Физика движения Меркурия

   Год назад мне приходилось немного касаться этой темы. Но вот появилась потребность – сказать обстоятельней, так как там высказался скороговоркой, без глубины. Теоретическое нахождение величины векового угла смещения перигелия планеты Меркурий стало одним  из аргументов в пользу Общей теории относительности А. Эйнштейна (1915 г.). Считается, что в рамках ньютоновской теории тяготения невозможно объяснить смещение перигелия Меркурия. Формула   тяготения И. Ньютона позднее корректировалась, но неудачно. И только, якобы, с созданием Общей теории относительности было найдено верное толкование смещения перигелия. В формуле Эйнштейна собраны, казалось бы, все нужные параметры: в числителе – величина 24 Пи в кубе умноженная на квадрат большой полуоси орбиты Меркурия; в знаменателе – произведение квадрата периода обращения вокруг Солнца на квадрат скорости света и на величину эксцентриситета (сплющенность орбиты, отклонение от круга). Подставляя все эти параметры в формулу – получаем величину смещения (43 угловые секунды за сто лет), что и дают наблюдения. Но, как оказалось, формула Эйнштейна – совсем не Эйнштейна. В 1898 году, за 17 лет до теории Эйнштейна, немецкий учёный Пауль Гербер опубликовал статью с названием «Пространственное и временное распространение гравитации» (есть в сети, можно найти). В ней учёный, зная величину углового смещения перигелия Меркурия за столетие (43 угловые секунды), нашел теоретически скорость гравитационного взаимодействия, которая  оказалась близка скорости света, вывел в рамках ньютоновской теории тяготения, без эйнштейновского релятивизма, которого тогда ещё не было. К сожалению, у Гербера в формуле имелся подгоночный коэффициент k, но автор и не скрывал этого, мол, величина найдена эмпирически. А в 1902 году Гербер публикует новую работу, в которой выводит теоретически величину векового угла смещения большой оси орбиты планеты Меркурий из прежней своей формулы для скорости распространения гравитации. Строя Общую теорию относительности в ноябре 1915 года, Эйнштейн, как можно думать, взял формулу Гербера целиком, даже без изменений. В одной из формул Гербера квадрат скорости света есть искомая величина скорости распространения гравитационного взаимодействия между Солнцем и Меркурием. В формуле Эйнштейна квадрат скорости света имеет тот же смысл, только скорость распространения взаимодействия постулирована изначально. Используя формулу Пауля Гербера – вывода величины угла смещения большой оси орбиты Меркурия в рамках своей Общей теории относительности, – Эйнштейн даже не поминает имени автора формулы. У критиков этой работы Эйнштейна по движению Меркурия вызывает недоумение то, как автор получил верную формулу, не имея на тот момент (ноябрь 1915 г.) точных решений уравнений гравитации; и ещё не получено точное решение для метрики Шварцшильда (появится только через год)! Формула смещения перигелия даётся в статье Эйнштейна как готовая, взявшаяся ниоткуда. Тогда как в статье Пауля Гербера 1902 года вывод формулы представлен целиком. В 1920 году физик Эрнст Герке попытался обвинить Эйнштейна в плагиате. На что Эйнштейн ответил: «Господин Герке хочет заставить нас поверить, что сдвиг перигелия Меркурия можно объяснить без теории относительности. Итак, есть две возможности. Либо вы изобретаете особые межпланетные массы. (...) Или вы полагаетесь на работу Гербера, который до меня уже дал правильную формулу для сдвига перигелия Меркурия. Эксперты не только согласны с тем, что вывод Гербера полностью ошибочен, но и не может быть получена формула как следствие основного предположения, сделанного Гербером. Таким образом, работа г-на Гербера является совершенно бесполезной, неудачной и ошибочной теоретической попыткой. Я утверждаю, что общая теория относительности дала первое реальное объяснение движения перигелия Меркурия. Сначала я не упомянул работу Гербера, потому что я не знал об этом, когда писал свою работу о движении перигелия Меркурия; даже если бы я знал об этом, у меня не было бы никаких причин упоминать об этом». Судя по сказанному Эйнштейном, получается так: хоть формула Гербера верна, но вывод формулы ошибочен. Ну что же, такое в науке бывает… С другой стороны, если ты выводишь формулу своим путём, и тебе известно о точно такой же формуле, полученной кем-то ранее, то не упомянуть о подобном факте – довольно странный поступок для учёного.

    Ну, это математика. А можно ли дать физическое толкование причины смещения перигелия Меркурия? И так, чтобы не противоречило нынешним нарождающимся квантовым представлениям о гравитации, о чём скажу ниже. Физическое явление можно считать понятым, если его без особого труда можно объяснить любому здравомыслящему и адекватному человеку. Увы, чтобы понять не только смещение перигелия Меркурия, но и гравитацию вообще, нам не обойтись, как сказал Эйнштейн, без «изобретения особых межпланетных масс»! Без представлений о реальной материальной среде космического физического вакуума здесь ничего не понять. И среда с колоссальной плотностью и давлением, в сущности, тело. Гравитационное поле Солнца, как, впрочем, и у других массивных тел, неоднородно, имеет место градиент плотностей и давлений. Плотность и давление физического вакуума рядом с массивным телом меньше, чем с удалением от тела. Чем дальше от массивного тела, тем больше плотность и давление вакуума. Планета на чисто круговой орбите вокруг Солнца двигалась бы в однородном гравитационном поле, где сила центробежного инерционного движения точно уравнивается силой вакуумного гравитационного давления. Никакого побочного влияния и смещения оси орбиты не было. Меркурий – ближайшая к Солнцу планета, причём её эллиптическая орбита наиболее сплющена из всех орбит больших планет Солнечной системы. Имея эллиптическую орбиту, Меркурий вынужден двигаться в неоднородном гравитационном поле, в градиенте давлений и плотностей, и скорость движения планеты становится изменяющейся. Удаляясь от Солнца, уходя в область растущей плотности и растущего давления вакуума, скорость Меркурия убывает. На возвратном пути, с приближением к Солнцу, скорость движения Меркурия растёт, планета ускоряется. Приближаясь к Солнцу, Меркурий входит в область, где плотность и давление вакуума уменьшаются. Отсюда  и  ускорение. При удалении от Солнца, изменяющееся поле гравитации (нарастающее давление на планету в градиенте), изменяющаяся скорость движения и приводят к смещению большой оси эллипса орбиты Меркурия в сторону вращения планеты. Некоторая аналогия с вращающимся твёрдым телом со смещённым центром тяжести, в результате чего возникает процессия оси вращения. Только в случае с Меркурием, динамическая система образована Солнцем, планетой и неоднородной средой вакуума. Вероятно, с таким толкованием физики движения планеты Меркурий можно согласиться. Потому что альтернативную причину процессии перигелия планеты найти будет трудно, как говорил Ломоносов, «не кощунствуя против Бога и природы».

   Попытка нынешнего квантового понимания гравитации и физики смещения большой оси орбиты планеты рассматривает вклад во взаимодействие процессов, описываемых на языке диаграмм  Фейнмана, со взаимодействием виртуальных гравитонов между собой. Если принять такую модель, то сдвиг перигелия орбиты Меркурия объясняется суммой однопетлевых гравитонных диаграмм притяжения Меркурия к Солнцу. Мне думается, если под «суммой однопетлевых гравитонных диаграмм» подразумевать плотность волновых полей вокруг массивного тела, приводящую к изменению давления среды вокруг тела, то картина примерно похожа. Движение Меркурия по эллиптической, вытянутой орбите в градиенте давлений вокруг Солнца неизбежно создаст процессию орбиты. Общая теория относительности А. Эйнштейна утвердилась, как на трёх китах, на трёх эффектах, якобы подтверждающих правоту теории: смещение перигелия Меркурия, отклонение массивным телом света далёких звёзд, «красное смещение» в гравитационном поле массивного тела. А ведь все эти эффекты и «крутятся» вокруг градиента давлений среды рядом с массивным телом! Не будь градиента, разности давлений среды – не было бы ничего! К слову сказать, Пауль Гербер в своей теории рассматривал и отклонение массивным телом света далёких звёзд. Пусть результат угла отклонения света получился не очень точным, но путь, указанный Гербером, был верен. В 1905 году Эйнштейн, в созданной им Специальной теории относительности, отказался от гипотезы эфира, материальной среды, как несуществующей абсолютной системы отсчёта. Но когда пришло время на этой же базе релятивизма, относительности, создать теорию гравитации, то ничего материального под рукой не было, лишь пустое пространство. Началась эпопея геометризации тяготения, пришлось гнуть пустое пространство. Теория построилась, пусть искусственная, математически до конца не решаемая, с проблемами сохранения энергии, никак не желающая вписываться в квантовый контекст, но всё же. А. Эйнштейн умер в 1955 году. Но уже к пятидесятым годам двадцатого века стало понятно, что пустоты во вселенной нет, пространство – не голое место. Вот тут, я думаю, Эйнштейна одолевали тяжелые мысли, ведь если пространство не пустота, то, вероятно, есть эти чёртовы «особые межпланетные массы…». А если есть, то Гербер был прав, и тогда процессию орбиты Меркурия, и отклонение массивным телом света далёких звёзд, и «красное» смещение волновых фотонов в сильных гравитационных полях можно объяснить изменением состояния среды рядом с большими телами… Открытие в последние годы тёмной материи и тёмной энергии лишь усугубило состояние теории гравитации Эйнштейна, так как ничего похожего она не предусматривала, ведь она имела дело только с телами, а не со средой между ними. А вот среда-то и оказалась решающей, вернее, изменение её состояния, её энергии. Массивные тела как раз и совершают всё это.    

   В заключение хотелось бы сделать одно важное замечание. Явление называется «смещение перигелия планеты Меркурий». Перигелий – ближайшая к Солнцу точка орбиты Меркурия. Афелий – самая удалённая точка орбиты планеты. «Смещение перигелия» – понятие, как мне думается, ошибочное. Из рассмотренной выше физики явления, смещение большой оси эллипса орбиты Меркурия происходит как раз при движении планеты к афелию, к самой удалённой точке орбиты, когда планета движется в нарастающем давлении среды физического вакуума. Так что справедливей было бы говорить о смещении афелия планеты Меркурий. Смещение перигелия –  лишь следствие смещения афелия орбиты.

   Ещё раз хочу поблагодарить Валерия Ивановича Пивоварова (Молдова) за помощь в разработке темы.