Техника - молодёжи 1999-08, страница 13

порционапьной квадрату расстояния между ними, как в законе Кулона

На этом Лоренц остановился. Я же попытаюсь развить его идею до уровня, когда постоянную тяготения G можно было бы вычислить из других фундаментальных физических величин.

Закон Кулона, как и закон всемирного тяготения, содержит эмпирический коэффициент ко = 8,9875-10⁹ Н-м²/Кл², величина которого определяется диэлектрической проницаемостью вакуума Гипотезу Лоренца можно рассматривать как предположение о том, что в законе Кулона коэффициент ко имеет разные значения в зависимости от того, притягиваются ли частицы или отталкиваются. Иначе говоря, для случая притяжения следует использовать коэффициент к₊, а для случая отталкивания — коэффициент к-, причем относительное различие между к- и к должно быть очень малым, порядка 10*⁴⁰. И тогда разность электрических сил притяжения и отталкивания может дать эффект, объясняющий существование гравитации. (Замечу в скобках, что величина 10"⁴⁰ на много порядков меньше относительной погрешности, с которой можно измерить значение ко, и поэтому на современном уровне экспериментальной техники гипотезу Лоренца невозможно ни доказать, ни опровергнуть.)

Конечно, принимая гипотезу Лоренца, мы заменяем одну загадку природы дру

гой. А именно: чем можно объяснить, согласно гипотезе Лоренца, различие между величинами эмпирических коэффициентов к₊ и к ?

Мне кажется, что это можно сделать так. Согласно современным представлениям, наша Вселенная содержит конечное число элементарных частиц, которое оценивается величиной порядка N = 10⁸⁶. При этом Вселенная в целом электронейтральна, поскольку частицы, несущие заряды (например, электроны и позитроны) рождаются и исчезают только попарно.

Каждый элементарный заряд Вселенной притягивается к N/2 зарядов противоположного знака, но отталкивается только от N/2 — 1 зарядов (не трудно сообразить, что сам от себя заряд не отталкивается). Поэтому в конечной Вселенной должна неизбежно существовать небольшая асимметрия между электриче-ким притяжением и отталкиванием, как раз и проявляющаяся в существовании силы всемирного тяготения.

Эти соображения можно выразить в виде таких зависимостей коэффициентов к- и к+от числа N: к- = (1 -"V2/N) и к₊ =

ко(1 -Ы2/Ы).

Согласно этим формулам, при N °°к-и к* ко, но при любом конечном N сохраняется неравенство к > к₊: к - к₊ = 2koV2/N.

Попытаемся теперь вычислить значение гравитационной постоянной G. Пусть

каждое из двух электронейтральных тел, находящихся на расстоянии г друг от друга состоит из п элементарных зарядов. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, сила их взаимодействия Fn равна -Gn²m²/r², где m — масса каждого из зарядов. А согласно закону Кулона, исправленного в соответствии и гипотезой Лоренца, сила их взаимодействия Fl равна -0,5(к - k+)n²e²/r². Из этого следует, что G = ко v27n e²/m².

Допустив, что элементарными электрическим зарядами служат электроны и позитроны, получим, что G = 4-10¹¹ Н-м²/кг², что очень близко к экспериментально измеренному значению этой величины.

Теория гравитации, основанная на гипотезе Лоренца, обладает большой эвристической ценностью, так как дает объяснение закону тяготения Ньютона и позволяет вычислить известное из опыта значение G. Тем самым отпадает необходимость считать тяготение совершенно особым видом взаимодействий.

Одно из интересных следствий такой теории заключается в том, что величина G может меняться со временем, так как зависит от числа частиц N, которое вряд ли остается постоянным; как известно, эта идея была высказана еще Дираком, и сейчас делаются (правда, пока безуспешные) попытки проверить ее экспериментально. ■

ВЕСОВ

Вячеслав ЖВИРБЛИС

ло только тем, что существуют некие особые силы, вызывающие эффект кручения. Но науке такие силы до сих пор не известны.

Впрочем, вернемся к обычным крутильным весам, с помощью которых пытаются уточнить величину гравитационной постоянной.

Во всем мире существует лишь несколько действующих установок такого рода, и одна из них создана в России группой энтузиастов под руководством инженера О.В.Карагиоза. Непрерывные измерения величины G, выполнявшиеся на протяжении многих месяцев, показали, что она испытывает вполне закономерные, но, казалось бы, совершенно беспричинные колебания во втором знаке после запятой (рис.3)!

Интересную попытку объяснить это странное поведение крутильных весов

Связь изменений величины гравитационной постоянной G с условными Ар-индексами возмущенности геомагнитного поля, выявленная Владимирским и его коллегами с помощью метода так называемых наложенных эпох (моменты, когда величина G равнялась 6,6800, принимались за нулевые дни, и к ним привязывались соответствующие значения Ар-индексов); вероятность случайного совпадения результатов не превышает 0,3%.

сделал сотрудник Крымской астрофизической обсерватории Б.М.Владимирский и его коллеги. Они сопоставили данные, полученные Карагиозом, с изменениями возмущенности геомагнитного поля, и обнаружили явную связь между этими явлениями (рис.4). Владимирский предположил, что естествен-

66700"'

Результаты измерений гравитационной постоянной, выполненные Карагиозом и его сотрудниками с помощью прецизионных крутильных весов: совершенно очевиден закономерный характер изменений величины G со временем.

ные электромагнитные поля вызывают изменения коэффициента упругости нити крутильных весов, изготовленной из вольфрама; однако тогда непонятны результаты экспериментов Мышкина, использовавшего в качестве нити паутину.

Поэтому более вероятно одно из двух. Либо в природе действительно существуют физические поля, вызывающие крутильные деформации нити подвеса (см. мою статью в № 7 «ТМ»), либо постоянная тяготения G действительно изменяется, и с этими изменениями связаны процессы в магнитосфере Земли. Однако так или иначе, связь электромагнитных явлений с гравитацией вполне очевидна. ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 8 9 9

11