Скачать статью в формате Word можно здесь
Аннотация
В дополнение к известным законам Кеплера, справедливых только для движения планет, рассматриваются новые законы движения небесных тел, справедливые для движения планет, Луны и других спутников планет. Эти законы получили следующие названия: “Закон орбитального движения небесных тел”; “Закон удержания небесных тел на своих орбитах”; “ закон орбитальной обкатки небесных тел”. Дано обоснование справедливости этих законов для указанных небесных тел.
Ключевые слова:
Закон движения, планеты, спутники, орбита, орбитальная обкатка, Земля, Солнце, Коперник, Кеплер.
Введение
Кажущееся движение Солнца и первых планет вокруг Земли было обнаружено в глубокой древности, когда Земля считалась неподвижной. Наука о движении Земли (ДЗ) в современной цивилизации формально появилась в XVI веке после публикации труда Н. Коперника: “О вращениях небесных сфер” [1]. В этом труде он впервые научно обосновал ДЗ и планет вокруг Солнца. Наука о ДЗ является фундаментальной и основополагающей для многих естественных наук. Именно, ДЗ является необходимым условием возникновения и поддержания жизни на Земле. Но, несмотря на это, наука о ДЗ сама еще имеет много нераскрытых тайн и нерешенных проблем. Например, не установлены причины возникновения орбитального ДЗ и планет.
Как это не покажется странным, современная концепция ДЗ не полностью отражает и искажает физическую сущность её движения. Это связано с тем, что она учитывает только два основных ДЗ, это суточное вращение Земли и орбитальное ДЗ вокруг Солнца. А Земля имеет третье основное движение, которое частично описал Коперник [1] Автором полностью установлена физическая сущность третьего ДЗ, названного орбитальной обкаткой Земли (ООЗ), которое представляет собой качение Земли по орбите в обратную сторону её орбитальному движению вокруг Солнца. Автором обосновано, что орбитальную обкатку (ОО) имеет не только Земля, но и Луна и планеты солнечной системы [2, 3]. Определены параметры ОО Земли, Луны и планет и установлен общий закон этого движения.
В 2003 году мною был сделан доклад: “Новая концепция движения Земли” на Секции навигационных систем РАН, доклад получил одобрение и рекомендован для публикации в научных журналах. В 2013 году был сделан доклад: “О третьем движении Земли и заблуждениях в фундаментальной науке, связанных с этим движением”, на Нобелевском конгрессе – конференции [4]. Доклад был представлен оргкомитетом как доклад претендента на Нобелевскую премию.
Впервые законы движения Земли и планет вокруг Солнца установил Иоганн Кеплер (1571 — 1630 годы) — знаменитый немецкий астроном и математик [5]. В современной трактовке эти законы изложены в учебнике [6].
Первый закон: “Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых (общим для всех планет) находится Солнце”. Второй закон: “Радиус-вектор планеты в равные времена описывает равные площади”. Третий закон: “Квадраты времён сидерических обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит”.
Законы Кеплера устанавливают геометрическую форму орбит Земли и планет, которая представляет собой эллипс, и определяют соотношения между кинематическими параметрами, периодами орбитального обращения планет и радиусами их орбит (большими полуосями). Поэтому эти законы можно считать кинематическими законами орбитального движения Земли и планет вокруг Солнца. Нужно отметить, что третий закон Кеплера не справедлив для Луны и других спутников планет.
Следующий существенный вклад в развитие науки о движении Земли и планет внёс Исаак Ньютон (1643 — 1727 годы) — выдающийся английский физик, математик и астроном. Ньютон установил закон всемирного тяготения и внес большой вклад в развитие физики, математики и других наук [7]. Сила тяготения удерживает Землю, Луну и планеты на своих орбитах Закон всемирного тяготения тождественен третьему закону Кеплера и вытекает из него [6], что подтверждает справедливость этих законов для конкретных условий.
Свою теорию Ньютон изложил в знаменитом сочинении “Математические начала натуральной философии” [8], опубликованной в 1687 году, спустя 68 лет после публикации третьего закона Кеплера и примерно, через такое же время (в середине XVIII века) этот закон Ньютона получил общественное признание.
Формулировка закона всемирного тяготения Ньютона приведена в учебнике [6]: каждые две материальные частицы взаимно притягиваются с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Закон Ньютона определяет силы, которые удерживают планеты на орбите, но он не даёт ответа, что является причиной движения планет вокруг Солнца.
1. Закон орбитального движения небесных тел
Закон орбитального движения небесных тел будем выводить, используя третий закон Кеплера и закон тяготения Ньютона. Приведём математическое выражение третьего закона Кеплера применительно к параметрам ДЗ по отношению к аналогичным параметрам других планет [6].
T12/TN2 = R13/RN3. (1)
В выражении (1) обозначено:
T1 — сидерический период движения Земли вокруг Солнца;
TN — сидерический период движения планет вокруг Солнца;
R1 - большая полуось орбиты Земли;
RN- большая полуось орбиты планеты;
N = 2, 3, 4…, — индекс планет, от Меркурия до Плутона.
Этот закон устанавливает связь между указанными параметрами двух конкретных планет, в число которых входит Земля. Непосредственно, к ДЗ вокруг Солнца закон Кеплера имеет косвенное отношение, так как не устанавливает связи между параметрами Земли. Кроме того, этот закон не справедлив для движения Луны и других спутников планет. Например, сидерический период Луны, в принятых обозначениях, TN = 2360591 с, средний радиус орбиты (большая полуось) RN = 384400 км, сидерический период Земли T1 = 31558149.4 с, средний радиус орбиты 149.6∙106 км. Подставляя значение параметров в выражение (1) и делая вычисления, получим, для левой части 178.7, для правой части 58.9∙106. Значения левой и правой части выражения (1) существенно отличаются, следовательно, третий закон Кеплера не справедлив для движения Луны.
Закон всемирного тяготения Ньютона, применительно Земле и Солнцу, имеет вид.
FT= G∙M1∙MC/R12. (2)
В выражении (2) обозначено:
FT — сила тяготения между Землёй и Солнцем;
G — постоянная тяготения;
M1, MC — масса, соответственно, Земли и Солнца;
R1 — среднее расстояние между Землёй и Солнцем.
Закон Ньютона, выражение (2), определяет силу тяготения между двумя телами и к параметрам орбитального ДЗ, он так же имеет косвенное отношение.
На основании законов Кеплера и Ньютона, взаимодействия двух тел, можно вывести закон для одного тела, совершающего орбитальное движение вокруг главного тела. Этот закон можно вывести двумя путями.
Известно, что при ДЗ и планет вокруг Солнца, сила тяготения между планетой и Солнцем равна и противоположна центростремительной силе планеты, в результате этого планеты удерживаются на орбите, а не падают на Солнце. Центростремительная сила тела определяется известным выражением, которое запишем применительно к Земле.
FC= – M1∙V12/R1. (3)
В выражении (3) дополнительно обозначено:
FC — центростремительная сила Земли при её движении по орбите вокруг Солнца;
V1 - средняя линейная скорость ДЗ по орбите вокруг Солнца.
Определим силы FT и FC для Земли при её движении вокруг Солнца. Параметры, входящие в выражения (2) и (3) известны: G = 6.672∙10-20 км3/(кг∙с2), MC = 1.989∙1030 кг, M1= 5.9726∙1024 кг, R1 = 149.6∙106 км, V1 = 29.7838 км/с. Подставляя значения параметров в (2), (3) и делая расчёты получим, FT = 3.54153113∙1019 Н, FС = – 3.54153109∙1019 Н, где Н = (км∙кг)/с2. Расчёты показали, что сила тяготения Солнца равна по величине и противоположна по знаку центростремительной силе Земли. Расхождение значений в седьмом знаке после запятой можно объяснить приближёнными значениями параметров.
Сравним выражения (2) и (3), с учётом того, что FT= – FC, получим равенство.
V12∙R1 = G∙MC. (4)
Назовём выражение (4) законом орбитального движения небесных тел. Получим выражение (4) другим путём, на основании закона Кеплера. Для этого представим выражение (1) в другом виде, периоды Земли и планеты выразим через угловые скорости (УС) ω1 = 2∙π/T1, ωN = 2∙π/TN, а УС выразим через линейные скорости V1 = ω1∙R1, VN = ωN∙RN. Тогда выражение (1) будет иметь другой вид.
V12∙R1 = VN2∙RN. (5)
Выражение (5) тоже имеет важное научное и практическое значение, оно гласит: “Произведение квадрата линейной скорости орбитального движения планеты на средний радиус её орбиты есть величина постоянная для всех небесных тел, совершающих орбитальное движение”.
Выразим второй член выражения (5) по модулю, через центростремительную силу данной планеты VN2∙RN = FC∙RN2/MN, а центростремительную силу заменим силой тяготения между данной планетой и Солнцем тоже по модулю, тем самым исключим знак минус. В результате получим следующее выражение VN2∙RN = (G∙MN∙MC/RN2)∙RN2/MN, произведя в правой части сокращение одинаковых параметров, в итоге получим.
VN2∙RN= G∙MC. (6)
Сравнивая выражение (4), полученное для Земли и выражение (6), полученное для любой планеты, увидим, что они подобны, их правые части равны, представим выражении (6) в виде общем для всех небесных тел.
Vi2∙Ri= G∙Mi. (7)
В выражении (7) под Vi и Ri следует понимать линейную скорость и средний радиус орбиты, соответственно, Земли, Луны, планет и их естественных и искусственных спутников. А под Mi следует понимать массу главного небесного тела. Для планет это масса Солнца, для Луны и искусственных спутников Земли (например, спутников ГЛОНАСС) это масса Земли, для спутников Марса это масса Марса, для спутников Юпитера это масса Юпитера, для других спутников планет расчёты не проводились.
Закон орбитального движения небесных тел гласит: “Произведение квадрата линейной скорости небесного тела на средний радиус его орбиты равно произведению постоянной тяготения на массу главного небесного тела, вокруг которого происходит орбитальное движение небесного тела”.
Этот закон устанавливает зависимость между скоростью небесного тела и радиусом его орбиты, то есть с изменением радиуса изменяется и скорость орбитального движения небесного тела. Подтвердим справедливость закона орбитального движения небесных тел для всех, указанных выше небесных тел, путём сравнения значений левой и правой части выражения (7).
Расчёты для Земли и планет. Для них главным небесным телом является Солнце, его масса равна Mi = 1.989∙1030 кг. Правая часть выражения (7) будет G∙ Mi = 13.270608∙1010 км3/с2.
1) Земля: Vi= 29.7838 км/c, Ri= 149.6∙106 км, Vi2∙Ri = 13.270638∙1010 км3/с2.
2) Меркурий: Vi= 47.87 км/c, Ri= 57.91.6∙106 км, Vi2∙Ri = 13.2703∙1010 км3/с2.
3) Венера: Vi= 35.02 км/c, Ri= 108.21∙106 км, Vi2∙Ri = 13.27088∙1010 км3/с2.
4) Марс: Vi= 24.13 км/c, Ri= 227.92∙106 км, Vi2∙Ri = 13.270799∙1010 км3/с2.
5) Юпитер: Vi= 13.07 км/c, Ri= 778.57∙106 км, Vi2∙Ri = 13.2999∙1010 км3/с2.
6) Сатурн: Vi= 9.64 км/c, Ri= 1427∙106 км, Vi2∙Ri = 13.2611∙1010 км3/с2.
7) Уран: Vi= 6.8 км/c, Ri= 2870.4∙106 км, Vi2∙Ri = 13.27273∙1010 км3/с2.
8) Нептун: Vi= 5.4 км/c, Ri= 4491.1∙106 км, Vi2∙Ri = 13.0961∙1010 км3/с2.
9) Плутон: Vi= 4.8 км/c, Ri= 5868.9∙106 км, Vi2∙Ri = 13.5219∙1010 км3/с2.
Расчёты для Луны и искусственных спутников Земли. Для них главным небесным телом является Земля, её масса равна Mi = 5.9726∙1024 кг. Правая часть выражения (7) для Земли будет G∙ Mi = 39.849187∙104 км3/с2.
10) Луна: Vi= 1.02 км/c, Ri= 3.844∙105 км, Vi2∙Ri =39.992976 ∙104 км3/с2.
11) Спутники ГЛОНАСС: Vi= 2.4639 км/c, Ri= 2.55∙104 км, Vi2∙Ri =39.992976 ∙104 км3/с2.
Расчёты для спутников Марса. Для них главным небесным телом является Марс, его масса равна Mi = 0.6419∙1024 кг. Правая часть выражения (7) для Марса будет G∙ Mi = 4.282757∙104 км3/с2.
12) Фобос: Vi= 2.14км/c, Ri= 9.38∙103 км, Vi2∙Ri = 4.2957 ∙104 км3/с2.
13) Деймос: Vi= 1.35 км/c, Ri= 23.46∙103 км, Vi2∙Ri = 4.2756 ∙104 км3/с2.
Расчёты для спутников Юпитера. Для них главным небесным телом является Юпитер, его масса равна Mi = 1898.8∙1024 кг. Правая часть выражения (7) для Юпитера будет G∙ Mi = 1.266879∙108 км3/с2.
14) Ио: Vi= 17.33 км/c, Ri= 4.216∙105 км, Vi2∙Ri = 1.266187 ∙108 км3/с2.
15) Европа: Vi= 13.74 км/c, Ri= 6.709∙105 км, Vi2∙Ri = 1.266576 ∙108 км3/с2.
16) Ганимед: Vi= 10.87 км/c, Ri= 10.7∙105 км, Vi2∙Ri = 1.264279 ∙108 км3/с2.
17) Каллисто: Vi= 8.19 км/c, Ri= 18.8∙105 км, Vi2∙Ri = 1.261031 ∙108 км3/с2.
Проведённые расчёты значений левых и правых частей выражения (7) показали, что они равны между собой, допустимые отклонения вызваны приблизительным значением параметров, принятых при расчётах.
Таким образом, обосновали справедливость закона орбитального движения небесных тел для Земли, планет, в том числе Плутона, который выведен из состава планет, Луны, спутников ГЛОНАСС, спутников Марса Фобоса и Деймоса, спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто, для других спутников планет расчёты пока не проводились. Закон орбитального движения небесных тел определяет движение одного небесного тела и соотношения между его параметрами движения. А третий закон Кеплера и закон тяготения Ньютона определяют соотношения между параметрами двух небесных тел.
2. Закон удержания небесных тел на своих орбитах
Основу для этого закона заложил Ньютон в своей теореме: “ Силы, которыми главные планеты постоянно отклоняются от прямолинейного движения и удерживаются на своих орбитах, направлены к Солнцу и обратно пропорциональны квадратам расстояния от его центра” [6]. B действительности небесные тела удерживаются на своих орбитах в результате действия на них силы тяготения и центростремительной силы. Векторы этих сил лежат в плоскости орбиты небесного тела, первый из них направлен в сторону Солнца, а второй от Солнца. Сила тяготения равна по величине и противоположна по знаку центростремительной силе. Это удивительное совпадение значений сил можно представить в виде закона удержания небесных тел (планет и их спутников) на своих орбитах, который имеет вид.
FT+ FС = 0. (8)
Закона удержания небесных тел гласит: “Сумма силы тяготения и центростремительной силы равна нулю, в результате этого небесные тела удерживаются на своих орбитах”.
Для обоснования выражения (8), проведём расчёты для планет и Луны. Формулы для сил FTи FС представлены выражениями (2) и (3), подставляя в них, соответствующие параметры планет и Луны, определим силы FTи FС. Для Земли эти силы определены выше. В том же разделе приведены значения параметров планет и Луны выражений (2) и (3), кроме массы.
1) Меркурий: М1 = 3.33∙1023 кг, FT = 1.317734∙1019 Н, FС = — 1.317702∙1019 Н.
2) Венера: М1 = 4.8675∙1024 кг, FT = 5.516479∙1018 Н, FC = — 5.516592∙1018 Н.
3) Марс: М1 = 6.4171∙1023 кг, FT = 1.639324∙1019 Н, FC = — 1.639347∙1019 Н.
4) Юпитер: М1 = 1.8986∙1027 кг, FT = 4.156511∙1020 Н, FC = — 4.165690∙1020 Н.
5) Сатурн: М1 = 5.6846∙1026 кг, FT = 3.704612∙1019 Н, FC = — 3.701445∙1019 Н.
6) Уран: М1 = 8.6813∙1025 кг, FT = 1.398269∙1018 Н, FC = — 1.398492∙1018 Н.
7) Нептун: М1 = 1.0243∙1026 кг, FT = 0.673926∙1018 Н, FC = — 0.665062∙1018 Н.
8) Плутон: М1 = 1.25∙1022 кг, FT = 4.816010∙1013 Н, FC = — 4.785309∙1013 Н.
9) Луна: М1 = 7.3477∙1022 кг, FT = 1.981546∙1017 Н, FC = — 1.988626∙1013 Н.
Незначительные расхождения значений сил FTи FС можно объяснить приближёнными значениями параметров небесных тел. В справедливости этого закона для других спутников планет можно убедиться, если провести аналогичные расчёты.
Таким образом, обосновали справедливость закона удержания небесных тел на своих орбитах. Сила тяготения главного небесного тела равна по величине, и противоположна по знаку, центростремительной силе небесного тела, совершающего орбитальное движение вокруг главного небесного тела, Сумма этих сил, действующих на небесное тело равна нулю.
3. Закон орбитальной обкатки небесных тел
В работах [1, 2, 4, 9, 10] обосновано, что Земля имеет три основных движения. Автором полностью установлена физическая сущность третьего ДЗ, названного ООЗ. Физическая сущность ООЗ состоит в том, что Земля, как шар, катится по своей орбите в обратную сторону ДЗ вокруг Солнца.
За один год Земля при качении делает один оборот вокруг своего центра масс (ЦМ), это вращательная составляющая ООЗ. При этом её ЦМ проходит расстояние по орбите вокруг Солнца, равное длине окружности фигуры Земли, около40000 км, это поступательная составляющая ООЗ. В результате ООЗ, она ежегодно перемещается по орбите, относительно своего предыдущего положения в день весеннего равноденствия (ДВР), на расстояние около одной угловой минуты дуги орбиты. То есть, Земля ежегодно делает не полный круг (оборот) вокруг Солнца, тем самым занимает новое положение на орбите. А земному наблюдателю кажется, что Солнце делает не полный круг за один год.
Автором обосновано, что ОО имеют Луна и планеты солнечной системы, установлена причина возникновения этого движения [2]. Выведены общие формулы для определения параметров ОО и вычислены их значения, для Земли, Луны, Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера, для других планет результаты ещё не публиковались [2, 4, 9]. Общие формулы для определения основных параметров ОО небесных тел имеют следующий вид.
= – Vi·Ri/(Ri2 – ri2) (9)
= – Vi·ri/(Ri2 – ri2) (10)
Vi0 = – Vi·ri·Ri /(Ri2 – ri2) (11)
В выражениях (9) — (11) обозначено: i = 1, 2, 3, 4, 5, 6 — индексы небесных тел; 1 — Земля; 2 — Луна; 3 — Меркурий; 4 — Венера; 5 — Марс; 6 — Юпитер;
Vi- линейная скорость орбитального движения небесного тела вокруг главного небесного тела;
- УС ОО i — ого небесного тела вокруг своего ЦМ;
- УС ОО ЦМ i — ого небесного тела вокруг Солнца;
Vi0 — линейная скорость ОО ЦМ i — ого небесного тела вокруг Солнца;
ri — средний радиус фигуры i — ого небесного тела;
Ri — средний радиус орбиты i — ого небесного тела.
Знак минус в правой части выражений (9) — (11) подчёркивает, что движение ОО небесных тел происходит в обратную сторону их орбитальному движению вокруг главного небесного тела.
Решая совместно выражения (9) и (10), путём исключения знаменателя в их правой части, получим.
· r1 = ·R1. (12)
Тождество (12), назовем законом ОО, который гласит: произведение УС ОО небесного тела своего ЦМ на радиус фигуры небесного тела, равно произведению, УС ОО ЦМ небесного тела вокруг главного небесного тела на радиус орбиты небесного тела. Напомним, что в данном случае для планет главным небесным телом является Солнце, а для Луны Земля.
Определим поочерёдно параметры ОО небесных тел, используя выражения (9) — (11), параметры правых частей этих выражений известны.
3.1. Определение параметров ОО Земли, обоснование этого ДЗ и закона движения
Исходные данные для Земли: V1 = 29.7837 км/c, R1 = 149.6∙106 км, r1 = 6371 км. Подставляя параметры, поочерёдно, в выражения (9) — (11) и делая расчёты, получим: = –1.991∙10-7 рад/с, = – 0.85∙10-11 рад/с, V10 = –1.27 м/с.
Период вращательной составляющей ООЗ будет равен Т1В = 2·π/= 1 год, а период поступательной составляющей ООЗ будет равен Т1П = 2·π/ = 23424.3 года. При расчётах приняли 2π = 6.283185, длительность тропического года ТТ = 31556926 с. Астрономические измерения производятся в системе координат, связанной с плоскостью экватора Земли, поэтому измеряемые параметры небесных тел соответствуют этой системе координат. Поэтому найдём проекцию вектора УС , который направлен по оси орбиты Земли, на ось, параллельную оси вращения Земли, обозначим проекцию УС . Угол между этим осями известен, косинус этого угла равен 0.9175, тогда = ·0.9175 = – 0.78∙10-11 рад/с. Период поступательной составляющей ООЗ в плоскости экватора будет Т11 = 2·π/ = 25526.5 года. Линейное расстояние, которое пройдет ЦМ Земли при ОО за один год будет S1 = V10·ТТ = 40235 км. То есть, ЦМ Земли проходит за один год расстояние по орбите, равное длине окружности фигуры Земли, а это возможно только при её качении. Угловое расстояние, на которое переместиться в плоскости орбиты ЦМ Земли при её качении за один год, будет = · ТТ = 55”.3. Угловое расстояние, на которое переместиться в плоскости орбитального экватора центр масс Земли за один год, будет = ·ТТ = 50”.77. Таким образом, определили параметры ООЗ.
Обоснуем справедливость закона ОО для Земли, для этого проведём расчёты левой и правой части выражения (12). В результате расчётов получили, · r1 = 12. 68466∙10-4 км/с, ·R1= 12. 395∙10-4 км/с, при расчётах приняли значение = 0.8478578∙10-11 рад/с. Левые и правые части выражения (12) практически совпали, что подтверждает справедливость закона ОО.
Для установления ещё одной закономерности в движении небесных тел, определим УС орбитального ДЗ вокруг Солнца, которая равна = V1/R1 = 1.991∙10-7 рад/с. УС орбитального ДЗ вокруг Солнца равна по величине и противоположна по знаку УС вращательной составляющей ООЗ. Сумма этих двух УС равна нулю, назовём её переносной УС (ΩП) поверхности Земли.
ΩП = + = 0. (13)
В результате двух движений, орбитального ДЗ вокруг Солнца и вращательной составляющей ООЗ, переносная УС поверхности Земли равна нулю. Если поверхность Земли не вращается, без учёта суточного вращения, то окружная линейная скорость поверхности Земли тоже равна нулю. Вектор окружной линейной скорости направлен по касательной к параллели Земли. Напомним, что окружная линейная скорость суточного вращения Земли имеет максимальное значение на экваторе, равное 465.1 м/c. Закономерность (13) установил Коперник и описал её с помощью третьего ДЗ [1, c. 43].
Автором даны многочисленные обоснования ООЗ [2, 4, 9-11], здесь приведём некоторые из них. Впервые поступательную составляющую ООЗ обнаружил Евдокс (около 408 – 355 годы до н. э.), в виде кажущегося третьего движения Солнца с периодом около 26000 лет [12, 13]. Евдокс обнаружил, что каждый год, в ДВР Солнце перемещается относительно своего предыдущего положения в обратную сторону годовому движению. Это перемещение Солнца он назвал третьим движением, по аналогии с известными, первым (суточным) и вторым (годовым) движениями Солнца. Земля тогда считалась неподвижной. Затем Гиппарх (около 190 – 120 годы до н. э.) обнаружил, что Солнце, от предыдущего ДВР до последующего ДВР делает не полный круг. Поэтому ДВР наступает раньше, чем Солнце сделает полный круг. Гиппарх назвал это явление предварением (по латыни praecessio) равноденствий Солнцем. Как отмечено в учебнике [14] Гиппарх предварение равноденствий (прецессию0 объяснил медленным движением сферы звёзд, это же отмечено в публикации [15], имеется в виду с периодом около 26000 лет. В настоящее время известно, что Солнце неподвижно на интервале измерений, поэтому не Солнце делает не полный круг, а Земля. В результате поступательной составляющей ОО Земля ежегодно перемещается по орбите в ДВР на расстояние равное длине окружности фигуры Земли, известно, что на такое же расстояние перемещается Солнце по эклиптике. Это убедительно подтверждает существование ООЗ.
Затем Птолемей (около 87 – 165 годы) узаконил движение точки весеннего равноденствия (ТВР), введя в свою геоцентрическую систему мира дополнительную сферу, воспроизводящую движение ТВР. До этого в геоцентрических системах мира Евдокса, Аристотеля и других астрономов учитывали третье движение Солнца. Видимо из-за того, что центр Солнца в ДВР называют ТВР, поэтому кажущееся третье движение Солнца происходит вместе с ТВР. Теоретически ТВР изображают на рисунке как одну из двух точек пересечения двух окружностей, небесного экватора и эклиптики, а практически за её положение принимают центр Солнца в ДВР. Поэтому Птолемей ошибочно объяснил движение ТВР смещением небесного экватора относительно эклиптики [15]. Эта ложная гипотеза Птолемея принята современной наукой. Смещение небесного экватора объясняют прецессией земной оси с периодом около 26000 лет [14]. С таким периодом прецессия оси Земли не существует, поэтому она и не наблюдается [2, 4].
Современная наука, как и Птолемей, воспринимает наблюдаемую поступательную составляющую ООЗ в виде кажущегося третьего движения Солнца вместе с ТВР и называет это движение общей прецессией в долготе [14]. Известные параметры кажущегося движения ТВР известны, ежегодное перемещение по эклиптике равно длине окружности фигуры Земли, которое проходит ЦМ Земли при качении за один оборот (год), периоды движения ТВР 25772 года и поступательной составляющей ООЗ 25526.5 года, в плоскости экватора, практически совпадают, направление этих движений происходит в одну сторону. Нужно отметить абсурдную ситуацию движения ТВР, которая вместе с Солнцем движется по эклиптике вокруг Земли, а Земля движется вокруг Солнца. Поэтому движение ТВР вместе с Солнцем справедливо только для неподвижной Земли. Таким образом, убедительно обосновали поступательную составляющую ООЗ.
Вращательную составляющую ООЗ описал в своей книге Коперник, там это движение названо третьим деклинационным ДЗ. Приведём цитату: ” Таким образом, отсюда следует третье деклинационное движение тоже с годовым обращением, но против последовательности знаков, то есть противоположно движению центра. Так оба эти почти равные друг другу и противоположные движения вместе делают, что ось Земли и наибольшая из её параллелей — экваториальный круг — смотрят приблизительно в одну и ту же часть мира, как будто бы они оставались всё время неподвижными” [1, c. 43]. Коперник пишет, что третье (ООЗ) и второе движение Земли (центра) почти равны и противоположны. Это означает, что их УС и равны по величине и противоположны по знаку, а сумма этих УС равна нулю. Коперник подтвердил справедливость выражения (13). Коперник также отмечает, что значения УС этих движений почти равны. Автором определена разность значений УС и , которая составила δΩП = 3.6·10-16 рад/c. Таким образом, определили параметры ООЗ, обосновали её существование и справедливость закона орбитального движения небесных тел применительно к ДЗ.
3.2. Определение параметров ОО Луны, обоснование этого движения и закона движения
Исходные данные для Луны: V2 = 1.022 км/c, R2 = 384400 км, r2 = 1738 км. Подставляя исходные данные, поочерёдно, в выражения (9) — (11) и делая расчёты, получим: = – 2.66∙10-6 рад/с, = – 1.2∙10-8 рад/с, V20 = – 4.62 м/с.
= V2 / R2 = 2.66∙10-6 рад/с. Проекция вектора УС , который направлен по оси орбиты Луны, на ось, параллельную оси вращения Земли, обозначим её . будет равна = – 1.08·10-8 рад/c. Углы между этим осями Земли и Луны известны. Зная УС, можно определить периоды ОО Луны. Период поступательной составляющей ОО Луны в плоскости её орбиты ТЛ0 = 2·π/ =16.59 года. Период вращательной составляющей ОО Луны ТЛЦ = 2·π/ = 27.34 суток. Период поступательной составляющей ОО Луны в плоскости экватора Земли ТЭЗ = 2·π/ = 18.44 года.
Таким образом, определили, что период вращательной составляющей ОО Луны (27.34 суток) равен сидерическому периоду орбитального обращения Луны вокруг Земли. А УС скорости этих движений Луны и равны по величине и противоположны по знаку и соответствуют выражению (13). Это подтверждает полную аналогию ОО Луны и Земли.
Обоснуем справедливость закона ОО для Луны, для этого проведём расчёты левой и правой части выражения (12). В результате расчётов получили, ·r2 = 4.62308∙10-3 км/с, ·R2 = 4. 6128∙10-3 км/с. Левые и правые части выражения (12) практически совпали, что подтверждает справедливость закона ОО для Луны.
Приведём известные факты в обоснование ОО Луны. Впервые поступательную составляющую ОО Луны обнаружил Метон Афинский, в 433 году до нашей эры. Он установил, так называемый, метонов цикл (период) движения Луны, который составляет около 19 лет [13]. Это период возвращения Луны в тоже положение на небесной сфере относительно Земли и звезд. Современная наука ошибочно воспринимает это движение Луны в виде кажущегося перемещения лунных узлов. Период перемещения лунных узлов 18.6 года, практически совпадает с периодом поступательной составляющей ОО Луны 18.44 года. А ежемесячное перемещение лунных узлов в плоскости орбиты Луны равно длине окружности фигуры Луны. Линейное расстояние, которое пройдет ЦМ Луны при ОО за один сидерический период Луны будет S2 = V20·ТЛЦ = 10913 км, ТЛЦ = 2.3621∙106 с. То есть, ЦМ Луны проходит за один сидерический период расстояние по орбите, равное длине окружности фигуры Луны, а это возможно только при её качении.
Лунные узлы не являются материальным телом, поэтому они не могут совершать движение. Луна, как и Земля, за один сидерический месяц делает не полный оборот вокруг Земли из-за ОО. То есть, ежемесячно перемещается относительно своего предыдущего положения на орбите. А земному наблюдателю кажется, что произошло относительное перемещение лунных узлов. В публикации [2] приведены и другие обоснования ОО Луну, например различие УС периодов (месяцев) движения Луны, а их у неё пять, вызвано ОО Луны или Земли, в этом легко можно убедиться при простых расчётах.
Таким образом, определили параметры ОО Луны, обосновали её существование и справедливость закона орбитального движения небесных тел применительно к движению Луны.
3.3. Определение параметров ОО Меркурия, обоснование этого движения и закона движения
Исходные данные для Меркурия: V3 = 47.87 км/c, R3 = 57909068 км. r3 = 2439.7 км. T3З = 7600521.6 с — сидерический период обращения Меркурия; T3C = 10012032 c — синодический период обращения Меркурия.
Подставляя исходные данные, поочерёдно, в выражения (9) — (11) и делая расчёты, получим: = – 8.2664082·10-7 рад/c = – 3.4832154·10-11 рад/c V30 = – 2.02 м/c. Зная УС. Найдём период вращательной составляющей ОО Меркурия Т31 = 2·π/ = 7600864 с, или Т31 = 87.972962 суток. Значение этого периода ОО Меркурия, очень близко совпадает со значением его сидерического периода обращения вокруг Солнца T3З = 87.969 суток. Это подтверждает существование ОО Меркурия. В учебнике [26] отмечено, что период вращения Меркурия вокруг своей оси равен периоду его обращения вокруг Солнца. Возможно, период вращательной составляющей ОО Меркурия принимают за период вращения Меркурия вокруг своей оси. Найдём период поступательной составляющей ОО Меркурия вокруг Солнца Т32 = 2·π/ = 1.8038462·1011 c, или, Т32 = 5716.165 тропического года.
Обоснуем справедливость закона ОО для Меркурия, для этого проведём расчёты левой и правой части выражения (12). В результате расчётов получили, ·r3 = 2.0167556 м/c, · V3 = 2.0170957 м/c. Левые и правые части выражения (12) практически совпали, что подтверждает справедливость закона ОО для Меркурия.
Приведём известные факты в обоснование ОО Меркурия. Линейное расстояние, которое пройдет ЦМ Меркурия при ОО за один сидерический год (период) будет S3 = V30·T3З = 15353 км, То есть, ЦМ Меркурия проходит за один сидерический период расстояние по орбите, равное длине окружности фигуры Меркурия, S3 =2·π/r3 = 15329, а это возможно только при его качении.
УС вращательной составляющей ОО Меркурия ( = – 8.2664082·10-7 рад/c) равна по величине и противоположна по знаку УС орбитального движения Меркурия вокруг Солнца) (V3/R3 = 8.2664083·10-7). Это соответствует выражению (13) и подтверждает полную аналогию ОО Меркурия и Земли. Также известно, что различие УС синодического и сидерического периода Луны, Меркурия и других планет равно УС вращательной составляющей ООЗ (– 2·10-7 рад/c), которая не учитывается при измерениях и проявляет себя в виде методической ошибки измерений [2]. Аналогично можно определить параметры ОО Венеры, Марса и Юпитера, которые, соответственно равны:
- = – 3.2363317·10-7 рад/c, = – 1.8099829·10-11 рад/c, V40 = – 1.96 м/c;
- = – 1.0587048·10-7 рад/c, = – 1.5729142·10-12 рад/c, V50 = – 0.36 м/c;
- = – 1.6787186·10-8 рад/c, = – 1.5073904·10-12 рад/c, V60 = – 1.17 м/c [2].
Заключение
Установлены новые общие законы движения небесных тел, Земли, Луны и планет Меркурия, Венеры, марса и Юпитера, а также их спутников, Всего установлено три закона: орбитального движения небесных тел; удержания небесных тел на своих орбитах и орбитальной обкатки небесных тел. Даны обоснования справедливости этих законов.
Список использованной литературы:
1. Коперник Н. О вращениях небесных сфер. / Николай Коперник; [пер. с лат., послесл. и комментарии И. Веселовского, под общ. ред. А. Михайлова]. СПб.: Амфора. ТИД Амфора, 2009. 579 c.
2. Волжин А С Новая концепция движения Земли и Луны. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: ЛЕНАНД, 2020. – 400 с.
3. 16. Volzhin A. S. On the Unknown Component of the Earth Motion & Its Influence on Astronavigational Measurements // 8th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, May 28-30, Russia, St. Petersburg, CSRI “Electropribor”, 2001, p. 120 — 123.
4. Волжин А. С. О третьем движении Земли и заблуждениях в фундаментальной науке, связанных с этим движением // Материалы Нобелевского конгресса – конференции. изд-во МИНЦ “Нобелистика“, 2013. — Тр. МИНЦ. Вып. 5. с. 242 — 265.
5. Белый Ю. А. Иоганн Кеплер 1571 -1630. М.: Наука, 1971. 296 с.
6. Попов П И, Воронцов-Вельяминов Б. А, Куницкий Р В Астрономия. М.:
Издательство “Просвещение“, 1967. 574 с.
7. Вавилов С. И. Исаак Ньютон 1643 — 1727. Изд. 4, дополненное. М.: Наука, 1982. 271 с.
8. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. Пер. и прим. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989. 688 с.
9. Волжин А. С. Новая концепция движения Земли. М.: ЛЕНАНД, 2017. 336 с.
10. Волжин А. С. История движения Земли от заблуждений к истине // Всеобщая история. 2014. № 3. с. 40 — 61.
11. Волжин А. С. Определение параметров и обоснование составляющего движения — орбитальной обкатки Земли // Труды института системного анализа РАН. Динамика неоднородных систем. М.: Изд. ЛКИ, 2007. Том 31(2), с. 56 — 83.
12. Еремеева А И, Цицин Ф А История астрономии. М.: Изд. МГУ, 1989. 349 с.
13. Паннекук А. История астрономии. М.: Наука, 1966. 566 с.
14. Нестеров В. В, Подобед В. В. Общая астрометрия. М.: Наука, 1982. 576 с.
15. Клавдий Птолемей. Альмагест или математическое сочинение в тринадцати книгах. Перевод с древнегреческого И. Н. Веселовского. М:. Наука – Физматгиз, 1998. 428 c.
© Волжин А. С. 2022
В тексте статьи приняты следующие сокращения: ДЗ – движение Земли, ДВР – день весеннего равноденствия, ООЗ – орбитальная обкатка Земли. ОО – орбитальная обкатка, ТВР – точка весеннего равноденствия, УС – угловая скорость, ЦМ – центр масс.