Секунда без тяжіння: аналіз наслідків гіпотетичного обнулення гравітації

Уявіть собі гіпотетичний розвиток подій, коли гравітаційне поле Всесвіту миттєво зникає рівно на одну секунду. Цей потужний уявний експеримент дозволяє глибоко оцінити наше розуміння фундаментальних законів, що керують світобудовою. Варто зазначити, що такий сценарій суперечить Загальній теорії відносності (ЗТВ), оскільки вона визначає гравітацію як невід'ємну характеристику геометрії простору-часу, а не як зовнішню силу, яку можна просто вимкнути. Коли притягання зникне, люди відчують абсолютну невагомість. Однак, внаслідок закону інерції, предмети не почнуть хаотично підніматися вгору, а збережуть свій попередній стан руху.

Проте обертання нашої планети внесе значні поправки в цей процес. Доцентрова сила, яка зазвичай забезпечує кругову траєкторію руху, миттєво припинить свою функцію. Як наслідок, усі об'єкти та люди почнуть рухатися по прямій лінії, дотичній до земної поверхні. Наприклад, у районі екватора це спричинить незначне, але фіксоване відривання від землі — приблизно на 1,7 сантиметра за секунду, що є прямим наслідком доцентрового прискорення 0,034 м/с². Інфраструктурні об'єкти, звільнені від постійного гравітаційного тиску, переживуть різкий перерозподіл внутрішніх напружень. Це проявиться у вигляді мікроколивань у стиснутих конструкціях, таких як пружини або троси. Коли гравітація повернеться, ці накопичені напруги вивільняться, що можна порівняти з масштабним еластичним розрядом планетарного рівня.

Атмосфера, яку постійно утримує земне тяжіння, відреагує на зникнення поля утворенням хвиль тиску. Слід зазначити, що повітря не встигне витекти у космічний простір за цей короткий проміжок часу (одну секунду), оскільки швидкість звуку обмежує швидкість поширення таких змін. Однак, мікроскопічне розширення повітряної оболонки спричинить осциляції та невеликі сплески тиску, які, після відновлення гравітації, будуть зафіксовані високоточними барометрами як єдиний глобальний імпульс. Що стосується океанів, то миттєве припинення гравітаційного впливу (включно з місячним притяганням) призведе до тимчасового вирівнювання водної гладі. Повернення тяжіння викличе ледь помітні ланцюжки хвиль та локальні прибережні сейші. Ці явища будуть зареєстровані спеціальними приладами — мареографами, але їхня потужність буде недостатньою для формування цунамі.

На супутникові угруповання ця подія вплине наступним чином: вони припинять своє постійне «падіння» на Землю і почнуть рухатися по інерції прямолінійно. Згідно з даними сценарію, цей прямолінійний рух триватиме 60 секунд, хоча фактичне вимкнення поля тривало лише одну секунду. Загальне відхилення від початкової орбіти складе лише кілька метрів, що призведе до мінімальних коректив у їхніх траєкторіях. Якщо розглядати Сонячну систему, то Земля, зберігаючи свою орбітальну швидкість, протягом цієї секунди пролетить близько 30 кілометрів по прямій, замість того, щоб викривляти свій шлях навколо Сонця. Це короткочасне припинення прискорення призведе до відхилення її траєкторії лише на один міліметр від прогнозованого шляху, що абсолютно не загрожує стабільності планетних орбіт. Сам по собі цей спекулятивний сценарій вказує на глибоке протиріччя із ЗТВ, оскільки миттєве зникнення гравітації суперечить законам збереження, адже гравітаційні збурення, як відомо, мають поширюватися зі швидкістю світла.

Отже, для звичайного життя ця подія стала б лише миттєвим шоком, але водночас — безцінним джерелом даних для метрологічних досліджень. Для фахівців, які займаються розрахунком орбіт, це була б лише невелика технічна незручність. Проте для науки в цілому це стало б наочною демонстрацією того, наскільки нерозривно наше існування пов'язане з постійною дією гравітації. Дослідники наголошують, що притягання є фундаментальним проявом викривлення самого простору-часу. Варто згадати, що навіть у рамках класичної ньютонівської моделі, якщо ввести обмеження швидкості поширення гравітаційного впливу швидкістю світла, це стає ключовою відмінністю від Загальної теорії відносності.