Геннадий Ершов - Как рождается гравитация

Далее мы рассмотрим еще одно очень важное свойство электромагнитных волн – это перенос ими энергии.

ЭМВ – переносчики гравитации

Казалось бы, спустя век с небольшим «таинство» электромагнитных волн, о котором говорил Герц, раскрыто полностью. ЭМВ за все эти годы исследованы по всем направлениям, но, полагаю, что от исследователей оказался скрытым еще один существенный признак, о котором пойдет речь далее.

Гравитационное поле и гравитационные волны возникают там, где имеются материальные массы. Все, что имеет массу, а масса присуща любому виду материи, испытывает гравитационное воздействие. К этому известному факту я бы добавил еще одно очень важное дополнение – материальные массы (тела) для гравитационного взаимодействия должны обладать энергией, т. е. иметь температуру выше абсолютного нуля.

Поскольку гравитационные волны как особое излучение, которое отвечало бы только за гравитационное взаимодействие, до сего времени не обнаружены, а гравитация существует, то природа возложила функции гравитации на известные физике явления, для того чтобы мы не остались невесомыми. Посмотрим, что ей для этого необходимо.

Для существования гравитационных волн требуется наличие четырех условий: 1) генератора (излучателя); 2) переносчика; 3) ретранслятора; 4) приемника.

Начнем с конца, т. е. с приемника. Здесь, я думаю, все ясно и понятно – приемниками являются все материальные тела, они же являются и ретрансляторами.

С генераторами тоже ясно: если планеты вращаются вокруг звезд, то генераторами гравитационной энергии являются те самые звезды.

Остается выяснить, что это за гравитационные волны – переносчики гравитации?

Всем понятно, что для удержания громадных планетарных масс на орбитах требуется огромная энергия. Вопрос: на какие плечи природа могла возложить это тяжкое бремя?

Мой ответ однозначен: только на электромагнитное излучение. Энергия звезд распространяется в виде фотонного, электромагнитного излучения, т. е. это излучение и переносит энергию. Да, это не открытие Америки! Но тогда, если логически продолжить мысль, электромагнитное излучение и должно отвечать за гравитацию. В природе нет другой, более мощной энергии, чтобы удерживать на орбитах огромные массы планет.

Если все ЭМВ переносят тепловую и световую энергию, то все они и должны переносить гравитацию!

Должны, но не обязаны, уточнит читатель. Или обязаны? Проверим ЭМВ на предмет задолженности и обязательства.

При распространении электромагнитных волн возникает поток электромагнитной энергии. Если выделить площадку S , ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны, то за некоторое фиксированное время Δt через нее пройдет энергия ΔW , равная:

We – электрическая составляющая энергии

Wm – магнитная составляющая энергии

υ – скорость распространения ЭМВ

Плотностью потока или интенсивностью I называют электромагнитную энергию, переносимую волной за единицу времени через поверхность единичной площади.

Поток энергии в электромагнитной волне можно задавать с помощью вектора I , направление которого совпадает с направлением распространения волны, а его модуль равен EB/μμ o . Этот вектор называют вектором Пойнтинга.

Подставляя сюда выражения для We , Wm и υ , можно получить

Поскольку переносится энергия, то электромагнитной волне должен быть присущ механический импульс. Импульс электромагнитного поля в единичном объеме выражается соотношением:

W – объемная плотность электромагнитной энергии,

с – скорость распространения ЭМВ в вакууме.

Наличие электромагнитного импульса позволяет ввести понятие электромагнитной массы. Для поля в единичном объеме

Отсюда следует

Это соотношение между массой и энергией электромагнитного поля считается универсальным законом природы. Согласно специальной теории относительности (СТО), оно справедливо для любых тел независимо от их природы и внутреннего строения 2 2 Для фотонов это выражение справедливо. При распространении этого закона на все материальные тела необходимо вводить коэффициент. В данной книге этому посвящен отдельный раздел 5.3. «Уравнение E=mc 2 и два заблуждения» (гл. 5). . Таким образом, электромагнитное поле обладает всеми признаками материальных тел – энергией, конечной скоростью распространения, импульсом и массой.