Tytuł roboczy: Czy oddziaływania grawitacyjne to wynik subtelnej asymetrii rozkładu ładunków w strukturze materii?
Streszczenie: W niniejszym artykule przedstawiono hipotezę, według której obserwowane oddziaływania grawitacyjne mogą być rezultatem elektrostatycznych sił przyciągania wynikających z nieidealnej symetrii rozkładu dodatnich i ujemnych ładunków elementarnych w strukturze materii. Poprzez geometryczny model z naprzemiennymi ładunkami „+” i „-” oraz jego rozwinięcie w formie obliczeń numerycznych, zaprezentowano mechanizm prowadzący do makroskopowego przyciągania się obiektów elektrycznie obojętnych.
1. Wprowadzenie: Oddziaływania grawitacyjne należą do podstawowych sił znanych w fizyce, lecz ich natura wciąż pozostaje nie do końca zrozumiała. Powszechnie przyjmuje się, że są one wynikiem zakrzywienia czasoprzestrzeni przez masę, zgodnie z ogólną teorią względności. W tym artykule zaprezentowano alternatywną hipotezę, w której grawitacja jest efektem elektrostatycznych sił przyciągania wynikających z niewielkiej asymetrii geometrycznego rozmieszczenia ładunków w strukturze atomowej.
2. Model geometryczny dwóch elementów obojętnych elektrostatycznie: Rozważmy dwa elementy, każdy złożony z naprzemiennie rozmieszczonych ładunków dodatnich i ujemnych na powierzchniach, które mogą się przemieszczać tylko w poziomie:
- Górny element: „+ – + – + – + -”
- Dolny element: „+ – + – + – + -”
Jeżeli dolny element zostanie przesunięty o połowę długości rozstawu ładunków względem górnego (np. o ½ d), wówczas:
- Odległości między ładunkami różnoimiennymi będą mniejsze niż między jednoimiennymi,
- Suma sił elektrostatycznych będzie prowadzić do przyciągania się elementów mimo ich globalnej neutralności elektrostatycznej.
Ten prosty geometryczny układ ujawnia istotny mechanizm: przy odpowiednim przesunięciu dwóch zestawów ładunków można uzyskać statyczne przyciąganie.
3. Obliczenia dla dwóch sfer żelaznych: Załóżmy dwie kulki żelazne o promieniu 1 cm, których środki są oddalone o 1 m. Zakładamy, że każda kulka zawiera ok. 10^26 cząstek (protonów i elektronów), z których tylko 10^6 par ładunków w każdej kuli bierze udział w subtelnym przyciąganiu przez wspomnianą asymetrię.
Dla każdej z tych par siła elektrostatyczna zgodnie z prawem Coulomba:
F = k * q^2 / r^2
Przy założeniu q = 1.6 × 10⁻¹⁹ C i r = 1 m:
F ≈ (8.99 × 10⁹) * (1.6 × 10⁻¹⁹)² / 1 ≈ 2.3 × 10⁻²⁸ N
Dla 10⁶ par:
F_całkowita ≈ 10⁶ * 2.3 × 10⁻²⁸ ≈ 2.3 × 10⁻²² N
Jest to siła kilkanaście rzędów wielkości słabsza od klasycznej siły grawitacyjnej (~10⁻¹⁰ N), ale zauważmy, że wzrost liczby par prowadzi do proporcjonalnego wzrostu tej siły.
4. Powiązanie z prawem powszechnego ciążenia: Stała grawitacyjna G ≈ 6.674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² może być interpretowana jako efekt statystycznego uśrednienia bardzo wielu słabych sił elektrostatycznych, które powstają przez nieznaczną asymetrię w rozkładzie ładunków wewnątrz obiektów makroskopowych.
Zakładając 10¹⁷ efektywnych par ładunków dla masy rzędu kilograma, suma sił elektrostatycznych może osiągnąć poziom zgodny z obserwowaną siłą grawitacyjną:
F_elektrostatyczna ≈ G * m₁ * m₂ / r²
5. Wnioski i dalsze implikacje: Proponowany model pozwala na reinterpretację oddziaływań grawitacyjnych jako efektu elektrostatycznego, powstającego dzięki drobnej asymetrii w rozmieszczeniu ładunków. Choć hipoteza ta wymaga dalszej analizy i doświadczalnej weryfikacji, może stanowić punkt wyjścia do nowego spojrzenia na fundamentalne siły w przyrodzie.