Является ли гравитация просто электромагнитным притяжением?

Краткий ответ: Нет.

Длинный ответ: НЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕТ.

Мораль этой истории: гравитация и ЭМ — две очень разные вещи, которые для некоторых людей выглядят одинаково, потому что обе они падают, как$\frac{1}{r^2}$. Будьте осторожны, что вы доверяете. Когда кто-то делает подобное заявление, проверьте его рекомендации. Если ссылок нет, игнорируйте.

Ответ на вопрос - нет .

В статье несколько логических ошибок и некорректных рассуждений; Я прокомментирую некоторые:

Солнечный свет не указывает на истинный центр тяжести Солнца, тогда как гравитация всегда указывает на истинный центр тяжести Солнца.

Гравитация всегда «указывает» в направлении, согласующемся с искривлением пространства-времени, в том месте, где объект, по ощущениям, находится. Изменение кривизны, соответствующее движущемуся источнику, не распространяется мгновенно. Таким образом, фактическое положение источника не обязательно должно совпадать с его видимым положением.

И если бы оно распространялось со скоростью света, гравитация (как и солнечный свет) не указывала бы на истинное положение солнца; и в результате планеты отдалятся от солнца и покинут солнечную систему.

Это утверждение не может быть подтверждено фактическими расчетами.

Закон обратных квадратов гравитации сэра Исаака Ньютона по существу идентичен закону обратных квадратов электромагнитного притяжения Чарльза Кулона.

То, что два понятия похожи, не означает, что они одно и то же. Тот факт, что законы Ньютона и Кулона имеют общие$1/r^2$поведение ничего не доказывает.

Милликен нейтрализовал силу гравитации (создавая антигравитацию), используя батарею и две металлические пластины для создания электрической силы, равной и противоположной силе гравитации. Если бы Милликен смог нейтрализовать силу гравитации, противопоставив ей простую электрическую силу, это можно было бы считать доказательством того, что гравитация есть простая электрическая сила классической физики… Эксперимент Милликена с каплей масла показывает, что можно создать искусственную гравитацию в космосе, и что на Земле можно создать невесомость.

Единственное, что это доказывает, это то, что работает принцип суперпозиции сил: две равные, но противоположные силы компенсируют друг друга, в результате чего результирующая сила равна нулю. Это ничего не говорит о природе рассматриваемых сил.

В любом случае необходимо понимать, что гравитацию можно описать как простую электромагнитную силу классической физики, чтобы понять антигравитацию.

Доказательств антигравитации нет, и поэтому нет необходимости ее объяснять.

Дополнительное замечание: на самом деле предпринимаются серьезные попытки объединить гравитацию и электромагнетизм, в первую очередь теория Калуцы-Клейна . Несмотря на отсутствие экспериментальных доказательств последнего, теоретические представления, развитые в контексте этого подхода, имеют большое значение для современной физики.

Во-первых: я вижу две проблемы с этим вопросом:

• Узнаем ли мы когда-нибудь, что такое гравитация ? Все, что у нас есть, это наблюдения и теории. Так что вопрос скорее должен звучать так: можно ли гравитацию объяснить электромагнитными силами?

• Что такое «электромагнитное притяжение»? Поскольку в блоге говорится об отрицательном заряде и положительном гравитоне, вероятно, имеется в виду «электростатическое притяжение». Так что еще более точно вопрос, наверное, должен звучать так: можно ли объяснить гравитацию электростатическим притяжением?

Теперь, имея более точный вопрос, попробуем на него ответить. Есть много различий между гравитацией и электростатическим притяжением:

• электростатическое притяжение можно легко экранировать, тогда как экранирование гравитации кажется намного более сложным, если не невозможным.
• если бы гравитация была электростатической силой с отрицательными массами, почему бы ей не отталкивать отрицательные заряды?

Эти очевидные противоречия не рассматриваются в блоге. Таким образом, использование электростатического притяжения в качестве объяснения гравитации, похоже, не работает.

Можно размахивать множеством «теорий», которые звучат логично. Называется "научная фантастика". Есть серия книг Терри Пратчетта, где он представляет себе целую вселенную с различными физическими законами, включая магию. Он заставляет это звучать так логично, и две книги были написаны о «науке Дискового мира». Весело.

До повсеместного использования математики для описания природы история была полна «ученых», постулировавших различные теории для объяснения наблюдений, начиная со времен Артистотеля и заканчивая черепахами на черепахах. Со времен Ньютона физика сделала огромный скачок. Нельзя говорить о «теории» без основательной математики.

Статья в блоге с большим количеством утверждений того и другого, если она не относится/ссылается к математическому моделированию или содержит математическое моделирование, не стоит умственных усилий, по крайней мере, умственных усилий физика, поскольку есть так много интригующих и возможно, правильные и актуальные новые статьи по физике все время.

Существуют предложения с математическими формулировками, которые выходят за рамки проторенной физики. Из тех, которые не являются явно сумасшедшими (бессвязными), некоторые из них могут быть легко фальсифицированы из-за неправильного использования математики или данных, некоторые из них отложены, потому что они не являются общепринятыми, и, возможно, когда-нибудь они могут быть оправданы новыми экспериментами. или наблюдения. Запись в блоге, на которую вы даете ссылку, ибо не относится к последнему случаю.

Я хотел бы добавить в основном к ответам Фредерика Брюннера и Анны В.

Начнем с того, что делает Фредерик:

Солнечный свет не указывает на истинный центр тяжести Солнца, тогда как гравитация всегда указывает на истинный центр тяжести Солнца.

а также

И если бы оно распространялось со скоростью света, гравитация (как и солнечный свет) не указывала бы на истинное положение солнца; и в результате планеты отдалятся от солнца и покинут солнечную систему.

Именно эти аргументы, которые предлагает ваша статья, имеют долгую, долгую историю тщательного изучения, начиная с великого Лапласа. См. обсуждение в Вики скорости гравитации, в частности краткое изложение мыслей Лапласа по этому вопросу, а также этот современный «обзор» из оригинального FAQ по физике Usenet . До общей теории относительности вы действительно могли утверждать, что орбиты планет не будут стабильными при конечной скорости света.

После того, как общая теория относительности учтена, угадайте, что? Орбиты ВСЕ ЕЩЕ нестабильны!! И это именно то, что наблюдается! . Я здесь немного лукавлю, потому что влияние на орбиту Земли фантастически мало: Земля излучает около 200 ватт гравитационного излучения. См. раздел «мощность, излучаемая вращающимися телами» на вики-странице Gravitational Wave . Так что в ближайшее время нестабильность не покажет заметной разницы на орбите! Но есть астрономическая система, которая позволяет нам экспериментально проверить нестабильность, и это двойная система Халса-Тейлора .: это двойная звездная система, которая тщательно наблюдалась и измерялась с момента ее открытия в 1974 году, и наблюдаемое замедление вращения тщательно сравнивалось с замедлением вращения, предсказанным общей теорией относительности (с помощью ОТО вычисляется мощность излучаемой гравитационной волны). GTR точно соответствует наблюдению здесь. Более того, считается, что в начале этого года прямое наблюдение гравитационных волн в раннем космосе было сделано экспериментом BICEP2 в виде застывшей ряби в CBR.

Таким образом, имеется большое количество прямых доказательств конечной скорости распространения гравитации. И это до того, как мы рассмотрим теоретический аргумент против распространения с бесконечной гравитационной скоростью, выдвинутый специальной теорией относительности, и тщательно проверенное экспериментально понятие лоренц-инвариантности.

Наконец, позвольте мне скопировать отличный комментарий Аарона Дюфура, чтобы его не пришлось удалить:

[Это] Стоит отметить, что падение, как$1/r^2$это родовое свойство вещей, которые распространяются в трех пространственных измерениях; все остальное будет означать, что энергия регулярно накапливается/теряется по пути.

и позвольте мне добавить к этому следующее. Если мы вернемся к простой модели Лапласа, где он принимает закон обратных квадратов Ньютона (который, как говорит Аарон, может быть истолкован как свойство, возникающее в трех пространственных измерениях), и просто добавляет замедление, но если мы делаем это таким образом, Лоренца, инвариантного в свободном пространстве, мы снова обнаруживаем, что нестабильность орбиты намного меньше. Интересно, что у вас теперь есть теория гравитоэлектромагнетизма , которая в точности аналогична уравнениям Максвелла. Итак, здесь вы имеете полные «магнитные» и «электрические» законы, возникающие просто из$1/r^2$свойство трех пространственных измерений, а затем требует, чтобы законы были лоренц-инвариантными. Таким образом, вы ожидаете, что уравнения, подобные электрическому/магнитному, хотя бы приблизительно описывают совершенно не связанные между собой явления, что является еще более сильной версией аргумента Аарона. Кстати, если учесть, что постоянная всемирного тяготения соответствует$1/(4\pi\epsilon_0)$в уравнении Максвелла гравитоэлектромагнетическая версия орбитальной неустойчивости, то есть формулы Лармора, выглядит следующим образом:

с$m_s$= масса Солнца =$2\times10^30{\rm kg}$,$m_e$= масса Земли =$6\times10^24{\rm kg}$а также$r_e=1.5\times10^{11}{\rm m}$я получаю о$3{\rm GW}$излучение. Звучит намного значительнее, чем потеря ОТО, но все равно потребовалось бы порядка$10^8$раз возраст Вселенной, когда Земля вращается по спирали к Солнцу. Гравитоэлектромагнетизм фальсифицируется двойной системой Халса-Тейлора. Разница по сути состоит в том, что ОТО допускает только квадрупольные источники излучения и источники излучения более высокого порядка, а не гораздо более энергичное дипольное излучение, которое допускает гравитоэлектромагнетизм (и уравнения Максвелла).

Сноска: на самом деле мы не совсем получаем лоренц-инвариантность с гравитоэлектромагнетизмом, хотя уравнения в свободном пространстве лоренц-инвариантны. Оказывается, что$(\rho_g,\,\vec{J}_g)$, аналог четырехвектора плотности тока из уравнений Максвелла, не является четырехвектором в ОТО, а просто неполным представлением тензора энергии напряжения$T$,

Нет, гравитация, во-первых, не сила, это проявление искривления пространства-времени. Можно вывести уравнения Максвелла из уравнений поля Эйнштейна и свойства бездивергентности тензора Эйнштейна, но они принципиально разные. Конечно, можно показать, что обе теории являются геометрическими по своей природе.

Я согласен с предыдущими ответами, что цитируемая статья в блоге наивна и поверхностна. Но тогда все великие идеи имеют скромное начало.

В том же духе уважаемый ученый по имени Вальтер Ритц ( http://en.wikipedia.org/wiki/Walther_Ritz ) разработал сложную модель электрических сил в 1908 году. Он указывает, что его модель объясняет гравитацию как небольшой результирующий эффект положительных и отрицательные электрические потоки, исходящие от нейтральных атомов. Он вывел уравнения гравитационного притяжения, которые можно настроить (путем выбора подходящего значения эмпирически определяемого фактора) для учета аномальной прецессии перигелия Меркурия и других астрономических объектов, находящихся на орбите (например, планет, астероидов, двойных звезд).

Мне не ясно, как именно гравитационное уравнение Ритца выводится из его модели. Модель Ритца считается несуществующей в официальном физическом истеблишменте. Иногда ее называют эмиссионной теорией или баллистической теорией, и поэтому она привлекательна тем, что не требует от нас искривления пространства или времени для объяснения гравитации.

Другими уважаемыми учеными, которые рассматривали (и опубликовали) вопрос о том, может ли гравитация иметь электромагнитное происхождение, были Цоллнер, Моссотти, Лоренц, Ганс, Вакер, Костер и Шепански. Отличный исторический отчет содержится в книге Роузвира ( http://www.amazon.co.uk/Mercurys-Perihelion-Verrier-Einstein-publications/dp/0198581742 ).

Гравитация — самая слабая из известных нам сил. Однако сила НЕ является ускорением - сила, действующая на массу, вызывает изменение импульса массы - ЭТО связано с ускорением. Сама гравитация до сих пор не определена — она связана с искривлением пространства-времени, но считается, что ее можно объяснить волновой функцией — как и большинство квантовых эффектов — однако гравитационную волну еще предстоит обнаружить.