Из схематичного рисунка видно, что за время прохождения нашей галактикой «Млечный путь» расстояния от точки «А» до точки «В» (серая линия), звезда «Солнце» пройдёт больший путь (красная линия), но уступит Земле (синяя линия). Больше всех проделает путь Луна (оранжевая линия), которая вращается и вокруг Земли, и вокруг Солнца, вокруг Млечного пути и так далее.
Может возникнуть вопрос: «А откуда взялось ускорение при движение тел по синусоиде»? Давайте рассмотрим рисунок.
Скорость движения Солнца по орбите равна 220 км/с. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью ≈30 км/с, а это значит, что скорость движения Земли относительно центра Млечного пути постоянно изменяется. То Земля обгоняет Солнце и «летит» со скоростью 220+30=250 км/с, то отстаёт и имеет скорость 220-30=190 км/с. Изменение скорости движения Земли во времени показано на графике.
Именно ускоренное движение относительно центра галактики и рождает гравитацию планет. Для Солнца все планеты имеют приблизительно одинаковую гравитацию, так как одни планеты отходят от оси устойчивой орбиты на небольшое расстояние, но делают это быстро, то есть спирали тонкие и очень плотные. Другие планеты имеют большее отклонение от орбиты, но делают это медленно. Подобное мы наблюдаем с искусственными спутниками Земли. На низких орбитах они летают быстрее, чем на высоких. Даже если спутник имеет орбиту эллипсовидную, то при удалении от Земли скорость снижается, при приближении к оси устойчивой орбиты скорость возрастает, гравитация спутника при этом не меняется. Наш естественный спутник Луна также вращается вокруг Земли не с постоянной скоростью, так как имеет эллипсовидную орбиту. При приближении к Земле скорость Луны увеличивается, при удалении – уменьшается.
Эту закономерность отследил, а позже отразил в своём втором законе Иоганн Кеплер ещё в начале XVII века. Согласно II закону Кеплера, радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади. Это отлично видно на рисунке и обозначает лишь одно, чем дальше тело находится от центра вращения, тем меньше его скорость, и наоборот.
Второй закон Кеплера описывает закономерность движения одного тела по эллипсовидной орбите, но этому закону подчиняются и движения нескольких тел вокруг одного центра.
На примере Сатурна хорошо видна зависимость скорости движения тел от удалённости от центра. Кольца Сатурна начинаются почти у самой поверхности планеты и заканчиваются на удалении около 138 тыс. км, далее идут орбиты многочисленных спутников. Самый близкий – Янус с периодом обращения вокруг Сатурна 18 часов находится на расстоянии 160 тыс. км. Сама планета имеет сутки 10 часов 38 минут, то есть внешняя граница атмосферы движется с такой скоростью. Знаменитые кольца Сатурна имеют ширину от нескольких сантиметров до десятков метров, и это неспроста. Именно послойное строение колец даёт им возможность двигаться вокруг планеты с разной скоростью, от 10 ч. 40 мин., до 17 часов.
Но не только кольца Сатурна и спутники имеют различную скорость движения. Я выписал в таблицу два параметра планет Солнечной системы, это радиус от центра Солнца и их скорость.
Как видим, с удалением планеты от центра устойчивой орбиты Солнца, её скорость уменьшается.
Отметим на графике цифры из таблицы и соединим их.
Получилась вполне симпатичная гипербола, по которой, например, можно определить скорость движения пояса астероидов. Мы знаем, что он начинается от 2,2 а.е. и заканчивается 3,6 а.е, следовательно, астероиды внутренних орбит будут двигаться со скоростью 20 км/с, а тела на внешних орбитах со скоростью 16 км/с.
Из данных таблицы и графика видно, что скорость движения тел не зависит от их массы. И массивные Юпитер с Сатурном и масса мелких астероидов, и планеты-лилипуты, все находятся на линии гиперболы. Основным параметром, определяющим скорость движения тел, является гравитационная величина или сила притяжения тела вокруг которого происходит вращение. Так Меркурий удалён от центра Солнца на 58 млн. км и движется со скоростью 47,87 км/с. Спутник Сатурна Янус удалён от планеты на 160000 км и имеет скорость 15,5 км/с. Луна находится от Земли на расстоянии 356400 км и движется со скоростью 1,023 км/с.
Солнце имеет свою гравитацию из-за того, что галактика вращается вокруг центра вселенной. Но и Солнце подобно спутникам и планетам имеет скорость движения по орбите гораздо меньшую, чем звёзды вблизи центра галактики. Эти наблюдения наталкивают на мысль, что в центре нашей галактики существуют гравитации, несоизмеримо большие, чем гравитация Солнца, которые способны подчинить себе не только горстку планет, но и миллионы звёзд.
Атомы имеют свою массу, а вернее сказать гравитацию из-за ускоренного движения относительно Солнца. Электроны атомов имеют массу, она же гравитация из-за ускоренного движения относительно гравитации соседних атомов.
Из вышесказанного следует, что существование материи возможно только при ускоренном движении частиц, слагающих эту материю. Нет границ существования материи как в макро– так и в микро– направлениях. Гравитация Солнца создана ускоренным движением относительно центра вселенной, гравитация галактики создана ускоренным движением этой галактики относительно центра, вокруг которого вращается вселенная. И так далее.
В природе нет прямолинейного движения. Свет, движущийся от Солнца к Земле, казалось бы, летит по прямой, но вся система Солнце – Земля движется по окружности относительно центра галактике, которая сама движется по окружности относительно центра вселенной. Любое движение материи во вселенной происходит по сложной спиралевидной траектории, которая состоит из спиралевидных траекторий низшего порядка и является частью спирали высшего порядка. Из-за сложного криволинейного движения материи, и света в том числе, возникает иллюзия расширения вселенной. Свет, к примеру, от звезды в центре галактики летит к Земле не по прямой, а по дуге, ему приходится догонять нашу планету. Отсюда и смещение спектра в красную зону. Законы механики, согласно которым тела, движущиеся по окружности, двигаются с ускорением, так как на них действуют центробежные силы, работают только в замкнутой системе «Земля». Искусственный спутник Земли движется по окружности равномерно без ускорения, так как на него не действуют никакие силы. Центробежная сила равна центростремительной силе и их равнодействующая равна нулю. И если бы спутник не тормозили молекулы воздуха безвоздушного пространства, пусть и очень немногочисленные, то он вращался бы вечно.
Представим себе простой рисунок. Окружность, по которой движется спутник, с центром Земля и прямую линию по касательной, по которой движется тело равномерно прямолинейно, или поставим точку, это будет покоящееся тело. Какую понадобится приложить силу, чтобы заставить эти тела двигаться прямолинейно или покоиться, хотя бы относительно Солнца?
Закон Всемирного тяготения очень точно назван именно законом Всемирного тяготения, а не частного тяготения отдельно взятого тела. Земля имеет гравитацию, потому что движется ускоренно относительно центра галактики, при этом все тела на Земле, в том числе и отдельные части этой планеты имеют гравитацию из-за ускоренного движения относительно Солнца. Само солнце имеет гравитацию, которая удерживает атмосферу и даёт лучистую энергию за счёт ускоренного движения ядра Солнца относительно гравитации планет солнечной системы, при этом удерживает эти планеты гравитационным полем, образованным ускоренным движением этой гравитации относительно центра вселенной. Гравитация тел образуется из-за ускоренного движения относительно как больших гравитаций, так и меньших. Эффект электрического провода: поле ориентирует электроны атомов проводника в определённом направлении, при этом само существует благодаря направленной ориентации этих электронов. От общего к частному, от частного к общему. Гравитация частицы (тела) зависит от степени ускорения относительно гравитаций других тел и может быть ничтожно мала, но никогда не будет равна нулю.