2. Co wynikałoby z zasady zachowania energii?

  Jeśli zmienia się energia potencjalna, to zgodnie z zasadą zachowania, jakiejś zmianie ulegają pozostałe formy energii w tym (zamkniętym) układzie. Nie można odizolować się od innych form energii, bo wówczas energia całkowita ulegnie zmianie. [Tu pojawia się bariera bardzo utrudniająca analizę grawitacyjności układu – pole do popisu dla zapalczywych. W początkach swych rozważań miałem poważne trudności z przeforsowaniem intuicyjnej wizji tak, by nie naruszać zasady zachowania energii.]

     Spójrzmy jednak na rzecz inaczej. Grawitacja wiąże ze sobą ciała. Energia potencjalna grawitacyjna jest energią wiązania. Z tego powodu jest energią ujemną. Gdy wzrasta odległość między ciałami, wzrasta też energia potencjalna. Oczywiście kosztem innych postaci energii. Jej wartość liczbowa maleje więc dążąc do zera w nieskończoności. A teraz zauważmy, że ten wzrost energii potencjalnej równoważny jest masie: 

ΔE_p = Δmc²                   (1)

Tej masy brakowało, gdy odległość między ciałami była mniejsza i brakuje coraz bardziej, wraz z maleniem odległości między ciałami. [Czy komuś to przeszkadza?] Można więc tę brakującą masę nazwać (względnym) niedoborem masy grawitacyjnej układu. Zatem w miarę oddalania się ciał od siebie – wzrostem  energii potencjalnej, niedobór masy maleje. Gdy odległość między ciałami jest zdecydowanie duża, niedobór masy jest pomijalnie mały, matematycznie dąży do zera, gdy odległość dąży do nieskończoności. 

   Dalej podana zostanie ścisła definicja (ilościowa) absolutnego niedoboru masy grawitacyjnej układu, w związku z istnieniem energii wiązania grawitacyjnego. Kojarzy się to z energią wiązania nukleonów w jądrze atomowym. Energia wiązania grawitacyjnego układu (jako ujemna) jest tym większa, im odległość między ciałami jest większa (jej wartość liczbowa maleje – w nieskończoności dąży do zera) – oddziaływanie z większej odległości jest słabsze.

W układach nukleonów rzecz wygląda podobnie, z tym, że oddziaływanie silne ma bardzo krótki zasięg (tak, jak pole obiektu złożonego, np. dipola, kwadrupola – już to coś mówi: złożoność, nieelementarność), więc np. neutron jest albo w środku, albo na zewnątrz – mamy dwa stany różniące się energią (i masą), różniące się o energię fotonu gamma, emitowanego w przypadku np. wtargnięcia neutronu – tak w uproszczeniu. Szczegóły nie są istotne; na przykład nie ważne to, że neutron zaabsorbowany przez jądro zapoczątkowuje przemiany, których przebieg zależy w znacznej mierze od masy jądra. Inną analogię stanowią poziomy energetyczne atomu (elektrony).

     W przypadku grawitacji, zmiany mają jednak charakter ciąły. Nie można więc liczyć na emisję fotonów w trakcie zbliżania się ciał do siebie. Dlaczego raptem fotonów? Przecież grawitacja, to nie elektromagnetyzm...[O grawitonach będzie innym razem – że nie są potrzebne do szczęścia.]

     W odniesieniu do niedoboru masy zdefiniowanego we wzorze (1), mógłby ktoś stwierdzić, że jest rodzajem formalnej igraszki bez znaczenia. „Po co to nam?”. A jednak, jak się przekonamy dalej, formalne zdefiniowanie tego pojęcia w grawitacji pociąga za sobą ciekawe implikacje. Istnienie niedoboru masy pomimo, że logicznie wynika z cech oddziaływania grawitacyjnego, na pierwszy rzut oka trudno wetknąć do zbioru pojęć i zaakceptować jako istotną jakość fizyczną. „Nie ma za co złapać”. Tradycyjne podejście prowadzi bowiem do sytuacji kłopotliwej przy bilansowaniu energii w związku z koniecznością spełnienia zasady jej zachowania. A jednak intuicja narzuca mi imperatyw pójścia właśnie w tym kierunku. By uniknąć kłopotów wyjaśnieniowych, znów zastanówmy się. Proponuję (roboczo) przyjęcie istnienia jeszcze jednego rodzaju energii, jak dotąd nie branego pod uwagę: energia potencjalna niedoboru masy, dodatnia. [Znana nam energia potencjalna grawitacyjna jest ujemna. Ta ujemność jest rzeczą obiektywną, a nie, jak niektórzy sądzą, jedynie sprawą konwencji.] W tej sytuacji zmianie energii potencjalnej źródłowej odpowiada identyczna swą wartością, choć przeciwna, zmiania energii potencjalnej deficytu masy. Zatem suma tych zmian równa jest zeru w każdym momencie i niezależnie od wzajemnej odległości ciał. [Bardzo podobnie potraktujemy cały Wszechświat, gdy zajmować się będziemy jego oscylacjami.] Dla przykładu, w konkretnym układzie, najlepiej dwóch ciał, załóżmy, że zbliżają się do siebie ruchem swobodnym. Wzrasta energia kinetyczna ich względnego ruchu, oczywiście kosztem energii potencjalnej. Sądząc po mojej propozycji, maleniu energii potencjalnej towarzyszy taki sam wzrost niedoboru masy układu – masa układu maleje. To malenie masy układu równoważne jest więc wzrostowi energii kinetycznej. Niezależnie od tego, można też powiedzieć, że maleje „grawitacyjność”  układu – pole grawitacyjne wokół układu jest słabsze, natężenie pola mniejsze. A jeśli mamy, dla przykładu, pulsującą gwiazdę, to natężenie pola grawitacyjnego wokół niej zmienia się cyklicznie. Interferometr LIGO może to wykryć... [Tu zaznaczam, że rozumowania w tym kierunku dziś raczej nie prowadzi się.]

     Jak dotąd czegoś takiego nie wykryto. Może dlatego, gdyż nie oczekiwano tego (lub to, co wykryto, zinterpretowano inaczej). Może także dlatego, gdyż sam efekt w skali naszej percepcji jest zbyt słaby. Wynikać by to mogło już ze wzoru (1). Ale na razie jeszcze za wcześnie na wnioskowanie. Najpierw powinienem wykazać, że badanie czegoś takiego ma w ogóle sens. Oczywiście można rzecz odrzucić natychmiast i zamknąć sprawę. Ja jeszcze nie zamykam, gdyż dopiero co otworzyłem narażając się (i to jak) na kpiny.