М. Х. Турсунов
24.04.2012 г.

  На главную раздела "Научные работы"





          Проверка влияния гравитационного поля планет на солнечную активность. Высокая чувствительность поведения небесных тел к внешним воздействиям, замеченная нами при выполнении ряда работ [9, 29, 37, 40, 45], убедила нас, что ключ к разгадке причины солнечной активности уже найден, что Солнце, как и все небесные тела, чутко реагирует на изменение направления и мощности внешних внесолнечных сил. Эти силы могли иметь двоякую природу — традиционно известную гравитационную и электромагнитную, оцениваемую нами по значимости на уровне гравитационной [9, 37, 45]. Первая, как стало известно, управляет обращением небесных тел [29], а вторая, там, где имеется сильное магнитное поле, — их вращением [9].

          Таким образом, мы снова пришли к многократно испытанному методу — системному анализу. Первичность и универсальность гравитационных сил, а также наличие гипотезы Р. Вольфа об их значении для солнечной активности, решили предпочтение в их пользу. Было решено с них и начинать поиск.

          Ниже излагается методика и результаты исследований в той последовательности, в которой они осуществлялись. В процессе поисков нам иногда приходилось менять свои первичные предположения или мнения, что соответственно нашло своё отражение и в настоящем тексте. Такой подход к изложению материала вызван стремлением дать не только окончательный результат, но и методику и способ решения поставленных задач, которые, как нам кажется, очень поучительны при постановке и решении крайне запутанных научных головоломок.

          Общая методология поисков была следующей: сначала выдвигалась рабочая гипотеза — предположение о причинах, приводящих к тем или иным конкретным результатам; затем производилась проверка рабочей гипотезы с привлечением как можно большего количества цифрового материала по наблюдениям или теоретическим расчётам на основе существующих законов физики.

          Была составлена диаграмма изменчивости среднемесячных чисел Вольфа по опубликованным данным [67, 68], начиная с 1955 по 1983 г. (рис. 22 а [37, с. 82, приложение 1]).

Пример изображения
Рис. 22. Сопоставление наблюдаемой активности Солнца: а — по числам Вольфа (W) и д — по площадям пятен (S) c расчётными показателями активности: б — по суммарной силе тяготения (g) между Солнцем и планетами (кроме Плутона), в — по суммарной силе тяготения (g) между Солнцем с одной стороны и Землёй, Марсом, Юпитером и Сатурном — с другой, г — по суммарной плотности магнитного потока (Р) от Меркурия, Земли и Юпитера на уровне поверхности Солнца. Диапазоны колебаний  Пример изображенияПример изображенияПример изображенияПример изображения млн доли площади полусферы Солнца.


          Ограничение вовлечённых к исследованию материалов этими годами было обусловлено количеством имеющихся у нас в наличии материалов к тому времени. Напоминаем также, что с целью избежания перегрузки внимания читателя здесь и впредь объёмный табличный материал и детальные диаграммы даны только в ссылках на депонированную работу 37.

          Диаграмма показала, что период изменения активности первого порядка (11-летний цикл) грубо совпадает с периодом обращения Юпитера вокруг Солнца, что навело на мысль о влиянии его гравитационного поля на солнечную активность. Тем более что это подтверждало гипотезу Р. Вольфа. Учитывая, что активность Солнца имеет колебания также более мелкого порядка, которые могли быть обусловлены влиянием ближних планет, было подсчитано суммарное гравитационное поле ближних и всех крупных планет с Солнцем [69, 37, с. 85, приложение 2]. Из спутников учитывалась только Луна в системе с Землёй (рис. 22 б, отрезок диаграммы с 1977 по 1983 г.).

          Выяснилось, что зависимость между двумя сопоставляемыми диаграммами существует (рис. 22, а, б), причём повышение солнечной активности совпадает с понижением величины гравитационного поля. Наше ожидание о характере влияния гравитационного поля планет на солнечную активность не подтвердилось, т. к. предполагалось, что повышение первого должно приводить к повышению второго за счёт разрыва поверхности Солнца при усилении гравитационного притяжения планет, а объяснение обратной картины нашлось на основе механизма сжатия кручением, впервые замеченного нами при работе над объяснением неравномерностей скорости вращения Земли [9]. Этот механизм подробно описан также в работах [11, 29, 37].

          Зеркальная противоположность двух диаграмм (рис. 22, а, б), а также представление автора о взаимном отталкивании магнитных полей Солнца и планет при их взаимодействии (рис. 19) натолкнули на мысль, что на активность Солнца чувствительнее влияют не гравитационные, а магнитные поля планет, действующие в противоположном направлении, т. е. отталкивающиеся между собой.

          Чтобы окончательно убедиться в сказанном выше, т. е. в зеркальной противоположности солнечной активности и гравитационных сил, (рис. 22, а, б) и зная, что гравитационное и магнитное поля действуют, в общем, по одному и тому же закону обратных квадратов при прочих равных условиях (масса или плотность магнитного потока, независимо, т. е. Пример изображения и Пример изображения, поскольку Пример изображения, т. к. каждый заряд имеет собственное магнитное поле, а магнитные поля отталкиваются), мы решили продолжить сопоставление до 1955 г. включительно, т. е. на весь промежуток времени имеющегося у нас в наличии фактического материала. При этом, учитывая громоздкость вычислений и ряд других обстоятельств, были приняты следующие отступления:

          — из-за удалённости и очень низкого гравитационного потенциала на уровне поверхности Солнца, колебания которого заведомо находились ниже точности технологии наших исследований (не более четырёх значащих цифр), а также отсутствия сведений об их магнитных полях были исключены из расчётов Уран и Нептун;

          — были исключены из рассмотрения также Венера и Луна из-за отсутствия на них собственных дипольных магнитных полей, т. к., поскольку по нашим тогдашним представлениям на активность Солнца они не должны были оказывать влияния, полагалось, что включение их в расчёты привело бы к неравноценности сопоставляемых величин и, возможно, к расхождениям между ними;

          — с целью экономии времени была исключена из списка и планета Меркурий, т. к. в течение года она совершает более четырёх оборотов и колебания за счёт Меркурия хорошо устанавливаются уже на отрезке диаграммы по суммарному гравитационному полю всех планет (рис. 22 б). Кроме того, наличие в расчётах Меркурия помешало бы заметить возможные слабые колебания за счёт других ближних планет (например, Земли).

          Остальная часть диаграммы (рис. 22 в), таким образом, была построена по данным суммы гравитационных полей Земли, Марса, Юпитера и Сатурна по их положению на орбите через каждые 40 дней [37, с. 87, приложение 3]. (Для планет-гигантов радиусы-векторы в астрономических ежегодниках даются через каждые 40 дней.)

          Результаты сопоставления (рис. 22, а, б, в) окончательно убедили нас в том, что цикличность солнечной активности первого порядка, обусловленная положением планет Солнечной системы, целиком зависит от Юпитера и её период в точности равен периоду обращения Юпитера вокруг Солнца, равному 11,86 годам. Различные другие цифры (11; 11,1; 11,2 и др. [51, 70]), приводимые в литературе, являются результатом статистических расчётов за различное количество лет и различные интервалы времени, за которое влияния других планет, накладываясь на юпитерианский цикл, могли либо увеличивать, либо уменьшать истинный период. Устанавливаются на диаграмме также слабые годичные колебания, вносимые гравитационным полем Земли. Доля колебаний за счёт Марса и Сатурна совершенно незаметна, что объясняется слабостью гравитационного поля Марса как из-за малой массы, так и относительно большой удалённости, а Сатурна — из-за большой удалённости и большого периода обращения, затушёвывающихся на фоне сильного гравитационного поля Юпитера.

          На этом закончился первый этап исследований, в результате чего наша рабочая гипотеза превратилась в твёрдую уверенность, что повышение солнечной активности является результатом понижения давления внешних магнитных полей на поверхность Солнца, передаваемого через его собственное дипольное магнитное поле.

          Проверка закономерности снижения солнечной активности с увеличением давления магнитных полей планет на магнитное поле Солнца. Исследования второго этапа проводились на проверку влияния магнитных полей планет на солнечную активность. Поскольку участие магнитного поля Солнца одинаково для всех планет, оно принималось равным единице и с целью получения взаимно сопоставимых величин со среднемесячными показателями активности на каждый месяц вычислялось соотношение Пример изображения [37, приложение 4], где Пример изображения — средняя плотность магнитного потока на экваторе планеты, выраженная в гауссах (Пример изображения) [38, с. 44]; Пример изображения — радиус-вектор планеты в астрономических единицах (а.е.) на среднее число каждого месяца (за 16, 15 или 14 число в зависимости от количества дней в месяце), полученный интерполированием из астрономических ежегодников [69].

          При этом за период полного оборота планеты вокруг Солнца величина Пример изображения принимает следующие значения (табл. 3):


Табл. 3. Сведения о магнитных полях планет[38, сc. 42-44].

 Планета  , в гаммах (Пример изображения) Пример изображения, от-до
 Меркурий 350 0,016-0,037
 Земля 31000 0,300-0,320
 Юпитер 420000 0,141-0,171
 Марс 30-60 0,00013-0,00026
 Сатурн 20000 0,0020-0,0025

 
          Как видно, максимальное давление на Солнце оказывает магнитное поле Земли, которое в 2 раза превышает давление поля Юпитера. Но относительные перепады последнего в 1,5 раза больше, в силу чего его влияние на изменение активности должно быть больше, т. к. солнечная активность реагирует не на абсолютную величину давления поля, а на его изменения; абсолютная же величина почти всегда остаётся меньше некоторого критического уровня, когда поле смогло бы полностью подавить внутреннее давление плазмы, а значит, солнечную активность.

          Поскольку принятая нами точность построения сопоставляемых диаграмм не превышает 0,5 мм, то Марс и Сатурн без ущерба достоверности результатов могут быть исключены из списка как находящиеся ниже порога чувствительности технологии исследования. Это оправдывается ещё и тем, что на общей диаграмме (рис. 22 а) почти не заметны даже годичные аномалии, вызванные сильным полем Земли.

          Из-за большего эксцентриситета орбиты давление магнитного поля Меркурия меняется более чем в 2 раза, т. е. на 231 %, для Юпитера это колебание находится в пределах 17-22 %, тогда как для Земли оно не превышает 6-7 %, что и является причиной плохого отражения его колебаний на диаграмме активности.

          С целью улучшения читаемости приведён рис. 23, где точки (рис. 22) заменены линиями. Здесь уже относительно результатов общего сопоставления двух упомянутых диаграмм, на наш взгляд, трудно опровергнуть то, что при внимательном осмотре можно заметить перепады всех трёх типов, соответствующих Юпитеру (11,86 лет), Меркурию (88 дней) и Земле (1 год). И это в том случае, когда набор данных производился без какого-либо подозрения на наличие закономерностей.

          Основную трудность для понимания влияния Земли, а также для установления точного периода 11-летнего цикла активности по числам Вольфа создаёт частое и сильное изменение влияния Меркурия. Тем не менее, в периоды максимумов солнечной активности, когда давление Юпитера на Солнце (разумеется, через магнитные поля) минимально, вполне уверенно можно констатировать факт взаимного зеркального отражения двух диаграмм показателей активности: наблюдаемой по числам Вольфа и вычисленной по Р (рис. 22 а, г; рис. 23) — годы 1956, 57, 58, 59, 60, 61, 66, 67, 68, 69, 77–83. Это, безусловно, результат повышения чувствительности солнечной поверхности с понижением давления внешнего поля. В эти годы влияние Земли становится заметней, нежели в годы максимального взаимного давления полей.

          Существуют также периоды, где зеркальная противоположность расположения трёхмесячных «зубьев», соответствующих периоду Меркурия, нарушается (рис. 23) [37, с. 40]. Характерно, что такие участки относятся к периодам аномальной активности Солнца, особенно к начальным пикам периода высокой активности. Мы считаем, что это не случайно, т. к. удаление Юпитера от Солнца — процесс медленный и постепенный, при котором давление его магнитного поля уменьшается так же медленно. Соответственно и солнечная активность повышается медленно и постепенно, но наступает момент, когда подавленное внутреннее давление солнечной плазмы разряжается сильными и массовыми взрывами. Естественно, Меркурию не под силу надолго укротить разбушевавшуюся стихию солнечной природы.

          Следует отметить в связи с этим ещё одну особенность солнечной активности, а именно то, что скорость её повышения с удалением Юпитера всегда выше, чем скорость её понижения при приближении планеты, что напоминает форму морской волны. Эта особенность солнечного цикла известна давно и упоминается во многих работах, посвящённых этому вопросу [27, 51, 52, 54, 56–62], хотя объяснение его механизма нигде не приводится.

          Дело в том, что давление солнечной плазмы с трудом подавляется усилием трёх планет. Когда Юпитер удаляется, Солнце «старается быстро использовать» это, чтобы дать выход своей подавленной силе, а с приближением Юпитера как бы нехотя уступает подавляющей «воле» планеты. Безусловно, эта особенность солнечной активности должна быть характерна не только юпитерианскому циклу, но и периодам Меркурия и Земли.

Пример изображения
Рис. 23. Сопоставление наблюдаемой
активности Солнца (W, диаграмма 1)
с расчётными показателями
(Р, диаграмма 2).
Затемнены периоды с резко
преобладающим зеркальным
отражением перепадов Р и W.


          Вообще говоря, начало кaкого-нибудь природного явления всегда происходит быстрее, чем его затухание (болезни, эпидемии, войны, пожары, наводнения, землетрясения и т. п.).

          Чтобы выделить влияние Земли на солнечную активность на фоне легко устанавливаемого влияния Юпитера и Меркурия, были подсчитаны среднемесячные значения чисел Вольфа за 29 лет, т. к. по усреднённым за столь продолжительный период значениям чисел Вольфа, по нашему убеждению, можно было бы заметить малейшие систематические колебания [37, с. 82, приложение 1]. Диаграмма, построенная по этим данным (рис. 24), хотя и не совсем чётко, но всё же достаточно для первого приближения убедительно показала, что зимой, когда Земля находится на наименьшем расстоянии от Солнца и доля влияния его магнитного поля возрастает (рис. 24 в), активность Солнца несколько спадает, а летом наоборот. Наше ожидание, таким образом, подтвердилось, но только при высоком усреднении (рис. 24 б).

Пример изображения
Рис. 24. Сопоставление среднемесячных показателей солнечной активности и изменения влияния магнитного поля Земли: а — по среднемесячным числам Вольфа, б — по средним за два месяца значениям чисел Вольфа, в — по среднемесячным значениям Р [37, с. 43, табл. 1]. Диапазоны колебаний Пример изображения; Пример изображения.


          Поскольку теперь в нашем распоряжении благодаря интернету имеется фактический материал не за 29 лет, когда проводились эти исследования, а за 260 (1749 — 2009 гг.) лет, то мы решили проверить прежние результаты.

          Полученная диаграмма (рис. 25) показала, что характер влияния Земли по-прежнему малозаметен; совпадает с влиянием Юпитера, т. е. в перигелии планеты (зимой) активность меньше, чем в афелии (летом). То, что закономерность проявилась только при очень большом усреднении, характеризует высочайшую чувствительность солнечной активности, т. к. на фоне сильного влияния Юпитера и Меркурия всё же удалось получить математическое выражение фонового воздействия поля Земли.

          Рис. 25 показывает, что на колебаниях солнечной активности участвует лишь 1/25 часть давления земного магнитного поля, а 24/25 часть расходуется на сохранение Солнца в высоконапряжённом неактивном состоянии.

Пример изображения
Рис. 25. Характер влияния Земли на Солнечную активность.


          Это подтвердило наше ранее высказанное мнение о том, что солнечная активность зависит не столько от величины действующего внешнего поля, сколько от его вариаций. Это отнюдь не значит, что Земля меньше участвует в солнечных процессах. Наоборот, как свидетельствуют вышеприведённые цифры, из планет Солнечной системы основная нагрузка в подавлении солнечной активности падает на поле Земли (310/494 часть, а остальная 184/494 часть распределяется между остальными планетами (в т. ч. 156/494 — Юпитер, 26/494 — Меркурий, 2/494 — Сатурн)).

          Проведённый несложный расчёт показал, что всего 13-14 % усилий магнитных полей Земли, Юпитера и Меркурия участвует в вариациях солнечной активности, а остальная часть вместе с общим фоновым полем Вселенной совместно с другими внешними силами расходуется на удержание Солнца в компактном высоконапряжённом состоянии, обеспечивающем крайне экономный расход его энергии, удлиняющем его жизнь и, самое главное для нас, обеспечивающем Земле высокий уровень жизнеспособности в самом широком смысле этого слова.

          Всё сказанное выше свидетельствует о том, что на обратной от Земли стороне поверхность Солнца должна быть активней. С этой точки зрения, в будущем следовало бы разработать такую методику прогноза, которая учитывала бы не только числа Вольфа, но также расположение различных разрядов пятен на поверхности Солнца, особенно их соотношение в западной и восточной половинах, т. к. по отмеченной выше причине на активность Солнца должны влиять не только расстояния планет от него, но и их расположение по долготе и широте.

          В практическом отношении, всё сказанное позволяет думать, что в будущем, когда человечество возьмёт в свои руки управление магнитным полем Земли [16, 50], то усилив его можно было бы, при необходимости, подавлять активность Солнца.

          С целью получения более «чувствительного» показателя активности были использованы данные по площадям пятен, т. к. контрастность колебаний последних превышает контрастность колебаний чисел Вольфа примерно в 10 раз (рис. 22 д). Но оказалось, что доля совпадения по «меркурианским» аномалиям остаётся примерно на том же уровне, т. е. около 2/3 (затемнённая часть рис. 23 — грубо) [37, с. 40 а, рис. 10 а, г].




В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить