Никто до сих пор не знает, что такое гравитация. Альтернативные теории гравитации, не получившие признания.
В физике хорошо описан математический принцип сил тяготения у масс. Самый простой принцип этого взаимодействия - в законе Ньютона. Позже Лагранж переформулировал их в свои скалярные вычисления.
Но вот в чем дело. Эти математические расчеты никак не объясняют физику явления. Они лишь описывают внешнее проявление сил тяготения, зависящие от массы притягивающихся тел и расстояния между ними.
Сам Ньютон на заданный ему вопрос о причинах тяготения отвечал: «Гипотез не измышляю». Хотя не все ученые того времени (и после Ньютона) игнорировали этот краеугольный камень физики под названием «Что такое гравитация или силы тяготения».
Кинетическая теория гравитации
В 18 веке математик Луи Лесаж (а до него Никола Фатио) предложил кинетическую теорию гравитации. Они предположили, что в пространстве хаотично движутся крохотные частицы, все пронизывает среда, похожая на атмосферные газы. Природу частиц они не поясняли, т.к. это была лишь модель. Так вот, тела экранируют движение этих частиц и создается давление на два расположенных рядом тела. Они начинают притягиваться. Чем ближе, больше и массивнее тела – тем сильнее экранирование и сильнее притяжение.
Природа частиц была неизвестна. Поэтому, критики этой теории утверждали, что такое поглощение частиц приведет к нагреву тел. Ведь все ученые того времени размышляли в рамках классической теории и механики. Квантовые эффекты для науки были еще неизвестны.
При этом должна была присутствовать вязкость у такой среды, движущиеся тела должны в ней тормозиться. Планеты сходить со своих орбит. В общем, противоречий здесь много.
В 19 веке астроном и математик Джордж Дарвин пытался заменить частицы (корпускулы) на волны. Но эта модель тоже была признана несостоятельной, т.к. не давала ответов на вопрос: что это за волны.
Сам же Ньютон, а позже Леонард Эйлер были сторонниками модели и объясняли природу гравитации через потоки эфира. Что около тел создается разряжение этой эфирной среды и рядом с телами появляется направленное давление эфира в сторону центра каждой массы. Модель похожа на кинетическую модель с той лишь разницей, что ученые использовали другое слово в обозначении среды – эфир.
Кинетическая модель гравитации даже получила подтверждение в эффекте Ивана Ярковского (эффект Ярковского-Окифи-Радзиевского-Паддака (YORP-эффект)). Подробнее здесь:
Кинетическую модель гравитации Ивана Ярковского подтвердили астрономы. Неужели ученые признали эфир?
Электрическая модель гравитации
В 19 веке был бум развития электротехники и изучение всех законов, связанных с электричеством. Все знают, что формулы, описывающие силу притяжения двух зарядов и силу притяжения двух масс – похожи. Но одна сила действует на коротких расстояниях, а другая практически не имеет границ. Электрической моделью гравитации пытались объяснить аномальное смещение перегелия Меркурия, отличное от расчетного. Но модель не получила подтверждения. Позже это явление было объяснено в ОТО А.Эйнштейна.
Вообще, все модели гравитации классифицируют на скалярные теории, биметрические теории, квазилинейные теории, тензорные теории, скалярно-тензорные теории и векторно-тензорные теории. Но все это математические модели гравитации со сложными формулами и расчетами.
Сама же физика разделилась на два направления. Одни считают, что гравитация – это сила, у которой есть переносчик (как фотон у электромагнитного взаимодействия). Поэтому в ускорителях все еще ищут Бозон Хиггса. Другим достаточно выводов из Общей теории относительности Эйнштейна, которые говорят, что гравитация – это всего лишь искривление пространства-времени.
Но они не поясняют, за счет чего массы искривляют пространство, какая сила искривляет пространство, какова природа этой силы. Более подробно про эти вопросы была статья:
Т.е. в этой модели движение спутника по орбите Земли – это всего лишь движение в ее искривленном пространстве. Трудно представить это искривленное пространство в том месте, где поднятое тело над поверхностью Земли падает на нее. Мы все видим линейным.
За последние 100 лет не появилось предложений именно физической модели гравитации. Этим почему-то занимаются математики, оперирующие тензорными или скалярными величинами и не акцентирующие о природе самих сил.
Еще один интересный парадокс в этой теме – гравитационные волны.
Ученые считают, что они излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Математически связаны с возмущением пространства-времени и могут быть описаны как «рябь пространства-времени».
Например, две нейтронные звезды вращаются вокруг центра масс и порождают возмущение пространства-времени. Ученые представляют это так:
Если не рассматривать ОТО с ее искривлением пространства, то природа сил гравитации так и остается загадкой для науки. Гравитон, как частица взаимодействия (притяжения) тел не найден. Какие процессы рождают силы гравитации, от чего они зависят – тоже вопрос. Ни нагрев тела, ни облучение его частицами не влияют на его гравитацию.
И на мой взгляд, науке рано или поздно придется вернуться к кинетической природе гравитации и развивать теорию эфира. Искать подтверждения этим процессам. Или развивать это все под другим названием, используя термин «темной энергии», которую ввели в астрофизике из-за парадоксов. Про них была статья здесь:
Вращение звезд в галактиках нарушает законы физики или зачем астофизикам понадобилась темная материя
Вероятно, в темной энергии находится часть истины о гравитационном взаимодействии.