Более полный вариант с иллюстрациями в формате Word - Рельсотрон
1.Введение в теорию и эксперименты
В искривленном римановом пространстве-времени, оперируя компонентами 5-мерного метрического тензора, можно получить десять компонент метрического тензора общей теории относительности Эйнштейна, четыре компоненты электромагнитного векторного потенциала А электродинамики Максвелла и одну компоненту, которая в принципе может описывать какое- то новое скалярное поле [1].
Томский физик Г.Николаев через однозначную величину физического параметра векторного потенциала А, движущегося заряда е, при (v « c) [2]
А = ev/cr, (1)
установил существование в пространстве около него двух типов магнитных полей:
векторного Н┴ = rotA и (2)
скалярного H║ = – divA (3)
Общепринято считать, что если известно магнитное поле Н, то нет необходимости обращаться к «формальному» векторному потенциалу А. Однако сам факт того, что в волновом уравнении Шредингера появляется только векторный потенциал А, был очевиден с момента создания этого уравнения. Безуспешные попытки заменить векторный потенциал А в уравнениях квантовой механики «физическим» магнитным полем Н говорят о том, что волновая функция любого движущегося заряда в поле векторного потенциала А, должна отражать собой существование вполне ощутимого взаимодействия движущегося заряда с этим полем. Это взаимодействие может характеризоваться величиной изменения потенциала А волновой функции. Экспериментальное обнаружение явления силового эффекта взаимодействия движущихся по оси токового торойда электронов с полем векторного потенциала А в опытах Ааронова-Бома (1956) [3], было подтверждено в более поздних экспериментах японских ученых (1984) [4]. В ходе экспериментов было обнаружено изменение фазы волновой функции движущегося заряда при отсутствии и наличии в исследуемом пространстве поля векторного потенциала А, при полном отсутствии в этом пространстве магнитного поля Н. Положительные результаты экспериментов соответствовали только однозначной величине векторного потенциала А, сопоставляемой с однозначными же параметрами элементарного тока. Изменение фазы волновой функции векторным потенциалом А определяется выражением:
∆φ = q/ħ ∫Ads , (4)
где интеграл берется вдоль траектории движения частицы. Эксперимент Ааронова-Бома заставляет пересмотреть устоявшиеся представления об одних поперечных магнитных силах Лоренса и признать наличие продольных сил магнитного взаимодействия. На электроны, движущиеся в пространстве, где нет магнитного поля (В=0), но векторный потенциал не равен нулю, поперечные силы Лоренца не действуют, однако траектория их движения изменяется.
Опыты А. Солунина и А. Костина [5] подтверждающие продольное взаимодействие:
Для демонстрации явления взаимодействия движущегося заряда с полем векторного потенциала А на электроннолучевую трубку 1, в месте расположения отклоняющих пластин 2, надета тороидальная обмотка 3. Тороидальная обмотка выполнена из наружного и внутреннего слоев, намотанных медным проводом 0,62 мм с общим количеством витков 500. Необходимость двухслойной намотки вызвана тем, чтобы исключить магнитные поля кольцевого тока (одна обмотка лево-винтовая, другая — право-винтовая). Обмотки включены так, чтобы их магнитные потоки суммировались. Электроны в трубке ускорялись разностью потенциалов 400В. На вертикальные пластины подавалось постоянное отклоняющее напряжение для задания базисного смещения электронного луча на экране (5-20 мм). Ток в обмотке изменялся в пределах 0-5А. Результаты эксперимента представлены на графике. При увеличении тока одного направления угол отклонения электронного луча увеличивает свою величину по отношению к базисному отклонению. Увеличение угла отклонения электронного луча при неизменном напряжении на отклоняющих пластинах обусловлено уменьшением скорости движения электронов пучка за счет взаимодействия их с полем векторного потенциала А тороидальной обмотки. При изменении тока в обмотке на обратный угол отклонения электронного луча уменьшает свою величину по отношению к его базисному отклонению, регистрируя эффект увеличения скорости электронов пучка при их взаимодействии с полем векторного потенциала А тороидальной обмотки.
Рис1
Таким образом, результаты описываемого опыта однозначно доказывают существование обычного классического аналога известного опыта Ааронова-Бома и подтверждают существование неизвестного ранее в науке явления продольного магнитного взаимодействия. Опираясь на результаты экспериментов, авторы ряда работ[2,7,9] отказываются от калибровки Лоренца, а вместо этого предлагают выражение для плотности потока электромагнитной энергии в виде:
S = – div A – λε0μ0 dφ/dt (5)
Очевидно, введенные таким образом потенциалы допускают значительную гибкость в использовании уравнений Максвелла. В классическом случае полагается S =0. При использовании калибровки (5) при λ=0 получается кулоновская калибровка, а при λ=1 имеем калибровку Лоренца. Если не предполагать равенства нулю выражения для S , то при λ=0 скалярное поле приобретает смысл продольного магнитного поля, вводимого в работе Николаева. Дальнейшие преобразования производятся стандартным образом, что в итоге позволяет получить следующую систему уравнений:
dE/dt – rotH – grad S =0,
dH/dt + rotЕ = 0, (6)
div E – dS/dt = 0,
div H = 0
Для простоты восприятия уравнений (6) рассмотрен случай отсутствия токов и зарядов и принято ε0=μ0=1
Ценность этих работ, состоит в том, что авторы предлагают сравнительно простые эксперименты по проверке выдвигаемых утверждений, в частности продольного магнитного взаимодействия и обнаружения продольных волн.
Это приводит к выводу о принципиальной не возможности создания термоядерных реакторов на базе токамаков, поскольку частицы горячей плазмы в бублике токамака устремляются по силовым линиям магнитного поля произвольной топологии к стенкам токамака и разрушают его [6]. Кроме того, можно сделать вывод о том, что заложенные в электродинамике Максвелла исходные представления об одном векторном магнитном поле Н ┴ = rotA, при явном игнорировании другого скалярного магнитного поля Н║ = – divА, ошибочны [2,7].
2. Продольные электромагнитные волны
В работе [7] предлагается назвать продольной электромагнитной Е-волной такую волну, у которой напряженность магнитного поля равна нулю, а вектор напряженности электрического поля направлен вдоль направления распространения плотности потока энергии. Это некоторая скалярная функция SE// = αE, где α = α(x,y,z,t). Аналогично определяется продольная Н-волна, порождающая поток энергии SH// =bH.
Дифференциальные уравнения для обобщенного электромагнитного поля могут быть выведены из представлений о векторе Пойнтинга. Вектор Пойнтинга для электромагнитной волны общего вида, включающего как обычные поперечные моды, так и продольно поляризованные моды, может быть представлен в виде:
S = E x H + αE + bH (7)
Соответствующая этому вектору плотность энергии выражается в виде:
W = 1/2 ( E² + H²) + WE// + WH// (8),
где WE// и WH// – дополнительные энергии .
Строгий вывод выражения для дополнительных энергий приведен в работе [7].
Важно отметить, что в настоящее время существует два взгляда на механизм распространения продольных волн. Авторы работы [7] утверждают, что продольные волны могут распространяться в вакууме подобно поперечным волнам без зарядов и токов. Генерация продольных волн происходит при изменении элемента тока, которое порождает не только вихревое магнитное поле, но и скалярное магнитное поле.
Исправление уравнений электродинамики базируется на постулировании дополнительного магнитного поля, которое порождает силу, действующую вдоль направления протекания тока. В общем случае векторный потенциал А можно представить в виде суммы вихревой и потенциальной компонент Ar + Ap. При этом элемент тока создает как векторное магнитное поле B = rot Ar , так и скалярное магнитное поле B = -div Ap , а бесконечный ток не создает скалярного магнитного поля [7]. Механизм возникновения продольной волны сводиться к тому, что изменение скалярного магнитного поля эквивалентно образованию электрических зарядов, изменение которых, в свою очередь, порождает потенциальное электрическое поле. В космосе генерация продольных волн огромной интенсивности должна происходить в процессе коллапса звезд, их взрывной эволюции. Это же относится и к Солнцу во время циклов активности, которые сопровождаются интенсивными выбросами солнечной плазмы и потоками заряженных частиц, включая солнечный ветер. Вторгаясь в плазму ионосферы Земли, солнечный ветер возмущает не только плазму, но и магнитное поле. В лабораторных условиях излучение продольных волн может производиться любой системой, генерирующей скалярное магнитное поле. Поскольку изолированный элемент тока трудно себе представить, так как для этого необходимы исток и сток зарядов, представляет интерес конфигурация полей в более реальном случае замкнутых токов, в частности для этих целей может служить тороид [7].
Автор другого взгляда на механизм распространения продольных волн Г.Николаев утверждает, что поперечные и продольные волны распространяются в дипольной поляризационной среде (эфире) обладающей электрическим и магнитным восприятием. Резонансная природа рождения пар элементарных частиц под действием внешнего излучения в физическом вакууме (эфире) является фундаментальным процессом Вселенной, формирующим в космической среде дивергентные течения или стоки и истоки. В нейтральной дипольной космической среде элементы тока (токи смещения) рождаются в результате процессов поляризации [8]. Опираясь на факт реального существования токов смещения jсм в физической среде около движущегося заряда jсм = 1/4π · ∂Е/∂t , Г.Николаев установил функциональную взаимосвязь этих токов с индуцируемыми ими по принципу близкодействия магнитными полями:
Н┴ = 1/С 2jсм║/rо = 1/С ev/r² sinφ ,
H║ = 1/C 2jсм┴/хо = 1/C ev/r² cosφ, (9)
где:
jсм║ =∫so jсм║ dS ,
jсм┴ =∫sσ jсм┴ dS , (10)
(jсм = jсм║ + jсм┴)
Поверхность Sо ограничивает аксиальный поток тока смещения jсм║. На ее внешней поверхности определяется напряженность векторного магнитного поля Н┴.
Поверхность Sσ ограничивает радиальный поток тока смещения jсм┴. На ее внешней поверхности определяется напряженность скалярного магнитного поля Н║ [2].
Учитывая, что на поверхности Солнца сосредоточен электрический заряд Q≈1,7•10²ºКл. и по внешней сфере текут токи, создавая магнитное поле Н≈80α/м ( в пятнах Н≈ 10⁵α/м), можно представить себе величину продольной силы, заставляющей двигаться Солнце, вместе с планетами Солнечной системы к своему Апексу со скоростью 330 км/с.
Результатом воздействия новой продольной силы на крупные небесные образования являются отмеченные в астрономии факты столкновения галактик. Этот процесс сопровождается поглощением более мелких галактик крупными галактиками и образованием мощных гравитационных волн. Вместо затухающих гравитационных волн, оставшихся во Вселенной после мифического «Большого взрыва», ученые обнаружили вполне ощутимые продольные гравитационные и электромагнитные волны, рожденные при столкновении галактик и черных дыр. Здесь я хотел бы отметить, что еще в1994 году, когда 16 июля 1994г. огромное ядро кометы Шумейкера-Леви столкнулось с газовым шаром Юпитера, радиальные колебания его поверхности породили гравитационные волны, мгновенно приведшие в колебания несколько геодезических спутников Командно-Измерительного Комплекса России. Обычно геодезические спутники имеют орбиту, находящуюся внутри трубки диаметром около 1 км. В период столкновения диаметр траектории трубки увеличился в 5 – 8 раз. Скорость, образовавшихся при столкновении кометы с Юпитером, гравитационных волн значительно превысила скорость электромагнитных волн (свет от Юпитера до Земли идет около часа). Таким образом, сенсационное сообщение американских ученых в январе 2016г. о регистрации гравитационных волн (проект LIGO), рожденных в результате столкновения двух черных дыр, запоздало на 22 года.
Продольные волны позволили Никола Тесла и Михаилу Филиппову реализовать передачу энергии без проводов еще в начале 20 века. Два ученых экспериментатора не зависимо друг от друга решали эту задачу в период 1897 – 1903гг. Н.Тесла провел успешные эксперименты в США, а М.Филиппов – в России.
Термин «истинная проводимость» был впервые употреблен Никола Тесла в беседе с лордом Кельвином, посвященной теме беспроводной передачи энергии в околоземном пространстве. На вопрос Кельвина: « Так Вы, значит, не используете волны Герца?» – «Конечно нет, – ответил Тесла, – они являются излучениями . Никакую энергию невозможно передать с экономической выгодой на расстояние посредствам всех излучений такого рода. В основе моего метода лежит истинная проводимость, которая осуществляется на самом большом расстоянии без заметных потерь» [9]. Этот разговор происходил летом 1897 года во время посещения Кельвином лаборатории Тесла в Лонг-Айленде. Итак, с конца 19 века и до сегодняшнего дня уже в 21 веке для науки остается загадкой, какой смысл вкладывал Тесла в термин «истинная проводимость». Сам Тесла в своем интервью, данном им в 1932 году , так отвечал на этот вопрос : «Беспроводной передатчик производит продольные волны в околоземной электрической среде, поведение которых похоже на поведение звуковых волн в воздухе, за исключением того, что огромная упругость и крайне малая плотность данной среды (эфира) делает их скорость равной скорости света.» [9]. Никола Тесла опубликовал свою статью « Беспроводная передача электрической энергии» 5 марта 1904г. в издании “The Electrical World and Engineer” и затем не однократно повторял публикации: «Знаменитые научные заблуждения» в издании “Electrical Experimenter” февраль 1919г и «Мировая система беспроводной передачи энергии» в издании Telegraph and Telephone Age в октябре 1927г.
М. Филиппов в письме от 11июня 1903г. в газету Санкт Петербургские Ведомости, писал: «Речь идет об изобретенном мною способе электрической передачи на расстояние волны взрыва. Передача эта возможна на расстояния в тысячи километров». Царскому правительству были хорошо известны революционные взгляды Филиппова, которые он и не скрывал. Видимо, это послужило поводом для его убийства в ночь с 11 на 12 июня, сразу после обращения его в газету. Представители Охранного отделения изъяли из квартиры убитого все бумаги и готовую к изданию рукопись, в которой раскрывался принцип действия передачи энергии взрыва на расстояние. Наличие рукописи подтверждает в своих воспоминаниях Д.И. Менделеев, с которым Филиппов, химик по образованию, делился своими замыслами.
К сожалению, вот уже более 100 лет современная физика, в основе которой лежит релятивистская теория относительности А.Эйнштейна, с ее субъективными пространственно-временными представлениями и квантовая механика с ее невнятной концепцией физического вакуума, так и не может дать научное объяснение экспериментам Тесла и Филиппова. Однако, в условиях санкций, объявленных Западом против России, и реальной военной угрозы, созданной США для нашей страны, появление принципиально нового вида оружия, против которого средства современного ПВО бессильны, могло бы остудить горячие головы. То, что 100 лет назад реализовали Н.Тесла и М.Филиппов под силу и нашим ученым. Теоретические наработки по беспроводной передачи энергии есть, нужна заинтересованность со стороны руководства страны и объединение всех ученых, занимающихся этой тематикой. Это будет достойным ответом на рельсотроные пушки, размещенные американцами вдоль наших границ. Я уж не говорю о экономических выгодах, которые сулит беспроводная передача энергии для всего человечества.
3. Рельсотронные двигатели, пушки, ускорители Г.Николаева [2].
В рамках новой теории электродинамики нашли свое объяснение такие эксперименты, как движение П-образного проводника с током, проблема «рельсотронного» двигателя и результаты опытов Ааронова-Бома, для которых, исходя из поперечных сил Лоренца, корректного объяснения найти не удавалось. Г.Николаев не ограничился только теоретическим объяснением результатов опытов Ааронова – Бома. В сентябре 1991г. на II Международной конференции по пространству, времени и тяготению в Петербурге Г.Николаев сделал доклад об открытии нового вида магнитного поля и новой теории электромагнетизма, а также продемонстрировал оригинальный двигатель своей конструкции. Анализ работы такого типа устройства показал, что движущими силами в нем являются не потенциальные поперечные силы Лоренца, приложенные к радиальным токам вращения якоря, а продольные силы реакции, приложенные к подводящим конструкциям. Физическую природу вращения оси «двигателя», укрепленного на двух подшипниках, при пропускании тока (постоянного или переменного) через внешние кольца подшипников (Рис 2), Г.Николаев объяснил следующим образом: «В этом эксперименте, при постоянной угловой скорости вращения оси на подшипниках, размеры контура, а следовательно и его индуктивность L, не изменяются. Следовательно, зависимость, для энергии контура:
WL = Lj²/2 (11)
которая позволяет найти силу, действующую на ось:
F = dWL / dx = – j²/2 dL/dx (12)
оказывается в данных условиях эксперимента не приемлемой. Анализ работы такого рода устройств показывает, что движущими силами в них являются не потенциальные поперечные силы Лоренца, приложенные к радиальным токам вращения якоря, а продольные силы реакции, приложенные к токам в подводящих рельсах» [2].
Необходимо уточнить, что в случае симметричного подвода тока (Рис 2.А) ось двигателя начинает раскручиваться в любую сторону после первого толчка. При ассиметричном подключении тока (Рис2.В), ось начинает крутиться без предварительного толчка. Если теперь расширить эксперимент «рельсотронн» до планетарных масштабов и рассмотреть в качестве оси двигателя Земной шар, на поверхности которого сосредоточен отрицательный электрический заряд 5,16 ∙10¹⁴кл. , а по внешней сфере текут токи, создавая магнитное поле 50 а/м , то осевое вращение Земли будет обусловлено теми же продольными силами, что и в эксперименте «рельсотронн». Роль подшипников и рельсов в этом случае играет неподвижный космический эфир. Ассиметричное «подключение» Земного шара достигается разносом на поверхности земли магнитных и географических полюсов, что исключает необходимость в первом толчке.
Работами Г.Николаева заинтересовался австрийский физик Стефан Маринов. Он воспроизвел несколько экспериментов Г.Николаева и построил его парадоксальный электромотор, работающий вопреки законам электродинамики. Стефан Маринов издал монографию, главной темой которой являлась новая теория электродинамики Г.Николаева и принцип действия электродвигателя, названного им «SIBERIAN COLIA».
Возможно, новая продольная сила природы, действующая на движущийся заряд со стороны скалярного магнитного поля, и приводящая в движение (вращение) планеты, звезды, галактики и всю Вселенную будет способна двигать и космические корабли.
Рис.2
Электродвигатель рельсотронн Г.Николаева «SIBERIAN COLIA»
2. Рельсотронные двигатели, пушки, ускорители Г.Николаева [2].
2.1 До настоящего времени не найдено корректного объяснения силам реакции и месту их приложения в устройствах рельсотронного типа. Исследования показывают, что силами реакции являются продольные силы F║, и приложены они к рельсам вдоль направления тока в них вблизи ускоряемой токовой перемычки.
Рис.3
2.2 До настоящего времени не найдено корректного объяснения причинам поступательного и вращательного движения проводника при неизменных размерах контура. Исследования показывают, что в устройствах работают силы магнитного взаимодействия перпендикулярных токов непотенциального типа, потенциальная энергия взаимодействия которых равна нулю. Реакцией являются продольные силы F║ взаимодействия, которые приложены к проводникам-рельсам.
Рис.4
2.3 До настоящего времени не найдено корректного объяснения причинам усиления эффектов поступательного и вращательного движения проводника при неизменных размерах контура, когда подвижный проводник жестко скрепляется с постоянным магнитом. Исследования показывают, что движущими силами в этом случае являются продольные F║ и поперечные F┴ силы магнитного взаимодействия, приложенные к проводнику и магниту.
Рис.5
Литература
1. Константинов С.И. Эфиродинамика Космоса. – Lambert Academic Publishing, Deutschen Nationalbibliothek, Германия 2015
2. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности. Перспективы построения непротиворечивой электродинамики. Теория, эксперименты, парадоксы. Томск 2003
3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэнде М. Фейнмановские лекции по физике. кн.6 , М.: Мир, 1977
4. Данос М. Эффект Аронова-Бома, квантовая механика электрического трансформатора. Физика за рубежом, Серия Б, Москва: Мир, 1984.
5.Солунин А.М., Костин А.В., Об эффекте потенциала для тороидального солиноида, Деп.в ВИНИТИ рег.№7900-84.
6. Аксенов В.В. , Несиловые и силовые магнитные поля, М.: Известия ВУЗов, Физика, №3, 2016.
7. Агеев И.М., Шишин Г.Г., Продольные волны, Москва: МАИ, 2014.
8. Дятлов В.Л. Поляризационная модель неоднородного физического вакуума, Новосибирск: Институт математики, 1998.
9. Никола Тесла, Статьи, Москва: Русская панорама, 2010.