יסודות של גרביטציה דואלית. 2. מה נובע מחוק שימור אנרגיה?
יחד עם שינוי של אנרגיה פוטנציאלית, סוגים אחרים של אנרגיה משתנים גם הם. ואם המערכת היא סגורה, אז סכום של כל השינויים שווה לאפס. אם דנים באנרגיה פוטנציאלים יש גם לקחת בחשבון את סוגי האנרגיה אחרים. אנרגיה פוטנציאלית היא אנרגיית קשר בין הגופים האלמנטים של המערכת. מסיבה הזו היא שלילית – הולכת וקטנה כאשר הגופים מתקרבים זה לזב – בגלל המשיכה הדדית. נניח שהמרחק בין הגופים הולך וגדל. האנרגיה הפוטנציאלית הולכת וגדלה, כמובן על חשבון סוגי אנרגיה אחרים. ערך של האנרגיה הפוטנציאלית שואף לאפס כאשר המרחק שואף לאינסוף (לתזכורת, היא שלילית). עכשיו שימו לב שאנרגיה היא שקולה למסה, אז שינוי שלה אפשר לבטא בעזרת הנוסחה הבאה:
(1) δEp = δmc2
כאן: δm – שינוי של מסת המערכת, זאת המסה החסרה בטרם התרחקותם של הגופים ממרכז מסה של המערכת. אז אפשר לקרוא לה "פחת המסה (גרביטציונית)". במידת התרחקות הדדית של הגופים, כלומר, יחד עם הגדלת אנרגיה פוטנציאלית, פחת המסה יורד. כאשר המרחק בין הגופים גדול מאוד, הפחת המסה זניח, מבחינה המתמטית שואף לאפס כאשר המרחק שואף לאינסוף. המסה של המערכת אז שווה לסכום המסות של הגופים כשהם נפרדים. בהמשך נגדיר את פחת המסה הגרביטציונית של המערכת באופן פרטני יותר.
נחזור לגרעין האטום. טווח הכוחות שם קצר מאוד. כאשר למשל ניטרון בא מרחוק וחודר לגרעין האטום, הוא גורם לפליטת פוטון גמא, בעל אנרגיה השווה לפחת המסה. במקרה של גרביטציה, הדבר (פליטת הפוטון) הוא בלתי אפשרי. כאשר המרחק בין הגופים הולך וקטן, האנרגיה הגרביטציונית (פוטנציאלית) משתנה באופן רציף ומערכת אינה פולטת שום קרינה – זה לא אטום, זה גם לא גרעין. וכאן לא מדובר על אינטראקציה אלקטרומגנטית. גרביטונים? יש לי ספק גדול ומבוסס לגבי קיומם בכלל.
ומה זה נותן? בבית הספר לא מדברים על פחת המסה הגרביטציונית. גם באוניברסיטה לא מדברים. אבל זה לא אומר שלא קיים. הסיבה נעוצה בכך שבסביבה שלנו פחת המסה קטן מאוד ואפילו לא ניתן למדידה הישירה – תראו הלאה. חוץ מזה תורת היחסות הכללית אינה עוסקת בזה. אבל זה לא סימן שאינו קיים. הסיבה העיקרית היא שהגדרת מושג של "מסה גרביטציונית אינו מוסכם עד כה. הפתעתם?
נדון שוב במערכת (סגורה) של שני גופים. נניח שהם מתקרבים זה לזה בתנועה חופשית. אנרגיה קינטית של תנועתם היחסית הולכת וגדלה, כמובן על חשבון של האנרגיה הפוטנציאלית. ברור שבאותה המידה. באותה המידה הולך וגדל פחת המסה (המסה הולכת וקטנה). אם כך, אז עוצמת השדה סביב המערכת הולכת וקטנה. לדוגמה, במקרה של כוכב הפועם הדבר הזה אפשר לגלות בעזרת למשל מתקן LIGO. לא צריך מיד חורים שחורים. כשכוכב מכווץ, מסתו קטנה יותר (פחת המסה גדול יותר). הנה אפשרות לבדיקה של הקונספציה, הנה אפשרות לניבוי. אני לא צודק? בואו להוכיח זאת. לא אהיה עצוב אם יתברר שטעיתי. ואז אוכל לומר לעצמי שלמדתי משהו חדש. אבל קודם יש לקרוא את הטקסטים שלי. לא ממהרים לזה יותר מדי, במיוחד המדענים...
;){kind=link}