Смяна на полюсите. Част 1. Физика на процеса - Алтернативен изглед

Съдържание:

Смяна на полюсите. Част 1. Физика на процеса - Алтернативен изглед
Смяна на полюсите. Част 1. Физика на процеса - Алтернативен изглед

Видео: Смяна на полюсите. Част 1. Физика на процеса - Алтернативен изглед

Видео: Смяна на полюсите. Част 1. Физика на процеса - Алтернативен изглед
Видео: Магнитното поле на Земята и обръщането на полюсите 2024, Може
Anonim

Тази статия отваря поредица от публикации, обхващащи визията на автора на темата за смяна на полюсите, използвайки примера с ефекта на Янибеков. Авторът поема свободата да допринесе за разкриването на темата и покани читателите на сайта да се запознаят

  • с какви физически причини предизвикват явлението
  • с това как можете да определите позицията на миналия географски полюс
  • с авторовата реконструкция на планетна катастрофа

и други интересни находки … Честито четене!

Джанибеков ефект

По време на своя пети полет на борда на космическия кораб „Союз Т-13“и орбиталната станция „Салют-7“(6 юни - 26 септември 1985 г.) Владимир Джанибеков обърна внимание на привидно необясним ефект от гледна точка на съвременната механика и аеродинамиката, т.е. проявява се в поведението на най-обикновената гайка, или по-скоро гайката "с уши" (агнета), които са били използвани за фиксиране на метални ленти, които осигуряват торбички за опаковане на неща при транспортиране на стоки в космоса.

Разтоварвайки друг транспортен кораб, Владимир Джанибеков потупа с пръст едното от агнешкото ухо. Обикновено той отлита, а астронавтът спокойно го хвана и го сложи в джоба си. Но този път Владимир Александрович не хвана гайката, която за негово голямо учудване, прелетяла около 40 сантиметра, неочаквано се обърна по оста си, след което полетя по-нататък по същия начин. След като прелетя още 40 сантиметра, тя отново се претърколи. Това изглеждаше толкова странно за астронавта, че той завъртя „агнето“назад и отново го потупа с пръст. Резултатът беше същият!

Изключително заинтригуван от такова странно поведение на „агнешкото“, Владимир Джанибеков повтори експеримента с друго „агне“. Той обаче се преобърна и в полет, след малко по-голямо разстояние (43 сантиметра). Пластилиновата топка, изстреляна от астронавта, се държеше по подобен начин. Той също, прелетял известно разстояние, се преобърна по оста си.

Промоционално видео:

Откритият ефект, наречен „ефект на Джанибеков“, започна внимателно да се изследва и беше установено, че изследваните обекти, въртящи се с нулева гравитация, правят революция на 180 градуса („салто“) на строго определени интервали.

В същото време центърът на масата на тези тела продължи равномерно и праволинейно движение, в пълно съответствие с първия закон на Нютон. И посоката на въртене, "завъртане", след "салто" остана същата (както трябва да бъде според закона за запазване на ъгловия импулс). Оказа се, че по отношение на външния свят тялото запазва въртенето си около същата ос (и в същата посока), в която се върти преди салто, но "полюсите" бяха обърнати!

Това е отлично илюстрирано от примера на „гайка Джанибеков“(обикновена крила гайка).

Image
Image

Ако погледнете от центъра на масите, "ушите" на гайката първо се въртят в едната посока, а след "салто" в другата.

Ако погледнете от ПОЛОЖЕНИЕТО НА ВЪНШЕН ЗАБАВЛИТЕЛ, тогава въртенето на тялото като цяло обект остава едно и също през цялото време - оста на въртене и посоката на въртене са непроменени.

И ето какво е интересно: за въображаем наблюдател на повърхността на обект ще има един вид пълна ПРОМЕНА НА ПОЛИ! Условното "северно полукълбо" ще стане "южно", а "южно" - "северно"!

Има определени паралели между движението на ядката на Янибеков и движението на планетата Земя. И се ражда въпросът: "Ами ако не само ядката, но и нашата планета се изтръпва?" Може би веднъж на всеки 20 хиляди години, или може би по-често …

И как да не си припомним хипотезата за катастрофално изместване на земните полюси, формулирана още в средата на 20-ти век от Хю Браун и подкрепена от научните трудове на Чарлз Хепгуд („Земята с изместваща кора”, 1958 г. и „Пътят на полюса”, 1970 г.) и Имануил Великовски (” Сблъсък на светове “, 1950 г.)?

Тези изследователи изучиха следите от минали бедствия и се опитаха да отговорят на въпроса "Защо те са възникнали в такъв мащабен мащаб и са имали такива последствия, сякаш Земята се е обърнала, променила географските полюси?"

За съжаление те не успяха да изтъкнат убедителни причини за „революциите на Земята“. Излагайки своята хипотеза, те предположиха, че причината за „салто“е неравномерното нарастване на ледената „шапка“на полюсите на планетата. Научната общност счете такова обяснение за несериозно и записа теорията като пределна.

Следи от планетарна катастрофа - наводнение
Следи от планетарна катастрофа - наводнение

Следи от планетарна катастрофа - наводнение.

„Ефектът на Джанибеков“обаче накара хората да преосмислят тази теория. Учените вече не могат да изключат, че самата физическа сила, която кара трясъкът на орехите, може да обърне и нашата планета … И следите от минали планетарни катастрофи ясно показват мащаба на това явление.

Сега, читателю, нашата задача е да се занимаваме с физиката на преврата.

Китайски въртящ се плот

Китайският въртящ се плот (отгоре на Thomson) е играчка, оформена като пресечена топка с ос в центъра на среза. Ако този връх е силно развит, поставяйки го върху равна повърхност, тогава можете да наблюдавате ефект, който изглежда нарушава законите на физиката.

Image
Image

Докато ускорява, горната част, противно на всички очаквания, се накланя на една страна и продължава да се преобръща още повече, докато не застане на ос, върху която след това ще продължи да се върти.

По-долу е снимка, на която физиците наблюдават очевидно нарушение на законите на класическата механика. Като се обърне, горната част изпълнява работа за издигане на центъра на масата.

Image
Image

"Каква е физическата причина за това поведение на върха?" - това е въпросът, който интересува дори най-почтените учени на 20-ти век.

Image
Image

Всички опити за осигуряване на математическа основа, базирана на законите на класическата механика, не са достатъчно убедителни. Необходимо беше да се обясни движението на върха, като се използват различни допълнителни предположения за ефекта на триенето.

Всичко обаче се оказва по-просто - горната част се преобръща под действието на същите сили като "гайка Джанибеков". Триенето не предизвиква преврат! Той може само да забави въртенето, като постепенно поема енергия от върха.

В земната орбита и на нейната повърхност физическите закони са еднакви. Единствената разлика е, че на повърхността на Земята също има забележима сила на привличане. Няма да висиш дълго във въздуха … Следователно горната част на Томсън не можеше да покаже какво показва "гайката на Джанибеков" - той се преобърна само веднъж или два пъти, след което загуби силата си на въртене и спря. Но именно тази играчка накара учените да търсят причините за странното им движение. И когато беше открит „ефектът на Джанибеков“, те си спомниха за китайския връх и видяха, че тези явления са много сходни.

Нека вземем модела на китайския топ и да се опитаме да намерим обяснение за „ефекта на Янибеков“.

Image
Image

Жълтата точка е центърът на масата.

Червената линия е оста на въртене на върха.

Синята линия означава равнина, перпендикулярна на въртенето на върха на върха и преминаваща през центъра на масата. Тази равнина разделя горната част на две половини - сферична (долна) и отрязана (горна).

Нека наречем тази равнина - PCM (равнина на центъра на масата).

Светлосините кръгове символизират кинетичната енергия на въртене. Горната окръжност е енергията на натрупания инерционен момент на тази половина на върха, която се намира над PCM. Долният кръг е енергията на половината, която се намира под РСМ. Авторът направи груба количествена оценка на разликата в кинетичната енергия на горната и долната половина на върха на Томсън (във версията на пластмасова играчка) - оказа се, че е около 3%.

Защо са различни? Това се дължи на факта, че формата на двете половини е съответно различна, а инерционните моменти ще бъдат различни. Имаме предвид, че материалът на играчката е хомогенен, така че инерционният момент зависи само от формата на предмета и посоката на оста на въртене.

И така, какво виждаме на диаграмата по-горе?

Виждаме известна енергийна асиметрия на центъра на масата. Енергийна „дъмбел“с „тежести“с различна мощност в краищата (на диаграмата - светлосини кръгове) очевидно ще създаде известна ВЪЗМОЖНОСТ.

Но природата не понася дисхармония! Асиметрията на "дъмбела" в една посока по оста на въртене след преобръщане се компенсира от асиметрията в другата посока по същата ос. Тоест, балансът се постига чрез периодична промяна на състоянието във времето - въртящо се тяло поставя по-мощно „тегло” на енергийния „дъмбел” от едната или от другата страна на центъра на масата.

Такъв ефект се появява само при тези въртящи се тела, които имат разлика между инерционните моменти на две части - условно "горна" и "долна", разделени от равнина, минаваща през центъра на масата и перпендикулярна на оста на въртене.

Експериментите в земната орбита показват, че дори обикновена кутия с неща може да се превърне в обект, който да демонстрира ефекта.

След като откриха, че математическият апарат от областта на квантовата механика (разработен за описване на явленията на микросвета, поведението на елементарни частици) е много подходящ за описване на „ефекта на Джанибеков“, учените дори излязоха със специално име за резки промени в макрокосмоса - „псевдо-квантови процеси“.

Честота на преврати

Емпиричните (експериментални) данни, събрани в орбита, показват, че основният фактор, определящ продължителността на периода между междинните стойности, е разликата между кинетичните енергии на "горната" и "долната" половина на обекта. Колкото по-голяма е разликата в енергиите, толкова по-кратък е периодът между завъртанията на тялото.

Ако разликата в инерционния момент (който след "въртенето" на върха се превръща в натрупаната енергия) е много малка, тогава такова тяло ще се върти стабилно за много дълго време. Но такава стабилност няма да трае вечно. Някъде ще дойде моментът на преврат.

Ако говорим за планетите, включително планетата Земя, тогава можем уверено да твърдим, че всички те определено не са идеални геометрични сфери, състоящи се от идеално хомогенна материя. Това означава, че инерционният момент на условните „горни“или „долни“половини на планетата, дори в стотни или хилядни от процента, са различни. И това е напълно достатъчно, защото някой път това би довело до революция на планетата спрямо оста на въртене и промяна на полюсите.

Характеристики на планетата Земя

Първото нещо, което идва на ум във връзка с горното, е, че формата на Земята очевидно е далеч от идеална топка и е геоид. За да се покажат различията на височината на нашата планета в по-контраст, е разработен анимиран чертеж с многократно увеличена скала на разликата във височината (виж по-долу).

Image
Image

В действителност релефът на Земята е много по-плавен, но самият факт на несъвършената форма на планетата е очевиден.

Съответно трябва да се очаква, че несъвършенството на формата, както и хетерогенността на вътрешната материя на планетата (наличието на кухини, плътни и порести литосферни слоеве и др.) Непременно ще доведат до факта, че "горните" и "долните" части на планетата ще имат някаква разлика в момент на инерция. А това означава, че „революциите на Земята“, както ги нарече Имануил Великовски, не са изобретение, а съвсем реално физическо явление.

Вода на повърхността на планетата

Сега трябва да вземем предвид един много важен фактор, който отличава Земята от върха на Томсън и ядката на Джанибеков. Този фактор е водата. Океаните заемат около три четвърти от повърхността на планетата и съдържат толкова много вода, че ако цялата тя е равномерно разпределена по повърхността, получавате слой с дебелина над 2,7 км. Масата на водата е 1/4000 от масата на планетата, но въпреки такава на пръв поглед незначителна фракция, водата играе много съществена роля в това, което се случва на планетата по време на преврат …

Нека си представим, че е дошъл моментът, в който планетата направи „салто“. Твърдата част на планетата ще започне да се движи по траектория, водеща до промяна на полюсите. И какво ще се случи с водата на повърхността на Земята? Водата няма силна връзка с повърхността; тя може да тече там, където ще бъдат насочени резултата от физическите сили. Следователно, според добре познатите закони за запазване на импулса и ъгловия импулс, той ще се опита да запази посоката на движение, която е била извършена преди „салто“.

Какво означава? Това означава, че всички океани, всички морета, всички езера ще започнат да се движат. Водата ще започне да се движи с ускорение спрямо твърда повърхност …

Image
Image

Във всеки момент от време по време на процеса на смяна на полюсите два инерционни компонента почти винаги ще действат върху водните тела, където и да са на земното кълбо:

  1. Първият компонент е пряко свързан с движението на планетата по траекторията на „солта“. Земята ще се движи и водата ще се опита да остане в първоначалното си положение. Приблизително същото ще се случи, както в случая, когато рязко преместим чинията с вода, стояща на масата - водата ще се плиска по ръба на чинията.
  2. Вторият компонент възниква поради факта, че положението на повърхностната точка се променя спрямо полюсите (за наблюдател на повърхността на планетата полюсите се движат, "изместват") и в резултат на това се променя географската ширина.
Image
Image

Разгледайте снимката по-долу. Той показва величината на линейните скорости на различни географски ширини (за яснота са избрани няколко точки на повърхността на земното кълбо).

Image
Image

Линейните скорости се различават, защото радиусът на въртене на различни географски ширини е различен. Оказва се, че ако една точка от повърхността на планетата „се придвижи“по-близо до екватора, тогава тя увеличава линейната си скорост, а ако от екватора - намалява. Но водата не е здраво свързана с твърда повърхност! Тя поддържа линейната скорост, която е имала преди „салта“!

Image
Image

Поради разликата в линейните скорости на водата и твърдата повърхност на Земята (литосфера) се получава ефект на цунами. Масата на океанската вода се движи спрямо повърхността в невероятно мощен поток. Вижте какъв ясен знак е останал от миналата смяна на полюсите. Това е пасаж на Дрейк, той се намира между Южна Америка и Антарктида. Дебитът е впечатляващ! Той влачи останките на вече съществуващ провлак на две хиляди километра.

На старата карта на света ясно се вижда, че все още няма проход на Дрейк през 1531 г. … Или все още не е известно за това, а картографът изготвя карта според стара информация.

Image
Image

Големината на инерционните компоненти зависи от местоположението на интересуващата ни точка, както и от траекторията на „салто“и от това на какъв етап от революцията се намираме. След края на преврата стойността на инерционните компоненти ще стане нула и движението на водата постепенно ще се погаси поради вискозитета на течността, поради силите на триене и гравитация.

Трябва да се каже, че при "изместване на полюсите" има две зони на повърхността на земното кълбо, в които инерционните компоненти ще бъдат минимални. Можем да кажем, че тези две места са най-безопасните по отношение на заплахата от вълната на наводнението. Тяхната особеност е, че няма да има инерционни сили в тях, принуждавайки водата да се движи във всяка посока.

За съжаление няма начин да се предвиди предварително местоположението на тези зони. Единственото, което може да се каже, е, че центровете на тези зони са разположени в пресечната точка на земните екватори - едната, която е била преди „салта“, и другата, която е дошла след нея.

Динамика на водния поток под влияние на инерционните компоненти

Фигурата по-долу представлява схематично изображение на движението на водно тяло под влияние на изместване на полюса. На първата снимка вляво виждаме ежедневното въртене на Земята (зелена стрелка), условно езеро (син кръг - вода, оранжев кръг - бряг). Двата зелени триъгълника представляват два геостационарни спътника. Тъй като движението на литосферата не влияе на тяхното местоположение, ще ги използваме като ориентири за оценка на разстоянията и посоките на движение.

Image
Image

Розовите стрелки показват посоката, в която се движи Южният полюс (по пътя на срязване). Бреговете на езерото се движат (по отношение на оста на въртене на планетата) заедно с литосферата, а водата под въздействието на инерционните сили първо се опитва да запази положението си и се движи по траекторията на срязване, а след това под въздействието на втория инерционен компонент постепенно обръща своето движение в посока на въртенето на планетата.

Това е най-забележимо, когато сравните позицията на диаграмата на синия кръг (водно тяло) и зелени триъгълници (геостационарни спътници).

По-долу на картата можем да видим следи от водно-кален поток, посоката на движение на който постепенно се обръща под въздействието на втория инерционен компонент.

Image
Image

На тази карта има следи от други потоци. Ще ги разгледаме в следващите части от поредицата.

Амортизиращият ефект на океаните

Трябва да се каже, че водните тела на океаните не са унищожени само от катастрофални потоци цунами. Но те са причина за друг ефект - ефектът на затихването, което забавя революцията на планетата.

Ако нашата планета имаше само суша и нямаше океани, тогава смяната на полюсите щеше да се извърши по абсолютно същия начин, както при "ядката на Янибеков" и китайския връх - полюсите щяха да променят местата си.

Но когато по време на преврат водата започва да се движи по повърхността, тя въвежда промяна в енергийния компонент на въртене, а именно разпределението на инерционния момент. Въпреки че масата на повърхностните води е само 1/4000 от масата на планетата, нейният инерционен момент е приблизително 1/500 от общия инерционен момент на планетата.

Това се оказва достатъчно, за да изгаси енергията на обръщането преди полюсите да се въртят на 180 градуса. В резултат на това на планетата Земя има изместване на полюсите, вместо пълно обръщане - „промяна на полюса“.

Атмосферни явления по време на изместване на полюса

Основният ефект от „салто“на планетата, проявен в атмосферата, е мощната електрификация, увеличаването на статичното електричество, увеличаването на разликата в електрическите потенциали между слоевете на атмосферата и повърхността на планетата.

Image
Image

В допълнение, маса от различни газове изтича от дълбините на планетата, включително дегазиране на водород, умножено от напрежението на литосферата. В условията на електрически заряди водородът интензивно взаимодейства с атмосферния кислород; водата се образува в обеми, многократно по-високи от климатичната норма.

Image
Image

Продължение: "Част 2. Позициониране на миналия полюс"

Автор: Константин Захаров