Расстояние геостационарной орбиты до центра Земли - 27,6т.км
По новой теории взаимодействия тел был произведен расчет зависимости ускорения свободного падения (УСП) от расстояния до центра Земли для тела радиусом 1м и плотностью 5515кг/м^3. Эта зависимость существенно отличается от Ньютоновской. Например, на расстоянии геостационарной (по Ньютону) орбиты 42,2т.км. расчетное значение УСП меньше на 0,164м/с^2.
Был произведен расчет геостационарной орбиты, соответствующий новой теории. Так как зависимость УСП от расстояния до Земли не выражается аналитической формулой, то решение проводилось графическим методом. Для этого на одном рисунке были построены графики УСПр=УСП(r) и а=r х (w ст.)^2, где r - расстояние от орбиты до центра Земли; wст - угловая скорость вращения Земли (см. рисунок). Решение этой системы уравнений: Rст=27,6т.км - геостационарная орбита Земли, отсчитываемая от ее центра (21,2 т.км от поверхности Земли).
Ожидается, что количество и величины коррекций орбиты существенно сократятся по сравнению с Ньютоновской (42,2т.км).
Комментарии направлять на мой сайт gaiuk.com. Там же можно ознакомиться с новой теорией взаимодействия тел и некоторыми выводами, сделанными на основе расчетов по новой теории.
Косвенное подтверждение см.в Интернете в статье "Орбиты космических аппаратов".
Теория взаимодействия Гаюка и аномалия запуска ракет Эксплорер
Обнаружила эту аномалию команда фон Брауна при запуске первого ИСЗ США ракетами на твердом топливе типа “Эксплорер” ( см. статью Р.К. Хоагленда “50-летний секрет фон Брауна
divinecosmos.e-puzzle.ru/... “).
Ожидалось, что орбита будет иметь в перигее (самая низкая высота над Землей) около 224 км и в апогее (самая большая высота) 1575 км. На самом деле перигей и апогей оказались 360 км и, более значимо, 2534 км соответственно, с орбитальным периодом 114,7 минуты вместо 105 минут, как ожидалось.
После получения такого результата, команда фон Брауна тщательно перепроверила расчеты и провела дополнительные экспериментальные исследования топлива и двигателя ракеты, но никаких отклонений не нашла. Фон Браун засекретил полученные отклонения, но заподозрив, что это может быть из-за неточности закона всемирного тяготения Ньютона и фактическое ускорение свободного падения (УСП) на этих высотах меньше Ньютоновского, начал консультироваться с ведущими физиками в области гравитации. Но и это не прояснило ситуацию - аномалия осталась без объяснений.
Разработав компьютерную программу по новой теории взаимодействия тел, автор рассчитал зависимость УСП от высоты до Земли для шара радиусом 1м и плотностью 5515кг/м*3. Сравнив эту зависимость с Ньютоновской,были обнаружены существенные отличия. График u = УСПн - УСПр от высоты до Земли h приведен на рисунке (из-за сильной, но неглубокой. “изрезанности” этого графика на рисунке приведена усредненная сглаженная зависимость u= u(h)). На том же рисунке приведены УСПн (Ньютона) и УСПр (расчетная,усредненная и сглаженная).Поиски наблюдений,подтверждающих это несоответствие, привели к упомянутой выше статье.
Рассчитанные значения энергий топлива ракеты для случая ожидаемой орбиты и Ньютоновской зависимости УСП от h - Эн и фактической орбиты и зависимости УСП от h, рассчитанной по новой теории, Эр отличались всего на 3%, что вполне подтверждает новую теорию, а с другой стороны - объясняет отличие ожидавшейся и фактически полученной орбит спутников, выведенных с помощью ракет “Эксплорер”.
Ещё раз об особенностях движения Луны
ДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 18 ИЮЛЬ 2014.
Уже много написано о загадочном и необъяснимом движении Луны. Мной произведены расчеты по разработанной теории ускорения свободного падения (УСП) Луны, вызванных Землей и Солнцем в предположении, что взаимодействует только пара тел. Результаты расчетов приведены в табл.1 и 2.
Табл.1
rх10*-6 м 356 360 364 370 374 380 386 390 396 400 408
УСПх10*3м/с*2 2,92 2,88 2,85 2,83 2,79 2,76 2,71 2,71 2,66 2,65 2,60
Табл.2
rх10*-11 м 1,465 1,470 1,480 1,490 1,495 1,500 1,505 1,510 1,515 1,520 1,530
УСПх10*3м/с*2 6,25 6,23 6,19 6,140 6,12 6,100 6,08 6,06 6,05 6,03 5,98
Расчеты показали,что для углов между осями Земля-Солнце и Земля-Луна больше по модулю 1,5 градуса УСП Луна-Земля и УСП Луна-Солнце,вычисленные без учета влияния Земли на Солнце и наоборот, складываются как векторы, т.к. потоки гравитонов взаимодействия Земли и Солнца на Луну взаимно не искажаются. Для углов меньше по модулю 1,5 градуса расчет затруднительный, но для полного Солнечного затмения суммарное УСП Луны приближенно равно 0.00268 м/с*2 в сторону Земли, а если Земля находится между Солнцем и Луной - УСП равно 0.0088м/с*2 в сторону Земли и Солнца (это для расстояний Луна - Земля - 386х10*6 м и Земля-Солнце - 1,496х10*11 м).
Из сравнения результатов расчетов с Ньютоновскими и прикидочных расчетов орбиты Луны (автор не имеет квалифицированного опыта подобных расчетов) можно сделать следующие выводы:
1. Орбита Луны стабильна.
2. Гравитационная сила Земли совместно с орбитальной скоростью движения Луны образуют потенциальную “канавку” вокруг Земли , по которой Луна совершает движение, перпендикулярное оси Земля-Луна, и колебательное (совпадающее с этой осью), как бы перекатываясь с одной стороны “канавки” на другую. При этом Луна испытывает возмущающие воздействия, связанные с Солнцем и движением Земли вокруг него. Возмущающие воздействия на движение Луны ближайших планет не учитывались, по предположению, их незначительности - будет проверено в будущем.
Теория взаимодействия Гаюка и 3-ий закон Ньютона
ДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 18 ИЮЛЬ 2014.
3-ий закон Ньютона в Википедии в современной формулировке излагается следующим образом :
“Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
\vec{F}_{2 \to 1} = -\vec{F}_{1 \to 2}.
Закон утверждает, что силы возникают лишь попарно, причём любая сила, действующая на тело, имеет источник происхождения в виде другого тела. Иначе говоря, сила всегда есть результат взаимодействия тел. Существование сил, возникших самостоятельно, без взаимодействующих тел, невозможно”.
Из формулировки следует, что эти точки неподвижны относительно друг друга, но совместно могут находится в состоянии покоя или двигаться равномерно или ускоренно с одинаковыми векторами скорости и ускорения. В случае гравитационного взаимодействия двух тел в изолированной системе эти условия не выполняются, т.к. тела ускоренно двигаются на встречу друг другу силами взаимодействия между телами.. Вывод - 3-ий закон Ньютона в случае гравитации не действует. Это относится как к закону всемирного тяготения Ньютона так и разработанной теории взаимодействия тел. Какой выход из этого несоответствия для закона тяготения Ньютона не имею представления (может быть очередная “модернизация” обеих законов по образцу “сил Лоренца”), но для теории взаимодействия тел выход простой (на примере Луны): рассчитать ускорения свободного падения Луны из-за воздействия на нее Земли и Земли - из-за воздействия на нее Луны.
Для расстояния между центрами Земли и Луны 386т.км результаты расчетов следующие: ускорение свободного падения (УСП) Луны - 2,71(2,67)х10*-3 м/с*2 и Земли 3,53(32,7)х10*-6м/с*2 (в скобках указаны значения УСП, рассчитанные по Ньютону). Как видим, УСП, рассчитанные по разработанной теории, почти на порядок меньше Ньютоновского.
Комментарии приветствуются.
Особо прошу принять участие в обсуждении специалистов по расчету орбиты Луны и провести апробирование в реальных расчетах этой обиты, применив новые данные. Одновременно сообщаю, что в скором времени будут представлены результаты расчетов зависимости УСП Луны от расстояния до Земли в пределах реальной области ее возможного нахождения и существенно отличающиеся от Ньютоновского.
Загадки прецессии перигея Меркурия
ДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 16 ИЮЛЬ 2015.
Объяснения прецессии перигея Меркурия и их опровержения начались с момента открытия этого явления и длятся до настоящего времени.
С момента признания ОТО главенствующей теорией гравитации, величина прецессии Меркурия,рассчитанная по этой теории, вычислена с достаточной точностью, но неубедительной физической основой. Критика этого объяснения приводится во многих статьях, например, в статье А.А. Гришаева “Тяготение Меркурия и проблема векового движения его перигелия”. Там же указывается на схожесть проблем движения Меркурия и Луны. Но удивительно, что с помощью ОТО объяснено движение Меркурия, но даже попыток также объяснить движение Луны не найдено.
После выхода статьи И.Е. Колкова “Задача трех тел в теории движения Луны”, где записана система дифференциальных уравнений для трех тел Земля-Луна-Солнце с использованием Лагранжевого формализма и приведено численное решение этой системы с помощью компьютерной программы, проблема движения Луны исчезла, несмотря на неточность вычисления величин параметров движения. Главное, получен правильный вид изменения расстояния Луна-Земля от времени, где основные колебания определяются тяготением Земля-Луна, а модуляция - Солнце-Луна. Этот же результат совпадает с выводами, приведенными в статье В.Г.Гаюка “Еще раз об особенностях движения Луны”. Но неточность рассчитанных величин по методике И.Е. Колкова можно объяснить неточностью закона тяготения Ньютона, используемого в этих расчетах.
Автор предпринял попытку рассчитать прецессию перигея Меркурия приближенным методом, в котором потребовалась величина скорости Меркурия в перигее. Величина этой скорости была рассчитана по новой теории взаимодействия Гаюка, которая оказалась равной 54,8 км/с. Для сравнения этого результата с фактической скоростью, был произведен поиск в Википедии и других источниках. В Википедии по Меркурию сведения о скорости в перигее отсутствовали. а в других источниках приводились значение 58,98 км/с, рассчитанное по Кеплеру, а в “Элементы.Библиотека. Неизвестный Меркурий. Леонид Ксанфомалити.” - 54 км/с со ссылкой, что это результат наблюдений.
Но что интересно: при расчете по приближенной методике прецессии, значение
58,98 км/с очень хорошо подходит при использовании закона тяготения Ньютона, а значение 54 км/с непригодно не только для вычисления прецессии, но и вообще - вопрос нахождения Меркурия на наблюдаемой орбите. Но при использовании новой теории - все наоборот. Так какая же величина скорости Меркурия в перигее использовалась при расчете параметров его орбиты ?
Этот вопрос можно решить при условии использования методики системы дифференциальных уравнений И.Е.Колкова и, желательно, для обеих теорий, но расчет должен использовать только результаты наблюдений без всяких “оптимизаций” !
И вопрос чисто методический. Почему все вычисления и измерения прецессии Меркурия привязаны к перигею, а не к афелию? Наблюдения в афелии должны быть точнее по причине: Меркурий находится дальше от диска Солнца и имеет меньшую скорость.
Методику системы дифференциальных уравнений И.Е.Колкова следовало бы использовать и для пересчета орбит других планет Солнечной системы.
Гаюк В.Г. 07.07.2015г
Хаос расположения планет отменяется
Многочисленные попытки объяснить расположение планет Солнечной системы до настоящего времени оказались безуспешными. Максимум достигнутого - приближенные эмпирические формулы, выведенные из анализа и манипуляций с численными значениями уже известных орбит планет. Какие-либо доказательства расположения орбит с помощью физических законов отсутствуют.
В настоящее время ученными признается, что расположение планет нашей системы хаотично и не поддается объяснению с помощью физических законов.
Проводя расчеты стабильности планет Солнечной системы по новой теории “Теория взаимодействия физических тел”, была замечена зависимость значений радиусов орбит планет от плотности планет (о зависимости величины взаимодействия от плотности обоих взаимодействующих тел сообщалось ранее и в этом есть одно из принципиальных отличий разработанной теории от теорий Ньютона и Эйнштейна ), причем менее плотные планеты имеют больший радиус орбиты.
Построив график этой зависимости по полученным результатам расчетов (см. табл.1), выяснилось, что это - гладкая монотонно убывающая функция.
Табл. 1
Меркур. Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон
r а.е. 0,3882 0,7233 1 1,5237 5,2043 9,582 19,229 30,104 39,482
р кг/м*3 18710 8385 5515 3290 803 412 221 146 111
Из анализа полученных расчетных данных и дополнительных расчетов,с использованием новой теории взаимодействия, можно сделать следующие выводы:
1. Бросается в глаза неожиданно большая плотность Меркурия. Но Меркурий находится в экстремальных условиях (продолжительное воздействие высокой температуры и колоссальной радиации Солнца), при которых вполне возможны ядерные реакции с образованием более тяжелых ядер. Здесь должны сказать свое веское слово ученые-ядерщики.
2. Плутон находится в стройном ряду планет.
3. Как бы отсутствует зависимость радиуса орбиты планеты от ее размера. На самом деле она есть, но незначительная. Так, если бы увеличился радиус Венеры в два раза при неизменной плотности, радиус ее круговой орбиты увеличился бы на 17%.
4. Если бы в Солнечную систему залетело космическое тело с параметрами Венеры, но со скоростью 35130 м/с, то ее круговая орбита в нашей системе была бы 2.67 а.е., а если бы скорость этого тела было 35233 м/с, то орбита такого тела равнялась бы
6,68 а.е..
5. Пусть в Солнечную систему залетело космическое тело с параметрами Венеры, но с плотностью 8300 кг/м*3. В этом случае такое тело заняло бы круговую орбиту в Солнечной системе равную 2,94 а.е.
6. Если бы в результате эволюции средний радиус Юпитера уменьшился в 1,05 раза по отношению к теперешнему, но без изменений массы и средней орбитальной скорости, то (с учетом того, что плотность Юпитера увеличилась бы до 929,6 кг/м*3). новый радиус круговой орбиты уменьшился бы до 1,14 а.е.
7. Планеты, у которых параметры (средние радиус, плотность и орбитальная скорость ), не соответствуют их теперешним значениям, не попадут на график, построенный по данным табл.1.
Дополнительно были рассчитаны средняя плотность и ускорение свободного падения на поверхности (УСП) Луны, которые оказались равными 5710 кг/м*3 и 2,67м/с*2, соответственно. Для Марса: УСП на поверхности равно 5,18 м/с*2; средняя плотность - 3290 кг/м*3.
center]
Задача двух тел (новый метод решения) [/center]
Казалось бы, что нового можно предложить в такой старой и разработанной теме?
Аналитическое решение этой задачи основано на предположении, что форма траектории движения тела, в частности движения планет вокруг Солнца, известна, а также привлекаются законы сохранения энергии и сохранения момента импульса .
Но если попытаться решить решить эту задачу без использования этих данных?
Широко известна школьная задача по физике - полет снаряда над поверхностью
Земли. При решении этой задачи используются начальные параметры движения снаряда, ускорение свободного падения (УСП) и принцип независимости движений (принцип суперпозиции). УСП считается постоянным по модулю и направлению в любой точке траектории полета снаряда. Никакие другие законы не применяются. Чисто кинематическая задача.
Движение планет вокруг Солнца принципиально ничем не отличается от движения снаряда относительно Земли за исключением одного: УСП не постоянно, а изменяется как по модулю так и по направлению. Причем, в соответствии с законом тяготения, УСП всегда совпадает с осью планета - Солнце и направлено в сторону Солнца.
Аналитического решения поставленной задачи автор не нашел. Но существует еще возможность численного решения задачи с помощью компьютерной программы.
Был разработан алгоритм вычисления проекций перемещения тела на оси X , Y и вычисление других параметров. Поскольку в статье нет возможности привести алгоритм расчета в аналитическом виде, ниже приводится подробное его описание.
Вначале определяются начальные условия планеты: скорость, УСП и расстояние до Солнца в перигелии r0. Начало координат совпадает с центром планеты при t=0; ось X совпадает со скоростью планеты в перигелии; ось Y - c УСП. Задается интервал времени (шаг). По известным формулам прямолинейного ускоренного движения рассчитываются координаты тела после первого шага x1, y1 и r1 =корень квадратный из суммы квадратов x1 и (r0 - y1). При этих расчетах скорость, УСП и расстояние до Солнца считаются постоянными в пределах шага. Далее рассчитываются по этим данным угол между радиусом r1 и осью Y, УСП для r1 и проекции скоростей V1x и V1y на конец шага1.
Рассчитанные значения параметров шага1 используются как начальные условия для шага 2 и так далее. Начальные условия каждого шага вводятся вручную. Для уменьшения трудоемкости вычисления в программе последовательно записано 10 шагов. Поэтому начальные условия вносятся в шаг1, в автоматическом режиме вычисляются параметры с первого по 10 шаги, а параметры шага10 вносятся как начальные условия шага11 и так далее.
При вычислении следует следить за знаком в формулах, в которых присутствует cos. При переходе угла между радиусом r и осью Y из 1-й во 2-ю и 3-й в 4-ю четверти тригонометрического круга знак формул, содержащих cos меняется на противоположный (поправки также вносятся вручную).
Программа, разработанная для Mathcad 15, несовершенна и трудоемка скорее всего из-за недостаточной квалификации автора как программиста и требует усовершенствования, тем более, для повышения точности расчетов требуется уменьшение шага, что еще более увеличивает объем вычислений.
Но за отсутствием лучшего, программа была отлажена и апробирована на расчетах орбит некоторых планет. По результатам апробирования уже можно сделать следующие выводы:
1. Орбиты планет незамкнутые.
2. Присутствует смещение (прецессия) перигелия и апогея.
3. Программа позволяет расчетным методом наблюдать эволюцию орбит ИСЗ виток за витком.
4. Программу можно применить для разработки и оптимизации разгона космических аппаратов гравитационным маневрированием.
5. Подтверждена справедливость закона сохранения энергии в этой задаче.
Таким образом, разработан метод решения задачи двух тел. позволяющий вычислить точную траекторию космических тел, а также линейные и угловые скорости и ускорения в любой точке траектории. Точность вычисления параметров движения ограничивается только точностью вычислений, которая в первую очередь зависит от исходных данных (начальных условий) и шага вычислений.
Гаюк В.Г. 07.04.2016 г.
center]
Эволюция орбит планет Солнечной системы [/center]
Вычисления орбиты Земли по точному методу (в этом методе решения не задается априори форма орбиты планеты), натолкнули на мысль, что параметры орбиты (скорости и расстояния до Солнца) в экстремальных точках (перигелий и афелий) можно просто и точно вычислить, применив только законы сохранения энергии и момента импульса. Здесь под словом “точно” подразумевается, что решение задачи взаимодействия двух тел происходит без возмущающих воздействий.
Расчетные формулы находятся из решения системы уравнений
Vn*2 + 2b Rn*(1 + y) / (1 + y) = Va*2 + 2b Ra*(1 + y) / (1 + y) (1)
VnRn = VaRa = const (2)
где
Vn и Vа - скорости в перигелии и афелии, соответственно;
у - степень (для закона Всемирного тяготения Ньютона у = -2):
Rn и Ra - расстояния до перигелия и афелия между центрами Земли и Солнца, соответственно;
b - коэффициент (для закона Всемирного тяготения Ньютона b = GM = 1.3273 10*20 здесь: G - постоянная всемирного тяготения; М - масса Солнца).
Уравнение (1) следует из закона сохранения энергии, а уравнение (2) - из закона сохранения момента импульса.
Из уравнения (2) определяем Va
Va = VnRn / Ra (3)
и, подставив в уравнение (1), получаем расчетную формулу
Vn*2 ( Ra*2 - Rn*2) + 2b Rа*2 ( Rn*(1 + y) - Ra*(1 + y))/ (1 + y) = 0 (4)
Уравнение (4) - трансцендентное и решается численным методом последовательных приближений.
Известно, что Солнце обладает излучением, которое стремится оттолкнуть планету. Эта сила центральная по отношению к каждой из планет, поэтому закон сохранения момента импульса действительный, также как и формула (2).
Рассмотрим этот метод на примере орбиты Земли. В Википедии на настоящее время сообщается: Rn = 1471 10*8 м, Vn = 30270 м/с и Ra = 1521 10*8 м. Расчет расстояния в афелии по формуле (4) для приведенной выше пары Rn и Vn составляет Ra = 1517,237 10*8 м, что вполне согласуется со значением Википедии.
Пусть за счет излучения Солнца Земля переместилась за какое-то значительное время (ускорение от воздействия излучения чрезвычайно мало !) с теперешней орбиты на орбиту с перигелием Rn = 1473 10*8 м. Тогда, подставляя новое значения Rn в формулу (3), определяем новое Vn = 30228,9002 м/с.Эту новую пару Rn и Vn подставляем в формулу (4) и методом последовательных приближений определяем соответствующее значение расстояния в афелии Ra = 1515,115 10*8 м.
Аналогично определяем другие пары,например: Rn = 1479 10*8 м и
Vn = 30106,2677 м -- Ra = 1508,819 10*8 м; Rn = 1485 10*8 м и Vn =29984,6263 м/с --
Ra = 1502,626 10*8 м; и т.д.
Нетрудно заметить, что с увеличением перигелия афелий уменьшается.
Продолжая подобные вычисления находим такой перигелий, при котором он равен афелию и его значение равно Rn = Ra = 1493.7609 10*8 м и Vn = Vа =29984,6263 м/с.
Вычисленные значения параметров - это признаки круговой орбиты.. Эта орбита устойчивая при условии воздействия центральных возмущений в силу индифферентности формул (1) и (2) к Rп, Ra и Vn,Va .
В заключение приведу формулы для расчета радиуса круговой орбиты Rк, соответствующей паре Rn и Vn , следующие из решения системы уравнений
Vn*2 + 2b Rn*(1 + y) / (1 + y) = Va*2 + 2b Ra*(1 + y) / (1 + y) (5)
Vк*2 / Rк = b Rк*(1 + y) (6)
Vк - скорость планеты на круговой орбите. Таким образом:
Rк = е*d , d = (ln (Vn*2Rn*2 /b ))/(3+y) , Vк = VnRn /Rк . (7) .
Следует обратить внимание, что стремление планет занять круговую орбиту, не зависит от закона тяготения, а лишь влияет на соотношение Vк и Rк. В данной статье расчеты проведены для закона тяготения Ньютона.
Гаюк В.Г. 29.12. 2016 г.
