Документ 831257

ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ – АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ МИФ
Канарёв Ф.М.
kanphil@mail.ru http://kubagro.ru/science/prof.php?kanarev
Анонс. Научная идея о существовании Чёрных дыр – одна из долгоживущих. И этот факт
является наиболее удивительным, так как доказательство ошибочности этой идеи базируется на знаниях средней школы. Из этого анализа однозначно и неопровержимо следует
«Чёрные дыры» - научный миф.
Закон всемирного тяготения, открытый И. Ньютоном (1687 г.), стимулировал развитие
астрономических идей. Вначале Митчелл (1783 г.), затем Лаплас (1796 г.) предсказали
возможность существования звезд с таким сильным гравитационным полем, которое задерживает световые фотоны, и поэтому такие звезды становятся невидимыми. Впоследствии их назвали Черными дырами [1].
В 1916 г. немецкий астроном и физик Карл Шварцшильд предложил формулу для
расчета гравитационного радиуса R g Черной дыры, которая следует из законов Классической механики. С тех пор эта формула и используется в астрономических расчетах, а
гравитационный радиус называется Шварцшильдовским радиусом.
Rg 
2G  M
,
C2
(1)
где G  6,67  10 11 Н  м 2 / кг 2 - гравитационная постоянная; M - масса звезды; C - скорость света.
Известно, что по мере уменьшения длины волны фотона (от инфракрасного до
гамма диапазона) его энергия E f  h увеличивается примерно на 15 порядков [1]. В
такой же последовательности растет и возможность фотона преодолевать силу гравитации, но формула (1) не учитывает этот факт. Поэтому у нас есть основания полагать,
что при её выводе была допущена ошибка. В чем её суть?
Формула (1) была получена следующим образом. За основу было взято математическое соотношение закона всемирного тяготения [1]
Fg  G 
mM
,
R2
(2)
здесь: Fg - сила гравитации; m - масса фотона; R - расстояние между центрами масс
тел, формирующих гравитацию.
Чтобы найти гравитационный радиус R  R g звезды, при котором её гравитационное поле задерживает свет, надо найти равенство между силой гравитации Fg и силой
FF , движущей фотон. Однако, сделать это при полном отсутствии информации об
электромагнитной структуре фотона не так просто. Поэтому за основу была взята идея
равенства между энергией фотона E f и потенциальной энергией гравитационного поля
E g . Если предположить, что сила гравитации Fg совершает работу на расстоянии,
равном гравитационному радиусу R g , то эта работа будет равна [1]
2
Eg  G 
mM
mM
.
 Rg  G 
2
Rg
Rg
(3)
Связь между энергией фотона E f , длиной его волны  , частотой колебаний 
и скоростью C определяется зависимостями [1]:
E f  h   h  C /   mC 2 ,
(4)
где: h  6,26  10 34 Дж с - постоянная Планка; C    .
Далее предполагалось, что фотон будет двигаться в гравитационном поле звезды со
скоростью V и поэтому его кинетическая энергия должна определяться соотношением
E k  mV 2 / 2. При V  C имеем
E k  mC 2 / 2.
(5)
Из описанного следует, что гравитационное поле звезды будет задерживать фотон
при равенстве между её потенциальной энергией (3) и кинетической энергией фотона (4),
то есть
m  M mC 2
G

.
(6)
Rg
2
Отсюда получаем формулу для расчета гравитационного радиуса, предложенную
К. Шварцшильдом
Rg 
2G  M
.
C2
(7)
Мы уже показали, что скорость центра масс фотона изменяется в интервале длины
его волны таким образом, что её средняя величина остаётся постоянной и равной скорости
света [1]. Это дает нам основание определить в первом приближении силу FF , движущую
фотон, путем деления его энергии на длину волны [1].
FF 
mC 2

(8)
.
Приравнивая силу гравитации (2) Fg и силу, движущую фотон (8) FF , имеем
m  M mC 2
G

.

Rg2
(9)
1
GM .
C
(10)
Отсюда имеем
Rg 
Из изложенного следует, что для определения гравитационного радиуса Черной
дыры необходимо использовать равенство между гравитационной силой и силой, движущей фотон, но не равенство энергий. Силу (8), движущую фотон, можно записать так
FF  b 
mC 2

,
(11)
3
где b - коэффициент, величина которого зависит от используемого при расчете
ускорения центра масс фотона.
Для максимального полного ускорения фотона b  30,11 , для максимального касательного ускорения b  2,45 , а для максимального значения проекции полного ускорения на ось OX , совпадающей с направлением движения центра масс фотона, b  2,66 . В
прежних наших публикациях [1] мы приняли b  2 , что соответствует максимальному
полному ускорению точки условной окружности радиуса  k [1]. Так как величина указанного коэффициента незначительно влияет на величину ускорения центра масс фотона,
то для рассматриваемого нами случая примем b  2 .
При равенстве между силой (8) FF , движущей фотон, и силой гравитации (2) Fg
гравитационного поля и учете соотношения (10), гравитационный радиус R g определится
по формуле
1 G  M 
.
(12)
Rg 
C
2
Тогда сила FF , движущая световой фотон с длиной волны   0,65  10 6 м со скоростью C  2,998  108 м/c, будет равна
FF  2 
h 

 2 
hC
2
 2 
6,26  10 34  2,998  10 8
 2,79  10 12 , H
(0,65  10 6 ) 2
(13)
Учитывая, что масса Солнца M  2  10 30 кг, радиус Солнца R  6,96  108 м,
h  m2  mC ,
постоянная гравитации G  6,67  10 11 Н  м 2 / кг 2 и обозначая массу
фотона через m , определим силу Fg гравитации Солнца, действующую на пролетающий
мимо фотон, по формуле [1]
Fg  G 
mM
hM
6,26  10 34  2,0  10 30
11

G

6
,
67

10

 0,88  10 33 Н .
R2
  C  R2
0,65  10 6  2,998  10 8  (6,96  10 8 ) 2
(14)
Тангенс угла отклонения фотона от прямолинейного движения при его пролете
вблизи Солнца будет равен tg  Fg / FF  0,31 10 21 (рис. 1).
Известно, неудержимое стремление Артура Эддингтона – руководителя астрофизической экспедиции по наблюдению солнечного затмения (1919г) доказать достоверность эйнштейновской теории об искривлении пространства. Если бы Эддингтон владел,
излагаемой нами элементарной информацией, то он, конечно, не поехал бы в Африку, где
затмение Солнца было максимально. Ему достаточно было бы рассчитать ожидаемый результат измерений по формуле (15) и убедиться в отсутствии возможности доказать достоверность эйнштейновской теории и убедиться в её полной физической ошибочности.
Сделаем это за него
Если фотон с длиной волны   0,65  10 6 м пролетает вблизи Солнца по прямой,
которая параллельна линии, соединяющей центры масс Солнца и Земли, то величина его
отклонения S от прямолинейного движения в окрестностях Земли будет равна [1]
S  L  tg  1,51  1011  0,31  10 21  0,48  10 10 м,
где L  1,51  1011 м - расстояние от Земли до Солнца.
(15)
4
Рис. 1. Схема к анализу искривления траектории фотона гравитационным полем Солнца:
1-Солнце; 2- Земля; 3- звезда
Наука пока не располагает приборами, способными зафиксировать величину
S  0,48  10 10 м (рис. 1). Даже если бы удалось измерить её, то она доказала бы искривление траектории фотона, летящего от звезды, гравитационным полем Солнца, но не искривление пространства.
Гравитационный радиус R g Солнца, при котором оно превращается в Черную дыру,
сейчас определяется по формуле (1), не учитывающей длину волны фотона [1]
Rg 
2G  M 2  6,67  10 11  2  10 30

 2,97  10 3 м.
2
8 2
C
(2,998  10 )
(16)
Определим гравитационные радиусы Солнца для инфракрасного, светового и гамма
фотонов со следующими длинами волн соответственно: r  1,0  10 3 м ,
l  0,65  10 6 м и g  1,0  10 18 м по формуле (12).
R gr 
R gl 
R gg 
1
C
1
C
1
C
G  M  r
1

2
2,998  10 8
G  M  l
1

2
2,998  10 8
G  M  g
2

1
2,998  10 8
6,67  10 11  2,0  10 30  1,0  10 3
 4,39  м.
2  3,14
6,67  10 11  2,0  10 30  0,65  10 6
 0,012 м.
2  3,14
6,67  10 11  2,0  10 30  1,0  10 18
 1,54  10 8 м.
2  3,14
(17)
(18)
(19)
В обычном состоянии плотность  вещества Солнца равна 1,4 кг/ м 3 [1]. После
сжатия плотность вещества Солнца будет зависеть от гравитационного радиуса, определяемого по формулам (16), (17), (18) и (19) соответственно
o 
r 
3M
3  2  10 30

 1,82  1019 кг / м 3 .
3
3 3
4  Rg 4  3,14  (2,97  10 )
3M
4  Rgr3
l 

3M
4  Rgl3
3  2  10 30
 5,65  10 27 кг / м 3 .
3
4  3,14  (4,39)

3  2  10 30
 5,53  10 32 кг / м 3 .
3
4  3,14  (0,12)
(20)
(21)
(22)
5
g 
3M
3
4  Rgg

3  2  10 30
 0,13  10 54 кг / м 3 .
8 3
4  3,14  (1,54  10 )
(23)
Напомним, что плотность ядер атомов оценивается величиной (1,2  2,4)  1017 кг / м 3
[1].
Теперь видно, что если Солнце сожмется до гравитационного радиуса R gr  4,39 м
(17), то его поле гравитации будет задерживать только излучение далекой инфракрасной
области спектра. Фотоны с меньшей длиной волны оно будет пропускать свободно. Чтобы
задерживались фотоны всех частот, гравитационный радиус Солнца должен быть равен
Rgg  1,54  10 8 м (19), что вряд ли возможно, так как в этом случае плотность вещества
Солнца (23) должна быть на 37 порядков больше плотности ядер атомов [1].
Таким образом, ошибка в определении гравитационного радиуса Солнца, как Черной дыры по формуле (1), не учитывающей длину волны электромагнитного излучения,
составляет одиннадцать порядков (19), но астрономы до сих пор не знают этого [1].
Если в Природе есть объекты с такой сильной гравитацией, которая задерживает
фотоны всех частот, то они не могут быть все черными. Их цвета должны меняться в
полном соответствии с изменением цветов фотонов, которые эти объекты не могут задержать. Первыми будут задерживаться фотоны инфракрасной области спектра, затем, по
мере уменьшения гравитационного радиуса, фотоны светового, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма диапазонов. Дыра становится черной только при гравитационном радиусе, соответствующем гамма фотону с минимальной длиной волны.
Астрофизики зафиксировали, что орбитальный период объекта Лебедь Х-1 совпадает с периодом рентгеновского затмения от этого объекта. Это интересный результат, но
он имеет и другие варианты интерпретации. Например, излучение рентгеновских фотонов
лишь одной стороной этого объекта. В этом случае указанные периоды тоже будут совпадать.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изложенные расчёты были опубликованы более 10 лет назад в книгах автора и
многочисленных интернетовских статьях, но ни один астрофизик не проявил интерес к
этим результатам. Неудобно перед будущими поколениями исследователей за наших современников, сочиняющих научные небылицы и не имеющих элементарного стремления
к поиску причин противоречий, на которых они базируют эти небылицы.
Литература
1. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. 8-е издание. Краснодар, 2007. 750стр.