Este artículo abre una serie de publicaciones que cubren la visión del autor sobre el tema del cambio de polos utilizando el ejemplo del efecto Janibekov. El autor se toma la libertad de contribuir a la divulgación del tema e invitar a los lectores del sitio a que se familiaricen.
- con que razones fisicas provocan el fenomeno
- con cómo se puede determinar la posición del polo geográfico pasado
- con la reconstrucción del autor de una catástrofe planetaria
y otros hallazgos interesantes … ¡Feliz lectura!
Efecto Dzhanibekov
norte
Durante su quinto vuelo a bordo de la nave espacial Soyuz T-13 y la estación orbital Salyut-7 (del 6 de junio al 26 de septiembre de 1985), Vladimir Dzhanibekov llamó la atención sobre el efecto aparentemente inexplicable desde el punto de vista de la mecánica y la aerodinámica modernas, Se manifiesta en el comportamiento de la nuez más común, o más bien la nuez "con orejas" (corderos), que fijaban bandas metálicas que aseguran bolsas para empacar cosas cuando se transportan mercancías al espacio.
Al descargar otro barco de transporte, Vladimir Dzhanibekov golpeó una de las orejas del cordero con el dedo. Por lo general, volaba y el astronauta lo agarraba con calma y se lo metía en el bolsillo. Pero esta vez Vladimir Alexandrovich no atrapó la tuerca, que, para su gran sorpresa, después de haber volado unos 40 centímetros, giró inesperadamente sobre su eje, después de lo cual voló más girando de la misma manera. Después de volar otros 40 centímetros, volvió a darse la vuelta. Esto le pareció tan extraño al astronauta que giró el "cordero" hacia atrás y volvió a golpearlo con el dedo. ¡El resultado fue el mismo!
Muy intrigado por un comportamiento tan extraño del "cordero", Vladimir Dzhanibekov repitió el experimento con otro "cordero". Sin embargo, también volcó en vuelo después de una distancia ligeramente mayor (43 centímetros). La bola de plastilina lanzada por el astronauta se comportó de manera similar. Él también, habiendo volado cierta distancia, se dio la vuelta sobre su eje.
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El efecto descubierto, llamado "efecto Dzhanibekov", comenzó a ser estudiado cuidadosamente y se descubrió que los objetos investigados, girando en gravedad cero, hacían una revolución de 180 grados ("salto mortal") a intervalos estrictamente definidos.
Al mismo tiempo, el centro de masa de estos cuerpos continuó en movimiento uniforme y rectilíneo, en total conformidad con la primera ley de Newton. Y la dirección de rotación, "giro", después del "salto mortal" permaneció igual (como debería ser de acuerdo con la ley de conservación del momento angular). Resultó que con respecto al mundo externo el cuerpo retiene su rotación alrededor del mismo eje (y en la misma dirección) en el que giraba antes de la voltereta, ¡pero los "polos" estaban invertidos!
Esto queda perfectamente ilustrado por el ejemplo de la “nuez Dzhanibekov” (una tuerca de mariposa ordinaria).
Si miras desde el centro de las masas, las "orejas" de la tuerca primero giran en una dirección y después del "salto mortal" en la otra.
Si miras desde la POSICIÓN DE UN OBSERVADOR EXTERNO, entonces la rotación del cuerpo, como un objeto completo, permanece igual todo el tiempo - el eje de rotación y la dirección de rotación no cambian.
Y esto es lo que es interesante: para un observador imaginario en la superficie de un objeto, habrá una especie de CAMBIO DE POLOS completo. El "hemisferio norte" condicional se convertirá en "sur" y "sur" - ¡"norte"!
Existen ciertos paralelismos entre el movimiento de la "nuez de Janibekov" y el movimiento del planeta Tierra. Y nace la pregunta: "¿Qué pasa si no solo la nuez, sino también nuestro planeta está cayendo?" Quizás una vez cada 20 mil años, o quizás más a menudo …
¿Y cómo no recordar la hipótesis de un cambio catastrófico de los polos de la Tierra, formulada a mediados del siglo XX por Hugh Brown y respaldada por los trabajos científicos de Charles Hapgood ("La corteza cambiante de la Tierra", 1958 y "Path of the Pole", 1970) e Immanuel Velikovsky (" Colisión de mundos ", 1950)?
Estos investigadores estudiaron las huellas de desastres pasados y trataron de responder a la pregunta "¿Por qué ocurrieron a una escala tan grande y tuvieron consecuencias como si la Tierra se volcara, cambiara los polos geográficos?"
Desafortunadamente, no pudieron presentar razones convincentes para las "revoluciones de la Tierra". Al esbozar su hipótesis, sugirieron que la causa del "salto mortal" es el crecimiento desigual de la "capa de hielo" en los polos del planeta. La comunidad científica consideró esta explicación frívola y registró la teoría como marginal.
Rastros de una catástrofe planetaria: una inundación.
Sin embargo, el "efecto Dzhanibekov" hizo que la gente reconsiderara esta teoría. Los científicos ya no pueden descartar que la misma fuerza física que hace que la nuez caiga también pueda girar nuestro planeta … Y los rastros de catástrofes planetarias pasadas indican claramente la escala de este fenómeno.
Ahora, lector, nuestra tarea es ocuparnos de la física del golpe.
Peonza china
La peonza china (peonza de Thomson) es un juguete con forma de bola truncada con un eje en el centro del corte. Si esta parte superior está fuertemente desenrollada, colocándola sobre una superficie plana, entonces puede observar un efecto que parecería violar las leyes de la física.
Mientras acelera, la parte superior, contrariamente a todas las expectativas, se inclina hacia un lado y continúa girando más hasta que se coloca sobre un eje, sobre el que luego continuará girando.
A continuación se muestra una foto donde los físicos observan una violación obvia de las leyes de la mecánica clásica. Dando la vuelta, la parte superior realiza un trabajo para elevar su centro de masa.
"¿Cuál es la razón física de este comportamiento de la cima?" - esta es la pregunta que interesó incluso a los científicos más venerables del siglo XX.
Todos los intentos de proporcionar una base matemática basada en las leyes de la mecánica clásica no han sido lo suficientemente convincentes. Fue necesario explicar el movimiento de la parte superior utilizando varios supuestos adicionales sobre el efecto de la fricción.
Sin embargo, todo resulta ser más simple: la parte superior gira bajo la acción de las mismas fuerzas que la "tuerca Dzhanibekov". ¡La fricción no causa un golpe! Solo puede ralentizar la rotación, tomando gradualmente energía de la parte superior.
En la órbita de la Tierra y en su superficie, las leyes físicas son las mismas. La única diferencia es que también hay una fuerza de atracción notable en la superficie de la Tierra. No estarás suspendido en el aire por mucho tiempo … Por lo tanto, la parte superior de Thomson no pudo mostrar lo que mostraba la "tuerca de Dzhanibekov": se dio la vuelta solo una o dos veces, luego perdió su poder de rotación y se detuvo. Pero fue este juguete el que hizo que los científicos buscaran las razones de su extraño movimiento. Y cuando se descubrió el “efecto Dzhanibekov”, recordaron sobre la cima china y vieron que estos fenómenos son muy similares.
Tomemos el modelo de la tapa china y tratemos de encontrar una explicación para el "efecto Janibekov".
El punto amarillo es el centro de masa.
La línea roja es el eje de rotación de la tapa.
La línea azul denota un plano perpendicular al eje de rotación de la parte superior y que pasa por el centro de masa. Este plano divide la parte superior en dos mitades: esférica (inferior) y cortada (superior).
Llamemos a este plano - PCM (plano del centro de masa).
Los círculos azul claro simbolizan la energía cinética de rotación. El círculo superior es la energía del momento de inercia acumulado de esa mitad de la parte superior, que se encuentra por encima del PCM. El círculo inferior es la energía de la mitad que se encuentra debajo del PCM. El autor hizo una estimación cuantitativa aproximada de la diferencia en la energía cinética de las mitades superior e inferior de la parte superior de Thomson (en la versión de un juguete de plástico): resultó ser de alrededor del 3%.
¿Por qué son diferentes? Esto se debe al hecho de que la forma de las dos mitades es diferente, respectivamente, y los momentos de inercia serán diferentes. Tenemos en cuenta que el material del juguete es homogéneo, por lo que el momento de inercia depende únicamente de la forma del objeto y la dirección del eje de rotación.
Entonces, ¿qué vemos en el diagrama de arriba?
Vemos cierta asimetría de energía alrededor del centro de masa. Una "mancuerna" de energía con "pesos" de diferente poder en los extremos (en el diagrama - círculos azul claro) obviamente creará un DESEQUILIBRIO.
¡Pero la naturaleza no tolera la falta de armonía! La asimetría de la "mancuerna" en una dirección a lo largo del eje de rotación después del vuelco se compensa con la asimetría en la otra dirección a lo largo del mismo eje. Es decir, el equilibrio se logra mediante un cambio periódico de estado en el tiempo: un cuerpo en rotación coloca un "peso" más poderoso de la energía "mancuerna" en un lado o en el otro lado del centro de masa.
Tal efecto aparece solo para aquellos cuerpos giratorios que tienen una diferencia entre los momentos de inercia de dos partes, condicionalmente "superior" e "inferior", separadas por un plano que pasa por el centro de masa y perpendicular al eje de rotación.
Los experimentos en la órbita de la Tierra muestran que incluso una caja ordinaria con cosas puede convertirse en un objeto para demostrar el efecto.
Habiendo descubierto que el aparato matemático del campo de la mecánica cuántica (desarrollado para describir los fenómenos del micromundo, el comportamiento de las partículas elementales) es muy adecuado para describir el "efecto Dzhanibekov", los científicos incluso dieron un nombre especial para los cambios abruptos en el macromundo: "procesos pseudo-cuánticos".
Frecuencia de golpes
Los datos empíricos (experimentales) recopilados en órbita muestran que el factor principal que determina la duración del período entre saltos mortales es la diferencia entre las energías cinéticas de las mitades "superior" e "inferior" del objeto. Cuanto mayor es la diferencia de energías, más corto es el período entre las vueltas del cuerpo.
norte
Si la diferencia en el momento de inercia (que después del "giro" de la parte superior se convierte en la energía acumulada) es muy pequeña, entonces dicho cuerpo girará de manera estable durante mucho tiempo. Pero esa estabilidad no durará para siempre. En algún momento llegará el momento de un golpe.
Si hablamos de los planetas, incluido el planeta Tierra, entonces podemos afirmar con confianza que definitivamente no son esferas geométricas ideales que consisten en materia idealmente homogénea. Esto significa que el momento de inercia de las mitades condicionales "superior" o "inferior" del planeta, incluso en centésimas o milésimas de porcentaje, es diferente. Y esto es suficiente porque en algún momento esto conduciría a una revolución del planeta con respecto al eje de rotación y un cambio de polos.
Características del planeta Tierra
Lo primero que me viene a la mente en relación con lo anterior es que la forma de la Tierra está claramente lejos de una bola ideal y es un geoide. Para mostrar las diferencias de elevación en nuestro planeta con más contraste, se desarrolló un dibujo animado con una escala multiplicada de la diferencia de altura (ver más abajo).
En realidad, el relieve de la Tierra es mucho más suave, pero el hecho mismo de la forma imperfecta del planeta es obvio.
En consecuencia, uno debe esperar que la imperfección de la forma, así como la heterogeneidad de la materia interna del planeta (la presencia de cavidades, capas litosféricas densas y porosas, etc.) conducirán necesariamente al hecho de que las partes "superior" e "inferior" del planeta tendrán alguna diferencia. en un momento de inercia. Y esto significa que las "revoluciones de la Tierra", como las llamó Immanuel Velikovsky, no es una invención, sino un fenómeno físico muy real.
Agua en la superficie del planeta
Ahora debemos tener en cuenta un factor muy importante que distingue a la Tierra de la cima de Thomson y la nuez de Dzhanibekov. Este factor es el agua. Los océanos ocupan aproximadamente las tres cuartas partes de la superficie del planeta y contienen tanta agua que si toda ella se distribuye uniformemente sobre la superficie, se obtiene una capa de más de 2,7 km de espesor. La masa de agua es 1/4000 de la masa del planeta, pero a pesar de una fracción tan aparentemente insignificante, el agua juega un papel muy importante en lo que sucede en el planeta durante un golpe …
Imaginemos que ha llegado el momento en que el planeta da un "salto mortal". La parte sólida del planeta comenzará a moverse a lo largo de una trayectoria que conducirá a un cambio de polos. ¿Y qué pasará con el agua en la superficie de la Tierra? El agua no tiene una conexión fuerte con la superficie; puede fluir hacia donde se dirigirán las resultantes de las fuerzas físicas. Por tanto, de acuerdo con las conocidas leyes de conservación de la cantidad de movimiento y la cantidad de movimiento angular, se intentará mantener la dirección del movimiento que se realizaba antes del "salto mortal".
Qué significa eso? Esto significa que todos los océanos, todos los mares, todos los lagos comenzarán a moverse. El agua comenzará a moverse con aceleración en relación con una superficie sólida …
En cada momento durante el proceso de cambio de polos, dos componentes inerciales casi siempre actuarán sobre los cuerpos de agua, donde sea que se encuentren en el mundo:
- El primer componente está directamente relacionado con el movimiento del planeta a lo largo de la trayectoria del "salto mortal". La tierra se moverá y el agua intentará permanecer en su posición original. Ocurrirá aproximadamente lo mismo que en el caso en el que movemos bruscamente el plato de agua que está sobre la mesa: el agua salpique por el borde del plato.
- El segundo componente surge debido al hecho de que la posición del punto de la superficie cambia con respecto a los polos (para un observador en la superficie del planeta, los polos se mueven, "cambian") y, como resultado, cambia la latitud en la que se encuentra.
Eche un vistazo a la imagen de abajo. Muestra la magnitud de las velocidades lineales en diferentes latitudes (para mayor claridad, se han seleccionado varios puntos en la superficie del globo).
Las velocidades lineales difieren porque el radio de rotación en diferentes latitudes geográficas es diferente. Resulta que si un punto en la superficie del planeta "se mueve" más cerca del ecuador, entonces aumenta su velocidad lineal, y si desde el ecuador, disminuye. ¡Pero el agua no está firmemente unida a una superficie sólida! ¡Mantiene la velocidad lineal que tenía antes del "salto mortal"!
Debido a la diferencia en las velocidades lineales del agua y la superficie sólida de la Tierra (litosfera), se obtiene un efecto de tsunami. La masa de agua del océano se mueve en relación con la superficie en una corriente increíblemente poderosa. Vea la clara marca que dejó el pasado cambio de polos. Este es el paso de Drake, se encuentra entre América del Sur y la Antártida. ¡El caudal es impresionante! Arrastró los restos de un istmo preexistente durante dos mil kilómetros.
El mapa del viejo mundo muestra claramente que todavía no existe el Pasaje de Drake en 1531 … O aún se desconoce, y el cartógrafo dibuja un mapa de acuerdo con información antigua.
La magnitud de los componentes inerciales depende de la ubicación del punto de interés para nosotros, así como de la trayectoria del "salto mortal" y de la etapa de la revolución en la que nos encontremos. Una vez finalizado el golpe, el valor de los componentes inerciales se volverá cero y el movimiento del agua se extinguirá gradualmente debido a la viscosidad del líquido, debido a las fuerzas de fricción y gravedad.
Cabe decir que en el "cambio de polos" hay dos zonas en la superficie del globo en las que ambos componentes inerciales serán mínimos. Podemos decir que estos dos lugares son los más seguros en términos de la amenaza de la ola de inundaciones. Su peculiaridad es que no habrá fuerzas de inercia en ellos, lo que obligará al agua a moverse en cualquier dirección.
Desafortunadamente, no hay forma de predecir la ubicación de estas zonas por adelantado. Lo único que se puede decir es que los centros de estas zonas están ubicados en la intersección de los ecuadores de la Tierra, uno que fue antes del "salto mortal" y el otro que vino después.
Dinámica del flujo de agua bajo la influencia de componentes inerciales
La siguiente figura es una representación esquemática del movimiento de una masa de agua bajo la influencia de un cambio de polos. En la primera imagen de la izquierda vemos la rotación diaria de la Tierra (flecha verde), un lago condicional (círculo azul - agua, círculo naranja - costa). Los dos triángulos verdes representan dos satélites geoestacionarios. Dado que el movimiento de la litosfera no afecta su ubicación, los usaremos como puntos de referencia para estimar las distancias y direcciones de movimiento.
Las flechas rosadas muestran la dirección en la que se mueve el Polo Sur (a lo largo de la trayectoria de corte). Las orillas del lago se mueven (en relación con el eje de rotación del planeta) junto con la litosfera, y el agua, bajo la influencia de fuerzas inerciales, primero intenta mantener su posición y se mueve a lo largo de la trayectoria de cizallamiento, y luego, bajo la influencia del segundo componente inercial, gira gradualmente su movimiento hacia la rotación del planeta.
Esto se nota más cuando se compara la posición en el diagrama del círculo azul (cuerpo de agua) y los triángulos verdes (satélites geoestacionarios).
A continuación, en el mapa, podemos ver las huellas de un flujo de agua y lodo, cuya dirección de movimiento gira gradualmente bajo la influencia del segundo componente inercial.
Hay rastros de otras corrientes en este mapa. Los cubriremos en las próximas partes de la serie.
El efecto amortiguador de los océanos
Cabe decir que los cuerpos de agua de los océanos no solo son destruidos por los catastróficos flujos de tsunamis. Pero son la causa de otro efecto: el efecto de amortiguación, que ralentiza la revolución del planeta.
Si nuestro planeta solo tuviera tierra y no tuviera océanos, entonces el cambio de polos se produciría exactamente de la misma manera que para la "nuez de Janibekov" y el techo chino: los polos cambiarían de lugar.
Pero cuando, durante un golpe, el agua comienza a moverse por la superficie, introduce un cambio en el componente energético de rotación, es decir, la distribución del momento de inercia. Aunque la masa del agua superficial es solo 1/4000 de la masa del planeta, su momento de inercia es aproximadamente 1/500 del momento de inercia total del planeta.
Esto resulta ser suficiente para extinguir la energía del giro antes de que los polos giren 180 grados. Como resultado, hay un cambio de polos en el planeta Tierra, en lugar de una inversión completa, un "cambio de polos".
Fenómenos atmosféricos durante el cambio de polos
El efecto principal del "salto mortal" del planeta, que se manifiesta en la atmósfera, es una poderosa electrificación, un aumento de la electricidad estática, un aumento de la diferencia de potencial eléctrico entre las capas de la atmósfera y la superficie del planeta.
Además, una masa de diferentes gases se escapa de las profundidades del planeta, incluida la desgasificación del hidrógeno multiplicada por el estrés de la litosfera. En las condiciones de las descargas eléctricas, el hidrógeno interactúa intensamente con el oxígeno atmosférico; el agua se forma en volúmenes muchas veces superiores a la norma climática.
Continuación: "Parte 2. Posicionamiento del polo pasado"
Autor: Konstantin Zakharov
