непостоянство Гравитационной Постоянной

[Е.А.Меркулов]

Гук, первым догадавшийся о квадратичной зависимости ослабления гравитации с увеличением расстояния между взаимодействующими массами, определил и иные параметры гравитационной силы, формулой:

\(\displaystyle F=\frac{m\cdot M}{r^2\cdot \rho\cdot T^2}\)
где \(\rho\) — характеризовало плотность мирового эфира
а \(T\) — время, прошедшее от момента библейского сотворения Мира.

Теряя время в размышлениях над конкретными значениями этих двух параметров своей формулы, Гук упустил момент, когда Ньютон объявил их «гравитационной константой»:
\(\displaystyle \frac{1}{\rho\cdot T^2}=G\)

И, тем самым, присвоил себе открытие закона всемирного тяготения в виде формулы:

\(\displaystyle F=G\cdot\frac{m\cdot M}{r^2}\)

Вполне обоснованное негодование Гука по поводу кражи Ньютоном его эпохального открытия закончилось пустым сотрясанием воздуха, а за гравитационной константой прочно закрепилось представление о ее постоянстве во времени. 
… Что, очевидно, не соответствует действительности.

[Е.А.Меркулов]

Плотность материи во Вселенной падает, по мере расширения последней.
В первом приближении равномерного космологического расширения со скоростью света, имеем:

\(\displaystyle\rho=\frac{M_{вс}}{V_{вс}}=\frac{3M_{вс}}{4\pi R^3}=\frac{3M_{вс}}{4\pi (c\cdot T_{вс})^3}\)
где \(M_{вс}\) - вся масса Вселенной
а \(T_{вс}\) - это возраст Вселенной

И, поскольку: \(\displaystyle \frac{1}{\rho\cdot T_{вс}^2}=G\)   то, следовательно:

\(G=\displaystyle \frac{4\pi c^3}{3M_{вс}}\cdot T_{вс}\)

Что позволяет оценить массу Вселенной (через ее возраст) по формуле:

\(M_{вс}=\displaystyle \frac{4\pi c^3}{3G}\cdot T_{вс}\)

[Е.А.Меркулов]

Для оценки массы Вселенной (\(M_{вс}\)) используются разные методы:

1) Гравитационное линзирование.
Массивные объекты (галактики, скопления) искривляют свет от далёких объектов — анализируя это искажение, можно оценить массу промежуточных структур.

2) Изучение космического микроволнового фона (CMB).
Это реликтовое излучение Большого взрыва. Анализируя его анизотропии (различия в температуре), учёные восстанавливают распределение материи и плотность Вселенной.

3) Анализ движения звёзд и галактик.
Изучая, как вращаются галактики или как скоплений скоплений, можно вывести общую массу, включая невидимую тёмную материю.

4) Сопоставление скорости расширения Вселенной с космологическими моделями.

Но самым точным является метод, на основе закона всемирного тяготения (по оценке возраста Вселенной: \(T_{вс}=13.8\) млрд лет), дающий следующий результат:

\(\displaystyle M_{вс}={4πc^3\over 3G}\cdot T_{вс}\approx 7.2\cdot 10^{53}~~кг.\)

[Е.А.Меркулов]

По современным космологическим моделям массу наблюдаемой Вселенной оценивают примерно в 10^53 килограммов.

Поэтому формулу:\[\displaystyle M_{вс}={4πc^3\over 3G}\cdot T_{вс}\approx 7.2\cdot 10^{53}~~кг.\]...можно считать уточнением современных космологических моделей.

[Е.А.Меркулов]

Тот факт, что формула расчета массы Вселенной на основе пересмотра истории открытия закона всемирного тяготения дала результат...\[\displaystyle M_{вс}={4πc^3\over 3G}\cdot T_{вс}\approx 7.2\cdot 10^{53}~~кг.\]...соответствующий значениям массы Вселенной, получаемым на основе других независимых методов расчета этой величины, позволяет констатировать прямую пропорциональность зависимости гравитационной "постоянной" от времени (возраста Нашей Вселенной):\[\displaystyle G=\frac{4πc^3}{3M_{вс}}\cdot T_{вс}=6.67430(15)\cdot 10^{-11}~~м^3сек^{-2}кг^{-1}\]Можно также определить то время, в течении которого не будет наблюдаться выход за пределы известной на сегодняшний день точности определения самой гравитационной "константы":

\(\displaystyle t=\frac{2\cdot 1.5\cdot 10^{-15}}{6.6743\cdot 10^{-11}}\cdot 13.8\cdot 10^9=6.2\cdot 10^5~~лет\) 

Другими словами, гравитационную "постоянную" можно (в пределах точности ее измерения) считать величиной постоянной только на протяжении всей истории Человечества, сроком в 620 тыс. лет.

[Е.А.Меркулов]

Линейный характер зависимости "гравитационной постоянной" от времени позволяет определять величину этой, так называемой константы в предшествующие нашей (более ранние) эпохи Вселенной, по формуле:

\(\displaystyle G_t=\frac{T-t}{T}\cdot G\)
где Т = 13,8 млрд лет - возраст современной Вселенной
G - современное значение гравитационной непостоянной
t - время, предшествующее современной эпохе.

Так, например, 12 млрд лет тому назад (t = 12), наша гравитационная переменная составляла всего 13% от своего нынешнего значения:

\(\displaystyle G_t=\frac{13.8-12}{13.8}\cdot G=0.13\cdot G\)

[BGN]

Гук, первым догадавшийся о квадратичной зависимости ослабления гравитации с увеличением расстояния между взаимодействующими массами,

Он ошибся - зависимость логарифмическая.

[Е.А.Меркулов]

Мне сразу удалить этот бред или после обеда...

[Е.А.Меркулов]

Мнение по теме редакции журнала "Знание - сила":

Ваш материал не для научно-популярного журнала, рассчитанного на широкую аудиторию, он для научного журнала.

Генеральный директор
АНО "Редакция журнала "ЗНАНИЕ-СИЛА"
Игорь Александрович Харичев