания механизма образования вихря вытекает одно важное следствие для понимания некорректности второго начала термодинамики. Действительно, если поток эфира обладает кинетической энергией, то статическое давление, окружающего поток эфира, локализует и концентрирует кинетическую энергию потока в определённом объёме. То есть, весомая материя является аккумулятором кинетической энергии, а внешнее давление эфира, как бы, оболочкой этого аккумулятора. Отличие структур весомой материи заключается в количестве кинетической энергии заключённой в единице объёма. Во втором начале термодинамики разграничение между кинетической и потенциальной энергией отсутствует, и механизм перераспределения энергии описан в рамках линейной системы (газ при нормальном давлении) методами теории вероятности. В случае нелинейной системы и структурированных потоков второе начало термодинамики перестаёт "работать".

Если речь ведётся об образовании весомой материи и плотности упаковки энергии, то никогда не следует забывать, что носителем энергии является эфир и что в данном объёме находится п амеров эфира массой m, имеющих среднюю скорость движения v. Следовательно, в природе существует механизм, производящий концентрацию энергии и вероятность развития процессов в природе зависит от условий внешней среды и структурированности материи в данном объёме. Процесс может происходить как в направлении усложнения структур, так и в направлении их упрощения.

Процесс зарождения и распада вихря, в общем виде, можно описать формулой переходного процесса, в основе которой лежит экспонента:

где A(t) - текущее значение величины (энергия, геометрический параметр и так далее); А - начальное значение величины; i - постоянная времени переходного процесса; к- физическая константа присущая данному процессу;

Время переходного процесса, в данном случае, складывается из времени образования вихря и времени его распада.

Исследованию временных характеристик или переходных процессов в теории автоматического регулирования уделяется большое внимание. По временной характеристике можно судить об устойчивости системы к возмущающим факторам и характере развития процесса, что применительно к физическим процессам является необходимым инструментом анализа. Наблюдения за природой позволяют утверждать, что прямолинейное движение в реальном физическом мире, является неустойчивым, и в большой степени зависит от 

скорости движения. При больших скоростях движения существенное влияние оказывает вязкость среды (вода, воздух, эфир и т.д.), что приводит прямолинейное движение к гармоническому (меандры рек, дорожка Кармана и т.д.) или вращательному движению (вихри), обладающих большей устойчивостью. В современной физике анализ переходных процессов часто отсутствует и это обстоятельство не даёт возможности составить единую картину мира. Например, первое уравнение Максвелла, учитывающее влияние изменения тока в проводнике на окружающее проводник орле, записывается как 

             (3.3)

В правой части его имеется две плотности тока: плотность тока  проводимости

   и    плотность тока электрического смещения , зависящая от 

скорости изменения плотности тока  и диэлектрической проницаемости среды . При математическом описании данного процесса следует обратить внимание, что выражение плотности тока , являясь изменяющейся величиной, должно записываться первой производной по времени и отражать скорость изменения тока. Плотность тока смещения или изменение напряжённости электрического поля зависит от изменения плотности тока и должна записываться второй производной по времени. Согласно правилам векторного анализа, rot является функцией координат и вообще не отражает временных характеристик поля. То есть, первое уравнение Максвелла, фактически, является статическим, и проводить по нему инженерные расчёты ряда задач является трудной задачей. По этой причине радиоинженеры в практических расчётах используют эмпирические данные, и геометрические методы расчёта в условиях стационарных полей (метод электрических сеток, метод конформных отображений и т.д.). Статическими уравнениями являются и прочие уравнения Максвелла, так же не отражающих динамику переходных процессов.

Ещё одна трудность в практическом использовании уравнений Максвелла заключается' в невозможности установления причинно-следственной связи между движением зарядов и образованием электрических полей. Уравнения не раскрывают механизма образования поля, а дают лишь количественное соотношение плотности заряда и напряжённости магнитного поля. В связи с этим появилась необходимость разработки новой физической модели на основании наглядных, качественных, геометрических методов, от которых можно перейти к алгебраическому количественному описанию. Основой для создания новой физической модели является представление    полей    и весомой материи движущимся    эфиром. Два основных типа движения, предложенные Аристотелем, сегодня необходимо дополнить третьим типом движения - диффузионным. Диффузионная форма движения обеспечивает три вида движения: перенос плотности, перенос количества движения и перенос энергии. В переходных процессах, с учётом диффузионной формы движения, при изменении внешних воздействующих факторов (давление, температура, циркуляция), изменяются физические характеристики сред и, как бы, открывается окно в новый мир материалов и явлений. Так, обычная вода, при сравнительно небольшом давлении в 6·10⁷ Па с последующим освобождением от него меняет свои физические свойства и начинает кипеть при + 200°С, приобретая механическую прочность, и такую воду можно слегка растягивать, создавая в ней отрицательные напряжения. При давлении свыше 6,38·10⁸Па вода превращается в «горячий лёд» с высокой положительной температурой замерзания, достигающей при 20-10⁸Па t = + 76°C. Исследуя поведение эфира в переходном процессе, с учётом наличия диффузионного движения, можно так же предположить изменение его физических характеристик. Деформация или уплотнение эфира, к примеру, может дать объяснение образованию Солнечной системы. 

Рассмотрим одну известную задачу из теории сопротивления материалов. Некий брус АВСД толщиной а, подвергается изгибной нагрузке (рис.3.1). Как известно из курса сопротивления материалов, при изгибе бруса вдоль оси О₁ на расстоянии а/2 от краёв бруса возникает наибольшее касательное напряжение т, достигающее при τ_кр предела прочности, при котором происходит расслоение бруса на два самостоятельных: АВСЮ, и О₁С₁СД.

Дальнейший изгиб бруса О₁С₁СД приводит к возникновению т кр на оси О₂О₂ на расстоянии а/4 от краёв бруса О₁С₁СД. Последующий изгиб брусьев приведёт к дальнейшему последовательному расслоению внутренних, вновь образовавшихся, брусков, отвечающих следующему математическому ряду:

R = а/2¹ + а/2² + … + а/2^п + R_o. (3.4) 

где Ro - остаточный член ряда. 

Полученная последовательность отвечает правилу Тициуса-Боде для приближённого вычисления расстояний планет от Солнца. Последовательность впервые была предложена И.Тициусом в 1766 году и рассматривалась лишь как удобная эмпирическая формула не несущая за собой никакого физического смысла.

Для вычисления расстояния от Солнца до планет правило Тициуса-Боде можно записать в следующем виде:

Rⁿ = (г₀ + а/2ⁿ )·к              (3.5)

где  R_n - расстояние до планеты в астрономических единицах; г₀ = 4 -расстояние до Меркурия в относительных единицах; а = 384 расстояние до Плутона в относительных единицах; n -номер планеты;

к = 0,1а.е. -размерный коэффициент.

Исключением из рассмотренного правила является Нептун, который на самом деле подтверждает эту закономерность, если предположить следующее:

1.Солнечная система образовалась в результате «свёртывания» протосолнечного потока эфира, имевшего поступательное движение, в кольцевую структуру по сценарию рисунка 3.1.

2.Протосолнечный поток в переходном процессе от поступательного к вращательному движению приобрёл деформационное движение, изменил физические свойства, приобретя прочностные характеристики, что определило его поведение при «свёртывании» сходное с поведением бруса при изгибных нагрузках.

3.Образование планет происходило в местах возникновения наибольшего касательного напряжения, на границах деления потока.

4.Орбита Нептуна расположена по середине между орбитами Урана и Плутона. Следовательно, Урано-Плутониевый поток («брус») при «свёртывании» расслоился в средней своей части, где и должно было возникнуть наибольшее касательное напряжение, что привело к образованию орбиты Нептуна и формированию планеты.

5.Процесс образования твёрдой материи на орбитах планет продолжается по настоящее время, о чём свидетельствует к примеру выпадение на поверхность Земли космической пыли. Радиационные пояса Земли образовались на границе расслоения околопланетного эфирного пространства и являются областью генерирования структур материи.

6.Кольца Юпитера и Сатурна являются генераторами твёрдой материи, образовавшимися в результате расслоения околопланетного пространства на отдельные кольца.

Эксперименты по исследованию искусственных вихрей показали (Л1), что линейный газовый вихрь (смерч) представляет собой трубу с уплотнёнными прочными стенками, за счёт отбрасывания газа центробежными силами к периферии вихря, и с пониженным давлением внутри трубы. Выяснилось так же, что внешнее давление атмосферы

способствует раскрутке вихря и уменьшению его радиуса. При этом потенциальная энергия давления атмосферы переходит в кинетическую энергию вращения вихря. Пограничный слой вихря, отделяющий от внешней среды, в таких условиях ведёт себя как твёрдое тело, и вихрь вращается в пограничном слое как "в подшипнике  вращения". На     8-ой  Санкт-Петербургской     международной     конференции     по интегрированным   навигационным   системам   в   2001 г.   был   заслушан сенсационный    доклад    А.С.Волжина    о    неизвестной    составляющей движения   Земли (Л9).   В   докладе   показано,   что   движение   Земли состоит     не     из     двух     основных     составляющих,     как     принято

Международным   Астрономическим    союзом     в    качестве    стандарта теории   движения,   а   из   трёх: орбитального   обращения,   суточного вращения и орбитальной обкатки (ООЗ). Составляющая движения ООЗ представляет  собой  качение  Земли  по  орбите. Доказано,   что   Земля катится    по    орбите    в    обратную    сторону    своему    орбитальному обращению вокруг оси орбитальной обкатки, которая проходит через центр масс (ЦМ) Земли перпендикулярно плоскости её орбиты. То есть Земля   имеет  две   оси   собственного   вращения,   проходящие   через eё ЦМ,   это   известная   ось   суточного   вращения   и   ось   орбитальное обкатки. Геометрический   смысл   составляющего   движения   ООЗ,   без учёта  эллиптичности  Земли   и   орбиты,   представляет  собой   качение шара по окружности. За один период орбитального обращения Земля делает один  оборот  вокруг  своего ЦМ при  качении  по  орбите.   При этом   её ЦМ проходит   расстояние,   равное   периметру   фигуры   Земля  приблизительно   40000 км),   материализуя    собой   новое   положение точки   весеннего      равноденствия   (ВР).   По      данным      наблюдения астрономов   за   100   лет   с   1900   по   2000гг.   дрейф   оси   суточного вращения   Земли   составляет    1,4833-10^-8град/час,   что   соответствует периоду вращения Земли вокруг своего ЦМ равному 2768640 лет. При такой  тенденции  движения  полюса  Земли и  противоположные  точки экватора будут меняться местами относительно  Солнца через  каждые 692160   лет,   что   приведёт   к   периодическому   изменению   климата Земли.  Открытие  ООЗ так  же даёт  объяснение  ежегодного  смещения точки ВР.

Существование орбитальной обкатки присуще не только Земле, но и Луне, и происходит по одному и тому же закону:

 (3.6)

где  - угловая скорость ООЗ вокруг своего центра масс;

r₁ - радиус сечения Земли плоскостью орбиты (r₁ =6371 км);

 - угловая скорость орбитального обращения ЦМ Земли вокруг Солнца;

R₁ - расстояние между ЦМ Солнца и ЦМ Земли (R₁ = 150-10бкм);

 Какова природа кинематики ООЗ ? Можно предположить, что движение вызвано как реликтовым отголоском эпохи, когда эфир на орбите планеты имел другие физические характеристики, так и современным состоянием физического пространства окружающего планету. В первом случае, в переходном процессе, эфир мог по своим характеристикам оказаться ближе к пластическим жидкостям, в которых, наряду с повышенной вязкостью, проявляются, так же, прочностные характеристики. Прочностные характеристики проявляются в наличии некоторого предельного напряжения сдвига, по достижению которого только и возникает текучесть среды. Одновременно, кольцевые эфирные структуры, по границам которых движутся планеты, подобно оправкам подшипника, механически воздействуют на планеты, вызывая третью составляющую движения. Подобное воздействие может существовать и в настоящую эпоху, что требует проведения исследовательских работ и основательного зондирования течений эфира, его плотности, статического и динамического давлений в Солнечной системе.

В заключение главы следует отметить, что моделирование образования твёрдой материи и описание физических взаимодействий, без учёта изменения характеристик эфира в переходных процессах, является некорректным, и требует обязательных дополнительных исследований.