5. PAINOVOIMA. Painovoima voidaan perusluonteeltaan kiteyttää seuraavaan yksinkertaiseen lauseeseen:

Transkriptio

1 5. PAINOVOIMA Painvima vidaan peruslunteeltaan kiteyttää seuraavaan yksinkertaiseen lauseeseen: Sähkömagneettinen gravitaatikenttä ja ϕ-kenttä virtaavat suurten taivaankappaleiden sisälle, missä ne plymerituvat ftneiksi ja alkuaineiksi. Näiden sisäänpäin virtaavien avaruuden kenttien alkiryhmät reagivat atmiytimen kenttien kanssa, jllin syntyy liikemäärän siirtymä ja atmiytimet saavat vetviman alaspäin ja tätä vetvimaa kutsutaan painvimaksi. Tässä helpsti ymmärrettävässä perusajatuksessa ei le mitään merkillistä. Painvimavaikutuksen havainnllistamiseksi vidaan ajatella, että virtaavassa vedessä paikillaan levaan ngenkhn vaikuttaa samantapainen vetvima virran suuntaan kuin julukuusessa riippuvaan menaan vaikuttaa alaspäin. Tämä painvimailmiö n periaatteeltaan samanlainen lipa kysymyksessä suurten taivaankappaleiden tähtitieteen painvima tai pienten massjen Cavendishpainvima, jiden era selstetaan jäljempänä. Js Descartes työntöteriassaan tai Kant ja Laplace pyörreteriissaan lisivat sanneet yhdistää näihin gravitaatikentän ja ϕ-kentän virtauksen suurten taivaankappaleiden sisälle ja plymeritumisen alkuaineiksi, niin tieteissä ltaisiin paljn pidemmällä ja suurelta määrältä turhaa työtä lisi vältytty. Hyvin tunnettu tsiasia n, että maapall kasvaa ja littnee auringsta, mutta tätä ei aikaisemmin le sattu selittää. Eräs selitysyritys n llut, että avaruudesta tulee avaruuspölyä, mutta tällaisen määrä ei mitenkään riitä selittämään maapalln kasvua. Tällöin n lisäksi unhdettu se tunnettu tsiasia, että vety- ja helium-ineihin alkaa vaikuttaa antigravitaati-vima (esim. Britannica 14, s. 326) 1000 km krkeudessa ja niitä karkaa suuria määriä. Maapalln kasvu jhtuu yksinkertaisesti edellä mainitusta avaruuden kenttien virtauksesta maapalln sisälle ja plymeritumisesta ftneiksi ja alkuaineiksi siellä. Tässä ei tdellakaan le mitään ihmeellistä ja esimerkiksi kun rautalankaa liikutetaan magneettikentässä, niin se sieppaa magneettikentästä alkiryhmiä, jtka esimerkiksi vastuslangan atmit kykenevät suraan jalstamaan näkyvän valn hiukkasiksi. Magneettikenttä taas uusiutuu ϕ-kentästä tai gravitaatikentästä, eikä mistään muusta. Js ktna n magneetti ja rautalankaa, niin jkainen vi itsekin näiden avulla vaikka keittiön pöydällä luda uutta avaruuden kentistä. Seuraava vaihe eteenpäin tästä magneettisäikeiden lumisesta n sitten alkuaineiden synty, mihin tarvitaan mahdllisesti vain gravitaatikentän vaikutuksen vähentäminen. Jäljempänä n maapalln kasvuksi laskettu suuruuslukka 1, kg/s. Kun maapall kasvaa sisältäpäin, niin sen pintakerrsten n halkeiltava. Mantereet littnevatkin tisistaan ja Atlantin khdalla maapall halkeaa 20 mm vudessa. Samaa alkuperää n Munt Everestin kasvaminen 80 mm/v, mikä sittain jhtuu siitä, että Tyynenmeren phjan halkeaminen työntää Tyynenmeren laattja Aasian alle. Tulivurten purkaukset vat lunnllisesti samaa maapalln sisäisen kasvun alkuperää. Maapall lisi j aikja sitten jäähtynyt syvemmältä ja tisella tavalla, elleivät sisään virtaavat gravitaatikenttä ja ϕ-kenttä lisi timineet energialähteenä. Tähtien energia syntyy samalla tavalla ja lunnllisesti nekin kasvavat kk ajan. Väite tähtien pienenemisestä ja palamisesta lppuun n tdistamatn ja perätön, mihin liittyy myös virheellinen käsitys helium-fuusin energian tutsta. Hukuttelevaa lisi ajatella painvimaa sähkömagneettisena vimana samantapaisesti kuin ftnin liike tai hiukkaskiihdyttimillä tapahtuu. Tämän suuntaisen ajatuksen n esittänyt ainakin rmanialainen Ppescu kirjassaan Gravitatin. Lisäksi gravitaatikenttä mudstaa eräänlaisen sähkökentän, jssa 1/N-kenttä virtaa sisäänpäin ja N-kenttä ulspäin, jten sähkömagneettisen viman kaltainen vima visi teriassa lla mahdllinen. Tällä n analgiaa siihen, että kun timitetaan sähköä Inkn vimalaitkselta Ouluun, niin npea 1/N-kenttä virtaa Ouluun ja hidas

2 N-kenttä Oulusta Inkseen. Tätä sähkömagneettista analgiaa tukee maapalln lähellä myös Newtnin vetvimariippuvuus F 1 r 2 (5.1) Tämän n uskttava tulleen lukuisia kertja tdistetuksi maapalln lähialueilla ja tämä spii tunnetusti hyvin Culmbin sähkömagneettiseen vimaan. Gravitaatikenttä muuttuu kuitenkin hyvin hitaasti maapalln lähellä ja kaikilla taivaankappaleilla se n näennäisesti paikallaan pysyvä. Kun maapalllla gravitaatikenttä r =2. Cmptnin elektrnia e c, niin linnunrataa kiertää Cmptnin säteilyvyöhyke, jnka kksi vidaan arviida e c / 2 eli näin vähän (4:1) lisi gravitaatikenttä muuttunut maapalllta linnunradan laidalle. Arvissa e c / 2 ajatellaan, että kentän e c / 2 kahden kenttälin yhtyessä ftniksi syntyy e c, mikä n analginen sille, että auringn krmsfäärin plasmakentän 2,85 GH z kahden kenttälin yhtyessä syntyy ftni λ =21cm. Jäljempänä esitetään muitakin perusteluja gravitaatikentän mitättömän pienelle liikkeelle ja muutkselle maapalln lähellä, jten painvima maapalllla syntyy gravitaatikentän sisäisistä siirtymistä. Tähtien ja galaksien suhteen gravitaatikentän liike saattaa lla j ratkaisevassa rlissa, minkä sittaa valhiukkasten kaartuminen näiden kentissä. Kun gravitaatikenttä ja ϕ-kenttä virtaavat maapalln sisälle, niin saman massamäärän tulee läpäistä eri etäisyyksillä r levat pallpinnat 4πr 2. Tästä seuraa, että massavirran npeuden v tulee lla kääntäen verrannllinen pallpinnan säteen neliöön v 1 r 2 (5.2) Tämä n yksi mahdllinen selitys Newtnin vetvimariippuvuudelle 5.1 maapalln lähellä. Lähempi tarkastelu tulee sittamaan, että kun painvimakenttä = gravitaatikenttä + ϕ-kenttä, niin painvimayhtälö tulee kirjittaa mutn F = mgvg f + mϕ vϕ f (5.3) missä f = materian reagintitiheys m G v G = gravitaatikentästä siirtyvä liikemäärä m ϕ v ϕ = ϕ-kentästä siirtyvä liikemäärä Yhtälöä 5.3 vidaan perustellusti kutsua yleiseksi gravitaati- ja painvimayhtälöksi. Tämän yhtälön ja ilmiön lemassa llla n mnenlaisia vaikutuksia käsitykseemme: 1. Yhtälö 5.1 ei vi lla yleispätevä kuin pienessä mittakaavassa ja suuressa galaktisessa avaruudessa sen tulee antaa vääriä ennusteita. Näin n tdennäköisesti tdettukin asian levan. 2. Avaruudessa suljetussa avaruusaluksessa leva ihminen vi tietää liikkuvansa yksinkertaisesti mittaamalla kulkusuunnassa vaikuttavaa painvimaa, sillä js avaruusalus kulkee painvimakentässä npeudella v, niin siihen vaikuttaa aina vastakkaissuuntainen painvimavektri -F v. 3. Kkein vidaan erttaa paikallinen painvima ja kiihtyvyys ainakin tereettisesti. Tämä n päinvastin kuin tähän asti n luultu. 4. Maapalllla vaakasuraan kulkevaan kappaleeseen vaikuttaa myös vaakasura painvima. 5. Valhiukkanen ei kulje suraan avaruudessa, kska n lemassa npeus v G ja valhiukkanen kulkee pitkin gravitaatikentän hilajärjestelmää. Avaruus n tuttu euklidinen

3 avaruus, missä valhiukkasen rata n kaareva ja valhiukkasten tiedetäänkin kaartuvan tähtien ja galaksien lähellä. 6. On väärin sana, että valhiukkaset kulkevat pitkin gedeettisia viivja, mikä n lyhin matka kahden avaruuspisteen välillä epäeuklidisessä 4-ultteisessa avaruudessa. Nimenmaisesti valhiukkasen kulkema matka ei le lyhin matka eikä avaruus le sen enempää 4-ultteinen kuin epäeuklidinen. Tereettisesti tarkastellen siis kireä lanka n aina surempi ja lyhyempi kuin valhiukkasen rata lukuun ttamatta sitä erikistapausta, jllin gravitaatikentän liike ja valhiukkasen liike vat tarkalleen yhdensuuntaiset lanka ja kulkurata vat yhtä suuret. 7. Ei le lemassa yleispätevää gravitaativakita G = 6, Nm 2 /kg 2 eikä sen lemassa la le mitenkään vitu pätevästi sittaa tähtitieteen mittakaavassa. Sen sijaan pieniin massihin liittyvänä n lemassa Cavendishin gravitaativaki G C =6, Nm 2 /kg 2, jnka lemassal vidaan mittalaittein sittaa. 8. Valhiukkasten npeus hidastuu tähtien ja galaksien keskustjen lähellä, kun gravitaatinkentän N-kenttä kasvaa. Tämä n vitu empiirisin mittauksin sittaa, mutta tapahtuu myös päinvastin eli galaksien välisessä avaruudessa valhiukkasten npeus n suurimmillaan. Kun kaukaisessa aurinkkunnassa kulkevan satelliitin n havaittu hidastuvan, niin kysymyksessä saattaa lla vain signaalien suurempi npeus. Yhtälö 5.3 ei sita vain liikemäärän sieppausta vaan tapahtuu myös hiukkassieppaus. Kun prtnille ilmitetaan psitiivinen varaus, niin se tarkittaa, että itse prtnin ydin n negatiivinen ja sen kenttä psitiivinen eli vajaa. Nyt vidaan lettaa, että juuri tämä vajaa kenttä surittaa sieppauksen jka värähdyksessä ja siepattu hiukkanen siirtyy atmin sisäisten kenttien kautta elektrnikenttään, mikä jalstaa sen säteilyksi. Ilmiö lisi siis sama kuin hehkulampussa, missä atmin elektrnin termkenttä sieppaa sähkökentästä hiukkasia ja jalstaa ne näkyvän valn hiukkasiksi. Materia siis kuluttaa painvimakenttiä ja tällä tavalla tulee ymmärretyksi yleinen massihin liittyvä vetvima ilman alkuaineiden syntyä, esimerkiksi asteridien vetvima. Sen, että vuristn ja tasangn yhteydessä havaitaan usein suurempi painvima tasanglla, vidaan lettaa jhtuvan yhtä hyvin vuristn aiheuttamasta suuremmasta vastuksesta kuin siitä, että tasangilla n reaktiivimpi maapalln sisäkerrs lähempänä. Jka tapauksessa suuret painvimat edellyttävät massiivista alkuaineiden syntyä painvimakentistä suurten taivaankappaleiden erikisissa sisälsuhteissa. Taulukssa 5.4 n esitetty, miten eri kenttien ajatellaan liittyvän eri hiukkasiin. Vaakasuralla rivillä n aina saman rlin hiukkaset ja niiden vieressä suluissa sen ydinkenttä. Hiukkasen muut kentät vivat lla vierekkäisten hiukkasten kentät, jtka vivat lla khtisurassa ydinkenttiä vastaan. Keintekiset Mlekyylikentän Gravitaatikentän ϕ-kentän (5.4) sähkökentät hilajärjestelmä hilajärjestelmä hilajärjestelmä p (r ) r (ϕ ) ϕ (ξ ) p i (s ) a (g i ) ϕ i e (γ ) b (g ) ϕ 2i Ω 3i (m m ) m m (g) g (ϕ 3i ) ϕ 3i Ω 4i (e ) γ (b) g (ϕ 2i ) ϕ 4i Ω 5i (p i ) s (a) g i (ϕ i ) ϕ 5i Elektrnia e vastaa siis gravitaatikentässä b-kvarkki ja ϕ-kentässä hiukkanen ϕ 2i. Vastaavasti ftnia γ vastaa gravitaatikentässä gravitni g, ϕ-kentässä hiukkanen ϕ 4i ja keintekisessa sähkökentässä hiukkanen Ω 4i. Viimeksi mainittu n sikäli mielenkiintinen, että sen kenttä n elektrnikenttä e ja tämä 10-kertaisena =

4 5. e +5. e antaa minaistaajuuden 50 H z sekä sähkönsinisen valhiukkasen, kska 5. e =e 5 γ 5. Taulukssa 5.4 vidaan seurata myös kenttien pilkkutumista. Siten atmin elektrnikentästä saadaan e γ b g ϕ 2i, missä nrmaali pilkkutuminen tapahtuu b-kvarkkiin asti. Kun prtni 1, kg saa maapalln pinnalla kiihtyvyyden 9,80665 m/s 2,niinsiihen vaikuttaa vima F = mg = 1, ,8 = 1, kgm/s 2 (5.5) Kska n lemassa painn mukainen alkuainejärjestelmä, niin n välttämätöntä, että ytimien prtneilla n täsmällinen muuttumatn värähdysluku ja reagintitiheys. Tämä reagintitiheys n riippumatn atmin elektrnikenttien värähdysluvusta. Eri atmien elektrnit ja elektrnien kentät värähdyslukuineen vatkin hyvin erilaisia, kuten spektrit yksiselitteisesti sittavat. Ydinkenttien reagintitiheyden ja elektrnikenttien värähdysluvun riippumattmuutta tisistaan sittavat myös äänen npeusmittaukset eri paineissa. Reagintitiheys n eräs avaintekijä kaikkialla fysiikassa. Kemian reaktit vat mahdllisia vain värähdyshetkellä, hiukkaskiihdyttimien laskelmista ei pitäisi tulla mitään ilman, että muuttuva reagintitiheys humiidaan ja painvima pain n suraan verrannllinen reagintitiheyteen. Reagintitiheys n kuitenkin tul värähdysluku x reagivien ryhmien määrä, eikä aina le mahdllista ertella tämän tuln tekijöitä. Lisäksi fysiikka ei kykene mittaamaan suuria värähdyslukuja suraan, vaan ne n jhdettava muista tulksista. Tämän takia tetaan painvimalaskelmissa mukaan käsite reagintitiheys. Kun taulukn 5.4 mukaisesti prtniydin ja sen kenttä n rakennettu termneista r, mikä n myös gravitaatikentän perushiukkanen, niin n lunnllista ttaa reagintitiheydelle ensimmäiseksi valinnaksi prtniytimen reagintitiheys = gravitaatikentän värähdysluku = a-kvarkin värähdysluku = 7, (5.6) Nyt n mielenkiintista tdeta, että fysiikassa n esitetty ajatuksia siitä, että aika n rakentunut intervalleista nin s (esim. Britannica 28, s. 657), mikä siis suuruudeltaan lisi gravitaatikentän värähdysluku. Tässä ajatellaan analgisesti kaasumaisten atmien ja prtnin kanssa, jiden värähdysluvun määrää näiden kentän ensimmäinen kndensitumispiste p i, kun vastaavasti prtnia vastaavan gravitaatikentän perushiukkasen = termni r 0 kentän ensimmäinen kndensitumispiste n a-kvarkki. Yhtälöistä 5.5 ja 5.6 saadaan nyt laskettua jkaisessa painvimareaktissa siirtyvä liikemäärä mv = F / f = (1, ) / (7, ) = 2, kgm/s (5.7) Tuls 5.7 judutaan jakamaan satekijöihin mv = m G v G +m ϕ v ϕ (5.8) ja tästä nneksi tiedetään jtain. Maapalllla jälkimmäisen termin tulee lla määräävä, sillä

5 1. Mikäli vg < 100 km/s, ja tul mgvg lisi määräävä, niin sen lisi pitänyt löytyä mekaanisin kkein. Tämä vidaan ajatella siten, että 1 km/s kulkevalla kappaleella ei le havaittu 1 %:n painn nusua tai vastaavasti 10 km/s npeudella ei le havaittu 10 %:n painn nusua. Tällä perusteella lisi vg >> 100 km/s. 2. Mikäli vg > 30 km/s, niin se lisi pitänyt löytyä ptisin kkein. Tämä ajatellaan siten, että fysiikan lisi pitänyt humata se, js valhiukkanen kaartuu 100 metrin matkalla 1 cm:n alaspäin 1/ / = 30. Kun tätä ei le löydetty, niin tällä perusteella lisi vg << 30 km/s, mikä n ristiriidassa edellisen kanssa. Nämä khdat 1 ja 2 eivät sulje pis yhtälön 5.8 ensimmäistä termiä, vaan kska ne vat ristiriidassa keskenään, niin ne sanvat, että ensimmäisen termin n ltava hyvin pieni jälkimmäiseen termiin verrattuna. Mössbauer-ilmiön (vrt. khta 2) perusteella vidaan päätellä, että npeus v G n pieni ja tdennäköisesti juuri Mössbauer-ilmiön avulla kyetään tämä npeus myös mittaamaan. Kaikissa tapauksissa tuln m G v G tulee lla pieni maapalllla j arkipäiväisten kkemusten mukaan. Tutkittavaksi jää yhtälö m ϕ v ϕ = 2, kgm/s (5.9) ja sille rajitus v ϕ >>100 km/s täsmennetään suuruudeksi v ϕ > km/s sillä perusteella, että fysiikan letetaan pääsevän yli 100-kertaisiin tarkkuuksiin siitä, mitä khdassa 1 n esitetty. Valhiukkanen ei käytä ϕ-kenttää suraan, jten khta 2 ei aseta mitään rajituksia. Rajitus v ϕ > 10 7 m/s antaa massalle rajituksen m ϕ < 2, kg. Edellä esitettyyn tulkseen v ϕ >10 7 m/s päästään suraan myös synkrtrnikkeiden tulksista, mutta asiaa n varmuuden vuksi haluttu tarkastella laajemmin. Kska synkrtrniyhtälöissä ei esiinny vaakasuraa painvimaa ja kska näiden yhtälöiden tarkkuus n varsin hyvä, niin tästä seuraa, että npeus v ϕ >> c ja tällä perusteella asetetaan minimieht v ϕ = 137. c = gravitaatikentän minaisnpeus. Tisin sanen massan m ϕ katstaan situtuvan gravitaatikenttään ja siten saavan sen minaisnpeuden, jta tässä yhteydessä merkitään v ϕ. Tällä n selvästikin analgiaa siihen, miten ftnit vivat situtua atmien elektrnikenttiin esimerkiksi minaislämpöjen yhteydessä. Osittautuu, että js prtniydin sieppaa ϕ-kentän ftnista = pulet jka värähdyksessä, niin saadaan järkeviä tulksia ja pulikkaan sieppaus n kaksislilla sinänsä mielekäs. Vidaan ajatella, että kentässä ftni n pulikkaina ja kun kaksi tai klme pulikasta yhtyy ikealla tavalla, niin ftni irtaa ja lähtee mille teilleen. Tällä n analgiaa mneen eri fysiikan ilmiöön. Siepattavaksi massaksi tulee edellä esitetyillä ehdilla 61 ϕ4i 1, = = 5, kg (5.10) 51 ϕ = 62 5, , v = 4,16 10 m / s (5.11) Näitä sinänsä järkeviltä näyttäviä tulksia 5.10 ja 5.11 saattaa tukea seuraavaksi esitettävä massavirtalaskelma kenttien virtauksista maapalln sisälle. Gravitaatikentän slun mitan vidaan ajatella levan termnin r minaiskenttä kaksinkertaisena 2. 2, = 5, m, millä n analgiaa taas atmien kaasumaisen ltilan kanssa. Mitta 2, sattuu lemaan myös elektrnin klassinen säde. Kun maapalln pinta-ala n 5, m 2, niin näitä n maapalln pinta-alaa khti

6 ( ) ,1 10 = 1,606 kpl 5,6 10 (5.12) Kun prtniytimen, gravitaatikentän ja ϕ-kentän ajatellaan värähtävän samassa tahdissa ja samilla mitilla (pitäen ϕ-kenttää esimerkiksi elektrnikaasuna ϕ 2i ), niin npeudella 4, m/s ja slumitalla 2. 2, m menee pinta-alayksikön läpi alkiryhmiä (4, )/(2. 2, ) = 7, kpl/s (5.13) Tämä n käytännössä sama kuin a-kvarkin ja gravitaatikentän värähdysluku eli 1 gravitaatislun läpi menee 1 alkiryhmä / värähdys. Tämän tulksen lgisuutta ei vi kieltää. Yhteensä hiukkasia siirtyy maapalln pinnan läpi 1, , = 1, kpl/s (5.14) Kentistä ei vida siepata mitä tahansa hiukkasia, vaan js siepattava hiukkanen n n. x, niin kk kentän vidaan lettaa levan muta n. x. Tisin sanen erään painvimakentän jakeen pilkkutuessa kappaleeksi alkiryhmiä n. x, niin yksi näistä alkiryhmistä reagi yhtälön 5.10 mukaisesti. Aivan erikisesti tämä vi pitää paikkansa maapalllla, millä vallitsee erikiset tasapainiset ja tasalukuiset lsuhteet. Tämän mukaisesti kk siirtyvä kenttä lisi , = 1, kg, jllin massavirta maapalln sisälle n 1, , =1, kg/s (5.15) = 5, kg/v (5.16) Kun maapalln massa n kg, niin tämä jhtaisi suralla laskutimituksella 2 cm/v säteen kasvuun. Kasvu menee kuitenkin maapalln tiheämpään välikerrkseen, jten maapalln säteen kasvuksi tulee vain 1 cm/v, mikä lienee aivan ikealla alueella. Kun kaasuatmin vurvaikuttava ryhmä n elektrnikentän ftniryhmä, niin vastaavalla tavalla gravitaatikentän termnin vurvaikuttava ryhmä n b-kentän gravitni-ryhmä (ks. taulukk 5.5) ja edelleen vastaavalla tavalla ϕ-kentän elektrnin ϕ 2i vurvaikuttava ryhmä n juuri ϕ 4i. Jtenkin asiat täsmäävät ihmeellisellä tavalla, mutta kk ajan n muistettava, että kysymyksessä n eräs malli ja mallilaskelma, missä esimerkiksi jku luku vi lla kertaa liian suuri ja sitten jnkin tisen luvun vaikutus saman verran liian pieni. Painvimailmiötä n aihetta tutkia tisellakin tavalla ja tällöin lähdetään perusyhtälöstä siepattu liikemäärä = F f = mv m ϕ v ϕ (5.17) Edellä letettiin, että m ϕ säilyy ja v ϕ muuttuu, mutta n tarkasteltava myös sellaista vaihtehta, missä m ϕ muuttuu ja v ϕ säilyy. Tässä tetaan tarkastelun avuksi Nbel-fysiikka 1998 ja Laughlinin neste välittämättä siitä, että tässä työssä sa numerista n tavalliseen tapaan ylösalaisin. Yhtä hyvin ajattelun apuna vitaisiin käyttää sähkökentän ptentiaalia V ja jännitteitä (vrt. khta 2A), mutta ehkä Laughlinin idea n tunnetumpi. Menemättä yksityiskhtiin tdetaan, että Laughlinin neste n lähellä lämpötilaa 0 K leva eräänlainen elektrneista rakennettu kvanttineste, jnka tässä yhteydessä tärkeä minaisuus n, että kun siihen tudaan tavallinen elektrni, niin se välittömästi pilkkutuu parittmaksi määräksi kvasipartikkeleita, jtka kantavat murtlukuvarausta ± e/m.

7 Nyt ajatellaan, että gravitaatikenttä n lunnstaan lämpötilassa 0 K ja siihen n kytkeytynyt ϕ- kenttä elektrnikaasumudssa ϕ 2i. Tämä kenttä vi pitää sitkeästi kiinni siitä, että sen perusyksikkö n juuri n. ϕ 2i, mutta se sallii Laughlinin nesteen kaltaisesti yhdistelmät n. ϕ 2i ± ϕ 2i /m. Tässä yhteydessä tämä tarkittaisi, että liikemäärän m ϕ v ϕ sijasta, missä m ϕ =vaki, atmiytimen kenttä sieppaisikin liikemäärän (n. ϕ 2i ±ϕ 2i /m). v ϕ tai vielä mieluummin yksinkertaisesti hiukkasen ϕ 2i /m. Tässä n ja m vivat lla kknaislukuja tai murtlukuja, jista n n laajilla alueilla vaki ja m n muuttuva. Lisäksi vidaan tdeta, että samalla tavalla kuin atmien maailmassa n elektrni e = ftni γ, niin ϕ-kentän elektrnikaasussa n ϕ 2i = ϕ 4i. Tämä n niin varteentettava vaihteht, kun tutkitaan painviman 1/r 2 riippuvuutta, että tistetaan vielä sama asia yksinkertaistettuna. Massavirran maapalla ympäröivien pallpintjen läpi tulee lla vaki ja täksi ϕ-kentän massavirraksi merkitään alkeispinta-alayksikköä = gravitaatikentän slu khti 2N. ϕ 2i /2 = 2N ϕ 4i /2 (5.18) Tämän jälkeen tdetaan, että js ϕ-kentän virtausnpeus v ϕ n vaki ja gravitaatikentän slukk n käytännössä vaki, kuten mittaukset valhiukkasilla sittavat, niin yksikköslun kautta kulkevan massan m ϕ n muututtava. Merkitään tätä ptentiaalilla Φ Φ = n ϕ / 2 i / 2 ± ϕ 2i m = mϕ (5.19) Tällä ptentiaalilla n edellä mainituilla ehdilla tunnettu 1/r 2 riippuvuus, kska gravitaatikentän slujen lukumäärällä etäisyydessä r levilla pallpinnilla n riippuvuus r 2. Sen, että edellä mainitulla slujen lukumäärällä n juuri riippuvuus r 2 maapalla ympäröivillä pallpinnilla, sittaa edelläkin mainittu valhiukkasten npeuden vakiisuus maapalln lähellä. Yhtälöillä 5.19 n selvää samankaltaisuutta sen kanssa, että sähkökentässä E tdellinen muuttuja nkin ptentiaali V ja magneettikentässä B tdellinen muuttuja nkin vektriptentiaali A. Seuraavaksi tarkastellaan sitä, miten alkuaineiden prtniytimien kenttien ja gravitaatikentän reaktit vat mahdllisia. Prtniytimen vidaan ajatella pilkkutuvan ja reagivan gravitaatikentän ja ϕ-kentän kanssa kahdella tavalla. Ensinnäkin prtniydin, minkä vidaan ajatella levan rakennetta p =N. r =N a-kvarkki (5.20) saattaa pilkkutua ja kndensitua samantapaisesti kuin atmin elektrnikentät eli kun niin ytimessä p e γ (5.21) p r b g (5.22) b-kvarkin ydinkenttä = sähkökenttä n juuri gravitni g ja gravitnin g ydinkenttä n juuri ϕ 2i - kenttä, jten sekä b että g kykenevät reagimaan ϕ-kentän kanssa. Näiden tiset kentät = termkentät reagivat taas gravitaatikentän kanssa suraan. Tämän reaktin

8 p r ydin b g g b r gravitaatikenttä (5.23) vidaan ajatella levan samantapainen kuin kahden kaasumlekyylin vurvaikutuksen p e γ γ e p (5.24) Vidaan myös ajatella, että ydin pilkkutuu kahdesti niin kuin ydin eli p r ϕ ja ϕ -kenttä kndensituu sitten gravitniksi g ja b-kvarkiksi. Reaktit gravitaatikentän ja ϕ-kentän kanssa vat samat kuin edellä. Kun yhtälössä F = m G v G + m ϕ v ϕ f (5.25) liikemäärä m ϕ v ϕ n hallitsevassa asemassa maapalllla, niin suuressa mittakaavassa tulee ajatella tekijä m G v G hallitsevaksi. Gravitaatikentän perushiukkanen = termni r =2. Cmptnin elektrni e c m G ei muutu tasaisen jatkuvasti. Sen muuttumiselle aivan läheinen ilmiö saattaa lla tuttu Hallin ilmiö ja Hallin vastuskäyrä ulkisen magneettikentän funktina saattaa juuri kuvata massan m G muuttumista galaksin ulkpulelta galaksin keskustaan. Täytyy vain lisäksi humata, että Hallin käyrissä numert vat yleisesti ylösalaisin. Edellä esitetystä seuraa, että gravitaatikenttä m G v G n galaktisessa avaruudessa kaikkea muuta kuin tasainen. Riittävän suurilla muutksilla m G ja v G saattaa syntyä pyörteisyyttä, mikä sitten vi aiheuttaa aurinkkunnan syntymisen. Tämä n esitetty tarkemmin tähtitieteen khdassa 9 sekä kuvissa 9.1 ja 9.2. Kun painvimayhtälö yleensä esitetään mudssa F=G. Mm/r 2 (5.26) ja kun painvima n edellä esitetyn mukaisesti yhdistelmä useammasta eri tekijästä, niin vidaan tdeta, että yhtälö 5.26 ei vi lla pätevä tähtitieteen mittakaavassa. Tämä n myös kkeellisen tähtitieteen tuls, jnka mukaan suuressa mittakaavassa yhtälö 5.26 antaa vääriä ennusteita. Edelleen tämän mukaisesti ei le lemassa universaalia gravitaativakita G ja suuressa mittakaavassa G:n arv G = 6, Nm 2 /kg 2 n letettavasti j suuruuslukaltaankin virheellinen. Tdellinen painvima- ja gravitaatiyhtälö n vähintäänkin kahden tekijän summa F=m G v G. f+m ϕ v ϕ. f (5.27) Yhtälöä 5.27 vidaan kutsua yleiseksi painvimayhtälöksi, kska se humii mnia tekijöitä, jita yhtälö 5.26 ei humii. Samalla vidaan tdeta, että yhtälöiden 5.26 ja 5.27 yhtäläisyydet vat näennäisesti vähäiset ja että kummallakin yhtälöllä saadaan maapalln lähellä ikeita tulksia. Tarkempi tarkastelu kuitenkin sittaa, että pienessä mittakaavassa yhtälöt 5.26 ja 5.27 saattavatkin lla sama asia ja tätä yllättävää näkökhtaa selvitetään seuraavaksi. Pienessä mittakaavassa vidaan kettaa määrittää yhtälön 5.26 mukainen vaki G kiertvaa alla, jllaisen kkeen teki Cavendish j v Nykyaikaisilla laitteilla saavutetaan tuls G C = 6, Nm 2 /kg 2. Tällöin mitataan yleensä pieniä massja ja hyvinkin erikkisia massja M ja m. Sen lisäksi, että nämä kkeet antavat lukuarvn G C :lle, niin ne vahvistavat myös 1/r 2 riippuvuuden ja sittavat, että tuls n materian laadusta riippumatn. Ne eivät kuitenkaan anna mitään selitystä sille, miksi näin n tässä kkeessa. Asia vidaan ajatella seuraavasti.

9 Jkainen prtni ja neutrni surittaa sieppauksen m ϕ maapalln lsuhteissa muuttumattmalla värähdysluvulla = reagintitiheys f. Sieppaus tehdään ϕ-kentästä, mikä saattaa lla gravitaatikentän 1/N kmpnentti ja tämän jälkeen nämä jalstuvat atmissa N-kentäksi, mikä saa suunnan ulspäin ja palautuu gravitaatikenttään. Tämä n se syy, miksi pienilläkin kappaleilla n vetvima ja tällä n määrätty analgia siihen, miten sähkövirran jännitekentästä atmin elektrni sieppaa alkiryhmiä ja jalstaa ne näkyvän valn hiukkasiksi. Edellä esitetty tarkittaa, että massan ympärillä gravitaatikenttä n kuin jännitekenttä, jnka kuluttamiseen jkainen prtni ja neutrni sallistuu samalla määrällä. Kun sekä gravitaativima että sähköinen vima vat liikemäärän siirtymiä F = mvf ja kun tässä tapauksessa v. f = vaki, niin F n suraan verrannllinen siirtyvään massaan m ja tämä n lunnllisesti suraan verrannllinen massaa ympäröiviin pallpintihin, jilla n 1/r 2 riippuvuus. Tässä n perusidea siitä, mistä n kysymys. Js kilmetrin päässä levaan taln timitetaan sähkö tasavirtana ja rajitetulla tehlla, niin pienellä kulutuksella ei havaita lampuissa mitään. Kun kulutus tulee riittävän suureksi, niin lamppujen val himmenee aina kun lisätään yksi uusi lamppu, kska vastuslankjen atmien elektrneille tulee yhä pienempiä jännitealkiryhmiä. Aivan samanlaisen ilmiön vidaan ajatella vaikuttavan massihin gravitaatikentässä eli kun massat kuluttavat gravitaatikenttää, niin riittävän suurella kulutuksella siepattujen alkiryhmien kk pienenee ja tässä tapauksessa myös reaktitiheys saattaa muuttua. Tämän mukaisesti yhtälön 5.26 ei tule päteä suurissa massakeskittymissä ja aivan erikisesti sen ei tule päteä maapalllle. Kun se kuitenkin n laitettu pätemään maapalllle, niin tämä viritys n tehty lunnllisesti massan M avulla eikä sen kummallisempaa. Tällainen virityshän n erittäin helpp tehdä vetvimakiihtyvyyden 9,8 m/s 2 avulla ja maapalllla se tdellakin n mahdllista. Aurinkkunnan mittakaavassa se antaa j hyvinkin virheellisiä tulksia esimerkiksi auringn massasta ja suurissa mittakaavissa ei virityksiä enää edes vi tehdä, jten yhtälön F = G. M. m/r 2 antamat tulkset vat tähtitieteen mittakaavissa virheellisiä. Js galaksien keskustissa valhiukkaselle n mitattu npeuksia suuruus-lukaltaan 0,1. c, niin tämä jhtuu sekä gravitaatikentän N-kentän muutksesta että virtausnpeudesta v G. Tietenkään ei vielä vida sana, kuinka suuri suus n kumpaakin, mutta saattaa lla, että gravitaatikentän slu n galaksien keskustissa 137/2 = 68,5-kertainen maapalln verrattuna. Siten gravitaatikentän yksikkökn muuts linnunradan ulkreunalta (e c /2) sen keskustaan (137. e c ) lisi 274-kertainen. Maapall n aivan erikisessa paikassa linnunrataa ja sillä vallitsee erikislsuhteet. Hyvin lähellä n ajatus, että linnunrataa kiertää ellliselle lunnlle sutuisa vyöhyke ja kun tällä vyöhykkeellä levalla aurinkkunnalla n eräs planeetta juuri ikeassa Hallin erikispisteessä, niin väistämättä syntyy myös elllinen lunt. Aurinkkunnan kasvaessa nämä em. erikispisteet siirtyvät ulspäin, niin kuin tiedetään maapalllle tapahtuneen. Tämä edellä esitetty n ajateltava yleispäteväksi kaikille galakseille ja se n tdennäköisesti itse asiassa niiden lemassaln eht. Se, että gravitaatikentän kk n maapalllla jk tasan tai hyvin lähellä termnia r 0 =2. e c, vidaan mahdllisesti sittaa myös hyvin mielenkiintisella tavalla tunnetun taustasäteilyn avulla. Oletetaan, että taustasäteilyn huippu n raditeknisin mittauksin elektrnin e 0 ftnimudn khdalla ja n siten λ = λ = 91,12 nm = 1, mm (5.28) Tämän jälkeen käytetään hyväksi radihiukkasiin liittyvää laskentamenettelyä khdan 7A.6 mukaisesti, jllin saadaan f=c/ λ = 1, /s (5.29)

10 ω =2πf. 137 = 1, /s (5.30) =e 0 = 137. m m (5.31) Yhtälöiden 5.30 ja 5.31 yhteys vidaan lukea suraan tauluksta 6A.1. Tämä n havainnllisuuden takia aihetta laskea tällä tavalla, vaikka tulksen visi tietysti päätellä suraankin. Kun tuls 5.31 kääntyy kerran ja pilkkutuu kahdesti, niin saadaan m m / ( )=r 0 =2. e c (5.32) Tisin sanen raditeknisin keinin avaruudesta saadaan siepattua termneiden r 0 suuruuslukkaa levia alkiryhmiä, jilla n matemaattisesti samantapainen jakautuma kuin esimerkiksi auringn lähettämillä valhiukkasilla. Tämä tarkittaa, että taustasäteily n tavallista maapalla ympäröivästä gravitaatikentästä tulevaa säteilyä. Kun tämä asia käännetään tisinpäin, niin vidaan sana, että taustasäteily sittaa tietyllä tavalla gravitaatikentän kn. Tämän lisäksi taustasäteilyä synnyttävät lunnllisesti kk ajan myös avaruuden elektrnikentät ja atmien elektrnikentät. Kun gravitaatikenttä n eri tavin yhtä pitävästi saatu määriteltyä maapalln pinnalla suuruudeksi r 0 =2. e c ja kun määritellään että painvimakenttä = gravitaatikenttä + ϕ-kenttä, niin edellä ajateltiin, että ne massat m ϕ, jtka liittyvät reaktiihin atmiytimen kentän kanssa, vat liittyneet gravitaatikentän elektrnien = b-kvarkkien gravitniryhmiin g 0 ja saavat siten gravitaatikentän minaisnpeuden 137. c v ϕ. Kertauksena nyt vidaan lpuksi tdeta, että kun tiedetään liikemäärällä p= m ϕ v ϕ (5.33) levan riippuvuus 1 / r 2 ja kun tiedetään valhiukkasilla levan vakinpeus c gravitaatikentän suhteen maapalla ympäröivillä pallpinnilla, niin nämä yhdessä näyttävät edellyttävän, että tdellinen muuttuja painvimassa n m ϕ maapalln lähellä. Tällä n hyvä analgia siihen, että sähkökentässä E tdellinen muuttuja nkin ptentiaali V, kuten esimerkiksi Aharnv-Bhm ilmiö sittaa.