Смещение перигелия Меркурия простое объяснение и

Упрощенный вывод формулы.

Каким образом и из-за чего возникает аномальное смещение орбиты Меркурия?
Ответ на этот вопрос с точки зрения ОТО очень прост, - Солнце как и любое тело обладающее массой, не просто втягивает в себя пространство, но и закручивает это пространство.  Понятно, что если у планеты круговая орбита, то  вращение пространства вокруг Солнца невозможно обнаружить, так как сама планета вращается по круговой орбите и это круговое вращение планеты невозможно отделить от вращения пространства, - они совпадают по направлению, хотя и отличаются по скорости. Но, когда орбита эллиптическая, то возникает вращательное движение этого эллипса вдоль направления вращения пространства.

Какими характеристиками обладает это вращение пространства вокруг Солнца?
Во первых, период обращения пространства вокруг Солнца (Тр) увеличивается при отдалении от Солнца. Таким образом, чем больше расстояние (R) от Солнца до планеты, тем меньше вклад вращения пространства в общий период обращения планеты вокруг Солнца. То есть период обращения пространства вокруг Солнца (Тр) прямо пропорционален R. Что можно выразить отношением Тр=кR.(формула 1)  Где к-коэффициент пропорциональности.

Во вторых, Тр обратно пропорционален массе центрального тела ( Солнца). Это значит что, чем больше масса (М) центрального тела  тем меньше Тр. То есть, чем больше масса центрального тела,  тем за меньшее время пространство совершает один полный оборот вокруг центрального тела. Отсюда, учитывая формулу 1 можно записать Тр =кR/GM. Где G гравитационная постоянная, М - масса Солнца. Так как именно Солнце является центральным телом вокруг которого вращаются планеты.

Поскольку эллиптическая орбита не имеет постоянного R и с учетом третьего закона Кеплера (T^2 прямо пропорционален R^3), можно взять среднее значение  R эллиптической орбиты, равным R/3. В общем получаем, что Тр=кR/3GM.

Далее решаем обычную пропорцию: Если расстояние в 2п (два пи) пространство проходит за период Тр, то какое расстояние ( х ) это пространство пройдёт за время периода Тпл (за время одного полный оборот планеты вокруг Солнца по эллиптической орбите). Именно на это расстояние, - х отклониться эллиптическая орбита за один оборот. Тпл - это время одного оборота планеты вокруг Солнца по эллиптической орбиты. Получаем:

расстояние 2пи пространство проходит вокруг Солнца за время Тр
расстояние х пространство проходит вокруг Солнца за время Тпл

х= 2пиТпл / Тр = 6пиТплGM /kR (формула 2) Известно что Тпл=4 пи^2 A^3 /GMTпл Подставляем это в формулу:

х = 24пи^3 A^3 /(k*Tпл R) Здесь так как А=R, то А^3 сокращается с R и получаем А^2 То есть А^3/R= A^2

х = 24пи^3 A^2 /(k*Tпл)

Осталось выяснить чему равен коэффициент пропорциональности "к" (в формуле 1) Естественно он равен скорости света в квадрате, - С^2
Да, еще чтобы все совпало нужно скорость света в квадрате умножить на Тпл. То есть к=TплC^2

В итоге получаем х = 24пи^3 A^2 /C^2*Tпл^2

Эта формула практически совпадает с формулой полученной  Паулем Гербером в 1902, а затем выведенной Эйнштейном в точно таком же окончательном виде в 1915г.

Здесь также важно подчеркнуть, что если бы пространство затягивалось телом, обладающим массой, равномерно (без ускорения), то пространство не оказывало бы влияние на другие тела расположенные в нем. То есть, пространство увлекает за собой тело расположенное в этом пространстве именно потому, что движение(затягивание) самого пространства происходит с ускорением. Можно сказать, что пространство при равномерном движении тела в нем не оказывает никакого сопротивления этому телу, но при ускорении тела пространство начинает оказывать давление.


Рецензии