... аномальными выглядят результаты лабораторных экспериментов, в которых, как полагают, обнаруживается гравитационное притяжение небольших болванок друг к другу. Первым таким экспериментом считается опыт Кавендиша, подробное описание которого на основе статьи-первоисточника приведено, например, в [8]. Кавендиш использовал крутильные весы: это горизонтальное коромысло с грузиками на концах, подвешенное за свой центр на тонкой упругой струне. Коромысло может поворачиваться в горизонтальной плоскости, закручивая упругий подвес.
...
Таким образом, версия о том, что поведение крутильных весов у Кавендиша определялось подходящими добавлениями микровибраций, выглядит гораздо предпочтительнее традиционной интерпретации, согласно которой это поведение определялось гравитационным притяжением грузиков к болванкам – ведь эта «гравитационная» интерпретация просто не выдерживает критики. Вот почему технические и, главное, методические подробности опыта Кавендиша нам удалось разыскать лишь в книге по истории физики [8], тогда как в специализированных изданиях, например, в [10], об этих подробностях умалчивается. Это, по-видимому, связано с тем, что, по отношению к «гравитационной» интерпретации, опыт Кавендиша не обладает никакой доказательностью – даже при том, что итоговое «отношение сил притяжения грузика к Земле и к болванке с известной массой» было получено на основе результатов измерений. Действительно, Кавендиш использовал экспериментально найденные период собственных кол****ий коромысла и величину смещения его среднего положения, причём итоговый результат оказался правдоподобен. Но ведь известно, что перед тем, как получить этот результат, Кавендиш долго переделывал и настраивал доставшуюся ему установку [8]. По-видимому, поначалу на ней неправдоподобные результаты получались. А правдоподобный результат Кавендиш знал заранее, поскольку Ньютон уже дал умозрительную оценку средней плотности Земли: «так как обыкновенные верхние части Земли примерно вдвое плотнее воды, немного ниже, в рудниках, оказываются примерно втрое, вчетверо и даже в пять раз более тяжёлыми, правдоподобно, что всё количество вещества Земли в пять или шесть раз более того, как если бы оно всё состояло из воды» (цитируется по [10]). Авторитет Ньютона был велик, поэтому, хотя разные исследователи получали очень разные значения, сообщали они, конечно, только о тех, которые оказывались «правдоподобными». Результат долгого применения такого подхода вполне закономерен: оказалось возможным сказать, что Ньютон «с гениальной прозорливостью назвал, практически, современное значение средней плотности Земли» [10]. Следует лишь уточнить, что это «современное значение» (»5.5 г/см3 [7]) не является непредвзятым: оно находится в том самом ряду «правдоподобных» значений. Во всяком случае, нам не удалось найти в литературе указаний на то, что «современное значение» средней плотности Земли является результатом беспристрастного измерения. Многие из статей последователей Кавендиша труднодоступны, а по их комментариям в специализированных обзорах, например, в [10], невозможно проследить происхождение итоговых цифр. Такие же недомолвки характерны и для тех статей [11-13], с которыми нам удалось ознакомиться. Всё это косвенно свидетельствует о том, что, как и в опыте Кавендиша, в экспериментах его последователей никакое «гравитационное притяжение» лабораторных болванок в действительности не обнаруживается.
...
8. «Г.Кавендиш. Определение плотности Земли». В: Г.М.Голин, С.Р.Филонович. Классики физической науки. «Вышайшая школа», Минск, 1989. Стр. 253-268.
10. М.У.Сагитов. Постоянная тяготения и масса Земли. «Наука», М., 1969.
Заинтересовавшимся вот ссылки на общепринятое положение дел:
цитата из последней ссылки:
Однако стоит заметить, что целью Кавендиша являлось не измерение гравитационной постоянной, а определение массы и плотности воды в Земле через точное знание законов гравитационного взаимодействия.
Точность измеренного значения G с времён Кавендиша увеличилась незначительно
И ещё вопросец на смекалку: почему при всей простоте установки Кавендиша увидеть её можно только в музее. Ни в одной школе и практически ни в одном институте, нигде вы её не увидите. Думаете, она сложна? Нисколько! По ссылкам её описание очень простое.
А с развитием технологий со времён Кавендиша её можно было бы только усовершенствовать - устранить статику, микровибрациии, прочие посторонние факторы.
Вот бы школьки и студенты сами наблюдали бы, как свинцовые чушки притягиваются не только к Земле, но и к друг-другу!
[Ответ]
Xenon 17:02 28.07.2008
Сообщение от timex:
откуда вообще взялось это значение (5,5 г/см^3)?
Зная размеры(объём) и массу Земли, можно вычислить среднюю плотность.
[Ответ]
DeniSS1 18:35 28.07.2008
Я читал, что когда плотность Земли (а она постоянно увеличивается) превысит критическое значение, начнётся жуткий вулканизм ввиду распирания ядра. На Венере и Марсе он уже был в разное время, когда они достигали этой плотности.
[Ответ]
Xenon 19:29 28.07.2008
Сообщение от DeniSS1:
а она постоянно увеличивается
Xenon, я имею ввиду множество метеоритов, сгорающих в нашей атмосфере. Рано или поздно пыль из воздуха оседает, а затем прессуется под давлением упавшей позже. Или вы никогда не замечали, что упавшее на землю давно постепенно погружается?
На самом деле это не оно погружается - растёт слой над ним.
[Ответ]
Миша Ложкин 20:40 28.07.2008
Ещё Менделеев показал, что оптимальная плотность - 40 объёмных %.
[Ответ]
Сообщение от DeniSS1:
Xenon, я имею ввиду множество метеоритов, сгорающих в нашей атмосфере. Рано или поздно пыль из воздуха оседает, а затем прессуется под давлением упавшей позже. Или вы никогда не замечали, что упавшее на землю давно постепенно погружается?
На самом деле это не оно погружается - растёт слой над ним.
И насколько велика масса? Она ничтожна по сравнению с массой Земли. Ещё надо учитывать улетучивание газов из атмосферы в околоземное пространство.
[Ответ]
DeniSS1 08:47 29.07.2008
Xenon, каков слой земли над, допустим, скелетами динозавров? А теперь умножьте его на площадь Земли, а затем - на вес одного куб. метра земли (в среднем). vi0, а что это за книга? Просто интересно.
[Ответ]
Гудвин 09:55 29.07.2008
Сообщение от DeniSS1:
каков слой земли над, допустим, скелетами динозавров?
Ты что, думаешь что этот слой возник из-за "множества метеоритов, сгорающих в нашей атмосфере"? [Ответ]
timex 12:36 29.07.2008
Сообщение от Xenon:
Зная размеры(объём) и массу Земли, можно вычислить среднюю плотность.
Никак. Её ВЫЧИСЛИЛИ.
Сначала узнали размеры Земли. Это ещё древние греки смогли сделать. Потом определили ускорение свободного падения (Галилей). Потом паявился закон всемирного тяготения Ньютона. Тогда всё примерно стало ясно, и появился способ вычислить массу Земли, которая при данных своих размерах создаёт вот такое ускорение. Неизвестно былтолько чему равна гравитационная постоянная. После того, как Кэвендиш её измерил, экспериментируя со свинцовыми шарами, осталось только подставить найденное значение в готорую формулу.
Т.е. сначала определили _среднюю_ плотность Земли, а затем вычислили массу по формуле.
Но в том-то и дело, что среднюю плотность Земли "как-бы угадал" (дал умозрительную оценку) Ньютон, пользуясь своим авторитетом в научных кругах того времни!!! А дальше пошло-поехало - все остальные "как-бы измерения" подстраивались под это значение...
Всё остальное пляшет как раз из значения средней плотности Земли!
Возможно возражение, что по сути дела определение плотности Земли и гравитационной постоянной - это одно и то же, ведь зная одно, можно получить другое, и сам Кавендиш наверняка поставил бы цель своих опытов как определение гравитационной постоянной, если бы в то время она существовала в теории. Всё это так, но исторический факт остаётся фактом: Генри Кавендиш не дал значение гравитационной постоянной. Это значение вычислили позже из результатов его опытов по определению плотности Земли.
Его работа так и называлась: “Опыты по определению плотности Земли” (Cavendish H. Experiments to determine the density of the earth //Phil. Trans. of Royal Soc. of London. 1798. Vol.88. P.469-526.)
В то время меры физических величин устанавливались через пропорциональность другим величинам. То же самое и с законом всемирного тяготения. В “Математических началах натуральной философии” нет известной нам формулы F=G(m1*m2/R^2), а говорится “словами”, что сила взаимного притяжения тел пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Интересовались не абсолютными величинами, а безразмерными параметрами, типа отношения масс, периодов обращения и т. д. (в небесной механике это до сих пор удобно). А при нахождении таких отношений гравитационная постоянная не требуется, она всё равно сокращается при делении. Не использовал её и Ньютон.
Обычно полагают, что Кавендиш приблизил к грузикам коромысла пару болванок – с противоположных сторон – и коромысло повернулось на небольшой угол, при котором момент сил гравитационного притяжения грузиков к болванкам уравновесился упругой реакцией подвеса на закручивание.
Конечно же, всё было не так просто. Надо иметь в виду, что использовавшуюся высокочувствительную колебательную систему трудно успокоить: она совершает долгопериодические и высокодобротные свободные колeбания. Поэтому идея опыта заключалась в следующем: после переноса болванок из дальней «непритягивающей» позиции в ближнюю «притягивающую», коромысло должно было продолжить свои колeбания, но – довернувшись так, чтобы грузики приблизились к болванкам. Однако, даже поверхностный анализ конструкции экспериментальной установки и методики проведения опыта позволяет заключить, что имевший место доворот коромысла к поднесённым болванкам был обусловлен отнюдь не их гравитационным действием.
В самом деле: есть основания полагать, что «секрет успеха» Кавендиша был связан с микровибрациями, под воздействием которых изменялись параметры крутильных весов, так что весы изменяли своё поведение. Это изменение заключается в следующем. Пусть, при прохождении коромыслом среднего положения, начинаются микровибрации – например, у кронштейна, к которому прикреплён подвес коромысла. Опыт применения вибраций в технике [9] показывает, что под действием микровибраций эффективная жёсткость подвеса должна уменьшиться: струна как бы размягчится. И, значит, коромысло отклонится от среднего положения на существенно большую величину, чем при свободном отклонении без микровибраций. Причём, если это увеличенное отклонение не превысит некоторую критическую величину, то будет возможен ещё один интересный эффект. А именно: если микровибрации прекратятся до того, как коромысло достигнет максимального отклонения, то возобновятся свободные колeбания с прежней амплитудой, но со смещённым средним положением. Более того, этот эффект будет обратим: новым подходящим добавлением микровибраций можно будет вернуть колeбания коромысла к их прежнему среднему положению. Таким образом, поведение крутильных весов у Кавендиша вполне могло быть обусловлено всего лишь подходящими добавлениями микровибраций к крутильным колeбаниям коромысла.
К тому же, источник микровибраций в данном случае достаточно очевиден. Конструкция установки была бесхитростная: кронштейн с подвешенной к нему чувствительной крутильной системой был прикреплён к боковой стенке того же самого деревянного корпуса, к крышке которого крепился ворот с подвесками двух болванок – по 158 кг каждая. Ясно, что при каждом перемещении болванок неизбежно возникали вибрации, которые передавались на чувствительную крутильную систему. Причём, не последнюю роль здесь играл вопрос о том, когда проводить перемещения болванок.
Пусть вначале болванки находятся в дальней, «непритягивающей» позиции. Если ожидается, что, в результате их перемещения в ближнюю позицию, коромысло довернётся к новому среднему положению колeбаний, то когда следует перемещать болванки, чтобы этот доворот коромысла проявился в наиболее чистом виде? Конечно же, когда коромысло проходит нынешнее среднее положение и движется в сторону ожидаемого доворота. Именно так и делалось. И коромысло, под действием микровибраций, начинало доворот в нужную сторону. Впрочем, перемещения болванок выполнялись весьма быстро по сравнению с периодом колeбаний коромысла, и, соответственно, недолго длились и результирующие микровибрации. Но дело в том, что Кавендиш не ограничивался единственной сменой позиции болванок. Вот цитата из его статьи: «…в этом опыте притяжение грузов отклоняло коромысло с деления 11.5 до деления 25.8 [это средние положения], так что если бы не было предпринято никаких мер, то импульс, приобретённый при этом, перенёс бы коромысло к делению 40 и поэтому заставил бы шарики удариться о кожух. Чтобы предотвратить этот удар, после того, как коромысло приближалось к делению 15, я возвращал грузы в среднюю [дальнюю] позицию и оставлял их там до того момента, когда коромысло подходило близко к крайней точке своего колeбания, и тогда снова сдвигал грузы в положительную [ближнюю] позицию» [8]. Обратите внимание: вскоре после первого перемещения болванок в ближнюю позицию и начала движения коромысла к новому среднему положению, второй раз добавлялись микровибрации – возвращением болванок в дальнюю позицию. Эти два добавления микровибраций и обеспечивали доворот коромысла в новое среднее положение. При третьем перемещении болванок – вновь в ближнюю позицию – микровибрации уже не оказывали заметного воздействия, поскольку это третье перемещение болванок делалось при крайнем отклонении коромысла, т.е. при нулевой скорости его движения. В итоге такого троекратного перемещения болванок оказывалось, что они находятся в ближней, «притягивающей» позиции, а коромысло колеблется, довернувшись к ним – как будто и в самом деле из-за гравитационного притяжения. Но, на наш взгляд, такая «гравитационная» интерпретация здесь никак не проходит, поскольку три четверти пути к новому среднему положению коромысло поворачивалось в то время, когда болванки находились в дальней позиции и, по логике эксперимента, «не притягивали». А ведь смещение к новому среднему положению превышало амплитуду свободных колeбаний коромысла в семь раз! Добавим, что аналогичным методом, т.е. с помощью троекратного перемещения болванок, производился и возврат коромысла в прежнее среднее положение.
Сообщение от DeniSS1: vi0, а что это за книга? Просто интересно.
Билл Брайсон "Краткая история почти всего на свете" - довольно интересная и доступная научно-популярная книга.
Рекомендую вместо Бабиковых, Гришаевых и прочей нечисти.
[Ответ]
DeniSS1 13:04 29.07.2008
Сообщение от Гудвин:
Ты что, думаешь что этот слой возник из-за "множества метеоритов, сгорающих в нашей атмосфере"?
Ну, это мои домыслы. Но другого объяснения не вижу.
[Ответ]
Гудвин 13:50 29.07.2008
Сообщение от DeniSS1:
Но другого объяснения не вижу.
Этот слой возникает за счет воздушной и водной эрозии горных пород.
В школе должны были об этом рассказывать.
[Ответ]
Dim4ikk 16:35 29.07.2008
timex, все конечно интересно, но лень вникать в механику эксперимента. К тому же в конце статьи сказано, что опыт многократно повторялся с использованием более совершенных механизмов. За последние 30 лет полученное значение было перепроверено 4 раза, в последний раз в 2000 году в Университете Вашингтона в Сиэтле. Не думаю что тут имеет место быть всемирный заговор замалчивания реальной плотности земли.
[Ответ]
DeniSS1 18:46 29.07.2008
[B]Гудвин/B], тваю налево! А я-то думал...
[Ответ]
Xenon 17:22 30.07.2008
Сообщение от Dim4ikk:
Не думаю что тут имеет место быть всемирный заговор замалчивания реальной плотности земли
Да ты что! Все обладают секретными знаниями!))))))))))))))
[Ответ]
timex 13:52 31.07.2008
Сообщение от Dim4ikk:
timex, все конечно интересно, но лень вникать в механику эксперимента. К тому же в конце статьи сказано, что опыт многократно повторялся с использованием более совершенных механизмов.
Dim4ikk, я всего лишь хотел показать, что не всё так просто, как нам рассказывали в школе, институте...
Мне тоже хотелось бы верить что более совершенные опыты действительно корректно ставились. А другого и не остаётся - никаких подробностей об этих установках нет, Кавендишевская установка - её не покажут ни в институсе студентам, ни в школе. Скажут - вот было так и всё тут! И все поверят...
Вот тут люди обсуждают эту проблему. Довольно занятно, смысла постить сюда сообщения не вижу. Там есть ссылка на статью о том что Кавендиш НЕ измерял, вопреки Википедиевским и прочим статьям.
А здесь я узнал, что, оказывается, такая установка есть (вернее была в 50-х годах) в МФТИ.
Собственно, на этом тему можно закончить. Всё равно ничего нового для себя не откроем...
[Ответ]
Xenon 14:11 31.07.2008
Сообщение от timex:
Собственно, на этом тему можно закончить. Всё равно ничего нового для себя не откроем...
Молодец! Зачем тему открыл? Показать, какой ты "умный"?
[Ответ]
Xenon 15:16 31.07.2008
Сообщение от timex:
Вот тут люди обсуждают эту проблему.
Короче его в пух и прах разбили. Что ещё увидеть?
Сообщение от :
Я же после долгого поиска обнаружил людей работавших на установке аналогичной той, что использовал Кавендиш в своих работах. Оказалось такая лабораторная работа была поставлена на физтехе. Старые физтехи 1955 года выпуска помнят, как измеряли на ней постоянную всемирного тяготения.
И резальтаты измерений соответствуют тому значению, что приведено в школьных учебниках.
Так что независимый исследователь из ВНИИФТРИ Андрей Гришаев не прав, говоря о том, что нет такой установки ни в каком институте. Ее нет в МГУ, потому выпускники физфака и мехмата МГУ о ней ничего не знают, так же как выпускники физфака ЛГУ , а вот в Московском физико-техническом институте установка есть и каждый может убедиться в правильности эксперимента Кавендиша.
То есть вывод какой : Кавендиш - не мошенник.
И что здесь не так с Кавендишем?
Сообщение от timex:
Вот информация к размышлению (отсюда):
С ньюфиза не приводите даже ссылки. С ними и всё так ясно. Мне вот понравилось, автор сам на себя ссылается:
Сообщение от :
Ссылки.
1. А.А.Гришаев. О всемирном тяготении: всё ли вещество оказывает притягивающее действие? – Доступна на данном сайте.
2. А.А.Гришаев. Имеют ли собственное тяготение малые тела Солнечной системы? - Доступна на данном сайте.
3. А.А.Гришаев. Масса, как мера собственной энергии квантовых осцилляторов. - Доступна на данном сайте.
4. А.А.Гришаев. Автономные превращения энергии квантовых пульсаторов – фундамент закона сохранения энергии. - Доступна на данном сайте.
5. А.А.Гришаев. Иерархия частотных склонов в роли «светоносного эфира». - Доступна на данном сайте.
6. А.А.Гришаев. Межпланетные полёты и концепция локально-абсолютных скоростей. - Доступна на данном сайте.
7. К.У.Аллен. Астрофизические величины. «Мир», М., 1977.
8. «Г.Кавендиш. Определение плотности Земли». В: Г.М.Голин, С.Р.Филонович. Классики физической науки. «Вышайшая школа», Минск, 1989. Стр. 253-268.
9. И.И.Блехман, Г.Ю.Джанелидзе. Вибрационное перемещение. «Наука», М., 1964.
10. М.У.Сагитов. Постоянная тяготения и масса Земли. «Наука», М., 1969.
11. R.D.Rose et al. Phys.Rev.Lett., 23, 12 (1969) 655.
12. М.У.Сагитов и др. ДАН СССР, 245, 3 (1979) 567.
Сообщение от timex:
Т.е. сначала определили _среднюю_ плотность Земли, а затем вычислили массу по формуле.
Но в том-то и дело, что среднюю плотность Земли "как-бы угадал" (дал умозрительную оценку) Ньютон, пользуясь своим авторитетом в научных кругах того времни!!! А дальше пошло-поехало - все остальные "как-бы измерения" подстраивались под это значение...
Всё остальное пляшет как раз из значения средней плотности Земли!
Это ваши домыслы.
Сообщение от timex:
Вот ещё более точные сведения про Кавендиша
А зачем по 2 раза приводить одну и ту же ссылку?
[Ответ]
Сообщение от :
массивные тела не имеют никакого отношения к порождению феномена тяготения. Вещество не притягивает, оно лишь подчиняется тяготению
Сообщение от :
неоднородности распределения поверхностных масс Земли не оказывают воздействия на гравиметрические инструменты
Ага, а как же топографы и геологи работают?
Сообщение от :
При гравиметрических измерениях на полюсе, притяжение всей экваториальной выпуклости было бы на порядок меньше, чем притяжение небольшой характерной части экваториальной выпуклости, прилегающей к точке проведения измерений на экваторе.
Что ещё за чепуха?
Сообщение от :
веществу не присуще свойство оказывать гравитационное притягивающее действие, и вещество не имеет никакого отношения к порождению феномена тяготения – этот феномен, на наш взгляд, порождается программными предписаниями.
