TITLE: IS THERE ANY UNKNOWN CONSERVATION LAW?


AUTHOR:

First name: ABEL

Name: CAVAŞI


Email: abelcavasi@yahoo.com


KEYWORD LIST:

Unknown conservation law, fundaments of theoretical physics, mechanics, incorrect explanation given by Newton to the Earth precession, mysteries



ABSTRACT:

In the first part of this study we have demonstrated the existence of a new conservation law in Physics, a law which is as important as the impulse conservation law, of the kinetic moment and the energy. In the second part we have demonstrated that Newton’s explanation for the Earth precession is incorrect and that this phenomenon takes place because of the conservation of the Earth volume impulse.



INTRODUCTION:

The conservation law of IMPULSE is an overwhelming discovery for the progress of physics. This law states that the impulse of a free system remains constant for ever, not being able to be modified by means from the inner system. In advanced theoretic mechanics it is proven that the impulse conservation law is due to empty SPACE OMOGENITY, meaning that, no matter how much we move in a certain direction through empty space, we will never encounter anything particular, the nature laws having to be unchanged in space translation. This law’s consequences are priceless. A lifetime will not suffice to understand the theoretic and practical importance of this law. Millions of pages were written, trying to comprehend the impulse conservation law applications. There is almost no mechanism that does not utilize it.

To alter a systems impulse, we must act upon the system with a non-null force. The force is the sole cause that can alter a system’s impulse. If we find that a system’s impulse modifies in time, then we can draw the conclusion that the system is not free, but it is influenced by a force produced by the rest of the Universe.

But not only a free system’s impulse is conserved. We know today that there is also another physical entity as important as the impulse, but much difficult to understand, known as the KINETIC MOMENT. Also, the kinetic moment of a free system is conserved, and this law, of the conservation of the kinetic moment, is due to empty SPACE ISOTROPY, meaning that in any direction we may measure in a given empty space, we will not notice anything particular, because nature’s laws must be, by definition, invariables to rotations. In order to alter a system’s kinetic moment we must act upon it from the exterior with force moments, meaning pears of forces not situated on the same axe.

The last conservation law known in mechanics is ENERGY’S conservation law, and it is due to TIME UNIFORMITY, meaning to nature’s laws independence from their discovery moment. A free system’s energy remains constant, impossible to modify by system’s proper means.

The mechanic does not know any other conservation law, except these three. At least, in 25 years of research, the author did not find any other law belonging to the mechanic or that can not be reduced to one of the fore mentioned.


RESULTS:

In the following, we will show that in the field of mechanics there is still another conservation law, independent from the three known until now, law that expresses the invariability of nature’s laws in case of empty SPACE DILATATION, in case of a system homothetic. To demonstrate the necessity of this new law, we will proceed by analogy with what we already know.

For starters we shall imagine a material point of constant mass m that moves through empty space with the constant impulse . This situation implies the existence of a line, which we will call movement line, and the existence of a LINEAR SPEED, having as support this line. The impulse conservation law says that, if the material point mass is constant, and then also the linear speed is constant.

The kinetic moment is defined as the vector product between position and impulse, meaning . We notice that the kinetic moment value depends on the fix point where we measure the material point position, point we will call areole pole. If the areole pole is situated on the movement line, then the kinetic moment calculated on this point is null. In order not to have a null kinetic moment it is necessary for the areole pole to be situated outside the movement line. Let’s assume that the areole pole is found outside the line. The assumption allows us to define a plan which we will call the movement plan and which is defined by the movement line and the areole pole. Also, we can define the AREOLE SPEED of the material point as the area swiped in the time frame the segment that unites the areole point with the material point. In results that the kinetic moment conservation law tells us, by analogy with the impulse conservation law, that the material point’s areole speed is constant.

The profound analogy between the impulse and the kinetic moment, between the movement line and movement plan, and between the linear speed and areole speed, can determinate us to ask the following questions:



The answer to these questions can only be affirmative, because, from the philosophical point of view, the passing from the kinetic moment to the volumic impulse does not imply anything different to what the passing from the impulse to the kinetic moment implies. In other words, if nothing stops us from choosing a areole pole to define the kinetic moment, in the same way, nothing stops us from choosing a volumic pole to define the volumic impulse.

Let’s go back then, to the study of the movement of our material point to specify the conclusions of the precedent reasoning. Let’s choose then a second fix point situated outside the movement plan, which we will call volumic pole and let’s define the volumic impulse as the scalar expressed by the mixed product , where is the position of the material point to the volumic pole, and is the position of the material point to the areole pole. Because both the areole pole and the volumic pole are fixed points, and the material point impulse is considered constant, we can simply conclude that the volumic impulse is constant, is conserved. Besides that, since the kinetic moment it is not a superfluous physical entity in rapport with the impulse, but it is a distinct notion, also, the volumic impulse is not a superfluous in rapport with the kinetic moment, being itself a distinct notion both from the impulse and the kinetic moment.

Now we must explicitly formulate the kinetic moment conservation law: in a free system, the volumic impulse is conserved. The cause that can modify the volumic impulse cannot come but from the exterior and can be called volumic force. Then, the volumic force is the derivate of the volumic impulse by rapport with the time. So , where represents the moment of force that acts upon the system. Hence for a free particle we have .


DISCUSSION:

If a system is made from more material particles, each having a kinetic moment, then the volumic impulse of the entire system is the sum of the volumic impulses of the calculated particles by rapport with the mass center of the system, because the volumic impulse is additive as is the mixed product.

It is not difficult to notice that the volumic impulse and its conservation law must have profound consequences in Physics. It is highly possible that the volumic force is the electromagnetic field effect. Moreover, we can suspect that nuclear forces might be connected with the volumic impulse conservation law or that this law can explain why galaxies have a kinetic moment. Also, the quantification of systems energy tells us that the volumic impulse can only be transferred from a system to another in quanta. But all these remain simple hypotheses that surpass the objective of the present material.


EXPERIMENTAL CONFIRMATIONS:

In the following, we will try to give experimental confirmation to this new law. For this we will appeal to the human knowledge in Earth movement.

Many things are known to this day about Earth movement, most of which being interpreted in the correct way. There is, anyway a fatal exception connected with the poles axe precession. Respectable technical literature, aware of the human knowledge limits, like the “Berkeley Physics Course”, or Feynman’s “Modern Physics”, avoid the discussion of the Earth’s precession motion. But more ambitious books present an explanation of the precession left to us by Newton, based on the attraction force exerted by the Sun on the Earth, which is why the last is considered to by flattened at the poles.

To understand the absurdity of such an explanation we must detail it. Its known that the Earth’s surface rotates round an axe, called the poles axe and makes a complete rotation in approx. 24hrs. We also know that the poles axe has an almost constant angle of 66°33’ with the ecliptic plan, Earths trajectory around the sun being the ecliptic. As well, the poles axe rotates itself round an axe perpendicular on the ecliptic plan, movement called moon-sun precession. This moon-sun precession has an approx 26000 years period. Discovering the gravity law, Newton thought that it can explain almost anything, even the Earth’s precession movement, why he left us the following explanation for this motion:



Here it is where Newton stops and so do all those who followed. Nobody ever questioned this explanation, came from one of the worlds greatest physicists.

Preoccupied by the experimental confirmation of the volumic impulse conservation law, the author wondered if it is not possible that in the solar system we may find effects of this law. Happily, Earth’s precession is one of these effects. In order to prove this, we must first show that Newton’s explanation is wrong:



These two reasons disassemble for ever the explanation of the sun attraction based precession. It is not the Sun responsible for the precession, but something else. We shall show that this “something else” is exactly the volumic impulse conservation law. A rigid solid does not have its proper volumic impulse, but only a volumic impulse in rapport with a point, other than its mass center. So, a body that has its proper volumic impulse, cannot be entirely solid, it has to be made of two parts each with its proper kinetic moment and, respectively, found at the distance and, respectively, from the commune mass center, in what case the entire body volumic impulse will be . If, in order to explain the precession, we admit that the Earth has an constant volumic impulse or with negligible variation, that is not impossible, then the Earth must have a core that’s kinetic moment executes itself a precession in approx. 26000 years, if, the kinetic moment of the entire Earth is assumed constant.

Not disposing of exact data about the Earth shell kinetic moment, nor about its core, we cannot calculate the exact value of the core’s precession, and we must be satisfied with the following qualitative conclusions:


I strongly hope that the readers of this study shall quickly understand the importance of the conservation law of the volume impulse shown here and that they will be among the first to put it into value.



REFERENCES:


  1. The Feynman Lectures on Physics – Addison – Wesley, reading, Massachussetts, 1963.

  2. Histoire générale des sciences, publiée sous la direction de René Taton, 1961, Presses Universitaires de France

  3. Berkeley Physics Course, 1964 – 1973.


10 dec. 2005








MATERIALUL DE MAI SUS ÎN LIMBA ROMÂNĂ


TITLU: EXISTĂ VREO LEGE DE CONSERVARE NECUNOSCUTĂ?


AUTOR:

Nume: Cavaşi

Prenume: Abel


email: abelcavasi@yahoo.com


CUVINTE CHEIE:

lege de conservare necunoscută, fundamentele fizicii teoretice, mecanică, explicaţie eronată dată de Newton precesiei Pământului, mistere



REZUMAT:

În prima parte a materialului de faţă se demonstrează existenţa unei noi legi de conservare în Fizică, lege de o importanţă comparabilă cu legea de conservare a impulsului, a momentului cinetic şi a energiei. În a doua parte se demonstrează că explicaţia lui Newton pentru precesia Pământului este eronată şi se arată că acest fenomen se datorează conservării impulsului volumic al Pământului.




INTRODUCERE:


Legea de conservare a IMPULSULUI este o descoperire de o importanţă covârşitoare pentru progresul Fizicii. Această lege ne spune că impulsul unui sistem liber rămâne constant pentru totdeauna, neputând fi modificat cu mijloace din interiorul sistemului. În mecanica teoretică avansată se demonstrează că legea de conservare a impulsului se datorează OMOGENITĂŢII SPAŢIULUI gol, adică faptului că, oricât de mult ne-am deplasa într-o anumită direcţie prin spaţiul gol, nu vom întâlni nimic deosebit, legile naturii trebuind să fie neschimbate la o translaţie a spaţiului. Consecinţele acestei legi sunt inestimabile. Nu ne ajunge o viaţă ca să putem înţelege importanţa teoretică şi practică a acestei legi. S-au scris milioane de pagini care încearcă să cuprindă aplicaţiile pe care le are legea de conservare a impulsului. Aproape nu există mecanism în care să nu fie utilizată această lege.

Ca să putem modifica impulsul unui sistem, trebuie să acţionăm asupra sistemului cu o forţă nenulă. Forţa este singura cauză care poate modifica impulsul unui sistem. Dacă aflăm că impulsul unui sistem se modifică în timp, atunci putem trage concluzia că acel sistem nu este liber, ci este acţionat de o forţă produsă de restul Universului.

Dar nu numai impulsul unui sistem liber se conservă. Ştim astăzi că mai există o mărime fizică la fel de importantă ca şi impulsul, dar mult mai greu de înţeles, numită MOMENT CINETIC. Şi momentul cinetic al unui sistem liber se conservă, iar această lege de conservare a momentului cinetic se datorează IZOTROPIEI SPAŢIULUI gol, adică faptului că în orice direcţie am face măsurători în acest spaţiu gol, nu vom constata nimic deosebit, deoarece legile naturii trebuie să fie, prin definiţie, invariante la rotaţii. Ca să putem modifica momentul cinetic al unui sistem trebuie să acţionăm asupra acestuia din exteriorul său cu momente ale forţei, adică cu perechi de forţe care nu se află pe aceeaşi dreaptă.

Ultima lege de conservare cunoscută în mecanică este legea de conservare a ENERGIEI şi se datorează UNIFORMITĂŢII TIMPULUI, adică independenţei legilor naturii de momentul în care sunt descoperite. Energia unui sistem liber rămâne constantă, neputând fi modificată cu mijloacele sistemului.

Mecanica nu cunoaşte vreo altă lege de conservare în afara acestor trei. Cel puţin, în peste 25 de ani de cercetări, autorul rândurilor de faţă nu a găsit vreo altă lege de conservare care să aparţină mecanicii şi care să nu poată fi redusă la vreuna dintre cele trei enumerate.



REZULTATE:


În cele ce urmează, vom arăta că în mecanică mai există o lege de conservare, independentă de celelalte trei cunoscute până acum, lege care exprimă invarianţa legilor naturii la DILATAREA SPAŢIULUI gol, deci la o omotetie a acestuia. Pentru a putea demonstra necesitatea acestei noi legi, vom proceda prin analogie cu cele cunoscute până în prezent.

Pentru început să ne imaginăm un punct material de masă constantă care se deplasează prin spaţiul gol cu impulsul constant . Această situaţie implică existenţa unei drepte pe care o vom numi dreapta de mişcare şi a unei VITEZE LINIARE având ca suport această dreaptă. Legea de conservare a impulsului ne spune că, dacă masa punctului material este constantă, atunci şi viteza liniară este constantă.

Momentul cinetic se defineşte ca fiind produsul vectorial dintre poziţie şi impuls, adică . Observăm că valoarea momentului cinetic depinde de punctul fix faţă de care măsurăm poziţia punctului material, punct pe care îl vom numi polul areolar. Dacă polul areolar se află pe dreapta de mişcare, atunci momentul cinetic calculat faţă de acest punct este nul. Pentru ca momentul cinetic al punctului material să nu fie nul este necesar ca polul areolar să fie situat în exteriorul dreptei de mişcare. Să presupunem acum că polul areolar se află în exteriorul dreptei de mişcare. Această presupunere ne permite să definim un plan pe care îl vom numi planul de mişcare şi care este definit de polul areolar şi dreapta de mişcare. De asemenea, mai putem defini o VITEZĂ AREOLARĂ a punctului material ca fiind aria pe care o mătură în unitatea de timp segmentul care uneşte polul areolar cu punctul material. Rezultă că legea de conservare a momentului cinetic ne spune, prin analogie cu legea de conservare a impulsului, că viteza areolară a punctului material considerat este constantă.

Analogia profundă dintre impuls şi moment cinetic, dintre dreapta de mişcare şi planul de mişcare, precum şi dintre viteza liniară şi viteza areolară ne pot determina să punem următoarele întrebări:

Răspunsul la aceste întrebări nu poate fi decât afirmativ, deoarece, din punct de vedere gnoseologic, trecerea de la momentul cinetic la impulsul volumic nu implică nimic diferit faţă de ceea ce implică trecerea de la impuls la momentul cinetic. Altfel spus, dacă nimic nu ne împiedică să alegem un pol areolar pentru a defini momentul cinetic, tot aşa, nimic nu ne împiedică să alegem un pol volumic pentru a defini impulsul volumic.

Să revenim, atunci, la studiul mişcării punctului nostru material pentru a concretiza concluziile raţionamentului anterior. Să alegem, deci, un al doilea punct fix situat în afara planului de mişcare, pe care îl numim pol volumic şi să definim impulsul volumic ca fiind scalarul exprimat prin produsul mixt , unde este poziţia punctului material faţă de polul volumic, iar este poziţia punctului material faţă de polul areolar. Deoarece, atât polul areolar, cât şi polul volumic sunt puncte considerate fixe, iar impulsul punctului material este considerat constant, putem conclude simplu că impulsul volumic este constant, adică se conservă. În plus, aşa cum momentul cinetic nu este o mărime fizică superfluă în raport cu impulsul, ci reprezintă o noţiune distinctă, tot astfel, impulsul volumic nu este o mărime fizică superfluă în raport cu momentul cinetic, fiind şi el o noţiune distinctă atât de impuls cât şi de momentul cinetic.

Acum suntem datori să formulăm explicit legea de conservare a impulsului volumic: într-un sistem liber, impulsul volumic se conservă. Cauza care poate modifica impulsul volumic nu poate proveni decât din exteriorul sistemului şi poate fi numită forţă volumică. Atunci forţa volumică este derivata impulsului volumic în raport cu timpul. Aşadar , unde este momentul forţei care acţionează asupra sistemului. De aici rezultă că pentru o particulă liberă avem .


DISCUŢIE:


Dacă un sistem este alcătuit din mai multe particule materiale, având fiecare un moment cinetic propriu, atunci impulsul volumic al întregului sistem este suma impulsurilor volumice ale particulelor calculate faţă de centrul de masă al sistemului, deoarece impulsul volumic este aditiv aşa cum este şi produsul mixt. Dat fiind faptul că proprietăţile produsului mixt sunt binecunoscute, este uşor să se determine restul proprietăţilor impulsului volumic.

Nu este greu de observat că impulsul volumic şi legea conservării lui trebuie să aibă consecinţe profunde în întreaga Fizică. Este foarte posibil ca forţa volumică să fie un efect al câmpului electromagnetic. Mai mult, putem bănui că forţele nucleare ar putea avea vreo legătură cu legea de conservare a impulsului volumic sau că această lege ne poate explica de ce galaxiile au moment cinetic. De asemenea, cuantificarea energiei unui sistem ne poate spune că impulsul volumic nu poate fi transferat de la un sistem la altul decât în cuante. Dar toate acestea rămân simple ipoteze care ies din cadrul obiectivului acestui material.



CONFIRMARE EXPERIMENTALĂ:


În cele ce urmează, vom încerca să dăm o confirmare experimentală acestei noi legi. Pentru aceasta vom face apel la cunoştinţele omenirii privind mişcările Pământului

Se cunosc astăzi o mulţime de date privind mişcarea Pământului, majoritatea acestor date fiind interpretate corect. Există, însă o excepţie fatală legată de precesia axei polilor. În lucrări de specialitate care se respectă, conştiente de limitele cunoaşterii umane, cum ar fi “Cursul de Fizică Berkeley” sau “Fizica modernă” a lui Feynman, se evită tratarea mişcarii de precesie a Pământului. Dar lucrări mai îndrăzneţe prezintă o explicaţie a precesiei moştenită de la Newton, bazată pe forţa de atracţie exercitată de Soare asupra Pământului considerat turtit la poli.

Pentru a putea înţelege absurditatea acestei explicaţii, să intrăm în amănuntele ei. Se ştie că suprafaţa Pământului se roteşte în jurul unei drepte numită axa polilor şi face o rotaţie completă în aproximativ 24 de ore. Se mai ştie că axa polilor face un unghi aproape constant de cu planul eclipticii, ecliptica fiind traiectoria Pământului în jurul Soarelui. De asemenea, axa polilor se roteşte şi ea în jurul unei axe perpendiculare pe planul eclipticii, mişcare numită precesie luni-solară. Această precesie luni-solară are o perioadă de aproximativ 26000 ani. Descoperind legea gravitaţiei, Newton a crezut că această lege poate explica aproape totul, chiar şi mişcarea de precesie a Pământului, fapt pentru care ne-a lăsat următoarea explicaţie pentru această mişcare:

    1. Pământul este turtit la poli, deci prezintă la ecuator nişte umflături;

    2. cum axa de rotaţie este înclinată faţă de planul eclipticii, aceste umflături vor avea distanţe diferite faţă de Soare, deci vor fi supuse unor forţe de atracţie diferite, deoarece forţa de atracţie depinde de distanţă;

    3. în consecinţă, asupra Pământului acţionează un moment al forţelor de atracţie nenul care este cauza precesiei.

Aici se opreşte Newton şi aici s-au oprit toţi cei care i-au urmat. Nimeni nu a pus vreodată la îndoială această explicaţie, provenită de la unul dintre cei mai mari fizicieni din toate timpurile.

Frământat de problema confirmării experimentale a legii de conservare a impulsului volumic, autorul acestui material s-a întrebat dacă nu cumva în sistemul Solar am putea găsi efecte ale acestei legi. Din fericire, precesia Pământului este unul dintre aceste efecte. Pentru a demonstra aceasta să arătăm întâi că explicaţia lui Newton este eronată:

Aceste două motive demontează definitiv explicaţia precesiei bazată pe atracţia Soarelui. Nu Soarele este cauza precesiei, ci altceva. Să arătăm că acest “altceva” este tocmai legea de conservare a impulsului volumic. Un solid rigid nu are impuls volumic propriu, ci numai impuls volumic raportat la un punct diferit de centrul de masă. Aşadar, un corp care are impuls volumic propriu, nu poate fi solid în toată masa lui, ci trebuie să fie alcătuit din două părţi de momente cinetice proprii şi, respectiv , aflate la distanţa şi respectiv de centrul de masă comun, caz în care impulsul volumic propriu al întregului corp va fi . Dacă, pentru a putea explica precesia, admitem că Pământul are un impuls volumic propriu constant sau cu o variaţie neglijabilă, ceea ce nu este imposibil, atunci rezultă că Pământul are un nucleu al cărui moment cinetic execută şi el o precesie în aproximativ 26000 de ani, dacă momentul cinetic propriu al întregului Pământ este presupus constant. Neavând date exacte despre momentul cinetic al scoarţei terestre şi nici despre cel al nucleului, nu putem calcula exact valoarea precesiei nucleului, ci trebuie să ne mulţumim cu următoarele concluzii calitative:

Am speranţa că cititorii acestui material vor înţelege repede importanţa legii de conservare a impulsului volumic, prezentată aici şi vor fi printre primii care o vor valorifica.



REFERINŢE:



Actualizat în 10 decembrie 2005

1