Градиент скорости света как причина возникновения гравитационного ускорения

Научная гипотеза

А.Ю. Дроздов

Поворот фронта электромагнитной волны в гравитационном поле согласно ( http://www.astronet.ru/db/msg/1190817/node44.html ) объясняется тем, что в гравитационном поле скорость света зависит от локального гравитационного потенциала.

Согласно принципу Гюйгенса каждый элемент поверхности, которой достигла в данный момент времени волна, является центром элементарных волн, огибающая которых будет волновым фронтом в следующий момент времени. Так как в гравитационном поле скорость света зависит от локального гравитационного потенциала, то волна, проходящая вблизи тела, создающего гравитационное поле, распространяется медленнее, чем волна, проходящая вдали от тела. Следовательно, поворот фронта волны обусловлен уменьшением фазовой скорости волны при увеличении гравитационного поля: нормаль уже не будет параллельна оси Ox.

Определим "ускорение свободного падения электромагнитной волны" как скорость приращения компоненты скорости волны, направленной в направлении гравитирующей массы. Имея зависимость скорости света от расстояния до гравитирующего тела, для горизонтально направленной волны можно вычислить ускорение свободного падения горизонтально направленной волны по формуле

где v локальная скорость фотона. Если для определения зависимости v от r использовать метрику Шварцшильда, тогда

, где , - гравитационный потенциал на расстоянии r с массой M.

Используя несложные математические преобразования мы увидим, что ускорение свободного падения горизонтально направленной волны в 2 раза выше оного для тел, полученного в соответствии с законом всемирного тяготения:

А как изменится ситуация, если фронт электромагнитной волны уже направлен под некоторым углом к вертикали? Тогда для определения скорости приращения вертикальной компоненты скорости волны нужно будет в формуле (1) добавить множитель равный модулю косинуса этого угла

(3)

Возникает вопрос, почему в гравитационном поле ускорение свободного падения для электромагнитной волны в 2 раза больше ускорения свободного падения обычных тел и частиц? Вопрос этот не нов. На одном из научных форумов на эту тему разгорелась жаркая дискуссия по поводу. Тем не менее попробую здесь дать своё объяснение этому вопросу.

Равно как и вопросу о причине возникновения гравитационного ускорения в гравитационном поле.

Традиционно эти вопросы объясняются с позиций общей теории относительности как движение в искривлённом пространстве-времени. На эту тему оставляю ссылку на Л.Д. ЛАНДАУ, Е.М. ЛИФШИЦ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. ТЕОРИЯ ПОЛЯ § 87. Движение частицы в гравитационном поле и § 90. Уравнения электродинамики при наличии гравитационного поля

Тем не менее здесь я выдвигаю гипотезу о происхождении гравитационного ускорения частиц. Потому как объяснение общей теорией относительности гравитации как искривления пространства-времени я воспринимаю только лишь как приложение особого математического формализма к наблюдаемым явлениям. Однако я не увидел в ОТО физической причины математического искривления пространства-времени.

Пользуясь представлениями квантовой механики можно представить элементарные частицы как стоячие волны с разными конфигурациями волновых функций. Но основная идея моей гипотезы в том, что фазовая скорость этой стоячей волны - так же как и фазовая скорость электромагнитной волны зависит от гравитационного потенциала. И следовательно она имеет градиент по координате, направленной к гравитирующей массе.

Фазовая скорость волны неявным образом входит в уравнение Шредингера. В этом можно убедиться исследуя его вывод, изложенный в википедии . А теперь вопрос: как поведёт себя решение уравнения Шредингера видоизменённого таким образом, что в волновом уравнении  

фазовая скорость волны будет не константой, а зависеть от гравитационного потенциала?

Вопрос остаётся открытым. Но если представить себе упрощённо частицу как электромагнитную волну бегущую по кругу, то при условии ориентации нормали этого круга перпендикулярно градиенту гравитационного потенциала, нам нужно будет проинтегрировать уравнение (3) по углу в пределах от нуля до и разделить на . В итоге получается величина . А если усреднить три ортогональные ориентации нормали круга то получается

Такой результат, значительно отличающийся от конечно не может подтвердить данную гипотезу, но ведь бегущая по кругу волна - весьма и весьма примитивное представление об элементарных частицах. Для получения точного решения нужно решать волновое уравнение и исследовать как поведёт себя его решение в условиях градиента фазовой скорости.

Тем не менее этот результат качественно показывает на возможность объяснения происхождения гравитационного ускорения тел в гравитационном поле как результат дрейфа волновой функции частиц вдоль градиента скорости света.

17-20 июня 2017