Орбитальные системы обычно рассматриваются в виде системы двух тел. Одно тело большой массы центральное. Тело малой массы находится на орбите. Такие системы хорошо описываются законами Кеплера. В частности на круговой орбите орбитальная скорость малого объекта описывается формулой:
Z — гравитационный радиус центрального тела.
R — радиус орбиты малого тела.
C0— скорость света.
Привлекая теорию гравитации Эйнштейна или теорию гравитации ФИР, которая для наблюдаемых явлений даёт аналогичные результаты, можно получить уточнённую формулу:
.
Теперь вблизи объекта подобного «чёрной дыре» орбитальная скорость снижается, доходя до нуля с приближением к гравитационному радиусу центрального объекта.
Для сложных орбитальных объектов типа галактик наблюдения не подтверждают эту зависимость. Скорости орбитальных объектов начиная с некоторого радиуса остаются постоянными.
Обычно это объясняют наличием невидимой тёмной материи.
Но давайте посмотрим на орбитальные системы несколько иначе.
Геометрически вокруг массивного объекта существует множество траекторий отличающихся эксцентриситетами и радиусами.
Если на любую из орбит поместить малое материальное тело, то это тело станет с ней единым целым. При этом орбита не будет геометрической безразмерной тонкой линией, а приобретёт толщину (такое представление позволяет сделать правильные вычисления).
Если вокруг сверхмассивного объекта вращается звезда по круговой орбите, то за толщину её орбиты можно принять диаметр звезды.
В таком случае формула для орбитальной скорости изменится:
Теперь z — гравитационный радиус орбитального объекта орбита имеет толщину 2r и содержит n звёзд.
Для небольшого числа объектов на одной орбите определить n не представляет труда.
Но если число объектов велико, или даже это пыль, то следует представит себе тело имеющее гравитационный радиус z и физический радиус равный r.
Если масса пыли в канале равна M, а диаметр канала 2r, то в обычной формулировке с гравитационной постоянной:
Для простоты вычислений представим себе, что основная масса материи галактики вокруг ядра состоит из звёзд подобных Солнцу.
Существует некоторое среднее расстояние между звёздами, которое определено астрономами примерно как L1=9.4608e+15. Понятно, что на каждом орбитальном радиусе эта величина различна. Её можно вычислить ориентируясь на среднее значение приблизительно так:
Rmax это расстояние от центра галактики, на котором ещё есть её звёзды.
Значение n определим по формуле:
Подставив реальные значения Z, z, r, построим график V=f(R). Максимальный радиус выбран равным ста радиусам орбиты Солнца(100*R_s)
C=300000000 скорость света м/с.
R_orb=4*10^20 орбита солнца м.
z=3000 гравитационный радиус солнца м.
Z=2*10^12 гравитационный радиус ядра галактики м (оценка).
r=696230000 радиус солнца м.
График составлен из двух, поскольку доступные вычислительные мощности не позволяли вычислять сразу по всему диапазон радиусов.
Реальные измерения (на ч.б. рисунке в верхнем правом углу) показывают большие отклонения от средней скорости звёзд. Это связано с тем, что на разных, даже на соседних, орбитах плотность звёзд может быть различной.
Можно обнаружить соответствие начальной части графика на основе наблюдений и начальной части зелёной линии на нашем графике. Это орбиты по Кеплеру. Далее на графике из опыта и на нашем графике среднее значение орбитальных скоростей изменяется мало и почти постоянно.
После достижения края галактики плотность звёзд на орбитах резко падает и они вообще исчезают. График скоростей снова приходит в кеплеровский вид (в логарифмических координатах это прямая).
Килопарсек это 3,09*10^19 м.
График по наблюдениям охватывает примерно 5*10^20 метра.
Радиус орбиты солнца R_orb_s=4*10^20 метров.
Наш график охватывает диапазон до 10^25 метра, где звёзд в галактике уже нет.
Логарифмический масштаб позволяет на одном графике показать всю галактику независимо от её реальных размеров.
На нашем графике диапазон радиусов звёзд, скорости которых измерялись, находится между 10^18 и 10^21 метра. Если таким образом ограничить наш график, все скорости звёзд будут примерно одинаковы. График превратится в почти горизонтальную линию (средняя часть графика по красной линии).
Конец графика начинает опускаться, поскольку в этой области по нашему вычислению заканчивается материя галактики. Далее график будет соответствовать ситуации, когда вся галактика это отдельный компактный объект. График скоростей постепенно придёт к кеплеровскому виду.
В Солнечной Системе описанный эффект теоретически можно обнаружить в поясе астероидов.
Если знать массу отдельного астероида и измерить его орбитальную скорость, она должна быть несколько выше, чем вычисленная по Кеплеру. Правда погрешности измерения массы астероида и его скорости могут быть выше, чем разница реальной и вычисленной скорости.
В Физике Иного Разума, на основах которой построено вычисление в отличие от ньютоновской и эйнштейновской физики все изучаемые объекты материальны. Кеплеровская орбита это геометрическое место точек. Физическая орбита это канал с осью в виде кеплеровской траектории с движущейся в нём материей.
По Ньютону для вычисления орбитального движения малого объекта достаточно знать массу центрального объекта. В нашем случае дополнительно необходимо знать массу всей материи находящейся в орбитальном канале и толщину этого канала. Даже в том случае, когда эта масса существенно меньше массы центрального тела.
Как показали вычисления, в галактике Млечный Путь на каждой физической траектории находится достаточно массы, чтобы проявилось отклонение от геометрических законов Кеплера.
В Солнечной Системе на орбитах массы планет и астероидов достаточно малы, а точность измерений не достаточно высока, чтобы заметить проявление описанного эффекта.
Достаточно внимательно проанализировать законы Ньютона и Кеплера, чтобы тёмная материя в галактике стала лишней сущностью.
