МОЛОДЁЖНЫЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ
 |  |
 |
/components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/login.gif)
Войти /components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/register.gif)
Регистрация
Войти в корпоративную почту как автор/член редколлегии/рецензент журнала
ТЕОРИИ, КОНЦЕПЦИИ, ПАРАДИГМЫ / THEORIES, CONCEPTIONS, PARADIGMS / THEORIEN, KONZEPTIONEN, PARADIGMEN
Геворкян С.Г., Голубов Б.Н.
Развитие представлений о метрике пространства-времени в окрестности Земли и проблема формулировки закона всемирного тяготения
Геворкян Сергей Георгиевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, ОАО «Фундаментпроект» (Москва)
E-mail: Sergev99@yandex.ru
Голубов Борис Николаевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник Института динамики геосфер РАН (Москва)
E-mail: bgolubov@mail.ru
В предыдущих наших работах была дана оценка гравитационного эффекта смещения оси вращения Земли и показана принципиальная возможность регистрации этого эффекта современными инструментальными средствами. При этом было показано, что создание системы глобального мониторинга такого эффекта на фоне других помех приводит к проблеме адекватного описания гравитационного поля Земли, необходимость решения которой требует уточнения формулировки закона всемирного тяготения и пересмотра существующих методов расчета силы тяжести, что неизбежно влечет за собой корректировку представлений о характере современных геологических процессов и особенностях эволюции Земли.
Решение этой задачи тесно связано с вопросами метрики пространства-времени и круговорота вещества и энергии Земли.
В настоящей статье обсуждаются вопросы эволюции представлений о метрике пространства-времени в окрестности Земли и уточнения формулировки закона всемирного тяготения.
Ключевые слова: гравитационное поле Земли, приливообразующая сила, метрика пространства-времени, изучение гравитации, закон всемирного тяготения, закон Ньютона, общая теория относительности, закон Холла-Ньюкома.
Литература:
Абалакин В.К., Аксенов Е.П., Гребенников Е.А., Демин В.Г., Рябов Ю.А. Справочное руководство по небесной механика и астродинамике. М.: Наука. 1976. 864 с.
Бартини Р.Л. Некоторые соотношения между физическими величинами // ДАН СССР. 1965. № 4. С. 861—864.
Бёрке У. Пространство — время, геометрия и космология. М.: Мир, 1985, 416 с.
Борель Э. Пространство и время. Современные проблемы естествознания. Кн. 21. М.: Госиздат, 1927, 180 с.
Визгин В. П. Развитие взаимосвязи принципов инвариантности с законами сохранения в классической физике. М.: Наука, 1972. 240 с.
Владимиров Ю.С. Пространство-время: явные и скрытые размерности. М.: Наука, 1989. 191 с.
Голубов Б.Н., Геворкян С.Г. Гравитационный эффект техногенного смещения оси вращения Земли и геологические следствия уточнения закона всемирного тяготения // Современные глобальные изменения природной среды / Под ред. Н.С. Касимова и Р.К. Клиге. Т. 3: Факторы глобальных изменений. М.: Научный мир, 2012. С. 244—266.
Голубов Б.Н., Геворкян С.Г. Зависимость режима собственных колебаний и вращения Земли от техногенного разрушения её недр и поверхности // Глобальные изменения природной среды (климат и водный режим). М.: Научный мир, 2000. С. 255—276.
Голубов Б.Н., Геворкян С.Г. Изменения частот собственных колебаний Земли в результате техногенной дестабилизации недр. // Система планета Земля: Нетрадиционные вопросы геологии. V науч. Семинар / Гармония строения Земли и планет. Геологич факультет МГУ. Тезисы докладов. М.: Рост, 1997. С. 7—8.
Голубов Б.Н., Геворкян С.Г. Техногенная дестабилизация недр и проблемы геодинамики // Современные глобальные изменения природной среды / Под ред. Н.С. Касимова и Р.К. Клиге. Т. 1. М.: Научный мир, 2006.а. С. 652—676.
Голубов Б.Н., Геворкян С.Г. Техногенное нарушение недр и фигуры Земли как глобальный фактор // Бюлл. МОИП. Отд. геологический. 1999. Т. 74. Вып. 3. С. 57—64.
Голубов Б. Н., Геворкян С. Г. Техногенное смещение оси вращения Земли и возмущения ускорения силы тяжести // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2006.б. Т. 81. Вып. 5. С. 74—79.
Джефрис Г. Земля, её происхождение, история и строение. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. 488 с.
Ерошенко Ю.Н. Экранировка гравитационного поля // Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 10. С. 1143.
Завельский Ф. С. Время и его измерение. М.: Наука, 1977. 288 с.
Катастрофы в истории Земли: Новый униформизм / Ред. У. Берггрен, Дж. ван Кауверинг. М.: Мир, 1986. 471 с.
Клейн Ф. Лекции о развитии математики в XIX столетии. М.: Наука, 1989. 456 с.
Лаплас П.С. Изложение системы мира. Л.: Наука, 1982. 376 с.
Мартинс Р.А. Опыты Майораны по поглощению гравитации // Поиски механизма гравитации. Н. Новгород: Издатель Ю.А. Николаев, 2004. С. 76—99.
Найдин Д.П. Горизонты «твердого дна» (хардграунды) ритмичных карбонатных толщ как регистраторы циклов прецессии // Бюлл. МОИП. Отд. Геол. 2005.а. Т. 80. Вып. 4. С. 45—48.
Найдин Д.П. Пара известняк — мергель ритмичной карбонатной толщи в геологической летописи // Бюлл. МОИП. Отд. Геол. 2005.б. Т. 80. Вып. 1. С. 75—84.
Ньютон И. Метод флюксий и бесконечных рядов с приложением его к геометрии кривых линий. // Хрестоматия по истории математики / Под. ред. А. П. Юшкевич. М.: Просвещение, 1977. С. 95.
Пуанкаре А. Наука и гипотеза // Пуанкаре А. О науке. М.: Наука, 1983. С. 7—152.
Роузвер Н.Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна. М.: Мир, 1985. 246 с.
Савров Л.А. Экспериментальные поиски поглощения гравитации и пятой силы // Поиски механизма гравитации. Н. Новгород: Издатель Ю.А. Николаев, 2004. С. 121—132.
Саскинд Л. Суперструны // Поиски механизма гравитации. Н. Новгород: Издатель Ю.А. Николаев, 2004. С. 282—299.
Субботин М.Ф. Введение в теоретическую астрономию. М.: Наука, 1968. 800 с.
Триккер Р. Бор, прибой, волнение и корабельные волны. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 288 с.
Хокинс Дж., Уайт Дж. Разгадка тайны Стоунхенджа. М.: Мир. 1973. 256 с.
Эдвардс М.Р. Теория гравитации Лесажа: её возрождение Кельвином и некоторые позднейшие разработки // Поиски механизма гравитации. Н. Новгород: Издатель Ю.А. Николаев, 2004. С. 52—67.
Яншин А.Л. Вероятная эволюция геофизических полей в истории Земли //Эволюция геологических процессов в истории Земли. М.: Наука, 1993. С. 81—88.
Berry W.B.N., Barker R.M. "Fossil Bivalve Shells Indicate Longer Month and Year in Cretaceous than Present." Nature 217 (1968): 930—939.
Gilbert G.K. "Sedimentary Measurement of Cretaceous Time." J. Geol. 3 (1895): 121—127.
Hall A.A. "Suggestion in the Theory of Mercury." Astronomical Journal 14.319 (1894): 49—51.
Lord Kelvin W. "The Tidal Gauge, Tidal Harmonic Analyser, and Tide Predicter." Mathematical and Physical Papers. Cambridge: Cambridge University Press, 1911, vol. VI, pp. 272—305.
Majorana Q. "On Gravitation. Theoretical and Experimental Researches." London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine, Series 6 39 (1920): 488—479.
Martins R. de A. "Majorana's Experiments on Gravitational Absorption." Pushing Gravity: New Perspectives on Le Sage's Theory of Gravitation. Ed. M.R.?Edwards. Montreal: Apeiron, 2002, pp. 219—238.
Mazullo S.J. "Length of the Year during the Silurian and Devonian Periods." Bull. Geol. Soc. Am. 82 (1971): 1085—1086.
Milne E.A. "The Fundamental Concepts of Natural Philosophy." Theories of Universe. New York, 1957, p. 366.
Newcomb S. "Researches on the Motion of the Moon." Washington Observations. Washington: U.S. Naval Observatory, 1875, pp. 1—280.
Newcomb S. "The Elements of the Four Inner Planets and the Fundamental Constants of Astronomy." Bulletin Astronomique I.13 (1895): 26—36.
Newton I. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. London: Iosephi Streater, 1687. 511 p.
Panella G. "Paleontological Evidence on the Earth's Rotational History since Early Precambrian." Astrophys. Space Sci. 16 (1972): 212—237.
Williams G.E. "History of the Earth's Obliquity." Earth Sciences Rewiews 34 (1993): 1—45.
Zharkov V.N., Molodensky S.M., Brzezinski A., Groten E., Varga P. The Earth and Its Rotation: Low Frequency Geodynamics. Heidelberg: Wichman, 1996. 502 p.
Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:
Геворкян, С. Г., Голубов, Б. Н. Развитие представлений о метрике пространства-времени в окрестности Земли и проблема формулировки закона всемирного тяготения [Электронный ресурс] / С.Г. Геворкян, Б.Н. Голубов // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2014. — Т. 5. — Вып. 1. — Часть 1. — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast5-1-1.2014.33
Gevorkyan S.G., Golubov B.N.
Notions Development of the Space-Time Metric in the Earth's Vicinity and the Formulation Problem of the Law of Universal Gravitation
Sergey G. Gevorkyan, Sc.D. (Physics and Mathematics), Senior Researcher, OJSC "Fundamentproect", Moscow, Russia
E-mail: sergev99@yandex.ru
Boris N. Golubov, Sc.D. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Leading Researcher at RAS Institute of Geosphere Dynamics
E-mail: bgolubov@mail.ru
In our previous works (Golubov, Gevorkyan, 1997, 1999, 2000, 2006.a, 2006.b), we have shown that the change of the status and image of our planet over the past half century is accompanied by the coincidence of two phenomena. The first phenomenon is associated with extremely sharp sustainable growth of technogenic loads on lithosphere. These loads are particularly sharply from the second half of the 20th century. The second phenomenon is expressed in the significant destabilization of a number of indicators of the modern activity of the Earth: its rotation speed, seismic, volcanic activities, volumes of sediment to the ocean, transformations of relief, geodetic parameter variations and the Earth's gravitational field, etc.
G.-L. de Buffon, V.I. Vernadskiy, and many their followers attempted to understand the essence of the geological power of man. But until recently the action of this force was perceived only in the transformation of the outer shells of our planet. The influence of man in the deep life of the Earth's crust on a global scale was not examined. It was acknowledged only that the disturbance of the geodynamic activity of the depths, which appear in the sections of the development of the layers mineral, large civil constructions, populated areas, etc they have especially local nature.
The results of the studies executed by us show that the steady growth of scales and power of the technogenic destabilization of the earth's crust (especially from the second-half of the 20th century) generates the already irreversible shifts in the endogenous activity of our planet. These shifts are accompanied by the disturbances of the speed of rotation and the shape of the Earth, which, in turn, entails the displacement of axis of its rotation in 10—15 km.
In our previous works the evaluation of the gravitation effect of the displacement of the rotational axis of the Earth was given. We showed the fundamental possibility of registration of this effect by the using the contemporary scientific tools. We also showed that the creation of a system of global monitoring of this effect leads to the problem of the adequate description of the gravitational field of the Earth. Necessity of this problem solving requires the clarification of the wording of the law of universal gravitation and revision of the existing methods of calculation of gravity. This necessarily entails the need to adjust the understanding of the nature of modern geological processes and peculiarities of the evolution of the Earth. Solution of this problem is closely related to the issues of metrics of space-time and the cycle of matter and energy on the Earth.
In this article we consider the evolution of the ideas about the metric of the space-time in the Earth's vicinity and discuss the problem of clarifying the wording of the law of universal gravitation.
Thus, we have shown that, first, it is premature to reject A.Hall and S.Newcomb gravity law, and, secondly, the fact that the gravitational force's actual dependence on the distance between the bodies is much more complex than Newton's law expresses. In this term we proposed to use the gravitational potential formula in the form which follows from A. Hall & S. Newcomb modified law of universal gravitation for processing the results of satellite observations of the Earth's gravitational field.
Calculating by this formula tide-generating force, we came to the conclusion that one should include following phenomena the to the the number of exogenous processes that are indicators of anthropogenic perturbation of Earth's figure and condition: (i) variations in the movement of surface water in streamflows, (ii) the corresponding displacement of shorelines of these flows, (iii) breach of water circulation in the World Ocean and corresponding position change of the marine terraces, (iv) disturbance of atmospheric air masses, etc.
Keywords: Earth's gravitational field, tide-generating force, space-time metric, study of gravity, law of universal gravitation, Newton's law, the general theory of relativity, A.Hall and S.Newcomb gravity law.
References:
Abalakin V.K., Aksenov E.P., Grebennikov E.A., Demin V.G., Ryabov Yu.A. Reference Guide on Celestial Mechanics and Astrodynamics. Moscow: Nauka Publisher, 1976. 864 p. (In Russian).
Bartini R.L. "Some relationships between physical quantities." Doklady Physics 4 (1965): 861–864. (In Russian).
Berggren U., Van Couvering J. eds. Catastrophe in the Earth’s History: The New Uniformism. Eds. Moscow: Mir Publisher, 1986. 471 p. (In Russian).
Berry W.B.N., Barker R.M. "Fossil Bivalve Shells Indicate Longer Month and Year in Cretaceous than Present." Nature 217 (1968): 930—939.
Borel E. Space and Time. Moscow: Gosizdat Publisher, 1923, 196 p. (In Russian).
Burke W. The Space-time Geometry and Cosmology. Moscow: Mir Publisher, 1985, 416 p. (In Russian).
Edwards M.R. "Le Sage's Theory of Gravitation: Its Revival by Kelvin and Some Subsequent Development." Searches for Gravitation Mechanism. Nizhniy Novgorod: Yu.A. Nikolaev Publisher, 2004, pp. 52—67. (In Russian).
Eroshenko Yu.N. "Gravitational Field Shielding." Physics-Uspekhi (Advances in Physical Sciences) 170.10 (2000): 1143. (In Russian).
Gilbert G.K. "Sedimentary Measurement of Cretaceous Time." J. Geol. 3 (1895): 121—127.
Golubov B. N., Gevorkyan S. G. " Earth’s Rotation Axis Technogenic Displacement and Gravitational Acceleration Perturbations." Bulletin of Moscow Naturalists Society, Geological Section 81.5 (2006.b): 74—79. (In Russian).
Golubov B.N., Gevorkyan S.G. " Earth’s Bowels and Shape Technogenic Disturbance as a Global Factor." Bulletin of Moscow Naturalists Society, Geological Section 74.3 (1999): 57—64. (In Russian).
Golubov B.N., Gevorkyan S.G. "Changes in the Earth’s Oscillations Frequencies as a Result of Technogenic Subsoil Destabilization." Proceedings of the 5th Scientific Seminar ‘Earth Planet System: The Non-traditional Questions of Geology’. Geological faculty of Lomonosov Moscow State University, 2—4 Febr. 1997. Moscow: Rost Publisher, 1997, pp. 7—8. (In Russian).
Golubov B.N., Gevorkyan S.G. "Gravitational Effect of the Earth’s Rotation Axis Technogenic Displacement and Geological Consequences of Universal Gravitation Law Specification." Recent Global Changes of the Natural Environment, Volume 3. Factors of Recent Global Changes. Eds. N. S. Kasimov and R.K. Klige. Moscow: Nauchny mir Publisher, 2012, pp. 244—266. (In Russian).
Golubov B.N., Gevorkyan S.G. "Technogenic Destabilization of the Earth’s Very Depth and Problems of Geodynamics." Recent Global Changes of the Natural Environment. Eds. N.S. Kasimov and R.K. Klige. Moscow: Nauchny mir Publisher, 2006.a, vol. 1, pp. 652—676. (In Russian).
Golubov B.N., Gevorkyan S.G. "The Dependence of Natural Oscillations Mode and Rotation of the Earth from Its Subsoil and Surface Technogenic Destruction." Global Environmental Changes (Climate and Water Regime). Moscow: Nauchnyi mir Publisher, 2000, pp. 255—276. (In Russian).
Hall A.A. "Suggestion in the Theory of Mercury." Astronomical Journal 14.319 (1894): 49—51.
Hawkins G.S., White J.B. Stonehenge Decoded. Moscow: Mir Publisher, 1973. 256 p.
Jeffreys H. The Earth, Its Origin, History and Structure. Moscow: Izdatel'stvo inostrannoi literatury Publisher, 1960. 488 p. (In Russian).
Klein F. Lectures on the Mathematics Development in the XIX Century. Moscow: Nauka Publisher, 1989. 456 p. (In Russian).
Laplace P.S. Exposition of the System of the World. Leningrad: Nauka Publisher, 1982, 376 p. (In Russian).
Lord Kelvin W. "The Tidal Gauge, Tidal Harmonic Analyser, and Tide Predicter." Mathematical and Physical Papers. Cambridge: Cambridge University Press, 1911, vol. VI, pp. 272—305.
Majorana Q. "On Gravitation. Theoretical and Experimental Researches." London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine, Series 6 39 (1920): 488—479.
Martins R. de A. "Majorana's Experiments on Gravitational Absorption." Pushing Gravity: New Perspectives on Le Sage's Theory of Gravitation. Ed. M.R.?Edwards. Montreal: Apeiron, 2002, pp. 219—238.
Martins R.A. "Majorana’s Experiments on the Absorption of Gravitation." Searches for Gravitation Mechanism. Nizhniy Novgorod: Yu.A. Nikolaev Publisher, 2004, pp. 76—99. (In Russian).
Mazullo S.J. "Length of the Year during the Silurian and Devonian Periods." Bull. Geol. Soc. Am. 82 (1971): 1085—1086.
Milne E.A. "The Fundamental Concepts of Natural Philosophy." Theories of Universe. New York, 1957, p. 366.
Naidin D.P. "Horizons of the ‘Hard Bottom’ (Hard Grounds) in the Rhythmic Carbonate Strata as Registrars Precession Cycles." Bulletin of Moscow Naturalists Society, Geological Section 80.4 (2005.b): 45—48. (In Russian).
Naidin D.P. "The Limestone — Marl Pair of the Rhythmic Carbonate Stratum in the Geological Record." Bulletin of Moscow Naturalists Society, Geological Section 80.1 (2005.a): 75—84. (In Russian).
Newcomb S. "Researches on the Motion of the Moon." Washington Observations. Washington: U.S. Naval Observatory, 1875, pp. 1—280.
Newcomb S. "The Elements of the Four Inner Planets and the Fundamental Constants of Astronomy." Bulletin Astronomique I.13 (1895): 26—36.
Newton I. "The Method of Fluxions and Infinite Series with its Application to the Geometry of Curves." Chrestomathy on History of Mathematics. Ed. A.P. Yushkevich. Moscow: Prosveshchenie Publisher, 1977, pp. 95. (In Russian).
Newton I. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. London: Iosephi Streater, 1687. 511 p.
Panella G. "Paleontological Evidence on the Earth's Rotational History since Early Precambrian." Astrophys. Space Sci. 16 (1972): 212—237.
Poincaré H. "Science and Hypothesis." About Science. Moscow: Nauka Publisher, 1983, pp. 7—152. (In Russian).
Roseveare N.T. Mercury’s Perihelion from Le Verrier to Einstein. Moscow: Mir Publisher, 1985. 246 p. (In Russian).
Savrov L.A. "Experimental Searches Absorption of Gravitation and Fifth Force." Searches for Gravitation Mechanism. Nizhniy Novgorod: Yu.A. Nikolaev Publisher, 2004, pp. 121—132. (In Russian).
Subbotin M.F. Introduction in Theoretical Astronomy. Moscow: Nauka Publisher, 1968. 800 p. (In Russian).
Susskind L. "Superstrings." Searches for Gravitation Mechanism. Nizhniy Novgorod: Yu.A. Nikolaev Publisher, 2004, pp. 282—299. (In Russian).
Tricker R.A.R. Bores, Breakers, Waves, and Wakes. Leningrad: Gidrometeoizdat Publisher, 1969. 288 p. (In Russian).
Vizgin V. P. The Development of the Relationship Invariance Principles and Conservation Laws in Classical Physics. Moscow: Nauka Publisher, 1972. 240 p. (In Russian).
Vladimirov Yu.S. Space-time: The Explicit and Hidden Dimensions. Moscow: Nauka Publisher, 1989. 191 p. (In Russian).
Williams G.E. "History of the Earth's Obliquity." Earth Sciences Rewiews 34 (1993): 1—45.
Yanshin A.L. "Geophysical Fields Possible Evolution in the Earth’s History." The Evolution of Geological Processes in the Earth's History. Moscow: Nauka Publisher, 1993, pp. 81—88. (In Russian).
Zavelsky F.S. Time and Its Measurement. Moscow: Nauka Publisher, 1977. 288 p. (In Russian).
Zharkov V.N., Molodensky S.M., Brzezinski A., Groten E., Varga P. The Earth and Its Rotation: Low Frequency Geodynamics. Heidelberg: Wichman, 1996. 502 p.
Cite MLA 7:
Gevorkyan, S. G., and B. N. Golubov. "Notions Development of the Space-Time Metric in the Earth's Vicinity and the Formulation Problem of the Law of Universal Gravitation." Elektronnoe nauchnoe izdanie Al'manakh Prostranstvo i Vremya [Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time] 5.1(1) (2014). Web. <2227-9490e-aprovr_e-ast5-1-1.2014.33>. (In Russian).
