Premik Pola. 1. Del. Fizika Postopka - Alternativni Pogled

Kazalo:

Premik Pola. 1. Del. Fizika Postopka - Alternativni Pogled
Premik Pola. 1. Del. Fizika Postopka - Alternativni Pogled

Video: Premik Pola. 1. Del. Fizika Postopka - Alternativni Pogled

Video: Premik Pola. 1. Del. Fizika Postopka - Alternativni Pogled
Video: ВШЭ vs МГУ - Физика (1 выпуск) | Какой ВУЗ выбрать Физику? 2024, Maj
Anonim

Ta članek odpira vrsto publikacij, ki zajemajo avtorsko vizijo teme premika pola, na primeru Janibekovega učinka. Avtor si vzame pravico, da prispeva k razkritju teme in bralce strani povabi, da se seznanijo

  • s kakšnimi fizičnimi razlogi povzročajo pojav
  • s tem, kako lahko določite položaj preteklega geografskega pola
  • z avtorsko rekonstrukcijo planetarne katastrofe

in druge zanimive najdbe … Veselo branje!

Dzhanibekov učinek

Med svojim petim letom na krovu vesoljskega plovila Soyuz T-13 in orbitalne postaje Salyut-7 (6. junij - 26. september 1985) je Vladimir Dhanibekov opozoril na učinek, ki se zdi z vidika sodobne mehanike in aerodinamike nerazložljiv, ki se kaže v obnašanju najpogostejše matice, ali bolje rečeno matice "z ušesi" (jagnjeta), ki je pritrdila kovinske trakove, ki zavarujejo vrečke za pakiranje stvari pri prevozu blaga v vesolje.

Raztovoril je še eno prevozno ladjo, je Vladimir Dhanibekov s prstom dotaknil enega od jagnjetinih ušes. Običajno je odletel, astronavt pa ga je mirno prijel in pospravil v žep. Toda tokrat Vladimir Aleksandrovič ni ujel matice, ki se je na njegovo veliko presenečenje, ko je preletel približno 40 centimetrov, nepričakovano obrnila na svoji osi, po kateri je letela naprej na enak način. Potem ko je letela še 40 centimetrov, se je spet prevrnila. To se je astronavtu zdelo tako nenavadno, da je "jagnje" zasukal nazaj in ga s prstom spet tapkal. Rezultat je bil enak!

Ker ga je izjemno čudno vedelo tako nenavadno vedenje "jagnjeta", je Vladimir Dhanibekov poskus ponovil z drugim "jagnjetino". Tudi v letu se je prevrnil po nekoliko večji razdalji (43 centimetrov). Krogla iz plastelina, ki jo je sprožil astronavt, se je obnašala na podoben način. Tudi on je z nekaj razdaljo preletel na svoji osi.

Promocijski video:

Odkrite učinke, imenovane "Dzhanibekov učinek", so začeli natančno preučevati in ugotovili so, da so preučeni predmeti, ki se vrtijo v ničelni gravitaciji, v strogo določenih intervalih naredili 180-stopinjski obrat ("somersault").

Hkrati je središče mase teh teles nadaljevalo enakomerno in pravokotno gibanje, v celoti v skladu z Newtonovim prvim zakonom. Smer vrtenja, "vrtenja", je po "vrtincu" ostala enaka (kot bi morala biti po zakonu ohranitve kotnega zaleta). Izkazalo se je, da telo glede na zunanji svet ohrani vrtenje okoli iste osi (in v isti smeri), v kateri se je vrtalo pred nenadno, vendar so bili "drogovi" obrnjeni!

To odlično ponazarja primer "matice Dhanibekov" (navadna krilasta matica).

Image
Image

Če gledate s središča mase, se "ušesa" matice najprej vrtijo v eno smer, po "vrtincu" pa v drugo.

Če pogledate iz POLOŽAJA ZUNANJEGA OPAŽANJA, potem vrtenje telesa kot celotnega predmeta ves čas ostane enako - os vrtenja in smer vrtenja sta nespremenjena.

In tukaj je še zanimivo: za namišljenega opazovalca na površini predmeta bo nekakšna popolna SPREMEMBA POLESOV! Pogojna „severna polobla“bo postala „južna“, južna pa - „severna“!

Med gibanjem "Janibekovega matice" in gibanjem planeta Zemlje obstajajo določene vzporednice. In rodilo se je vprašanje: "Kaj pa če ne le oreh, ampak tudi naš planet pade?" Mogoče enkrat na 20 tisoč let ali morda bolj pogosto …

In kako se ne spomnimo hipoteze o katastrofalnem premiku zemeljskih polov, ki jo je sredi 20. stoletja oblikoval Hugh Brown in podprl znanstvena dela Charlesa Hapgooda ("Zemlje premikajoče se skorje", 1958 in "Pot pola", 1970) in Immanuela Velikovskega (" Trk svetov ", 1950)?

Ti raziskovalci so preučevali sledi preteklih nesreč in poskušali odgovoriti na vprašanje "Zakaj so se pojavili v tako velikem obsegu in imeli takšne posledice, kot da bi se Zemlja obrnila, spremenila geografske polove?"

Žal niso navedli prepričljivih razlogov za "revolucije Zemlje." Ko so izpostavili svojo hipotezo, so domnevali, da je vzrok za "pohod" neenakomerna rast ledene "kapice" na polovicah planeta. Znanstvena skupnost je takšno razlago ocenila kot neresno in je teorijo zapisala kot obrobno.

Sledi planetarne katastrofe - poplave
Sledi planetarne katastrofe - poplave

Sledi planetarne katastrofe - poplave.

Vendar pa je "Dzhanibekov učinek" ljudi te teorije ponovno premislil. Znanstveniki ne morejo več izključiti, da lahko zelo fizična sila, ki povzroči prevrnitev matice, spremeni tudi naš planet … In sledi preteklih planetarnih katastrof jasno kažejo na obseg tega pojava.

Zdaj, moj bralec, naša naloga je, da se ukvarjamo s fiziko državnega udara.

Kitajski predilnik

Kitajski predilnik (Thomson's top) je igrača, oblikovana kot okrnjena kroglica z osjo na sredini reza. Če je ta vrh močno razvit, če ga postavite na ravno površino, potem lahko opazujete učinek, za katerega se zdi, da krši zakone fizike.

Image
Image

Medtem ko pospešuje, se vrh, v nasprotju z vsemi pričakovanji, nagiba na stran in še naprej prevrača naprej, dokler ne stoji na osi, na kateri se bo nato še naprej vrtel.

Spodaj je fotografija, kjer fiziki opazujejo očitno kršitev zakonov klasične mehanike. Če se obrnete, vrh izvaja delo za dvig središča mase.

Image
Image

"Kaj je fizični razlog za takšno vedenje vrha?" - to je vprašanje, ki je zanimalo tudi najbolj ugledne znanstvenike 20. stoletja.

Image
Image

Vsi poskusi matematične podlage, ki temeljijo na zakonih klasične mehanike, niso bili dovolj prepričljivi. Gibanje vrha je bilo treba razložiti z različnimi dodatnimi predpostavkami o učinku trenja.

Vendar se vse izkaže za enostavnejše - vrh se prevrne pod delovanjem istih sil kot "matica Dhanibekov". Trenje ne povzroči državnega udara! Vrtenje lahko le upočasni, postopoma odvzame energijo od vrha.

V Zemljini orbiti in na njeni površini so fizikalni zakoni enaki. Edina razlika je v tem, da je na površini Zemlje opazna tudi sila privlačnosti. Ne boste dolgo visili v zraku … Torej Thomson vrh ni mogel pokazati, kaj je pokazal "Dhanibekov oreh" - prevrnil se je samo enkrat ali dvakrat, nato pa je izgubil moč vrtenja in se ustavil. Toda prav ta igrača je povzročila, da so znanstveniki iskali razloge za svoje nenavadno gibanje. In ko so odkrili "Dzhanibekov učinek", so se spomnili kitajskega vrha in videli, da so ti pojavi zelo podobni.

Vzemimo model kitajskega vrha in poskusimo najti razlago za "Janibekov učinek".

Image
Image

Rumena pika je središče mase.

Rdeča črta je os vrtenja vrha.

Modra črta označuje ravnino, pravokotno na vrtilno os vrha in poteka skozi središče mase. Ta ravnina razdeli vrh na dve polovici - sferično (spodnja) in rez (zgornja).

Poimenimo to ravnino - PCM (ravnina središča mase).

Svetlo modri krogi simbolizirajo kinetično energijo vrtenja. Zgornji krog je energija akumuliranega vztrajnostnega trenutka tiste polovice vrha, ki se nahaja nad PCM. Spodnji krog je energija polovice, ki se nahaja pod PCM. Avtor je naredil grobo količinsko oceno razlike v kinetični energiji zgornje in spodnje polovice vrha Thomson (v različici plastične igrače) - izkazalo se je, da znaša približno 3%.

Zakaj sta si različna? To je posledica dejstva, da je oblika obeh polovic drugačna, ineristični trenutki bodo različni. Upoštevamo, da je material igrače homogen, zato je vztrajnostni moment odvisen le od oblike predmeta in smeri vrtenja osi.

Kaj torej vidimo na zgornjem diagramu?

Vidimo nekaj energijske asimetrije glede središča mase. Energijski "dumbbell" s "utežmi" različnih moči na koncih (v diagramu - svetlo modri krogi) bo očitno ustvaril nekaj NEVARNOSTI.

Toda narava ne prenaša disharmonije! Asimetrija "dumbbell" v eni smeri vzdolž osi vrtenja po prevračanju kompenzira z asimetrijo v drugi smeri vzdolž iste osi. To pomeni, da se ravnovesje doseže z občasno spremembo stanja v času - vrteče se telo postavi na eno ali drugo stran središča mase močnejšo "težo" energijskega "dumbbela".

Tak učinek se pojavi samo pri tistih vrtečih se telesih, ki imajo razliko med inercijskimi momenti dveh delov - pogojno "zgornji" in "spodnji", ločeni z ravnino, ki poteka skozi središče mase in pravokotno na os vrtenja.

Poskusi v Zemljini orbiti kažejo, da lahko celo običajna škatla s stvarmi postane predmet, s katerim lahko pokažemo učinek.

Ko so odkrili, da je matematični aparat s področja kvantne mehanike (razvit za opisovanje pojavov mikrovalovja, obnašanja elementarnih delcev) zelo primeren za opis "Džanibekovega učinka", so znanstveniki celo izumili posebno ime za nenadne spremembe makrokozmosa - "psevdokvančni procesi".

Pogostost državnih udarov

Empirični (eksperimentalni) podatki, zbrani v orbiti, kažejo, da je glavni dejavnik, ki določa trajanje obdobja med vrtinci, razlika med kinetičnimi energijami "zgornje" in "spodnje" polovice predmeta. Večja kot je razlika v energijah, krajše je obdobje med obračanjem telesa.

Če je razlika v inercijskem trenutku (ki po "vrtenju" vrha postane nakopičena energija) zelo majhna, se bo takšno telo stabilno vrtelo zelo dolgo. Toda takšna stabilnost ne bo trajala večno. Nekdaj bo prišel trenutek državnega udara.

Če govorimo o planetih, vključno s planetom Zemlja, potem lahko z gotovostjo trdimo, da zagotovo niso idealne geometrijske sfere, sestavljene iz idealno homogene snovi. To pomeni, da je vztrajnostni pogoj pogojne "zgornje" ali "spodnje" polovice planeta, tudi v stotinah ali tisočinkah odstotkov, drugačen. In to je povsem dovolj, da bi to kdaj vodilo do revolucije planeta glede na os vrtenja in spremembe polov.

Značilnosti planeta Zemlje

Prva stvar, ki pride v poštev v zvezi z zgoraj navedenim, je, da oblika Zemlje očitno ni daleč od idealne kroglice in je geoid. Da bi prikazali razlike višine na našem planetu v bolj kontrastu, smo razvili animirano risbo z večkrat povečano lestvico višinske razlike (glej spodaj).

Image
Image

V resnici je relief Zemlje precej bolj gladek, vendar je dejstvo nepopolne oblike planeta očitno.

V skladu s tem bi morali pričakovati, da bo nepopolnost oblike, pa tudi heterogenost notranje snovi planeta (prisotnost votlin, gostih in poroznih litosfernih plasti itd.) Nujno privedla do dejstva, da bodo "zgornji" in "spodnji" deli planeta imeli neko razliko v inercijskem trenutku. In to pomeni, da "revolucije Zemlje", kot jih je imenoval Immanuel Velikovsky, niso izum, ampak povsem resničen fizični pojav.

Voda na površini planeta

Zdaj moramo upoštevati en zelo pomemben dejavnik, ki Zemljo razlikuje od Thomson-ovega vrha in Dhanibekovega oreha. Ta dejavnik je voda. Oceani zasedajo približno tri četrtine površine planeta in vsebujejo toliko vode, da če vse skupaj enakomerno porazdelimo po površini, dobimo plast debelo več kot 2,7 km. Masa vode je 1/4000 mase planeta, vendar kljub tako na videz nepomembnemu deležu voda igra zelo pomembno vlogo pri dogajanju na planetu med državnim udarom …

Zamislimo si, da je prišel trenutek, ko planet naredi "somersault". Trdni del planeta se bo začel premikati po poti, ki vodi k spremembi polov. In kaj se bo zgodilo z vodo na površini Zemlje? Voda nima močne povezave s površino, lahko teče tja, kamor bodo usmerjene rezultirajoče fizične sile. Zato bo po dobro znanih zakonih ohranitve zagona in kotnega zagona poskušal ohraniti smer gibanja, ki se je izvajala pred "somersaultom".

Kaj to pomeni? To pomeni, da se bodo začeli premikati vsi oceani, vsa morja, vsa jezera. Voda se bo začela premikati s pospeševanjem glede na trdno površino …

Image
Image

Vsak trenutek med postopkom menjave polov bosta dva inercialna sestavna dela skoraj vedno delovala na vodnih telesih, kjer koli so na svetu:

  1. Prva komponenta je neposredno povezana z gibanjem planeta po "somersault" poti. Zemlja se bo premaknila in voda bo poskušala ostati v prvotnem položaju. Približno isto se bo zgodilo kot v primeru, ko ostro premaknemo ploščo vode, ki stoji na mizi - voda bo brizgala čez rob krožnika.
  2. Druga komponenta nastane zaradi dejstva, da se položaj površinske točke spreminja glede na polov (za opazovalca na površini planeta se drogovi premikajo, "premikajo") in posledično se spreminja tudi zemljepisna širina, na kateri se nahaja.
Image
Image

Oglejte si spodnjo sliko. Prikazuje velikost linearnih hitrosti na različnih zemljepisnih širinah (za jasnost je bilo izbranih več točk na površini sveta).

Image
Image

Linearne hitrosti se razlikujejo, ker je polmer vrtenja na različnih geografskih širinah različen. Izkaže se, da če se točka na površini planeta "premakne" bližje ekvatorju, potem poveča njegovo linearno hitrost, če pa od ekvatorja, se zmanjša. Toda voda ni trdno vezana na trdno površino! Ohranja linearno hitrost, ki jo je imela pred "somersaultom"!

Image
Image

Zaradi razlike linearnih hitrosti vode in trdne površine Zemlje (litosfere) dobimo učinek cunamija. Masa oceanske vode se v neverjetno močnem toku giblje glede na površino. Poglejte, kaj je jasno ostalo od prejšnjega premika droga. To je prehod Drake, nahaja se med Južno Ameriko in Antarktiko. Pretok je impresiven! Ostanke že obstoječega prestolja je vlekel dva tisoč kilometrov.

Zemljevid starega sveta jasno kaže, da leta 1531 še ni Drakejevega prehoda … Ali pa je še vedno neznano in kartograf nariše zemljevid po starih informacijah.

Image
Image

Razsežnost inercialnih komponent je odvisna od lokacije točke, ki nas zanima, pa tudi od poti "somersaulta" in od tega, v kakšnem časovnem obdobju revolucije smo. Po koncu udara bo vrednost inercialnih komponent postala nič, gibanje vode pa se bo zaradi viskoznosti tekočine, zaradi sil trenja in gravitacije, postopoma ugasnilo.

Treba je povedati, da sta na "premiku pola" na površini sveta dve coni, v katerih bosta obe inercialni komponenti minimalni. Lahko rečemo, da sta ta dva kraja glede na grožnjo poplavnega vala najvarnejša. Njihova posebnost je, da v njih ne bo inercialnih sil, ki bi vodo prisilile, da se premika v katero koli smer.

Na žalost ni mogoče vnaprej predvideti lokacije teh con. Edino, kar lahko rečemo, je, da se središča teh con nahajajo na presečišču Zemeljskih ekvivalentov - enega, ki je bil pred "somersaultom", in drugega, ki je prišel za njim.

Dinamika pretoka vode pod vplivom inercialnih komponent

Spodnja slika je shematični prikaz gibanja vodnega telesa pod vplivom premika droga. Na prvi sliki na levi vidimo dnevno vrtenje Zemlje (zelena puščica), pogojno jezero (modri krog - voda, oranžni krog - obala). Oba zelena trikotnika predstavljata dva geostacionarna satelita. Ker gibanje litosfere ne vpliva na njihovo lego, jih bomo uporabili kot referenčne točke za oceno razdalj in smeri gibanja.

Image
Image

Roza puščice kažejo smer, v kateri se premika Južni pol (po strižni poti). Obale jezera se premikajo (glede na os vrtenja planeta) skupaj z litosfero, voda pa pod vplivom inercialnih sil najprej poskuša ohraniti svoj položaj in se premika po strižni poti, nato pa pod vplivom druge inercialne komponente postopoma obrača gibanje v smeri vrtenja planeta.

To je najbolj opazno, če primerjate položaj na diagramu modrega kroga (vodno telo) in zelenih trikotnikov (geostacionarni sateliti).

Spodaj na zemljevidu lahko vidimo sledi vodnega blatnika, katerega smer gibanja se postopoma spreminja pod vplivom druge inercialne komponente.

Image
Image

Na tem zemljevidu so sledi drugih potokov. Pokrili jih bomo v naslednjih delih serije.

Blažilni učinek oceanov

Treba je reči, da vodnih teles oceanov ne uničujejo le katastrofalni tokovi cunamija. So pa vzrok za drug učinek - učinek dušenja, ki upočasni revolucijo planeta.

Če bi naš planet imel le kopno in ne bi imel oceanov, bi menjava polov potekala na popolnoma enak način kot za "Janibekov oreh" in kitajski vrh - drogovi bi spremenili mesta.

Ko pa se med udarcem voda začne premikati po površini, vnese spremembo energijske komponente vrtenja, in sicer porazdelitev inercijskega trenutka. Čeprav je masa površinske vode le 1/4000 mase planeta, je njen vztrajnostni moment približno 1/500 celotnega inercijskega trenutka planeta.

To se izkaže za dovolj, da ugasnemo energijo prevrata, preden se drogovi vrtijo za 180 stopinj. Posledica tega je, da na planetu Zemlja prihaja do premika polo, namesto popolnega preobrata - "sprememba pola".

Atmosferski pojavi med premikom pola

Glavni učinek "somersaulta" planeta, ki se manifestira v atmosferi, je močna elektrifikacija, povečanje statične električne energije, povečanje razlike v električnem potencialu med plastmi atmosfere in površino planeta.

Image
Image

Poleg tega iz globin planeta uhaja masa različnih plinov, vključno z razplinjavanjem vodika, pomnoženim s stresom litosfere. V pogojih električnih izpustov vodik intenzivno komunicira z atmosferskim kisikom; voda se tvori v količinah, ki so mnogokrat večje od podnebnih normativov.

Image
Image

Nadaljevanje: "Del 2. Postavitev preteklega pola"

Avtor: Konstantin Zakharov