Момент импульса

«Момент импульса» или «момент количества движения» является одной из характеристик механического движения. В наиболее простом случае он равен векторному произведению расстояния от центра (или оси) вращения и импульса тела. Изменение момента импульса связано с действием на тело внешних сил, а именно, с наличием момента силы. Если же момент внешних сил равен нулю, что справедливо, например, для центрального поля, то момент импульса тела остается постоянным. В этих условиях действует закон площадей – один из законов Кеплера, согласно которому при вращении тела радиус-вектор за равные промежутки времени «заметает» равные площади. Другими словами, по мере сближения с центром скорость вращения возрастает, а при удалении от него – уменьшается.

В полевой физике также используется понятие момента импульса L, во многом аналогичное классическому понятию, только теперь момент импульса материальных тел выражается через полевые величины согласно соответствующей формуле:

в которой u – скорость тела, R – расстояние от центра (оси) вращения, W – функция его полевой связи со всеми другими телами, c – величина скорости света, M – полевая масса тела, P – его импульс.

В различных частных случаях эта формула приводит к известным выражениям для момента импульса в классической и современной физике. Закон сохранения момента импульса, также как и закон сохранения энергии, связан с возможностью проинтегрировать полевое уравнение движения в общем виде. Собственно, величина, которая остается постоянной в процессе движения и носит название момента импульса.

Однако в полевой физике возникает немало новых режимов движения, в которых классическое понятие момента импульса предстает в совершенно ином свете. Например, в случае движения тела с активной массой, которая меняется в процессе движения, закон площадей преобразуется в закон постоянства линейной скорости вращения. Применение полевой физики к небесной механике показывает, что движение под действием гравитационных сил по эллиптической орбите имеет место только при определенных значениях момента импульса. Если же момент импульса тела выходит за критическое значение, то вопреки современным представлениям гравитационные силы приводят не к эллиптической орбите, а к падению на центр. Отчасти этот эффект полевой физики напоминает механику падения в черную дыру из общей теории относительности.