Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Возможно, что у Юпитера имеется невырожденное твердое ядро из тяжелых элементов, масса которого в несколько раз превышает земную. Такое предположение было сделано Де-Маркю. Ho какой бы радиоактивностью ядро ни обладало, оно вряд ли может дать поток тепла, достаточный для образования такого градиента температуры, чтобы во внешней части металлоподобной фазы водорода происходила конвекция.
Можно предположить, что магнитное поле создается внутренним железным ядром, но это не соответствует известным свойствам поля у Юпитера. Радиоастрономические измерения показывают, что это поле не имеет ничего общего с магнитным полем центрального диполя. Оно смещено в сторону и довольно сильно локализовано. Поэтому источник магнитного поля не должен находиться в центре планеты.
Наличие потоков, исходящих из ядра, можно объяснить изменением гравитационной постоянной. Для этого нужно предположить, что на некотором расстоянии от центра Юпитера — на 0,6 или 0,7 его радиуса — имеется область фазового перехода вырожденного водорода в невырожденный. При изменении G должна изменяться и глубина, на которой происходит такой фазовый переход. Глубина, на которой происходит стык фаз и, следовательно, плотность претерпевает скачок, должна увеличиваться по мере ослабления тяготения.
Такое изменение плотности приводит к тому, что скорость вращения внутренней части Юпитера отлична от скорости вращения его внешней части. Момент инер-
19*
292
Глава 8
ции вещества, претерпевающего фазовый переход, изменяется так, что движение планеты уже не соответствует движению твердого тела. В силу закона сохранения момента количества движения внутренняя часть планеты вращается быстрее внешней части.
Фиг. 8.15. Схема, поясняющая возможность возникновения магнитного поля Юпитера вследствие вращения одного слоя планеты относительно другого.
Какая энергия может выделяться при таком движении? Этот вопрос исследовался Пиблзом. Он установил, что этой энергии намного больше, чем может дать радиоактивность. Энергия может выделяться за счет магнитного торможения относительного вращения дву*
Влияние переменной гравитации на Солнечную систему 293
взаимодействующих проводящих шаровых слоев. Кроме того, при таком движении возможно тангенциальное скольжение слоев, в результате которого возбуждается магнитное поле.
Магнитные силовые линии, выходящие наружу через сферу фазового перехода по радиусу, должны идти далее, закручиваясь, как нить на клубке, пока не появится значительное магнитное давление и напряжение. Возникающие при этом магнитные силы и перепутанность магнитных силовых линий могут привести к турбулентности в пограничной области.
Легко сообразить, что при наличии таких процессов они могут играть важную роль в перемешивании внутри Юпитера, поскольку связаны с вращением одних слоев относительно других.
Я не могу точно сказать, каким образом в данном случае возникает магнитное поле. Трудно понять, как «вообще магнитное поле может поддерживаться в каком-либо небесном теле. Ho я могу представить себе случай, когда с тангенциальным скольжением сферических слоев связано магнитное поле, не являющееся аксиаль-но-симметричным. На границе движущихся слоев могут существовать конвекционные и турбулентные вихри (фиг. 8.15).
Любопытно и, может быть, существенно, что Юпитер действительно обладает различными скоростями вращения. Наблюдаемые на нем детали оказываются вращающимися с разными скоростями, зависящими от их широты на планете. Магнитное поле также обладает своей собственной вполне определенной скоростью вращения, примерно равной скорости вращения видимых объектов на высоких широтах.
Эффекты, рассмотренные в данной лекции, не доказывают факта изменения гравитационной постоянной во времени, HO в то же время не приходит в голову и ни одного эффекта, который бы исключал возможность такого изменения. Напротив, очень часто изменением Q можно объяснить различные непонятные явления в астрономии и геофизике.
294
Глава 8
ЛИТЕРАТУРА
1. D і г а с Р. А. М., Ргос. Roy. Soc., А165, 199 (1938).
2. J о г d a n P., Schwerkraft und Weltall, Braunschweig, 1955.
3. Peebles J., Dicke R. H., Phys. Rev., 127, 629 (1962).
4. PeeblesJ., Ann. of Phys., 20, 240 (1962).
5. Brans C., Dicke R. H., Phys. Rev., 124, 925 (1961).
6. Dieke R. H., Phys. Rev., 125, 2163 (1962).
7. Arp H., Science, 134, 810 (1961).
8. C r a m p і n J., Hoyle F., Roy. Astron. Soc. Monthly Notices, 122, 27 (1961).
9. Dicke R. H., Nature, 194, 329 (1962).
10. Cameron A. G. W., Phys. Chem. Earth, 3, 199 (1960).
11. Carey W. S., в сборнике Continental Drift: A Symposium, University of Tasmania, 1958, p. 177.
12. M u n k W. H., MacDonald G. J. F., The Rotation of the Earth, Cambridge, 1960.
13. Fairbridge R. W., Phys. Chem. Earth, 4, 158 (1961).
14. F о t h e r і n g h a m J., Roy. Astron. Soc. Monthly Notices, 80, 578 (1920).
9
Принципы относительности и роль координат в физике
ДЖ. АНДЕРСОН
Вопрос о принципе относительности
