Гравитациялық Өріс туралы н. И. Ильясов, М. И. Есенова, С. Е. Маханбетова



жүктеу 72.47 Kb.
Дата24.09.2017
өлшемі72.47 Kb.

ГРАВИТАЦИЯЛЫҚ ӨРІС ТУРАЛЫ
Н.И.ИЛЬЯСОВ, М.И.ЕСЕНОВА, С.Е. МАХАНБЕТОВА

Алматы қаласы, Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университеті
Аңдатпа: Ғылымда симметриялық емес құбылыстар тудыратын идеал симметриялық заңдар болады. Ғылымда, сыртқы факторлардың араласуынан емес, симметриялық шешімдердің орнықсыздығы себебінен, ассимметриялық құбылыстар тудыратын идеал симметриялық заңдар бар. Олар жасырын симметрия деп аталған. Егер, ешқандай шектеулер қойылмаса, кейбір заңдар өздігінен қайтымсыз құбылыстарды дамыту мүмкіндігіне ие екендігі анықталған. 4 іргелі өзара әсердің ішіндегі бірі (гравитациялық) өзара әсер осылай ұтымды. Соның бірі гравитациялық әсер, яғни, бүкіләлемдік тартылыс заңы. Себебі, гравитациялық жүйенің потенциалдық энергиясы оң және оның орнықты тепе-теңдік нүктесі жоқ. Еркіне жіберілген тартылыстағы екі дененің потенциалдық энергиясы бірқалыпты өсе отырып шексіздікке ұмтылады. Егер, табиғатта бір ғана өзара әсер гравитация болса, әлем қайтымсыз коллапсқа ұшыраған болар еді. Мақалада осы мәселелер туралы баяндалған.

Аннотация: В природе существует идеально-симметричные законы порождающие ассимметричные явления не из-за нарушения симметрии за счет внешних факторов, а из-за того что симметричное решение неустойчиво. Это так называемые скрытые симметрии. Некоторые законы, если не накладывать никаких ограничений, сами могут привести к нарастанию необратимых явлений. Среди 4-х фундаментальных взаимодействий, одно (гравитация) ведет себе так. Потому что гравитационная система имеет отрицательную потенциальную энергию и она не имеет точку устойчивого равновесия. В статье рассматриваются эти и другие особенности гравитационного взаймодействия.

Summary: In nature, there is a perfectly symmetrical laws generating asymmetric phenomenon is not due to symmetry breaking due to external factors, and because of the fact that the symmetric solution is unstable. This so-called hidden symmetry. Some laws, if there are no limitations, can themselves lead to an increase of irreversible phenomena. Among the 4 fundamental interactions, one (gravity) is currently the case. Because the system has a negative gravitational potential energy, and it does not have a stable equilibrium point. This article discusses these and other features of gravity cooperation.
Кілт сөздер: гравитация, симметрия, асимметрия, коллапс, орнықсыздық, деформация.

Ключевые слова: гравитация, симметрия, асимметрия, коллапс, нестабильность, деформация.

Keywords: Gravity, symmetry, asymmetry, collapse, instability, deformity.
Табиғат заңдары уақыт ығысуына қатысты симметриялы, олай болса әлемде эволюция қалай жүруі мүмкін. Макроскопиялық сипатқа ие уақыттың жүрісінен бөлек оның мәні неде? Еркіндік дәрежесі үлкен мәнге ие макроскопиялық жүйелер үшін қойылған сұраққа, Термодинамиканың екінші заңы мен Больцманның Н-теоремасы береді. Ал бастапқы шарттар ескерілмейтін қарапайым жүйелердегі өзгерістердің басты негізгі себептерін қалай бақылауға болады? Бұл үшін, алдымен ішінде орнықсыздық қаланған физикалық заңдар анықталуына еш шектеу қойылмаған жағдайда, олар өздігінен құбылыстардың артуына әкеле ме. Төрт іргелі өзара әсердің ішінде гравитациялық өзара әсер осы талаптарды қанағаттандыратыны анықталды [1].

  1. Гравитациялық жүйенің потенциалдық энергиясы барлық уақытта теріс.

  2. Екі массалары m1 және m2 тартылатын денелердің біріне-бірі жақындаған сайын потенциалдық энергиясының абсолют мәні арта отырып, теріс күйі сақталады.

  3. Потенциалдық энергиясы барлық жағдайда оң және минимумға ие орнықты тепе-теңдік нүктесі бар жүйелерден бөлек, екі тартылыстағы жүйелердің тепе-тең күйі болмайды. Еркіне жіберілген жағдайда, олардың потенциалдық энергиясы бірқалыпты өсе отырып  ұмтылады.

М1 және М2 массалардың сіңіретін кинетикалық энергиясының шегі жоқ. Олар бір-біріне жақындаған сайын жұтатын кинетикалық энергиясы да, теріс мәні де арта береді. Егер физикалық әлемде бір ғана гравитациялық әлем болса, ол қайтымсыз коллапсқа ұшырар еді, яғни, ол өте тез зор тығыздыққа дейін сығылар еді. Мысалы, массасы М және радиусы R біртекті ішкі қысымы жоқ заттан тұратын сфера коллапсқа ұшырауы үшін қанша уақыт керек? Осыны қарастырайық.

Барлық бөлшектер бір-біріне тартылады, олай болса сөйтіп сферада сығылады. Егер уақыт ол өз бетіне жіберілген яғни, сығылуы басталған мезеттен саналса, t уақыттан соң сфераның радиусы мынаған теңеледі r күш әсер етеді деп саналады. Осы кездегі оның қозғалыс теңдеуі Ньютонның 2-ші заңына сәйкес былай жазылады:



 (1)

(1) теңдеуді интегралдау мынаны береді:



 (2)

Мұнда r=R және t=0-де мына шарт орындалады: .

(2) теңдеуден

Бұдан  (3)

Егер r=0-ге теңелуге келетін уақыт Т сфераның толық коллапсқа ұшырайтын уақытын береді. (3) теңдеуді шешу жолын қарастырайық.

) =




 

Яғни, сфераның толық коллапсқа ұшырау уақыты былай анықталады:



 (4)

(4) формуланың негізінде, мысалы, Күннің коллапсқа ұшырау уақытын Т анықтауға болады.

Күннің радиусы R=6,95·108м, M=1,97·1030кг, 
Осылардан  = 30 мин


U(R)
Басқа потенциалдар орнықты тепе-теңдік

R


t
Гравитациялық потенциал
-

1-сурет. Барлық басқа потенциалдардан бөлек, гравитациялық потенциалдық тепе-теңдік нүктесі болмайды.

Есептеулерден Күннің коллапсқа ұшырау уақыты шамамен 30 минутқа созылатыны көрінеді. Сонымен, егер Күннің ішкі қысымы кенет тоқтайтын жағдайда, оның бар болғаны жарты сағатта коллапсқа ұшырайтыны шығады.

Күннің өмірінің ұзақтығын (шамамен 10 миллиард жыл) 4 іргелі физикалық өзара әсердің біріккен әрекетінің негізінде деп түсінген жөн. Олардың осы үйлесімді әрекеттерінің нәтижесінде табиғаттағы нысандардың көпшілігі жеткілікті дәрежеде ішкі қысымға ие. Бұл, өз кезегінде, нысандарға гравитациялық орнықсыздықтан туындайтын апаттарға қарсы тұруға көмектеседі.

Гравитациялық жүйелердің ішкі тепе-тең күйге ие болмайтындығы, оларды «термодинамикалық емес» жүйелердің қатарына қосады. Күнделікті тәжірибе, егер ыстық және суық денелерді бір-біріне тигізсе, оның ыстығынан суығына қарай бағытталған жылу ағыны түзіледі. Бұл процесс сол екеуінің температуралары теңелгенше жүреді. Яғни, ыстық дене қызады [2].

Астрофизик Нарликар мынадай ойша эксперимент ұсынған: ыстық жұлдыздың маңында суық жұлдыз орналасады. Олардың әрбірі екі күштің өзіндік гравитация және ішкі қысымының әсерінен тепе-теңдікте тұрсын [1].

Яғни, гравитация жұлдыздарды сығады, ал ішкі қысым оны теңгереді. Жоғарыда айтылғандай, 1-ші жұлдыздан 2-ші жұлдызға бағытталған жылу ағыны түзіледі. Сонда 1-ші жұлдыздан энергия кеткен сайын оның ішкі қысымы кемиді, сөйтіп сығыла бастайды. Ал, бұл өз кезегінде оның температурасын өсіреді. Суық жұлдызда 2 кері процесс жүреді. 1-ші жұлдыздан жылу алған сайын, оның ішкі қысымы арта бастайды да көлемін ұлғайтады, ал бұл 2-ші жұлдыздың температурасының кемуіне әкеледі. Нәтижесінде,1-ші жұлдыз бұрынғыдан да ыстық, ал 2-ші жұлдыз бұрынғыдан да суық күйлерге ауысады. Әрине, бұл нәтиже термодинамиканың 2-ші бастамасына қайшы. Мұндай орнықсыздық бастапқы ассимметрияның күшеюіне және дамуына, яғни, симметрияның бұзылуына әкеледі [3].

Гравитацияның мұхит, теңіз сулары деңгейлерінің көтерілуіне әсері, симметрияның бұзылуынан пайда болатын диссипация тудыратын, қайтымсыз құбылыстың (гравитациялық қамтып алудың) тағы бір мысалы болып табылады. Көтерілу эффектісі екі созылыңқы тұтқыр массалардың (мысалы, Жер мен Айдың) арасында энергияның индукция бойымен лездік тасымалымен байланысты.

Мысалы, екі тартылыстағы денелер идеал сфералық пішінге ие болсын және оларды арасында дифференциалдық тартылыс күштері түзілмейтіндей аса тұтқыр деп саналық. Бұл кезде денелердің бірін-бірі гравитациялық қамту процесін жүруі мүмкін емес және олар импульстің сақталу заңына сәйкес серпімді соқтығысады, өзара қайтымды әсерлеседі. Сонымен қатар, бұл денелердің спиндерінің арасында ешқандай байланыс пайда болмайды. Шындығында, идея сфералық пішінде ие денелердің өзара спинге ықпал етпейді. Олай болса, спин өзара әсерлесу процесіне қатыспайды.

Бұрыштық моменттің сақталу заңынан, денелер қозғалысының соңындағы және бастапқы кезіндегі траекторияларының арақашықтықтары тең болуы тиіс. Бұл олардың өзара әсерлерінің қайтымды сипатқа ие екендігін білдіреді. Нақты жағдайларда, нөлдік гравитациялық тұтқырлықтың болмайтындығы екі дененің арасында пластикалық деформация тудырады. Осы сызықты емес деформацияның нәтижесінде (симметрияның бұзылуы) диссипация пайда болады (серпімдідеформацияның идеал еместігі механикалық энергияның жылуға айналуына әкеледі). Бастапқыда идеал сфералық пішінге ие денелердің деформациясы серпімсіз жағдайда қайтымсыз болады.

Сонымен қатар, денелердің сфералық пішіндерден ауытқуы, олардың орбиталық және спиндік бұрыштық моменттерінің арасында байланыс түзілуіне әкеледі. Бұл бір дененің айналуы мен екінші дененің орбитасының арасында энергия және бұрыштық моменттермен алмасу жүретінін білдіреді. Бұған мұхиттарда, атмосферада, тіптен Жер қыртысында көтеруші күштер байқалатын Ай-Жер жүйесі мысал бола алады. Айдың тарту күшінің әсерінен мұхит суларының деңгейі көтеріліп және қайтып отырады. Ал, жағалауларда бұл құбылыс күштірек байқалады. Су түбіндегі немесе жағалаудағы Жер бетімен қозғалған ағысқа үйкеліс күші әсер етеді. Сөйтіп, ол энергиясын жоғалтады. Бұл энергияның көтерілген немесе қайтқан су Жердің айналу энергиясынан алады, сондықтан Жердің өз өсінен айналуы баяулайды. Жердің Айға әсері әлдеқайда күшті. Сондықтан көтеруші үйкеліс оның айналу жылдамдығын баяулатқаны сонша Ай Жерге барлық уақытта бір жағымен ғана көрінеді.

Жер-Ай жүйесіне бұрыштық моменттің сақталу заңын қолдану Айдың айналу бұрыштық моменті Жердің айналу бағытымен өсетінін көрсетеді. Байқаулардан Айдың орбитасы артып келеді. Көтеруші үйкелістің әсерінен туатын диссипация спин-орбиталық байланыстың пайда болуына әкеледі. Ал, ол Айдың Жерден қашықтауына әкелетін қайтымсыз құбылыс тудырады.


Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

  1. Николис Дж. Динамика иерархических систем. М.: Мир. 1989, 488с.

  2. Ильясов Н. Жалпы физика курсы, А. «Білім» 2003, 350 б.

  3. Современная физика в средней школе. М.: Просвещение, 1990. 288с.

Каталог: sites -> default -> files -> publications
publications -> Беткі сулардың сапасын талдау: НҰра өзені алабының мысалында
publications -> Этносаралық Үйлесімділік жүйесіндегі саяси-мәдени механизмдердің орны әлеуметтік ғылым магистрі, аға оқытушы Сыздықова С. М
publications -> Қазақ әдебиетін дәуірлеу мәселесі Темірбай Мұқашев
publications -> Спортшылардың интеллектуалдық ой өрісі және оның спорттық Қызметтегі маңыздылығы абусейтов Бекахмет Зайнидинович
publications -> Ауыл шаруашылығын дамытудың жаңа бағыттары түйін Мақалада ауыл шаруашылығын дамытудың жаңа жолы «Агробизнес 2020»
publications -> Қазақстандағы мемлекеттік-жекешелік әріптестік: құқықтық реттеу
publications -> 1 қаңтар 2012, 12: 09 Бұл дағдарысты әлем экономикасының уақытша тежелуі деп түсіну қажет 49
publications -> Қазақстандағы корей тілін оқытуда интерактивті құралдарды қолдану әдісі
publications -> Әож 378-1а оқУ Үрдісінде мультимедиялық ҚҰрылғыларды қолданудың Қажеттілігі
publications -> Үндістан-Бангладеш қарым-қатынастарының кейбір астарлары


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет