Электростическое поле. 
Физические теории: "Гравитация", "Электродинамика" и "Единая теория поля"

Для общего случая радиальную составляющей силы () и её тангенциальную составляющую —, действующих на истинно элементарную частицу, движущуюся внутри элементарного поля с составляющими её скорости (, в соответствии с (6), описываются выражениями: электродинамический гравитационный близкодействие.

(20).

Здесь — площадь поперечного сечения истинно элементарной частицы. — коэффициент сопротивления (ожидается, что в общем случае, как и в газодинамике, его величина зависит от режима обтекания:). — плотность ЭС на расстоянии от излучателя (расстояние до приемника). Знак «+» при привязан к направлению потока ЭС, а тангенциальная составляющая силы () на частицу всегда является тормозящей. Причем, само наличие тангенциальной силы (силы, являющейся поперечной к силовым линиям поля) противоречит существующим представлениям, сформировавшихся по результатам испытаний в квазистатических режимах. Поэтому предсказываемое новое для науки свойство электрического поля надо подтвердить в испытаниях, имея в виду, что достаточная для измерений интенсивность поперечного импульса возможна при относительной скорости, сопоставимой со скоростью света.

Учитывая механический принцип относительности Галилея — Ньютона, для определения можно использовать и эмпирическую формулу Кулона для силы, возникающей при взаимодействии заряженных тел в статическом режиме (, кулоновское взаимодействие); её можно экстраполировать в область динамических режимов (), но при отсутствии ускорения и полагая, что с_x=Const, следующим образом:

(21).

Из формул (21) следует, что в общем случае величина силы при взаимодействии движущихся заряженных тел на расстоянии зависит от координат, величины и направления относительной скорости, которая в теоретическом описании отражается через показатели режима взаимодействия: и .

И оттуда же имеем, что существует состояние равновесия, в котором взаимодействие между заряженными частицами отсутствует (). Это такое состояние, в котором относительной поперечной скорости нет (, а относительная радиальная скорость равна скорости света (), причем, для однополярных частиц при их разлете, а для разно полярных частиц при их сближении; то есть, когда показатель режима равен единице (). При нарушении этого условия, в соответствии с принципом смещения равновесия Ле-Шателье, взаимодействие возникает: появляется сила, стремящаяся восстановить условие равновесия.

Изложим более конкретно характер взаимодействий. При величине относительной радиальной скорости между приемником и излучателем большей по величине, чем скорость света (показатель режима) возникает только сила торможения, всегда направленная против вектора относительной скорости. При скорости меньшей скорости света (показатель режима:) направление силы определяется электрической полярностью взаимодействующих частиц, причем, если возникающая сила совпадает с направлением скорости, то её величина всегда меньше, чем в кулоновском взаимодействии, а если сила направлена против вектора скорости, то её величина всегда больше, чем в кулоновском взаимодействии.

Из этого следует парадоксальное, с позиций современной электродинамики, заключение: вещественные электрически нейтральные тела (лишенные не компенсированного заряда) всегда электрически взаимодействуют между собой на расстоянии, если находятся в относительном движении. Силы притяжения и отталкивания между частицами из противоположных тел, направленные в сторону радиальной составляющей относительной скорости этих тел становятся меньше кулоновских сил, а силы направленные против этой скорости — больше кулоновских сил. Взаимная компенсация сил притяжения и отталкивания нарушается. Поэтому, взаимодействия на расстоянии электрически нейтральных тел всегда проявляются в виде сил торможения их относительного движения независимо от направления этого движения. Здесь выявляется аналогия между электрическими силами торможения относительного движения нейтральных тел с силами трения в механике (назовем это явление электрическим трением). Следовательно, в пространстве электрических взаимодействий, условием устойчивого равновесия между электрически нейтральными (не заряженными) телами является состояние относительного покоя: в этом случае происходит полная компенсация сил притяжения и отталкивания, а тангенциальные силы не возникают. Для движущихся тел с относительными скоростями, соответствующими квазистатическим режимам, интенсивность силы электрического трения очень мала, практически не обнаруживаема. Этот эффект надо учитывать при бомбардировке мишеней на ускорителях, при столкновении космических тел c относительными скоростями, сопоставимыми со скоростью света; при регистрации массы и энергии космических частиц.

В состоянии относительного покоя двух электрически нейтральных тел между ними отсутствует результирующее электрическое взаимодействие, но действуют гравитационные силы. Поэтому, полное равновесие между электрически нейтральными телами (отсутствие ускорения) в Нашем Мире возникает при сближении этих тел вдоль соединяющей их прямой со скоростью, при которой гравитационные силы становятся равными силам электрического трения.

В классической электродинамике сформулирован теоретический вывод, что в электростатическом поле работа при перемещении заряда из одной точки в другую не зависит от траектории и от скорости на этой траектории, а зависит только от координат начальной и конечной точек, и, как следствие, при движении по замкнутому контуру, суммарная работа равна нулю. То есть процесс перемещения заряда является полностью обратимым и равновесным. Этот ошибочный вывод есть следствие представления, что в электростатическом поле интенсивность взаимодействия от относительной скорости не зависит. В математике такие векторные поля называют потенциальными. Соответственно и электростатическое поле называют потенциальным. А в соответствии с концепцией близкодействия, исходя из (21), следует, что работа зависит как от конфигурации траектории, так и от скорости. Термодинамика уже давно пришла к фундаментальному, общенаучному выводу, что в природе принципиально не могут осуществляться равновесные, обратимые процессы, которые присвоены электростатическому полю. Существуют только похожие, квазиравновесные процессы, которые протекают при квазистатических режимах взаимодействий.

Таким образом, надо обратить внимание, что игнорирование в содержании электродинамики Максвелла концепции близкодействия приводит к рассогласованию выводов в отдельных отраслях знаний, касающихся одних и тех же фундаментальных природных закономерностей.

Для того, чтобы понять и прочувствовать глубинную суть разницы в отражении действительности современной электродинамикой с поправками от СТО и предлагаемой «зрелой» теорией, отражающей в своем содержании концепцию близкодействия, сравним описания по этим теориям движение элементарной частицы в элементарном поле по радиальному направлению.

Уравнение движения по «зрелой» теории:

(22).

Уравнение движения по СТО:

(23).

Эти формулы очень похожи друг на друга и, численно, почти одинаково описывают характер и конечный результат движения в области до световых скоростей (по СТО сверх световых скоростей не бывает) и то при условии, что направление скорости совпадает с направлением силы, действующей со стороны поля на приемник в кулоновском взаимодействии. Однако, даже в области скоростей, где эти формулы численно дают почти одинаковые результаты, они отражают совершено разное физическое содержание. В (22) отражен относительный характер величины силы, для которой коэффициентом преобразования координат из неподвижной системы отсчета в движущуюся со скоростью, является выражение:

(24).

В (23), по существующим представлениям, величина силы в электростатическом поле от скорости приемника не зависит; относительный характер присвоен физическому свойству вещественного тела, величине массы движущегося приемника, для которой коэффициентом преобразования координат является выражение, называемое в СТО: «сокращение Лоренца». Этому коэффициенту приписан еще и физический смысл. Имеется в виду реальное кинематическое (?) сокращение длины движущегося тела по причине не связанной с внешними воздействиями или с внутренними процессами, а по причине перехода наблюдателя в другую систему отсчета (!!!).

Коэффициент преобразования координат, подобный G (24), постоянно встречается при описании взаимодействий потоков жидкостных или газовых сред с подвижными элементами технических устройств, воспринимающих энергию от этих потоков. Поэтому в технике такой коэффициент толкуют как коэффициент полезного действия (КПД) и называют различно: в кораблестроении его называют пропульсивным, в авиации — полетным, в ракетостроении — тяговым и в турбостроении — окружным. В «зрелых» теориях фундаментальных взаимодействий предлагаю присвоить этому коэффициенту (24) имя Н. Е. Жуковского, основателю современной гидроаэродинамики, который первым ввел понятие о таком виде КПД в технику, при описании движения корабля.

Интересной представляется задача о характере электрического поля в пустой полости внутри проводника с переменным по величине электрическим зарядом. Например: внутри сфер электростатического генератора Ван де Граафа при быстром стекании с них зарядов (при разряде). На стационарном режиме напряженность электрического поля внутри замкнутой полости в заряженном проводнике не обнаруживается, но не по причине компенсации, как около не заряженного тела (равенства сил притяжения и отталкивания), а по причине уравновешивания всесторонних сил притяжения или отталкивания на пробный заряд. Постановка этой задачи связана не с предположением Максвелла о возникновении магнитного поля при изменении электрического (это предположение заведомо ложное), а с практическими нуждами. При изменении величины заряда за время релаксации со стороны стенок к центру полости будет распространяться единичная волна, за фронтом которой поле геометрически будет подобно электрическому полю при наличии в центре полости сосредоточенного заряда. Интенсивность этого поля за фронтом движущейся волны во времени будет увеличиваться, как у кумулятивного порохового заряда. Симметрично в окружающем пространстве появится расширяющаяся волна, за фронтом которой интенсивность поля во времени будет уменьшаться. На пробный заряд внутри полости в таком поле будет действовать сила одной направленности: к центру полости. Несмотря на кратковременность переходного процесса при разряде, можно поставить экспериментальную задачу по исследованию возможности использования такого воздействия дополнительно к существующим технологиям для удержания и сжатия фракции тяжелых положительно заряженных частиц в центральной зоне термоядерного реактора. Учитывая, что будет проявляться кумулятивный эффект, можно ожидать существенной эффективности от дополнительного сжатия и в виде продления времени управляемой термоядерной реакции за счет увеличения зазора между стенкой реактора и активной зоной реакции; причем это не равновесное состояние внутреннего поля наиболее длительное время сохраняется в области пристеночного слоя.