Доктор технических наук, профессор Владимир Николаевич Самохвалов

Приведены результаты экспериментальных исследований взаимодействия в вакууме близко расположенных, механически не связанных вращающихся дисков, имеющих переменный квадрупольный момент. Установлено, что при высоких угловых скоростях гравимагнитные (массодинамические) силы вызывают прецессию и упругое деформирование дисков в процессе их совместного вращения. При этом происходит передача энергии гравитационной волной от вращающегося диска первоначально неподвижному диску, приводящая к его вращению. При одновременном вращении дисков происходит их взаимное бесконтактное торможение и нагрев, обусловленные гравимагнитной поляризацией материала дисков и взаимодействием их гравимагнитных (массодинамических) полей.

Физическое поля создаваемое массой делится на несколько компонент: первая скалярная компонента - гравитационное поле; вторая векторная компонента – вихревое поле движущейся массы (гравимагнитное, гравидинамическое, массодинамическое); третья компонента - гравитационные волны или излучение ускоренно движущейся массы (массовариационное поле) [1, 2].

Поле вращающейся массы создает вихревое поле, приводящее к возникновению дополнительных сил, действующих на движущееся в гравитационном поле тело (эффект Лензе-Тирринга, орбитальная прецессия). В работах различных исследователей вихревые гравитационные поля и определяемые ими силы называются гравимагнитными, гравиомагнитными, гравидинамическими или массодинамическими [1, 2]. В предшествующих публикациях, для полей движущихся масс, автор использовал термин «массодинамические» поля и силы. В настоящей статье эти поля, и обусловленные ими силы, будут называться гравимагнитными, как они обозначены в Физической энциклопедии (т.5, стр. 191).

Считается, что гравимагнитные эффекты в слабых полях чрезвычайно малы и проявляется только вблизи вращающихся массивных тел, что, например, подтверждают результаты исследования на спутнике Gravity Probe B (эффект Лензе-Тирринга) и спутниках LAGEOS I и LAGEOS II (эффект геодезической прецессии).

Однако ранее проведенные автором статьи эксперименты [3, 4] показывают, что весьма значительные по величине гравимагнитные (массодинамические) эффекты проявляются при высокоскоростном вращении в вакууме близко расположенных, механически не связанных малых масс (дисков).

Анализ результатов вышеуказанных исследований и новые, изложенные ниже, результаты экспериментов показали, что в этом случае имеет место не только силовое гравимагнитное взаимодействие малых масс, но и передача энергии гравитационной волной от одного вращающегося диска к другому. При этом проявляется взаимное торможение и нагрев дисков в процессе их одновременного вращения, обусловленные гравимагнитной поляризацией материала дисков и взаимодействием их гравимагнитных полей.

Экспериментальные исследования

В экспериментах использовалось устройство (рис.1а) состоящее их двух электродвигателей постоянного тока Д-14ФТ2с 1 и 2, имеющих электромагнитные тормоза, закрепленных на толстых (18 mm) стальных плитах 3 и 4. Устройство устанавливалось в вакуумной камере с внутренним диаметром 300 mm и толщиной стенки 15 mm (рис. 1б) и жестко фиксировалось, что позволило минимизировать вибрацию устройства и практически исключить передачу вибрации от одного электродвигатели на другой. Воздух из камеры откачивался форвакуумным насосом до остаточного давления около 1 Pa.

Рисунок 1 – Экспериментальное оборудование
а - принципиальная схема и вид устройства, б – общий вид экспериментальной установки

Электродвигатели подключалось к источникам питания постоянного тока В5-48, позволявшим поддерживать заданное стабильное напряжение, расположенным вне камеры. Для включения-отключения электромагнитных тормозов электродвигателей использовались отдельные источники питания.

На фланцах роторов электродвигателей закреплялись параллельно друг другу диски 5 и 6 диаметром 165 mm и толщиной 0.9 mm, изготовленные из алюминиевого сплава марки АМг3М (в нескольких случаях использовался один диск из плотного картона). Расстояние между дисками задавалось в пределах от 2 до 6 mm за счет параллельного перемещения плит крепления электродвигателей по четырем стальным колонкам, с их последующей жесткой фиксацией. Расстояние от дисков до плит было не менее 20 mm. При этом во всех опытах было преднамеренно задано небольшое несовпадение (0.1-0.2 mm) и перекос осей дисков относительно осей их электродвигателей, создающие при вращении дисков переменный квадрупольный момент.

В первой серии экспериментов диски были жестко установлены на фланцах электродвигателей (рис. 1а). Начальный зазор между дисками задавался равным 2 mm, исключающим возможность механического контакта дисков в процессе вращения с учетом их несбалансированности.

При одновременной подаче напряжения 30 V на оба электродвигателя для вращения их в одну сторону (попутное вращение), и их полной раскрутке, возникала сильная вибрация дисков с частотой порядка 10-20 1/s. Частота вращения дисков при этом составляла около 100 1/s. При отключении одного из электродвигателей и остановке его диска второй электродвигатель раскручивался до максимальных оборотов порядка 180 1/s. При повторном включении первого электродвигателя частота вращения второго двигателя опять снижалась. Частота вращения обоих дисков снова составляла около 100 1/s.

Таким образом, при многократном повторении опытов, экспериментально установлено, что в процессе совместного вращения наблюдалось достаточно сильное взаимное торможение дисков. При этом выявлено, что в этом случае при длительном (2−3 минуты), одновременном, бесконтактном вращении диски нагреваются до температуры 65-70°С. Замер температуры дисков производился через 1-2 минуты после остановки дисков и вскрытия вакуумной камеры.

Также наблюдался заметный (на 10-20°С) нагрев стальных плит, на которых установлены электродвигатели, по отношению к температуре корпуса вакуумной камеры.

При одновременной подаче напряжения 30 V на оба электродвигателя для вращения их дисков в противоположные стороны (встречное вращение), после полной раскрутки наблюдалась как сильная вибрация обоих дисков, так и их одновременная деформация в виде изгиба плоскости диска, похожая на прецессию с частотой 1–3 1/s. Частота вращения электродвигателей здесь была также значительно ниже максимальной. В процессе одновременного вращения в этом случае диски так же нагревались до температуры 65-70°С. При отключении питания одного их электродвигателей, второй электродвигатель раскручивался до максимальных оборотов. При повторном включении электродвигателя все эффекты полностью повторялись.

Если же один электродвигатель был отключен и заторможен, то после подачи на второй электродвигатель напряжения 30 V и его полной раскрутки начиналась небольшая вибрация его диска, а затем периодически возбуждалась небольшая вибрация неподвижного диска. При этом, в моменты начала вибрации неподвижного диска наблюдалось заметное снижение оборотов вращающегося диска. Однако даже после длительной работы устройства нагрева дисков в этом случае не зафиксировано. Стальные плиты устройства также практически не нагревались, несмотря на значительный нагрев установленного на них работавшего электродвигателя. Это было как при включенных, так и при отключенных лампах подсветки в вакуумной камере.

Таким образом, в результате многократного повторения экспериментов установлено, что нагрев дисков происходит только при их одновременном вращении. Нагрев дисков при их одновременном вращении в вакууме является следствием их бесконтактного взаимодействия и взаимного бесконтактного торможения. При этом происходит лучевой нагрев дисками расположенных вблизи стальных плит устройства.

Если же первый электродвигатель был отключен, но расторможен, то после подачи на второй электродвигатель напряжения 30 V и его полной раскрутки начиналось вынужденное вращение первого диска вместе с ротором его электродвигателя. Для остановки вынужденного вращения первого электродвигателя требовалась подача на него напряжения для встречного вращения. При зазоре между дисками 1,5 mm было необходимо напряжение 25−30 V, а при зазоре между дисками 3 mm − 15−17 V. При дальнейшем увеличении напряжения питания электродвигателя первый диск начинал вращение в свою сторону.

Таким образом экспериментально установлено силовое воздействие в вакууме со стороны вращающегося с высокой скоростью ведущего диска на механически не связанный с ним ведомый диск, вызывающее его вращение. Величина создаваемого при этом крутящего момента достаточна, чтобы вращать электродвигатель вместе с ведомым диском. Противодействие этому крутящему моменту требовало подачи на связанный с ним электродвигатель напряжения равного 0.3- 0.8 от напряжения на электродвигатель ведущего диска, в зависимости от зазора между дисками.
Во второй серии экспериментов (рис. 2) нижний диск был связан с фланцем электродвигателя через сильфон 1 (тонкостенную поперечно гофрированную оболочку), имеющий центральную направляющую втулку, который позволял небольшие осевые перемещения диска 2.

Рисунок 2 – Экспериментальное устройство
а - принципиальная схема, б – общий вид в вакуумной камере

Первоначально на верхний двигатель было подано напряжение 27 V. После раскрутки его диска 3 наблюдалась небольшая прецессия нижнего диска 2 за счет упругой податливости сильфона 1. При подаче на нижний двигатель напряжения питания 15V, и его раскрутке в туже сторону, значительно уменьшались обороты верхнего двигателя. При подаче на нижний двигатель напряжения питания 25 V, частота вращения верхнего двигателя еще более снижались. Нижний двигатель в этом случае вращался с угловой скоростью менее 0.5 от максимальной скорости, которая достигалась при этом напряжении питания, но при отсутствии верхнего диска. При отключении питания нижнего двигателя, верхний двигатель вновь раскручивался до максимальных оборотов. Аналогичный эффект наблюдался и при отключении питания верхнего двигателя − нижний двигатель переходил на максимальные обороты. При напряжении питания обоих электродвигателей 27 V и вращении дисков в одну сторону, наблюдалась значительная деформация - изгибная волна похожая на закрутку, но только у верхнего диска, жестко закрепленного на фланце. Нижний диск прецессировал, используя упругую податливость сильфона.

В третьей серии экспериментов (рис. 3) верхний диск 1 был подвешен на шести прочных нитях 2, имел центральное отверстие для возможного перемещения вдоль жесткой оси при закрутке или упругом растяжении нитей, а нижний диск 3 был жестко установлен на фланце ротора электродвигателя с начальным зазором 4 mm от верхнего диска.

Рисунок 3 – Схема подвески верхнего диска на нитях (а) и его прецессии (б)

Верхний электродвигатель был отключен, но расторможен. При подаче на нижний электродвигатель напряжении питания 10 V, и раскрутке нижнего диска, наблюдалась прецессия верхнего диска с частотой порядка 1 1/s, но сам верхний диск не вращался. Направление прецессии совпадало с направлением вращения нижнего диска, амплитуда колебаний торца верхнего диска (рис. 3б) составляла порядка 5 mm.

При увеличении напряжения питания нижнего электродвигателя до 15 V верхний диск начинал рывками поворачиваться в сторону вращения нижнего диска, преодолевая трение в электродвигателе, а при 20 V наблюдалось стабильное вынужденное (при отключенном электродвигателе) вращение верхнего диска. При этом уменьшалась до 3 mm амплитуда колебаний торца верхнего диска и одновременно снижалась частота его прецессии. С увеличением напряжения питания нижнего электродвигателя до 30 V прецессия верхнего диска практически прекращалась, а частота вращения верхнего диска составляла порядка 50 1/s. Верхний диск за счет закрутки на нитях поднимался вплотную к фланцу и, в ряде случаев, при этом происходило вытягивание и даже обрыв нитей крепления. Аналогичный эффект наблюдался и в том случае, когда верхний диск был выполнен из плотного картона. При этом частота вращения нижнего диска после вынужденной раскрутки верхнего диска составляла около 100 1/s, а при отсутствии верхнего диска, при том же напряжении питания, частота вращения нижнего диска была порядка 180 1/s.

Если затем на верхний электродвигатель подавалось напряжение 12 V для вращения его в сторону противоположную вращению нижнего электродвигателя, то происходила остановка верхнего диска. При этом опять наблюдалась значительная прецессия верхнего диска. При дальнейшем увеличении напряжения питания верхний диск начинал вращение противоположное нижнему диску, а его прецессия практически исчезла.

Если же верхний электродвигатель был изначально заторможен, то с ростом напряжения питания нижнего электродвигателя так же наблюдалась сильная прецессия верхнего диска, и он поднимался до контакта со своим фланцем, поворачиваясь за счет закрутки на нитях подвески.

Таким образом, в результате многократного повторения экспериментов установлено, что принудительное вращение первоначально неподвижного диска является следствием его бесконтактного силового взаимодействия в вакууме с вращающимся диском, независимо от схемы крепления дисков. При этом первоначальная прецессия или вибрация диска предшествует началу его вынужденного вращения.

Анализ полученных результатов

Поскольку ведомый диск, в проведенных опытах, приходил во вращение или наблюдалась его прецессия, это означает, что он получал энергию от ведущего диска, а т.к. ведущий диск, при стабильном заданном напряжении питания его электродвигателя, тормозился при вращении ведомого, то это означает, что он отдавал ему часть своей энергии вращения.
Следовательно, исходя из анализа результатов вышеприведенных опытов, можно констатировать следующее:

1. Экспериментально установлена передача энергии в вакууме от одного (ведущего) диска, вращающегося с высокой угловой скоростью, второму (ведомому) первоначально неподвижному диску, механически с ним не связанному. Сначала наблюдается прецессия (или вибрация) ведомого диска, а затем его вращение в сторону вращения ведущего диска. Установлено, что начальная прецессия диска или его вибрация является необходимым условием интенсификации его вынужденного (при отключенном электродвигателе) вращения.

2. Экспериментально установлено значительное силовое воздействие в вакууме со стороны вращающегося с высокой скоростью ведущего диска на близкорасположенный, механически не связанный с ним ведомый диск. Величина создаваемого при этом крутящего момента достаточно велика, чтобы не только вращать электродвигатель вместе с ведомым диском, но даже приводить к разрыву нитей подвески диска. При малых зазорах между дисками, противодействие этому крутящему моменту требовало подачи на связанный с ним электродвигатель напряжения равного 0.3-0.8 от напряжения на электродвигатель ведущего диска, в зависимости от величины зазора.

3. При одновременном высокоскоростном вращении близко расположенных дисков возникает их бесконтактное силовое взаимодействие, приводящее к сильной вибрации и совместной деформации дисков – изгибу плоскостей дисков, если прецессия дисков невозможна из-за жесткого крепления к фланцам электродвигателей.

4. Силовое взаимодействие и взаимное торможение дисков при одновременном длительном бесконтактном вращении приводит к их значительному (на 40-50 С) нагреву. При вращении только одного диска его нагрев не наблюдался.

Объяснение полученных результатов

Максимальная линейная скорость вращения дисков в проведенных опытах не превышала 100 m/s, поэтому аэродинамическое взаимодействие между дисками было крайне незначительно (давление воздуха в вакуумной камере 1 Pa соответствует давлению атмосферы на высоте 70 кm). Оно не могло привести к наблюдавшимся силовым эффектам и передаче значительной энергии и крутящего момента от одного диска к другому за счет механического трения воздуха о его поверхность при скорости 100 m/s. При давлении воздуха 1 Pa длина свободного пробега молекул составляет около 1 mm, а зазор между дисками был 2−4 mm. Диски были изготовлены из немагнитного материала и, поэтому, исключены какие-либо другие известные силовые взаимодействия (эффект Барнетта и др.).

Объяснением наблюдавшихся эффектов является то, что, вследствие небольшого заданного сдвига и перекоса осей диска и электродвигателя нарушена осевая симметрия вращения, т.е. вращающийся диск имеет переменный квадрупольный момент. В результате, при высокоскоростном вращении диска возникает вихревое гравитационное поле, которое создает гравитационную волну, т.е. происходит излучение энергии. При этом остаточные молекулы воздуха могут принимать участие в передаче гравитационной волны аналогично тому, как свободные электроны участвуют в передаче электромагнитной волны в проводнике. Движение молекул воздуха при этом становится ориентированным относительно силовых линий вихревого гравитационного поля.

Энергия вихревого гравитационного поля одного вращающегося с высокой угловой скоростью диска передается второму диску, первоначально неподвижному. При этом, под воздействием наведенного вихревого гравитационного (гравимагнитного) поля, атомы в материале дисков в процессе теплового движения приобретают некую ориентацию относительно его силовых линий, т.е. происходит гравимагнитная поляризации вещества. При взаимодействии с вихревым полем вращающегося диска это приводит к возникновению прецессии (или вибрации) и последующему вращению первоначально неподвижного диска, т.е. имеет место пондеромоторный эффект. Этот механизм описан в [5] и [6].

При одновременном вращении дисков происходит взаимодействие их гравимагнитных полей, приводящее к появлению гравимагнитных сил, вызывающих вибрацию и деформацию дисков. При этом в процессе одновременного вращения дисков возникает сопротивление изменению поляризации вещества, обусловленной собственным гравимагнитным полем, воздействию внешнего гравимагнитного поля другого диска, что приводит к наблюдавшемуся взаимному торможению и нагреву дисков.
Вибрация дисков начиналась после их одновременной раскрутки, но с небольшой задержкой по времени. Эта задержка определяется, в частности, временем протекания процесса гравимагнитной поляризации вещества, ростом напряженности гравимагнитного поля и достижения его некоторого порогового значения, с ростом частоты вращения дисков в процессе их разгона.

При дальнейшем одновременном вращении дисков интенсивность вибрации возрастала, что обусловлено нагревом дисков в процессе их взаимного торможения. С ростом температуры растет степень гравимагнитной поляризации вещества и, как следствие, возрастают гравимагнитные силы и усиливается вибрация (прецессия) дисков. Вибрация дисков в процессе их одновременного вращения является следствием поляризации вещества и возникновения гравимагнитных сил.
Достигнув максимума, величина вибрации стабилизируется, что обусловлено стабилизацией процесса нагрева дисков: интенсивность теплового излучения дисками становится равной интенсивности нагрева дисков от их гравимагнитного взаимодействия (их взаимного торможения). Это тепловое излучение дисков обуславливает наблюдавшийся нагрев стальных плит устройства.

Выводы

Экспериментально установлено, что при вращении в вакууме с высокой угловой скоростью малых, несбалансированных, близкорасположенных, но механически не контактирующих масс (дисков):

1. При высокоскоростном вращении несбалансированного диска происходит гравитационное излучение и передача энергии, вызывающей вращение другого, близкорасположенного, первоначально неподвижного диска, с наведением достаточно большого крутящего момента.

2. Между одновременно вращающимися дисками возникают гравимагнитные силы, обусловленные гравимагнитной поляризацией материала дисков и взаимодействием его с внешним гравимагнитным полем, приводящие к вибрации дисков, упругой деформации плоскостей дисков в процессе вращения, или их прецессии.

3. Сопротивление изменению поляризации вещества, обусловленной собственным гравимагнитным полем диска, воздействию гравимагнитного поля другого диска, приводит к взаимному торможению и нагреву дисков в процессе их совместного вращения.

Литература

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

ГРАВИТАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ГРАВИМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ВРАЩЕНИИ МАЛЫХ НЕСБАЛАНСИРОВАННЫХ МАСС