Le Sages gravitasjonsteori - Le Sage's theory of gravitation

Le Sages gravitasjonsteori er en kinetisk teori om tyngdekraften som opprinnelig ble foreslått av Nicolas Fatio de Duillier i 1690 og senere av Georges-Louis Le Sage i 1748. Teorien foreslo en mekanisk forklaring på Newtons gravitasjonskraft når det gjelder strømmer av små usynlige partikler ( som Le Sage kalte ultra-verdslige legemer) som påvirker alle materielle objekter fra alle retninger. I følge denne modellen beskytter alle to materielle legemer hverandre delvis mot de støtende legemene, noe som resulterer i en netto ubalanse i trykket som påvirkes av legemene på kroppene, og har en tendens til å drive kroppene sammen. Denne mekaniske forklaringen på tyngdekraften fikk aldri utbredt aksept.

Grunnleggende teori

Teorien tar for gitt at den kraft som av tyngdekraften er et resultat av små partikler (legemer) som beveger seg med høy hastighet i alle retninger, i hele universet . Intensiteten til partikkelflokken antas å være den samme i alle retninger, så et isolert objekt A treffes likt fra alle sider, noe som resulterer i bare et innadrettet trykk, men ingen netto retningskraft (P1).

Med et annet objekt B til stede, blir imidlertid en brøkdel av partiklene som ellers ville truffet A fra B -retningen fanget opp, så B fungerer som et skjold, dvs. fra B -retningen, A vil bli truffet av færre partikler enn fra motsatt retning. På samme måte vil B bli truffet av færre partikler fra A -retningen enn fra motsatt retning. Man kan si at A og B "skygger" hverandre, og de to kroppene skyves mot hverandre av den resulterende ubalansen i krefter (P2). Således er den tilsynelatende tiltrekningen mellom kropper ifølge denne teorien faktisk et redusert trykk fra andre legemers retning, så teorien kalles noen ganger push -tyngdekraft eller skyggegravitasjon , selv om den i større grad omtales som Lesage -tyngdekraften .

Kollisjoners art

Hvis kollisjonene av kropp A og de alvorlige partiklene er fullt elastiske , ville intensiteten til de reflekterte partiklene være like sterk som de innkommende, så det vil ikke oppstå en netto retningskraft. Det samme er tilfelle hvis et annet legeme B blir introdusert, hvor B fungerer som et skjold mot gravitasjonspartikler i retning A. Gravitasjonspartikkelen C som vanligvis ville slå på A er blokkert av B, men en annen partikkel D som vanligvis ikke ville har slått A, blir omdirigert av refleksjonen på B, og erstatter derfor C. Således hvis kollisjonene er fullt elastiske, ville de reflekterte partiklene mellom A og B fullt ut kompensere for enhver skyggeeffekt. For å redegjøre for en netto gravitasjonskraft må det antas at kollisjonene ikke er fullt elastiske, eller i det minste at de reflekterte partiklene bremses, slik at momentumet reduseres etter støtet. Dette vil resultere i at bekker med redusert moment avgår fra A, og bekker med uforminsket momentum som kommer til A, så et netto retningsbestemt momentum mot sentrum av A vil oppstå (P3). Under denne forutsetningen vil de reflekterte partiklene i to-kroppshuset ikke fullt ut kompensere for skyggeeffekten, fordi den reflekterte fluksen er svakere enn den innfallende fluksen.

Omvendt firkantlov

Siden det antas at noen eller alle gravitasjonspartiklene som konvergerer på et objekt enten blir absorbert eller bremset av objektet, følger det at intensiteten til fluxen av gravificerende partikler som kommer fra retningen til et massivt objekt er mindre enn fluxen som konvergerer på objektet. Vi kan forestille oss denne ubalansen i momentumstrømmen - og derfor av kraften som utøves på ethvert annet legeme i nærheten - fordelt over en sfærisk overflate sentrert på objektet (P4). Ubalansen i momentumstrømmen over en hel sfærisk overflate som omslutter objektet er uavhengig av størrelsen på den omsluttende sfæren, mens sfærens overflate øker i forhold til kvadratet i radiusen. Derfor reduseres momentubalansen per arealenhet omvendt som kvadratet på avstanden.

Masseproportionalitet

Fra lokalene som er skissert så langt, oppstår det bare en kraft som er proporsjonal med kroppens overflate. Men tyngdekraften er proporsjonal med massene. For å tilfredsstille behovet for masseproporsjonalitet, antar teorien at a) de grunnleggende elementene i materien er veldig små, slik at grovt stoff hovedsakelig består av tom plass, og b) at partiklene er så små, at bare en liten brøkdel av dem ville bli fanget opp av grov materie. Resultatet er at "skyggen" til hver kropp er proporsjonal med overflaten til hvert enkelt element av materie. Hvis det da antas at de elementære ugjennomsiktige elementene i all materie er identiske (dvs. har det samme forholdet mellom tetthet og areal), vil det følge at skyggeeffekten er i det minste omtrent proporsjonal med massen (P5).

Fatio

Nicolas Fatio presenterte den første formuleringen av tankene hans om gravitasjon i et brev til Christiaan Huygens våren 1690. To dager senere leste Fatio innholdet i brevet for Royal Society i London. I de følgende årene komponerte Fatio flere utkast til manuskripter av hans hovedverk De la Cause de la Pesanteur , men ingenting av dette materialet ble publisert i løpet av hans levetid. I 1731 sendte Fatio også sin teori som et latinsk dikt, i stil med Lucretius , til Paris Academy of Science, men den ble avvist. Noen fragmenter av disse manuskripter og kopier av diktet ble senere anskaffet av Le Sage som ikke klarte å finne et forlag for Fatios artikler. Så det varte til 1929, da den eneste komplette kopien av Fatios manuskript ble utgitt av Karl Bopp , og i 1949 brukte Gagnebin de innsamlede fragmentene som Le Sage hadde til å rekonstruere papiret. Gagnebin -utgaven inkluderer revisjoner gjort av Fatio så sent som i 1743, førti år etter at han komponerte utkastet som Bopp -utgaven var basert på. Andre halvdel av Bopp -utgaven inneholder imidlertid de matematisk mest avanserte delene av Fatios teori, og ble ikke inkludert av Gagnebin i hans utgave. For en detaljert analyse av Fatios arbeid og en sammenligning mellom Bopp- og Gagnebin -utgavene, se Zehe Følgende beskrivelse er hovedsakelig basert på Bopp -utgaven.

Funksjoner i Fatios teori

Fatios pyramide (oppgave I)

Fatio antok at universet er fylt med små partikler, som beveger seg uregelmessig med veldig høy hastighet og rettlinjet i alle retninger. For å illustrere tankene hans brukte han følgende eksempel: Anta et objekt C , som et uendelig lite plan zz og en kule sentrert om zz er tegnet på. I denne sfæren plasserte Fatio pyramiden PzzQ , der noen partikler strømmer i zz -retningen og også noen partikler, som allerede ble reflektert av C og derfor går fra zz . Fatio foreslo at gjennomsnittshastigheten til de reflekterte partiklene er lavere, og derfor er deres momentum svakere enn de innfallende partiklene. Resultatet er en strøm , som skyver alle kropper i retning av zz . Så på den ene siden forblir strømens hastighet konstant, men på den annen side ved større nærhet til zz øker tettheten til strømmen og derfor er intensiteten proporsjonal med 1/ r ² . Og fordi man kan trekke et uendelig antall slike pyramider rundt C , gjelder proporsjonalitet til hele området rundt C .

Redusert hastighet

For å begrunne antagelsen om at partiklene beveger seg etter refleksjonen med reduserte hastigheter, uttalte Fatio følgende forutsetninger:

• Enten vanlig materie, eller de alvorlige partiklene, eller begge er uelastiske , eller
• støtene er fullt elastiske, men partiklene er ikke absolutt harde, og er derfor i en vibrasjonstilstand etter støtet, og/eller
• på grunn av friksjon begynner partiklene å rotere etter påvirkningen.

Disse avsnittene er de mest uforståelige delene av Fatios teori, fordi han aldri klart bestemte hvilken slags kollisjon han egentlig foretrakk. I den siste versjonen av hans teori i 1742 forkortet han imidlertid de relaterte passasjene og tilskrev "perfekt elastisitet eller fjærkraft" til partiklene og på den annen side "ufullkommen elastisitet" til grov materie, derfor ville partiklene reflekteres med reduserte hastigheter . I tillegg møtte Fatio et annet problem: Hva skjer hvis partiklene kolliderer med hverandre? Uelastiske kollisjoner ville føre til en jevn reduksjon av partikkelhastigheten og derfor en nedgang i gravitasjonskraften. For å unngå dette problemet, antok Fatio at diameteren på partiklene er veldig liten sammenlignet med gjensidig avstand, så deres interaksjoner er svært sjeldne.

Kondensasjon

Fatio trodde lenge at siden legemene nærmer seg materielle kropper med en høyere hastighet enn de trekker seg fra dem (etter refleksjon), ville det bli en gradvis akkumulering av legemer nær materielle legemer (en effekt som han kalte "kondens"). Imidlertid innså han senere at selv om de innkommende legemene er raskere, er de plassert lenger fra hverandre enn de reflekterte legemene, så inn- og utstrømningshastighetene er de samme. Derfor er det ingen sekulær akkumulering av legemer, dvs. tettheten til de reflekterte legemene forblir konstant (forutsatt at de er små nok til at det ikke oppstår en merkbart større kollisjon i nærheten av den massive kroppen). Enda viktigere, Fatio bemerket at ved å øke både hastigheten og elastisiteten til legemene, kan forskjellen mellom hastighetene til de innkommende og reflekterte legemene (og dermed forskjellen i tettheter) gjøres vilkårlig liten samtidig som den samme effektive gravitasjonskraften opprettholdes. makt.

Porøsitet av grov materie

For å sikre masseproporsjonalitet antok Fatio at grovt stoff er ekstremt gjennomtrengelig for strømmen av legemer. Han skisserte tre modeller for å rettferdiggjøre denne antagelsen:

• Han antok at materie er en opphopning av små "kuler" der deres diameter sammenlignet med avstanden mellom dem er "uendelig" liten. Men han avviste dette forslaget, for under denne betingelsen ville kroppene nærme seg hverandre og derfor ikke forbli stabile.
• Så antok han at ballene kunne kobles gjennom stenger eller linjer og ville danne en slags krystallgitter. Imidlertid avviste han også denne modellen - hvis flere atomer er sammen, klarer ikke gravitasjonsvæsken å trenge like godt inn i denne strukturen i alle retninger, og derfor er masse proporsjonalitet umulig.
• På slutten fjernet Fatio også ballene og forlot bare linjene eller nettet. Ved å gjøre dem "uendelig" mindre enn avstanden seg imellom, kan derved oppnås en maksimal penetrasjonskapasitet.

Partikkels trykkraft (oppgave II)

Allerede i 1690 antok Fatio at "skyvekraften" som partiklene utøver på en slett overflate er den sjette delen av kraften, som ville bli produsert hvis alle partiklene er stilt opp på normal måte til overflaten. Fatio ga nå et bevis på dette forslaget ved å bestemme kraften, som utøves av partiklene på et bestemt punkt zz. Han avledet formelen p  =  ρv ² zz /6. Denne løsningen ligner veldig på formelen som er kjent i den kinetiske teorien om gasser p  =  ρv ² /3, som ble funnet av Daniel Bernoulli i 1738. Dette var første gang en løsning analogt med det tilsvarende resultatet i kinetisk teori ble påpekt - lenge før grunnbegrepet til sistnevnte teori ble utviklet. Bernoullis verdi er imidlertid dobbelt så stor som Fatios, for ifølge Zehe beregnet Fatio bare verdien mv for impulsendringen etter kollisjonen, men ikke 2 mv og fikk derfor feil resultat. (Resultatet hans er bare riktig ved totalt uelastiske kollisjoner.) Fatio prøvde å bruke løsningen sin ikke bare for å forklare gravitasjon, men også for å forklare oppførselen til gasser. Han prøvde å konstruere et termometer, som skulle indikere "bevegelsestilstanden" til luftmolekylene og derfor estimere temperaturen. Men Fatio (i motsetning til Bernoulli) identifiserte ikke varme og bevegelsene til luftpartiklene - han brukte en annen væske, som burde være ansvarlig for denne effekten. Det er også ukjent om Bernoulli var påvirket av Fatio eller ikke.

Uendelig (oppgave III)

I dette kapitlet undersøker Fatio sammenhengen mellom begrepet uendelig og dets forhold til hans teori. Fatio begrunnet ofte sine betraktninger med at forskjellige fenomener er "uendelig mindre eller større" enn andre, og så mange problemer kan reduseres til en uoppdagelig verdi. For eksempel er diameteren på stengene uendelig mindre enn avstanden til hverandre; eller partikkelenes hastighet er uendelig større enn grovt stoff; eller hastighetsforskjellen mellom reflekterte og ikke-reflekterte partikler er uendelig liten.

Motstand mot mediet (oppgave IV)

Dette er den matematisk mest komplekse delen av Fatios teori. Der prøvde han å estimere motstanden til partikkelstrømmene for legemer i bevegelse. Anta at u er hastigheten til grov materie, v er hastigheten til de gravitative partiklene og ρ densiteten til mediet. I tilfellet v  ≪  u og ρ  = konstant Fatio uttalte at motstanden er ρu ² . I tilfellet v  ≫  u og ρ  = konstant er motstanden 4/3 ρuv . Nå uttalte Newton at mangelen på motstand mot banebevegelsen krever ekstrem sparsomhet av ethvert medium i verdensrommet. Så Fatio reduserte tettheten til mediet og uttalte at for å opprettholde tilstrekkelig gravitasjonskraft må denne reduksjonen kompenseres ved å endre v " invers proporsjonal med kvadratroten av tettheten ". Dette følger av Fatios partikkeltrykk, som er proporsjonalt med ρv ² . I følge Zehe ville Fatios forsøk på å øke v til en veldig høy verdi faktisk etterlate motstanden veldig liten sammenlignet med tyngdekraften, fordi motstanden i Fatios modell er proporsjonal med ρuv, men tyngdekraften (dvs. partikkeltrykket) er proporsjonal med ρv ² .

Mottakelse av Fatios teori

Fatio var i kommunikasjon med noen av de mest kjente forskerne i sin tid.

Det var et sterkt personlig forhold mellom Isaac Newton og Fatio i årene 1690 til 1693. Newtons uttalelser om Fatios teori var veldig forskjellige. For eksempel, etter å ha beskrevet de nødvendige betingelsene for en mekanisk forklaring av tyngdekraften, skrev han i en (upublisert) lapp i sin egen trykte kopi av Principia i 1692: Den unike hypotesen som tyngdekraften kan forklares med er imidlertid av denne typen, og ble først utarbeidet av den mest geniale geometeren Mr. N. Fatio. På den annen side uttalte Fatio selv at selv om Newton privat hadde kommentert at Fatios teori var den best mulige mekaniske tyngdekraftsforklaringen, erkjente han også at Newton hadde en tendens til å tro at den sanne forklaringen på gravitasjon ikke var mekanisk. Også Gregory bemerket i sin "Memorandum": " Mr. Newton og Mr. Halley latter på Mr. Fatio sin måte å forklare gravitasjon. " Dette ble angivelig bemerket av ham 28. desember 1691. Men den virkelige dato ukjent, fordi både blekk og fjær som ble brukt, skiller seg fra resten av siden. Etter 1694 avkjølte forholdet mellom de to mennene.

Christiaan Huygens var den første personen som ble informert av Fatio om hans teori, men godtok den aldri. Fatio mente at han hadde overbevist Huygens om konsistensen i teorien hans, men Huygens benektet dette i et brev til Gottfried Leibniz . Det var også en kort korrespondanse mellom Fatio og Leibniz om teorien. Leibniz kritiserte Fatios teori for å kreve tomrom mellom partiklene, som ble avvist av ham (Leibniz) på filosofisk grunn. Jakob Bernoulli uttrykte interesse for Fatios teori, og oppfordret Fatio til å skrive tankene sine om gravitasjon i et komplett manuskript, som faktisk ble utført av Fatio. Bernoulli kopierte deretter manuskriptet, som nå ligger på universitetsbiblioteket i Basel, og var grunnlaget for Bopp -utgaven.

Likevel forble Fatios teori stort sett ukjent med noen få unntak som Cramer og Le Sage, fordi han aldri formelt kunne publisere verkene sine, og han falt under påvirkning av en gruppe religiøse fanatikere kalt "franske profeter" (som tilhørte camisards ) og derfor ble hans offentlige rykte ødelagt.

Cramer og Redeker

I 1731 publiserte den sveitsiske matematikeren Gabriel Cramer en avhandling, på slutten av den dukket det opp en skisse av en teori som var veldig lik Fatios - inkludert materiens nettstruktur, analogi til lys, skyggelegging - men uten å nevne Fatios navn. Det var kjent for Fatio at Cramer hadde tilgang til en kopi av hovedoppgaven hans, så han anklaget Cramer for bare å gjenta teorien hans uten å forstå den. Det var også Cramer som informerte Le Sage om Fatios teori i 1749. I 1736 publiserte den tyske legen Franz Albert Redeker også en lignende teori. Enhver forbindelse mellom Redeker og Fatio er ukjent.

Le Sage

Den første redegjørelsen for hans teori, Essai sur l'origine des forces mortes , ble sendt av Le Sage til Vitenskapsakademiet i Paris i 1748, men den ble aldri publisert. I følge Le Sage ble han informert om teoriene til Fatio, Cramer og Redeker etter å ha laget og sendt essayet sitt . I 1756 ble for første gang en av hans utstillinger av teorien publisert, og i 1758 sendte han en mer detaljert utstilling, Essai de Chymie Méchanique , til en konkurranse til Vitenskapsakademiet i Rouen . I denne artikkelen prøvde han å forklare både gravitasjonens art og kjemiske affiniteter. Eksponeringen av teorien som ble tilgjengelig for et bredere publikum, Lucrèce Newtonien (1784), der korrespondansen med Lucretius 'konsepter ble fullt utviklet. En annen redegjørelse for teorien ble publisert fra Le Sages notater posthumt av Pierre Prévost i 1818.

Le Sages grunnleggende konsept

Le Sage diskuterte teorien i detalj, og han foreslo kvantitative estimater for noen av teoriens parametere.

• Han kalte gravitasjonspartiklene ultramundane legemer , fordi han antok at de skulle stamme utover vårt kjente univers. Fordelingen av den ultramundane fluksen er isotrop og lovene for dens forplantning er veldig like lysets.
• Le Sage hevdet at ingen gravitasjonskraft ville oppstå hvis materie-partikkel-kollisjonene er perfekt elastiske. Så han foreslo at partiklene og de grunnleggende bestanddelene i materien er "absolutt harde" og hevdet at dette innebærer en komplisert form for interaksjon, helt uelastisk i den retning som er normal til overflaten av det vanlige stoffet, og perfekt elastisk i retningen som er tangensiell for overflaten. Deretter kommenterte han at dette innebærer at gjennomsnittshastigheten til spredte partikler er 2/3 av deres hendelseshastighet. For å unngå uelastiske kollisjoner mellom partiklene antok han at deres diameter er veldig liten i forhold til gjensidig avstand.
• At motstanden til fluksen er proporsjonal med uv (hvor v er hastigheten til partiklene og u den av grovt stoff) og tyngdekraften er proporsjonal med v ² , så forholdet motstand/tyngdekraft kan gjøres vilkårlig liten ved å øke  v . Derfor foreslo han at de ultramundane legemene kunne bevege seg med lysets hastighet , men etter nærmere vurdering justerte han dette til 10 ⁵ ganger lysets hastighet.
• For å opprettholde masse proporsjonalitet, og består vanlig stoff av bur-lignende strukturer, hvor deres diameter er bare 10 ⁷ th del av deres innbyrdes avstand. Også "stengene", som utgjør burene, var små (rundt 10 ²⁰ ganger så lange som tykke) i forhold til dimensjonene til burene, slik at partiklene kan bevege seg gjennom dem nesten uhindret.
• Le Sage forsøkte også å bruke skyggemekanismen for å redegjøre for samhørighetskreftene og for styrker med forskjellige styrker, ved å posere eksistensen av flere arter av ultramundane legemer av forskjellige størrelser, som vist i figur 9.

Le Sage sa at han var den første som trakk alle konsekvenser av teorien og også Prévost sa at Le Sages teori var mer utviklet enn Fatios teori. Imidlertid, ved å sammenligne de to teoriene og etter en detaljert analyse av Fatios artikler (som også var i besittelse av Le Sage) dømte Zehe at Le Sage ikke bidro med noe vesentlig nytt, og at han ofte ikke nådde Fatios nivå.

Mottak av Le Sages teori

Le Sages ideer ble ikke godt mottatt i løpet av dagen, bortsett fra noen av hans venner og medarbeidere som Pierre Prévost , Charles Bonnet , Jean-André Deluc , Charles Mahon, 3. jarl Stanhope og Simon Lhuilier . De nevnte og beskrev Le Sages teori i sine bøker og artikler, som ble brukt av deres samtidige som en sekundær kilde til Le Sages teori (på grunn av mangel på publiserte artikler av Le Sage selv).

Euler, Bernoulli og Boscovich

Leonhard Euler bemerket en gang at Le Sages modell var "uendelig bedre" enn alle andre forfatteres, og at alle innvendinger er balansert i denne modellen, men senere sa han at analogien til lys ikke hadde noen vekt for ham, fordi han trodde på lysets bølge natur. Etter nærmere vurdering kom Euler til å mislike modellen, og han skrev til Le Sage:

Du må unnskylde meg herre, hvis jeg har en stor avsky for dine ultramundane legemer, og jeg vil alltid foretrekke å bekjenne min uvitenhet om tyngdekraftsårsaken enn å benytte meg av slike merkelige hypoteser.

Daniel Bernoulli var glad for likheten til Le Sages modell og hans egne tanker om gassens natur. Imidlertid var Bernoulli selv av den oppfatning at hans egen kinetiske teori om gasser bare var en spekulasjon, og på samme måte betraktet han Le Sages teori som svært spekulativ.

Roger Joseph Boscovich påpekte at Le Sages teori er den første, som faktisk kan forklare tyngdekraften med mekaniske midler. Imidlertid avviste han modellen på grunn av den enorme og ubrukte mengden ultramundansk materie. John Playfair beskrev Boscovichs argumenter ved å si:

Et enormt mangfold av atomer, som er bestemt til å forfølge den uendelige reisen gjennom det uendelige i rommet, uten å endre retning, eller vende tilbake til stedet de kom fra, er en antagelse som er svært lite anslått av den vanlige naturens økonomi. Hvorfra er tilførselen av disse utallige torrents; må det ikke innebære en evig anstrengelse av skaperkraft, uendelig både i omfang og i varighet?

Et veldig lignende argument ble senere gitt av Maxwell (se avsnittene nedenfor). I tillegg benektet Boscovich eksistensen av all kontakt og umiddelbar impuls i det hele tatt, men foreslo frastøtende og attraktive handlinger på avstand .

Lichtenberg, Kant og Schelling

Georg Christoph Lichtenbergs kunnskap om Le Sages teori var basert på "Lucrece Newtonien" og et sammendrag av Prévost. Lichtenberg mente opprinnelig (som Descartes) at enhver forklaring på naturfenomener må være basert på rettlinjet bevegelse og impuls, og Le Sages teori oppfylte disse betingelsene. I 1790 uttrykte han i en av sine artikler sin entusiasme for teorien, og trodde at Le Sages teori omfavner all vår kunnskap og gjør drømmer om temaet ubrukelige. Han fortsatte med å si: "Hvis det er en drøm, er det den største og mest praktfulle som noen gang har drømt ..." og at vi kan fylle med det et hull i bøkene våre, som bare kan fylles av en drøm .

Han refererte ofte til Le Sages teori i sine forelesninger om fysikk ved University of Göttingen . Imidlertid endret Lichtenberg rundt 1796 synspunkter etter å ha blitt overtalt av argumentene til Immanuel Kant , som kritiserte enhver form for teori som forsøkte å erstatte tiltrekning med impulsjon. Kant påpekte at selve eksistensen av romlig utvidede konfigurasjoner av materie, for eksempel partikler med ikke-null radius, innebærer eksistensen av en slags bindende kraft for å holde de forlengede delene av partikkelen sammen. Denne kraften kan ikke forklares med skyvet fra gravitasjonspartiklene, fordi også partiklene må holde sammen på samme måte. For å unngå denne sirkulære resonnementet , hevdet Kant at det må eksistere en grunnleggende tiltrekkende kraft. Dette var nettopp den samme innvendingen som alltid hadde blitt reist mot impulslæren til Descartes i forrige århundre, og som hadde fått selv tilhengere av Descartes til å forlate det aspektet av filosofien hans.

En annen tysk filosof, Friedrich Wilhelm Joseph Schelling , avviste Le Sages modell fordi dens mekanistiske materialisme var uforenlig med Schellings meget idealistiske og antimaterialistiske filosofi.

Laplace

Delvis i betraktning av Le Sages teori forpliktet Pierre-Simon Laplace seg til å bestemme den nødvendige tyngdekraften for å være i samsvar med astronomiske observasjoner. Han beregnet at hastigheten må være "minst hundre millioner ganger større enn lysets" for å unngå uakseptabelt store ulikheter på grunn av avvikende effekter i månebevegelsen. Dette ble tatt av de fleste forskere, inkludert Laplace, som støtte for det newtonske konseptet med øyeblikkelig handling på avstand, og for å indikere usannsynligheten til en modell som Le Sage. Laplace argumenterte også for at for å opprettholde masse-proporsjonalitet er den øvre grensen for jordens molekylære overflate høyst den ti-milliondel av jordoverflaten. Til Le Sages skuffelse nevnte Laplace aldri Le Sages teori direkte i sine arbeider.

Kinetisk teori

Fordi teoriene til Fatio, Cramer og Redeker ikke var allment kjente, likte Le Sages utstilling av teorien en ny interesse i siste halvdel av 1800 -tallet, sammenfallende med utviklingen av den kinetiske teorien .

Leray

Siden Le Sages partikler må miste fart når de kolliderer med vanlig materie (for å produsere en netto gravitasjonskraft), må en enorm mengde energi konverteres til interne energimoduser. Hvis disse partiklene ikke har noen interne energimoduser, kan overflødig energi bare absorberes av vanlig materie. Armand Jean Leray foreslo dette problemet, og foreslo en partikkelmodell (helt lik Le Sage) der han hevdet at den absorberte energien brukes av kroppene til å produsere magnetisme og varme . Han foreslo at dette kan være et svar på spørsmålet om hvor energiproduksjonen til stjernene kommer fra.

Kelvin og Tait

Le Sages egen teori ble gjenstand for fornyet interesse i siste del av 1800 -tallet etter et papir utgitt av Kelvin i 1873. I motsetning til Leray, som behandlet varmeproblemet upresist, uttalte Kelvin at den absorberte energien representerer en veldig høy varme, tilstrekkelig å fordampe ethvert objekt på en brøkdel av et sekund. Så Kelvin gjentok en idé som Fatio opprinnelig hadde foreslått på 1690 -tallet for å prøve å håndtere det termodynamiske problemet som ligger i Le Sages teori. Han foreslo at overflødig varme kan absorberes av indre energimodus for partiklene selv, basert på hans forslag om virvelens natur. Med andre ord overføres partikkelenes opprinnelige translasjonelle kinetiske energi til interne energimodi, hovedsakelig vibrasjonelle eller roterende. Kelvin appellerte til Clausius 'påstand om at energien i en bestemt modus for et gassmolekyl tenderer mot et fast forhold mellom den totale energien, og fortsatte med å foreslå at de energiserte, men langsommere bevegelige partiklene senere ville bli gjenopprettet til sin opprinnelige tilstand på grunn av kollisjoner (på den kosmologiske skalaen) med andre partikler. Kelvin hevdet også at det ville være mulig å trekke ut ubegrensede mengder fri energi fra ultramundane fluks, og beskrev en evigvarende bevegelsesmaskin for å oppnå dette.

Deretter kalte Peter Guthrie Tait Le Sage -teorien den eneste sannsynlige forklaringen på gravitasjon som har blitt foreslått på den tiden. Han fortsatte med å si:

Det mest unike med det er at hvis det er sant, vil det sannsynligvis føre til at vi ser på all slags energi som til syvende og sist kinetisk.

Kelvin selv var imidlertid ikke optimistisk om at Le Sages teori til slutt kunne gi en tilfredsstillende redegjørelse for fenomener. Etter at hans korte oppgave i 1873 ble nevnt ovenfor, kom han aldri tilbake til emnet, bortsett fra for å komme med følgende kommentar:

Denne kinetiske teorien om materie er en drøm, og kan ikke være noe annet, før den kan forklare kjemisk affinitet, elektrisitet, magnetisme, gravitasjon og treghet av masser (det vil si folkemengder) av virvler. Le Sages teori kan gi en forklaring på tyngdekraften og dens forhold til massens treghet på virvelteorien, hvis det ikke var for den essensielle aeolotropien til krystaller og den tilsynelatende perfekte isotropien av tyngdekraften. Ingen fingerpinner som peker mot en måte som muligens kan føre til at denne vanskeligheten kan overvinnes, eller at flanken vender, har blitt oppdaget eller forestilt seg som oppdagbar.

Preston

Samuel Tolver Preston illustrerte at mange av postulatene introdusert av Le Sage angående gravitasjonspartiklene, for eksempel rettlinjet bevegelse, sjeldne interaksjoner, etc. , kunne samles under den eneste forestillingen om at de oppførte seg (på den kosmologiske skalaen) som partiklene av en gass med en ekstremt lang gjennomsnittlig fri vei . Preston godtok også Kelvins forslag om interne energimodus for partiklene. Han illustrerte Kelvins modell ved å sammenligne den med kollisjonen av en stålring og en ambolt - ambolten ville ikke bli rystet særlig mye, men stålringen ville være i en vibrasjonstilstand og avgår derfor med redusert hastighet. Han argumenterte også for at den gjennomsnittlige frie banen til partiklene er minst avstanden mellom planetene - på lengre avstander får partiklene tilbake sin translasjonelle energi på grunn av kollisjoner med hverandre, så han konkluderte med at på lengre avstander ville det ikke være noen tiltrekning mellom organer, uavhengig av størrelsen . Paul Drude antydet at dette muligens kan være en forbindelse med noen teorier om Carl Gottfried Neumann og Hugo von Seeliger , som foreslo en slags absorpsjon av tyngdekraften i det åpne rommet.

Maxwell

En anmeldelse av Kelvin-Le Sage-teorien ble utgitt av James Clerk Maxwell i den niende utgaven av Encyclopædia Britannica under tittelen Atom i 1875. Etter å ha beskrevet det grunnleggende konseptet for teorien han skrev (med sarkasme ifølge Aronson):

Her ser det derfor ut til å være en vei som leder mot en forklaring av gravitasjonsloven, som, hvis den kan påvises å være i samsvar med fakta, kan vise seg å være en kongelig vei inn i selve vitenskapen.

Maxwell kommenterte Kelvins forslag om forskjellige energimodus for partiklene om at dette innebærer at gravitasjonspartiklene ikke er enkle primitive enheter, men heller systemer, med sine egne interne energimoduser, som må holdes sammen av (uforklarlige) tiltrekningskrefter. Han argumenterer for at kroppstemperaturen må ha en tendens til å nærme seg den der den gjennomsnittlige kinetiske energien til et molekyl i kroppen ville være lik den gjennomsnittlige kinetiske energien til en ultra-verdig partikkel, og han uttaler at sistnevnte mengde må være mye større enn førstnevnte og konkluderer med at vanlig materiale bør brennes i løpet av sekunder under Le Sage -bombardementet. Han skrev:

Vi har viet mer plass til denne teorien enn den ser ut til å fortjene, fordi den er genial, og fordi den er den eneste teorien om gravitasjonsårsaken som er så langt utviklet at den kan angripes og forsvares.

Maxwell argumenterte også for at teorien krever "en enorm utgift til ekstern kraft" og derfor bryter bevaringen av energi som det grunnleggende naturprinsippet. Preston reagerte på Maxwells kritikk med å hevde at kinetisk energi til hver enkelt enkle partikkel kunne gjøres vilkårlig lav ved å utgjøre en tilstrekkelig lav masse (og høyere talltetthet) for partiklene. Men dette problemet ble senere diskutert på en mer detaljert måte av Poincaré , som viste at det termodynamiske problemet i Le Sage -modellene forble uløst.

Isenkrahe, Ryšánek, du Bois-Reymond

Caspar Isenkrahe presenterte modellen sin i en rekke publikasjoner mellom 1879 og 1915. Hans grunnleggende antagelser var veldig like de til Le Sage og Preston, men han ga en mer detaljert anvendelse av den kinetiske teorien. Imidlertid, ved å påstå at hastigheten til legemene etter kollisjon ble redusert uten tilsvarende økning i energien til et annet objekt, brøt modellen hans energibevarelsen. Han bemerket at det er en sammenheng mellom vekten av et legeme og dens tetthet (fordi enhver reduksjon i tettheten til et objekt reduserer den indre skjermingen), så han fortsatte med å påstå at varme kropper bør være tyngre enn kaldere (relatert til effekt av termisk ekspansjon ).

I en annen modell ga Adalbert Ryšánek i 1887 også en grundig analyse, inkludert en anvendelse av Maxwells lov for partikkelhastigheter i en gass. Han skilte mellom en gravitasjonell og en lysende eter . Denne separasjonen av de to mediumene var nødvendig, fordi fraværet av noen drageffekt i Neptuns bane ifølge hans beregninger innebærer en nedre grense for partikkelhastigheten på 5,10 ¹⁹ cm/s. Han (som Leray) argumenterte for at den absorberte energien omdannes til varme, som kan overføres til den lysende eteren og/eller brukes av stjernene for å opprettholde energiproduksjonen. Imidlertid ble disse kvalitative forslagene ikke støttet av noen kvantitativ evaluering av mengden varme som faktisk ble produsert.

I 1888 argumenterte Paul du Bois-Reymond mot Le Sages modell, delvis fordi den forutsagte tyngdekraften i Le Sages teori ikke er strengt proporsjonal med massen. For å oppnå nøyaktig masseproporsjonalitet som i Newtons teori (som ikke innebærer noen skjerming eller metningseffekter og en uendelig porøs struktur av materie), må den ultramundane fluksen være uendelig intens. Du Bois-Reymond avviste dette som absurd. I tillegg observerte du Bois-Reymond som Kant at Le Sages teori ikke kan nå sitt mål, fordi den påberoper seg begreper som "elastisitet" og "absolutt hardhet" etc., som (etter hans mening) bare kan forklares ved hjelp av attraktive krefter . Det samme problemet oppstår for de kohesive kreftene i molekyler. Som et resultat er den grunnleggende hensikten med slike modeller, som er å avstå fra elementære tiltrekningskrefter, umulig.

Wave modeller

Keller og Boisbaudran

I 1863, François Antoine Edouard og Em. Keller presenterte en teori ved å bruke en mekanisme av typen Le Sage i kombinasjon med eterens langsgående bølger . De antok at disse bølgene formerer seg i alle retninger og mister noe av momentumet etter påvirkningen på kropper, så mellom to legemer er trykket som bølgene utøver svakere enn trykket rundt dem. I 1869 presenterte Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran den samme modellen som Leray (inkludert absorpsjon og produksjon av varme etc.), men i likhet med Keller og Keller erstattet han partiklene med eterens langsgående bølger.

Lorentz

Etter disse forsøkene erstattet andre forfattere på begynnelsen av 1900 -tallet elektromagnetisk stråling med Le Sages partikler. Dette var i forbindelse med Lorentz eterteori og datidens elektronteori, der materiens elektriske konstitusjon ble antatt.

I 1900 skrev Hendrik Lorentz at Le Sages partikkelmodell ikke er i samsvar med elektronteorien i sin tid. Men erkjennelsen av at tog av elektromagnetiske bølger kunne produsere noe trykk, i kombinasjon med penetrasjonskraften til Röntgen-stråler (nå kalt røntgenstråler ), fikk ham til å konkludere med at ingenting argumenterer mot mulig eksistens av enda mer gjennomtrengende stråling enn røntgenstråler , som kan erstatte Le Sages partikler. Lorentz viste at en attraktiv kraft mellom ladede partikler (som kan tas for å modellere elementære underenheter av materie) faktisk ville oppstå, men bare hvis den innfallende energien ble absorbert helt. Dette var det samme grunnleggende problemet som hadde rammet partikkelmodellene. Så Lorentz skrev:

Omstendigheten at denne tiltrekningen bare kunne eksistere, hvis på en eller annen måte eller annen elektromagnetisk energi forsvant, er en så alvorlig vanskelighet at det som er sagt ikke kan betraktes som en forklaring på gravitasjon. Dette er heller ikke den eneste innvendingen som kan tas opp. Hvis gravitasjonsmekanismen består av vibrasjoner som krysser eteren med lysets hastighet, bør tiltrekningen endres ved å bevege himmelen i mye større grad enn astronomiske observasjoner gjør det mulig å innrømme.

I 1922 undersøkte Lorentz først Martin Knudsens undersøkelse av sjeldne gasser, og i forbindelse med det diskuterte han Le Sages partikkelmodell, etterfulgt av et sammendrag av sin egen elektromagnetiske Le Sage -modell - men han gjentok sin konklusjon fra 1900: Uten absorpsjon ingen gravitasjonseffekt .

I 1913 refererte David Hilbert til Lorentz 'teori og kritiserte den ved å hevde at ingen kraft i form 1/r ² kan oppstå hvis atomens gjensidige avstand er stor nok sammenlignet med bølgelengden.

JJ Thomson

I 1904 vurderte JJ Thomson en modell av Le Sage-typen der den primære ultramundane fluksen besto av en hypotetisk form for stråling som var mye mer penetrerende selv enn røntgenstråler. Han argumenterte for at Maxwells varmeproblem kan unngås ved å anta at den absorberte energien ikke omdannes til varme, men utstråles på nytt i en enda mer gjennomtrengende form. Han bemerket at denne prosessen muligens kan forklare hvor energien til radioaktive stoffer kommer fra - men han uttalte at en indre årsak til radioaktivitet er mer sannsynlig. I 1911 gikk Thomson tilbake til dette emnet i sin artikkel "Matter" i Encyclopædia Britannica Eleventh Edition . Der uttalte han at denne formen for sekundær stråling er noe analog med hvordan passering av elektrifiserte partikler gjennom materie forårsaker stråling av de enda mer gjennomtrengende røntgenstrålene. Han bemerket:

Det er et veldig interessant resultat av nylige oppdagelser at maskineriet som Le Sage introduserte for formålet med sin teori, har en veldig nær analogi med ting vi nå har direkte eksperimentelle bevis for. Röntgenstråler, men når de absorberes, , så vidt vi vet, gir opphav til mer gjennomtrengende Röntgen -stråler som de burde for å forklare tiltrekning, men enten til mindre gjennomtrengende stråler eller til stråler av samme slag.

Tommasina og pensel

I motsetning til Lorentz og Thomson, foreslo Thomas Tommasina mellom 1903 og 1928 lang bølgelengde stråling for å forklare tyngdekraften, og kort bølgelengde stråling for å forklare materiens sammenhengende krefter. Charles F. Brush i 1911 foreslo også stråling med lang bølgelengde. Men senere reviderte han synet og endret seg til ekstremt korte bølgelengder.

Senere vurderinger

Darwin

I 1905 beregnet George Darwin deretter gravitasjonskraften mellom to kropper på ekstremt nært hold for å avgjøre om geometriske effekter ville føre til et avvik fra Newtons lov. Her erstattet Darwin Le Sages burlignende enheter av vanlig materie med mikroskopiske harde kuler av ensartet størrelse. Han konkluderte med at bare i tilfelle av perfekt uelastiske kollisjoner (null refleksjon) ville Newtons lov stå opp og dermed forsterke det termodynamiske problemet med Le Sages teori. En slik teori er også bare gyldig hvis de normale og de tangensielle komponentene i påvirkning er totalt uelastiske (i motsetning til Le Sages spredningsmekanisme), og elementarpartiklene er nøyaktig av samme størrelse. Han fortsatte med å si at lysutslipp er det nøyaktige motsatte av absorpsjonen av Le Sages partikler. Et legeme med forskjellige overflatetemperaturer vil bevege seg i retning av den kaldere delen. I en senere gjennomgang av gravitasjonsteorier beskrev Darwin kort Le Sages teori og sa at han tok teorien seriøst i betraktning, men skrev deretter:

Jeg vil ikke referere videre til denne oppfatningen, bortsett fra å si at jeg tror at ingen vitenskapsmenn er villige til å godta den som den sanne veien.

Poincaré

Delvis basert på beregningene av Darwin, ble en viktig kritikk gitt av Henri Poincaré i 1908. Han konkluderte med at tiltrekningen er proporsjonal med , hvor S er jordens molekylære overflateareal, v er partikkelenes hastighet og ρ er tettheten til Mediet. Etter Laplace hevdet han at for å opprettholde masse-proporsjonalitet er den øvre grensen for S høyst en ti-milliondel av jordens overflate. Nå er drag (dvs. motstanden til mediet) proporsjonal med Sρv, og derfor er forholdet mellom drag og tiltrekning omvendt proporsjonalt med Sv . For å redusere motstanden beregnet Poincaré en nedre grense for v = 24 · 10 ¹⁷ ganger lysets hastighet. Så det er nedre grenser for Sv og v, og en øvre grense for S og med disse verdiene kan man beregne den produserte varmen, som er proporsjonal med Sρv ³ . Beregningen viser at jordens temperatur vil stige med 10 ²⁶ grader i sekundet. Poincaré la merke til, "at jorden ikke lenge kunne tåle et slikt regime." Poincaré analyserte også noen bølgemodeller (Tommasina og Lorentz), og bemerket at de led de samme problemene som partikkelmodellene. For å redusere motstanden var superluminal bølgehastigheter nødvendig, og de ville fortsatt være gjenstand for oppvarmingsproblemet. Etter å ha beskrevet en lignende gjenstrålingsmodell som Thomson, konkluderte han med: "Slik er de kompliserte hypotesene vi blir ledet til når vi prøver å gjøre Le Sages teori holdbar" . ${\ displaystyle S {\ sqrt {\ rho}} v}$

Han uttalte også at hvis den absorberte energien i Lorentz 'modell er fullstendig omdannet til varme, vil det øke jordens temperatur med 10 ¹³ grader i sekundet. Poincaré fortsatte deretter med å vurdere Le Sages teori i sammenheng med den "nye dynamikken" som hadde blitt utviklet på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900 -tallet, og anerkjente spesifikt relativitetsprinsippet. For en partikkelteori bemerket han at " det er vanskelig å forestille seg en kollisjonslov som er forenlig med relativitetens prinsipp ", og problemene med å dra og varme oppstår.

Spådommer og kritikk

Stoff og partikler

Matenes porøsitet

En grunnleggende prediksjon av teorien er materiens ekstreme porøsitet. Som antatt av Fatio og Le Sage i 1690/1758 (og før dem, Huygens) må materie stort sett bestå av tomt rom, slik at de veldig små partiklene kan trenge inn i kroppene nesten uforstyrret, og derfor kan hver eneste del av materien delta i gravitasjonsmengden interaksjon. Denne spådommen har (på noen måter) blitt bekreftet i løpet av tiden. Faktisk består materien stort sett av tomt rom og visse partikler som nøytrinoer kan passere gjennom materie nesten uhindret. Imidlertid er bildet av elementarpartikler som klassiske enheter som interagerer direkte, bestemt av deres former og størrelser (i betydningen nettstrukturen foreslått av Fatio/Le Sage og de equisiserte sfærene til Isenkrahe/Darwin), ikke i samsvar med dagens forståelse av elementære partikler. Lorentz/Thomson -forslaget om elektrisk ladede partikler som de grunnleggende bestanddelene i materien er også uforenlig med dagens fysikk.

Kosmisk stråling

Hver modell av Le Sage antar eksistensen av en isotrop fluss som fyller rom eller stråler med enorm intensitet og penetrerende evne. Dette har en viss likhet med den kosmiske mikrobølge bakgrunnsstrålingen (CMBR) som ble oppdaget på 1900 -tallet. CMBR er virkelig en romfyllende og ganske isotrop flux, men intensiteten er ekstremt liten, det samme er dens penetreringsevne. Strømmen av nøytrinoer, som kommer fra (for eksempel) solen , besitter de gjennomtrengende egenskapene som Le Sage tenkte seg for sine ultramundane legemer, men denne fluksen er ikke isotrop (siden individuelle stjerner er hovedkildene til nøytrinoer) og intensiteten er enda mindre enn CMBR. Selvfølgelig formerer hverken CMBR eller nøytrinoer seg ved superluminalhastigheter, noe som er en annen nødvendig egenskap for Le Sages partikler. Fra et mer moderne synspunkt, forkastelse av det enkle "push" -konseptet til Le Sage, ble forslaget om at nøytrinoen (eller en annen partikkel som ligner på neutrinoen) muligens den formidlende partikkelen i en kvantefeltteori om gravitasjon, blitt vurdert og motbevist. av Feynman.

Gravitasjonsskjerming

Selv om materie er antatt å være veldig sparsom i Fatio - Le Sage -teorien, kan den ikke være helt gjennomsiktig, for i så fall ville det ikke eksistere noen gravitasjonskraft. Imidlertid fører mangelen på perfekt gjennomsiktighet til problemer: med tilstrekkelig masse blir mengden skygge produsert av to materier mindre enn summen av skyggen som hver av dem ville produsere separat, på grunn av overlappingen av skyggene (P10, ovenfor). Denne hypotetiske effekten, kalt gravitasjonsskjerming , innebærer at tilsetning av materie ikke resulterer i en direkte proporsjonal økning i gravitasjonsmassen. Derfor, for å være levedyktige, postulerte Fatio og Le Sage at skjermingseffekten er så liten at den ikke kan oppdages, noe som krever at stoffets interaksjonstverrsnitt må være ekstremt lite (P10, nedenfor). Dette plasserer en ekstremt høy nedre grense for intensiteten til fluksen som kreves for å produsere den observerte tyngdekraften. Enhver form for gravitasjonsbeskyttelse ville representere et brudd på ekvivalensprinsippet , og ville være i strid med det ekstremt presise nullresultatet som ble observert i Eötvös -eksperimentet og dets etterfølgere - som alle i stedet har bekreftet den presise ekvivalensen mellom aktiv og passiv gravitasjonsmasse med treghet masse som ble spådd av generell relativitet . For mer historisk informasjon om sammenhengen mellom gravitasjonsbeskyttelse og Le Sage tyngdekraft, se Martins og Borzeszkowski et al.

Siden Isenkrahe forslag på sammenhengen mellom tetthet, temperatur og vekt var basert utelukkende på de forventede effekter av endringer i materialtetthet , og siden temperaturen ved en gitt tetthet kan økes eller reduseres, trenger Isenkrahe kommentarer ikke innebære noen fundamental sammenheng mellom temperatur og gravitasjon . (Det faktisk er en sammenheng mellom temperatur og gravitasjon, samt mellom bindingsenergien og gravitasjon, men disse faktiske virkninger har ingenting å gjøre med Isenkrahe forslag. Se avsnittet nedenfor om "Kobling til energi" .) Når det gjelder prediksjon av en relasjon mellom gravitasjon og tetthet indikerer alle eksperimentelle bevis at det ikke er noen slik sammenheng.

Tyngdekraften

Dra

I følge Le Sages teori utsettes en isolert kropp for å dra hvis den er i bevegelse i forhold til den unike isotrope rammen til ultramundane fluks (dvs. rammen der hastigheten til ultramundane legemene er den samme i alle retninger). Dette skyldes det faktum at hvis et legeme er i bevegelse, har partiklene som rammer kroppen forfra en høyere hastighet (i forhold til kroppen) enn de som treffer kroppen bakfra - denne effekten vil virke for å redusere avstanden mellom solen og jorden. Størrelsen på denne dragningen er proporsjonal med vu , hvor v er partiklernes hastighet og u er kroppens hastighet, mens den karakteristiske tyngdekraften er proporsjonal med v ² , så forholdet mellom drag og gravitasjonskraft er proporsjonalt med  u / v . For en gitt karakteristisk tyngdekraftsstyrke kan mengden drag for en gitt hastighet u gjøres vilkårlig liten ved å øke hastigheten v til de ultramundane legemene. Men for å redusere motstanden til et akseptabelt nivå (dvs. i samsvar med observasjon) når det gjelder klassisk mekanikk, må hastigheten v være mange størrelsesordener større enn lysets hastighet . Dette gjør Le Sage -teorien fundamentalt uforenlig med den moderne vitenskapen om mekanikk basert på spesiell relativitet , ifølge hvilken ingen partikkel (eller bølge) kan overskride lysets hastighet. I tillegg, selv om superluminale partikler var mulige, ville den effektive temperaturen til en slik fluks være tilstrekkelig til å forbrenne alt vanlig materiale på en brøkdel av et sekund.

Aberrasjon

Som vist av Laplace, er en annen mulig Le Sage -effekt orbital aberrasjon på grunn av endelig tyngdekraft . Med mindre Le Sage -partiklene beveger seg med hastigheter som er mye større enn lysets hastighet, som Le Sage og Kelvin antok, er det en tidsforsinkelse i samspillet mellom legemer (transittiden). I tilfelle av orbital bevegelse resulterer dette i at hver kropp reagerer på en retardert posisjon av den andre, noe som skaper en ledende kraftkomponent. I motsetning til dra -effekten vil denne komponenten virke for å akselerere begge objektene vekk fra hverandre. For å opprettholde stabile baner må tyngdekraften enten forplante seg mye raskere enn lysets hastighet eller ikke være en rent sentral kraft. Dette har blitt antydet av mange som en avgjørende motstandsdyktig mot enhver teori av Le Sage. I kontrast er generell relativitet i samsvar med mangelen på merkbar avvik identifisert av Laplace, for selv om tyngdekraften forplanter seg med lysets hastighet i generell relativitet, blir den forventede avviket nesten nøyaktig avbrutt av hastighetsavhengige termer i interaksjonen.

Tyngdekraft

I mange partikkelmodeller, for eksempel Kelvins, er tyngdekraftområdet begrenset på grunn av naturen til partikkelinteraksjoner seg imellom. Rekkevidden bestemmes effektivt av hastigheten som de foreslåtte interne modusene for partiklene kan eliminere momentumdefekter ( skygger ) som oppstår ved å passere gjennom materie. Slike spådommer om det effektive tyngdekraftområdet vil variere og er avhengige av de spesifikke aspektene og forutsetningene om interaksjonsmåtene som er tilgjengelige under partikkelinteraksjoner. Imidlertid begrenser den observerte storskala strukturen i kosmos for denne klassen av modeller slik spredning til de som vil tillate aggregering av slike enorme gravitasjonsstrukturer.

Energi

Absorpsjon

Som nevnt i den historiske delen, er energi- og varmespørsmålet et stort problem for hver Le Sage -modell . Som Maxwell og Poincaré viste, fører uelastiske kollisjoner til en fordampning av materie innen brøkdeler av et sekund, og de foreslåtte løsningene var ikke overbevisende. For eksempel ga Aronson et enkelt bevis på Maxwells påstand:

Anta at i motsetning til Maxwells hypotese, har molekylene av grov materie faktisk mer energi enn partiklene. I så fall ville partiklene i gjennomsnitt få energi i kollisjonen, og partiklene som ble fanget opp av kropp B ville bli erstattet av mer energiske som rebounder fra kropp B. Dermed ville gravitasjonseffekten reverseres: det ville være en gjensidig frastøtelse mellom alle legemer av dagligdags materie, i motsetning til observasjon. Hvis derimot den gjennomsnittlige kinetiske energien til partiklene og molekylene er den samme, ville ingen netto energioverføring finne sted, og kollisjonene ville være ekvivalente med elastiske, noe som, som vist, gjør ikke gir en gravitasjonskraft.

På samme måte er Isenkrahes brudd på energibesparelsesloven uakseptabelt, og Kelvins anvendelse av Clausius 'teorem fører (som nevnt av Kelvin selv) til en slags evigvarende bevegelsesmekanisme . Forslaget om en sekundær gjenstrålingsmekanisme for bølgemodeller vakte interesse for JJ Thomson, men ble ikke tatt særlig alvorlig av verken Maxwell eller Poincaré, fordi det innebærer et grovt brudd på termodynamikkens andre lov (enorme mengder energi er spontant konvertert fra en kaldere til en varmere form), som er en av de mest solide etablerte av alle fysiske lover.

Energiproblemet har også blitt vurdert i forhold til ideen om masseakkretjon i forbindelse med Expanding Earth -teorien . Blant de tidlige teoretikerne for å koble masseøkning i en slags push -tyngdekraftsmodell til Jordens ekspansjon var Yarkovsky og Hilgenberg . Ideen om masseopphopning og den voksende jordteorien anses foreløpig ikke å være levedyktig av vanlige forskere. Dette er blant annet fordi i henhold til prinsippet om masseenergiekvivalens , hvis jorden absorberte energien til ultramundane fluks med den hastigheten som er nødvendig for å produsere den observerte tyngdekraften (dvs. ved å bruke verdiene beregnet av Poincaré) , vil massen dobles i hver brøkdel av et sekund.

Kobling til energi

Basert på observasjonsbevis er det nå kjent at tyngdekraften samhandler med alle former for energi , og ikke bare med masse. Den elektrostatiske bindingsenergien til kjernen, energien fra svake interaksjoner i kjernen og den kinetiske energien til elektroner i atomer, bidrar alle til gravitasjonsmassen til et atom, som har blitt bekreftet med høy presisjon i eksperimenter av Eötvös -typen . Dette betyr for eksempel at når atomene i en gassmengde beveger seg raskere, øker gravitasjonen til den gassen. Videre har Lunar Laser Ranging-eksperimenter vist at selv gravitasjonsbindingsenergien i seg selv også tynger, med en styrke som er i samsvar med ekvivalensprinsippet til høy presisjon-noe som videre viser at enhver vellykket gravitasjonsteori må være ulineær og selvkobling. Le Sages teori forutsier ikke noen av disse nevnte effektene, og det gjør heller ikke noen av de kjente variantene av Le Sages teori.

Ikke-gravitasjonsapplikasjoner og analogier

Spott tyngdekraften

Lyman Spitzer beregnet i 1941 at absorpsjon av stråling mellom to støvpartikler fører til en netto tiltrekkende kraft som varierer proporsjonalt med 1/ r ² (tydeligvis var han uvitende om Le Sages skyggemekanisme og spesielt Lorentz betraktninger om strålingstrykk og tyngdekraft). George Gamow , som kalte denne effekten "mock gravity", foreslo i 1949 at etter Big Bang falt temperaturen til elektroner raskere enn temperaturen i bakgrunnsstråling. Absorpsjon av stråling fører til en Lesage -mekanisme mellom elektroner, som kan ha hatt en viktig rolle i prosessen med dannelse av galakser kort tid etter Big Bang . Imidlertid ble dette forslaget motbevist av Field i 1971, som viste at denne effekten var altfor liten, fordi elektroner og bakgrunnsstråling var nesten i termisk likevekt. Hogan og White foreslo i 1986 at tyngdekraften kan ha påvirket dannelsen av galakser ved absorpsjon av pregalaktisk stjernelys. Men det ble vist av Wang og Field at enhver form for tyngdekraft er ikke i stand til å produsere nok kraft til å påvirke dannelsen av galakser.

Plasma

Le Sage -mekanismen er også identifisert som en vesentlig faktor i oppførselen til støvete plasma . AM Ignatov har vist at en attraktiv kraft oppstår mellom to støvkorn som er suspendert i et isotrop kollisjonsfritt plasma på grunn av uelastiske kollisjoner mellom plasmaets ioner og støvkornene. Denne attraktive kraften er omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom støvkorn, og kan motveie Coulomb -frastøtningen mellom støvkorn.

Vakuum energi

I kvantefeltteorien foreslås eksistensen av virtuelle partikler , noe som fører til den såkalte Casimir-effekten . Casimir beregnet at mellom to plater skulle bare partikler med spesifikke bølgelengder telles ved beregning av vakuumenergien . Derfor er energitettheten mellom platene mindre hvis platene er tett inntil hverandre, noe som fører til en netto tiltrekningskraft mellom platene. Imidlertid er det konseptuelle rammeverket for denne effekten veldig forskjellig fra teorien til Fatio og Le Sage.

Nylig aktivitet

Ny undersøkelse av Le Sages teori på 1800-tallet identifiserte flere nært forbundne problemer med teorien. Disse gjelder overdreven oppvarming, friksjonsmotstand, skjerming og gravitasjonsavvik. Erkjennelsen av disse problemene, i forbindelse med et generelt skifte bort fra mekanisk baserte teorier, resulterte i et gradvis tap av interesse for Le Sages teori. Til syvende og sist på 1900 -tallet ble Le Sages teori formørket av Einsteins teori om generell relativitet .

I 1965 undersøkte Richard Feynman Fatio/Lesage-mekanismen, først og fremst som et eksempel på et forsøk på å forklare en "komplisert" fysisk lov (i dette tilfellet Newtons inverse-square-tyngdekraftlov) når det gjelder enklere primitive operasjoner uten bruk av komplekse matematikk, og også som et eksempel på en mislykket teori. Han bemerker at mekanismen for "hoppende partikler" gjengir loven om den omvendte kvadratkraften og at "det matematiske forholdets merkelighet vil bli veldig redusert" , men bemerker deretter at ordningen "ikke fungerer" , på grunn av dra det spår ville oppleves av bevegelige kropper.

Selv om den ikke blir sett på som en levedyktig teori i det vanlige vitenskapelige samfunnet, er det tidvis forsøk på å re-habilitere teorien utenfor mainstream, inkludert Radzievskii og Kagalnikova (1960), Shneiderov (1961), Buonomano og Engels (1976) , Adamut (1982), Popescu (1982), Jaakkola (1996), Tom Van Flandern (1999) og Edwards (2007)

En rekke Le Sage -modeller og relaterte emner diskuteres i Edwards, et al.

Hoved kilde

Sekundære kilder

Eksterne linker

• Medier relatert til Le Sage gravity på Wikimedia Commons