Невесский Н.Е., РИТМОДИНАМИЧЕСКОЕ САМОДВИЖЕНИЕ

 

 

РИТМОДИНАМИЧЕСКОЕ САМОДВИЖЕНИЕ

Невесский Н.Е.

 

  

     Когда порожистая река становится вдруг спокойной, и приходится несколько километров рыхлить вёслами стоячую воду, в голову поневоле приходят всякие мысли. Например,  как бы сделать так, чтобы лодка двигалась сама, и можно было бы расслабиться и просто любоваться окрестностями. Тут нужно бы нечто вроде мотора, но обычный бензиновый движок – не годится: от него слишком много шума, да и запах бензина заглушит все лесные ароматы. Хорош был бы электродвигатель (я такие видел как-то в рекламе), но ему требуются аккумуляторы, а это – лишний вес, и не малый. Идеальны паруса, но только при попутном ветре и на открытых просторах, а река петляет, куда захочет...

     Можно ли придумать чего-нибудь ещё? Например, хариус спокойно стоит в самом пороге, а дельфины легко обгоняют быстроходные суда. Ведь как-то это им удается. Возможно, рыбы используют нечто вроде вибрационного движителя: гонят волну вдоль тела от головы к хвосту, и сами, соответственно, движутся вперед.  Плавники же служат им рулями.

     Что-то в этом было, и хотелось додумать мысль до конца, но дело клонилось к вечеру,  а река плавно вливалась в Юляозеро, где на правом берегу открывалась замечательная незанятая стоянка.

                                                                 * * *

     Прошло три месяца, и эта тема вдруг снова всплыла в сознании. Произошло это на конференции по ритмодинамике, где один из докладов посвящён был загадке движения диатомовых водорослей.

     Диатомовые водоросли – это микроскопические одноклеточные создания, покрытые жёсткой оболочкой с гладкой поверхностью, и формой напоминающие миниатюрную лодочку. И они двигаются, как хотят, без вёсел и руля! И спрашивается, - каким образом?

     Была высказана следующая, очень правдоподобная, на мой взгляд, гипотеза: принцип движения диатомовой водоросли – ритмодинамический и заключается в том, что у неё (водоросли) имеется два осциллятора – в голове и хвосте, колеблющихся со сдвигом фаз, а, может быть, и сдвигом частот. Колебания эти, интерферируя,  и создают условия для перемещения, создавая требуемый для этого перепад давления во внешней среде – воде.

     Такое объяснение соответствовало общему духу конференции, поскольку основополагающей идеей ритмодинамики является та, что любая сила имеет фазово-частотную подоплёку. Это утверждение относится ко всем силам без исключения, в том числе – и к физическим, например, к силе гравитации [1]. Это, таким образом, - фундаментальная идея, касающаяся святая святых – тайны происхождения физических сил.

     Для иллюстрации того, как фазово-частотные характеристики системы могут оказывать непосредственное влияние на её движение, ведущий конференции Ю.Н. Иванов предложил очень простую наглядную модель «сумасшедших лодочников, разбрасывающих камни». При согласованном определённым образом поведении лодочников, лодка будет двигаться: медленно и толчками, но в одном направлении [2]. Движение происходит в согласии с законом сохранения импульса.

     Здесь, конечно, возникает проблема с камнями: нужно как-то пополнять их запасы. Если их только разбрасывать, дело на лад не пойдёт. Время от времени нужно всё же их собирать. Было бы неплохо, если бы камни сами собой выпрыгивали бы из воды и складывались бы в лодку. Эту странную (на первый взгляд) ситуацию можно легко реализовать, если посадить лодочников навстречу друг другу, дать им вёсла и наказать обоим грести ритмично, но не в фазе. Результат будет тот же: лодка начнёт перемещаться в заданном направлении. Тем же останется и смысл действий, только разбрасывать лодочники будут теперь не камни, а воду, запасы которой не убывают, поскольку отброшенные её количества сами собой замещаются другими.

     Нечто похожее будет происходить и в том случае, если лодочников заменить двумя осцилляторами – акустическими монополями, пульсирующими с одинаковой частотой, но со сдвигом фаз. И в этом случае будет отбрасываться вода, и определённая фазовая упорядоченность  пульсаций вызовет движение. Ю.И. Иванов даже сделал подобную систему и успешно экспериментировал с ней у себя дома. Её уже можно рассматривать, как модель диатомовой водоросли и, в то же время, (может быть), - как прототип лодки будущего, плывущей без вёсел и руля.

     Всё это расшевелило мысль, результатом чего и является данная статья.

                                                                 * * *

 

      Рассмотрим модельную задачу. Пусть имеются два жёстко связанных монопольных осциллятора, колеблющихся с одинаковой частотой, но со сдвигом фаз. Вся система движется со скоростью v вдоль ОХ:

 

                            l                       v






 

 

 

                1                           2

 Волны, излучаемые каждым осциллятором, достигают соседнего и, рассеиваясь на нем, оказывают давление. Силы давления - переменны, действуют как вперед, так и назад, но с  преобладанием,  может   быть,  какого-либо одного направления. Это преобладание определяется по предположению сдвигом фаз, что и требуется показать.

                                                                  -----

     Изменение избыточного давления P при акустических колебаниях описывается волновым уравнением:

                                               

                                                    

                                                     (1)

где с - скорость звука (не путать со светом!). Для неподвижного точечного источника его решение имеет вид:

                                               

                                                  (2)

Это  –   расходящаяся,    сферически   симметричная     волна    с    частотой

.
- расстояние до точки наблюдения.
 - амплитудный фактор, являющийся некоторой комплексной постоянной:
 где
- начальная фаза осциллятора.

     Если источник колебаний движется, то решение волнового уравнения легко получить с помощью обобщенных преобразований Лоренца:

        

            (3)

где

 - масштабный множитель, являющийся произвольной функцией квадрата скорости. (При
 имеем обычное преобразование Лоренца, используемое в СТО [3]).  Эти преобразования замечательны тем, что оставляют неизменным волновое уравнение (1), откуда сразу следует, что, преобразуя переменные в решении (2) указанным способом, мы снова получим решение волнового уравнения, хотя и соответствующее другому случаю! Проделав это, получим:
,  где 
   (4)

     Это решение соответствует монопольному источнику, равномерно движущемуся вдоль оси абсцисс с постоянной скоростью

. В системе источника (
) частота колебаний составляет:
. Она не будет отличаться от исходной частоты только при

                                                     

                                                             (5)

Поскольку здесь у нас речь идёт об акустике, и никаких релятивистских эффектов, в принципе, быть не может, то можно заключить, что для решения акустических задач нужно пользоваться обобщенными преобразованиями Лоренца вида:

               

                       (6)

где

- скорость звука. Такие преобразования оставляют неизменной частоту  движущегося источника, что в случае акустики – вполне естественно.

                                                                   -----

     Волновое давление, таким образом, равно:

                                

                                     (7)

Оно действует на маленькое тело (с характерным размером, много меньшим длины волны излучения)  с силой:

                                                     

                                                                    (8)

где

 - объём тела. Эти выражения дают всё, что нам требуется. Взяв градиент от (7) в точке:
 (
- расстояние между осцилляторами), получим для силы, действующей на второй осциллятор со стороны первого выражение:

           

Сила

, действующая на первый осциллятор со стороны второго, вычисляется точно также, но для точки:
. Она равна:

              

Силы эти – не равны, и их сумма, записанная в действительных переменных, составляет:

 

где

                                               (9)

     Для нас важно, что полная сила  зависит от скорости, поскольку именно это обстоятельство и приводит к возникновению у рассматриваемой системы феномена самодвижения.

                                                                -----

    

     Уравнение движения системы имеет обычный вид:

                                                           

                                                               (10)

где сила определяется выражением (9). Если ограничиться малыми (по сравнению со скоростью звука) скоростями, то:

    

 

где

.                                                                       (11)

В обезразмеренном виде (в переменных:

) уравнение движения имеет вид: 

      

                 (12)

Здесь

. Начальное условие:
.
                                                                              -----

 

     Уравнение для определения скорости

 оказывается нелинейным и весьма сложным. Оно описывает своеобразное поступательно-попятное движение, где за каждым шагом вперёд следует полшага назад. Нас интересует общий (сглаженный) характер движения, то есть движение в среднем. Определим его с помощью метода итераций.

     Сначала найдём приближенное решение уравнения (12) к концу первого периода  колебания осцилляторов, то есть для

. Решение это можно искать в виде разложения по малому параметру q:

                                     

                                                       (13)

Для определения функций

получаем систему уравнений:
                         (14)

 

с начальными условиями:

 для всех k, не равных нулю. 

     Решая эту систему, найдём:

 

 

Функция

 - периодическая и, следовательно, при
равна самой себе, т.е. нулю. Таким образом, требуются следующие члены разложения. Для
 имеем:

 

Интегрируя, найдём:

                       

     Этим завершается первый шаг итераций. Скорость к концу первого периода осцилляций становится равной:

                                   

                                               (15)

Далее всё повторяется, то есть мы имеем ту же самую задачу, но с другим начальным условием. Следовательно, к концу второго периода колебаний получим:

 и так далее: к концу каждого следующего периода наша система получает очередное и одинаковое приращение в скорости, равное
 Иными словами, система из двух осцилляторов движется равноускоренно.                                                                                                   

-----

 

     В соответствии с физической традицией такое движение ассоциируется с движением под действием постоянной силы:

                       

                             (16)

Эта сила, однако, имеет не внешнее, а внутреннее происхождение. Её величина  определяется разностью фаз  составляющих систему осцилляторов, их частотой, амплитудой, а также массой системы и её геометрическими параметрами. Сила пропорциональна интенсивности звуковых колебаний и обратно пропорциональна массе системы. При изменении знака разности фаз направление силы меняется на обратное.

                                                            * * *

 

     Итак, рассматриваемая система, состоящая из двух жёстко связанных осцилляторов, колеблющихся с одинаковой частотой, но со сдвигом фаз, действительно оказывается самодвижущейся системой.

     Для самодвижения необходимы, во-первых, активность системы, заключающаяся в поддержании устойчивого внутреннего ритма, и, во-вторых, - внешняя среда, за счёт отталкивания от которой,  система и движется. Для того, чтобы идею самодвижения распространить и далее: от движения акустических систем в сплошной среде, жидкой или газообразной, - к движению обитателей микромира под действием физических сил (например, гравитационных, на чём определенно настаивает Ю. Иванов [1,2], или - электромагнитных, по мысли автора [4]) необходимо расширение физической парадигмы и, как минимум, введение в неё представлений об активности элементарных частиц и о тонкой среде  (эфире), заполняющей внутриатомные пространства и служащей посредником взаимодействия.

     Утверждение подобных представлений – естественно и, по-видимому, является только делом времени. Вместе с ними идея о самодвижении уже органически войдёт в физику фундаментальных взаимодействий, что не только необычайно расширит сферу практических возможностей, но и кардинально видоизменит всё наше мировоззрение.

 

 

Литература.

 

1.        Ю.Н. Иванов. Ритмодинамика. М: «Новый центр», 1997.

2.        Ю.Н. Иванов. Фазово-частотная причина гравитационного дрейфа. М: «Новый центр», 2000.

3.        Л. Бриллюэн. Новый взгляд на теорию относительности. М: «Мир», 1972.

4.        Н.Е. Невесский. Основы эфиронной теории. В сб. «Проблемы современной физики», вып.3. М: «Белка», 1996.


Ссылки:
книга Невесский Н.Е. ТЕОРИЯ ЭФИРОННОГО ПОЛЯ.

раздел БИБЛИОТЕКА с сайта МИРИТ

статьи с сайта МИРИТ