На сегодняшний день известны два подхода к определению понятия этого важнейшего физического параметра. Первый, он же первоначальный, со времен введения в механику движения тел, рассматривает массу как показатель количества вещества во многих разделах физики, астрономии и космологии. Справедливости ради следует отметить, что такой взгляд на природу массы считается устаревшим и не соответствующим истине. Международная система единиц физических величин (СИ) рекомендует в качестве единицы количества вещества «моль», «равный количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц». Для непосвященного это представляет трудно перевариваемое определение, но главное состоит не в этом. А в том, что количество атомов ни как не может быть количеством вещества так как, во первых, массы атомов разных веществ различны, во вторых атом это частица, делимая на более мелкие энергетически связанные друг с другом в атоме частицы, и потому его масса носит энергетический характер, в связи с чем не отражает величину количества вещества. Считаю, что такой подход может быть правильным только в случае использования в качестве прототипа неделимую и нейтральную частицу вещества и только для элементарных и составных частиц, в которых можно подсчитать их количество, что в принципе возможно лишь в специальных исследования ядерной физики. Масса реликтовой частицы, умноженная на их число в частице, и будет количеством вещества. Современная механика (например, «Курс общей физики.» Автор И. В. Савельев. Книга 1. Механика. 2005г.) рассматривает массу тела в качестве количественной характеристики инертности тела как свойства тела «противиться» попыткам изменить его состояние движения. К сожалению, описание физической сущности массы отсутствует, а выражение «тело противится попыткам изменить его состояние движения» даже навскидку при первом чтении встречает возражение и потому требует подробного рассмотрения. Противиться означает сопротивляться изменению состояния движения до достижения действующей на тело силы (Р_Д) определенной величины, равной создаваемой бы при этом телом силы сопротивления ускорению (Р_С.У.), а при дальнейшем увеличении действующей силы - ускоренное движение с ускорением прямо пропорциональным величине свободной силы и обратно пропорциональным массе тела. В этом случае второй закон Ньютона выглядел бы в следующем виде: P_Д — Р_С.У. = M*a. Подобное выражение справедливо для описания силового баланса при движении любых тел в условиях наличия различных сопротивлений среды (например, притяжение Земли, сопротивление воздуха, дорожное сопротивление, сопротивление воды), а не ускоренному движению. Не возможно стронуть с места тело, если величина приложенной к нему действующей силы меньше силы сопротивления движению. В этом случае действительно тело как бы противится изменению состояния движения пока величина действующей на него силы не превысит величину силы сопротивления движению. При равенстве действующей на тело силы суммарной силе сопротивления движению тело находится в состоянии покоя, либо движется с постоянной скоростью. Если же действующая на движущееся тело сила больше суммарной силы сопротивления его движению (приложена свободная сила (Р_СВ), представляющая собой разность между ними) или меньше его, тело не сопротивляется попытке изменить его состояние движения, а соответственно ускоряется или замедляется с определенным ускорением. То есть как раз изменяет состояние движения, соответственно увеличивая или уменьшая его скорость, в связи с чем следует говорить не «противится попыткам изменить его состояние движения», а о том, что «каждое тело имеет свой темп изменения состояния движения при одинаковых величинах внешнего воздействия силового характера».
Эйнштейн в специальной теории относительности рассматривает, что полная энергия свободного тела E равна сумме его кинетической энергии движения тела как целого Eк и внутренней энергии, содержащейся в покоящемся теле, т. e. энергии покоя E_о. А массу тела в качестве меры содержащейся в нём энергии, используя уравнение E_о = mc², где E_о — энергия покоя, m — масса тела, c — скорость света. Специальная теория относительности выражает мысль, что материя и энергия являются, в сущности, различными формами одного и того же. Любая масса имеет связанную с ней энергию, и наоборот. Замечу, что это материя имеет массу и энергию, а вот энергия без материи ничто, то есть равна нулю как в отсутствии массы, так и в отсутствии движения материи. Кинетическая энергия тела как целого это возможность тела совершать работу, внутренняя энергия это сумма энергий различных микрочастиц, атомов тела и разных типов их движения не имеющая прямой связи со скоростью света. Что, все внутренние составные части тела движутся линейно с этой скоростью? К тому же кинетическая энергия равна только половине указанного произведения. Здравый смысл указывает, что внутренние движения могут быть вращательными с любой до световой окружной скоростью, для которых энергия не равна энергии поступательного движения, либо дрейфы свободных элементарных частиц, происходящие с очень малыми скоростями. Именно поэтому невозможно точное математическое определение энергии покоя и инерционной массы тел, так же являющейся суммой инертности различных микрочастиц и атомов. Поэтому я пришел к выводу, что масса (инертность) тела является показателем его внутреннего равновесного состояния, то есть равенства противоположно направленных наружных воздействий ускорения притяжения созданного телом (или ядрами атомов) гравитационного поля притяжения (гравитационная масса), и равенства противоположно направленных внутренних возмущений энергетического происхождения (гироскопические эффекты вращающихся микрочастиц) во всех направлениях пространства (инерционная масса). Чем больше величина составляющих равновесного состояния, тем больше инертность тела. Абсолютно равновесное состояние могут иметь только абсолютно сферические тела. Касательное внешнее воздействие придает такому телу вращательное движение. Незначительные отклонения величин внутреннего равновесия тел другой формы в разных направлениях пространства (например, продолговатые тела), находящихся в достаточно мощном направленного воздействия гравитационном поле Земли, не имеют видимых отклонений в результатах их взаимодействия. Однако они могут вызвать поступательно-вращательное движение тела при отсутствии или очень слабом внешнем воздействии, что нередко наблюдается в условия космического пространства (например, эффект Джанибекова, вращения астероидов и комет, имеющих сложные формы). При отсутствии внешних воздействий на тело или равенстве нулю их суммарной величины тело находится в состоянии невесомости. На поверхности Земли мы находимся под внешним воздействием постоянного ускорения притяжения 9,81 м/с² и ощущаем его в основном по давлению в подошвах ног. При резких разгонах или замедлениях транспорта мы ощущаем свою массу по усилиям прижатия тела соответственно к спинке сидения или ремням безопасности. В космическом пространстве ускорение притяжения уже на расстоянии десяти радиусов Земли составляет 0,1 м/с², а у космонавта при отсутствии тяги двигателя космического корабля появится чувство значительной легкости. При движении же по орбите вокруг Земли со скоростью равной или близкой к круговой скорости ее гравитационного поля центростремительное ускорение притяжения компенсируется противоположно направленным центробежным ускорением, создаваемым орбитальной скоростью. Наибольшее суммарное ускорение, действующее на МКС и ее команду при движении по земной орбите составляет около 2,0Е-003 м/с². Поэтому космонавт, как и его корабль, находятся в состоянии невесомости. А отнюдь не потому что, как пишут в учебниках и научных статьях, они при движении по орбите постоянно падают по направлению к Земле. При движении тела по наиболее распространенным эллиптическим орбитам оно половину пути приближается (падает) к Земле, вторую половину удаляется от нее однако все время находится в состоянии невесомости.
Масса проявляется только при внешнем силовом воздействии на тело (любой двигатель, столкновение тел или процессы взрывного характера), изменяющем скорость его движения в пространстве, а так же при движении тела по инерции, когда движение происходит за счет собственной кинетической энергии тела. Величина массы, как показано выше, равна величине силы равновесного состояния тела. Механизм воздействий раскрывает второй закон механики Ньютона. Воздействие свободной силы на тело любой массы не изменяет величину сил его равновесного состояния, а меняет состояние движения, то есть тело ускоряется либо замедляется. Ускорение возникает при внешнем воздействии любой величины и равно единице при равенстве величин свободной силы и массы тела, то есть при равенстве свободной силы и силы равновесного состояния тела. Поэтому массу тела можно рассматривать и как удельную по ускорению силу размерностью Н*с²/м, равно как и силу можно рассматривать как удельную по пути работу размерностью Дж/м.
Гравитационная и инерционная массы имеют совершенно разную природу, величину инертности и методы их определения. Гравитационную массу космических тел определяют через показатели создаваемого ими гравитационного поля как произведение ускорения притяжения в любой его точке (g_i) на квадрат радиуса сферы (R_i), проходящей через эту точку, деленное на гравитационную постоянную (G):
М_j=g_i*R_i²/G ( 1 ) .
На основе анализа публикуемых данных мною установлено, что гравитационное поле космических тел создает их твердое ядро, состоящее из плотно прилегающих друг к другу мельчайших частичек нейтрального реликтового вещества (реликтовые частицы), обладающего фундаментальным физическим свойством притяжения. Для известного радиуса ядра космического тела ускорение притяжения на его поверхности может быть определено произведением постоянной величины на размер радиуса твердого ядра:
g_j=0,00013344*R_j ( 2 ),
а гравитационная масса произведением постоянного коэффициента на размер радиуса твердого ядра, возведенный в куб:
М_j=2Е+006*R_j³ ( 3 ).
Подставив в выражение ( 3 ) постоянные коэффициенты для расчета объема ядра, получили следующее выражение для гравитационной массы ядер космических тел :
М_j=477464*V_j ( 4 ),
где постоянный коэффициент представляет собой радиальную плотность ядерной материи (кг/м^3), которая равна плотности составляющих ее реликтовых частиц.
Необходимо понимать, что гравитационная масса твердых ядер космических тел является показателем их инертности, а не количества вещества. Количество реликтового вещества ядерной материи твердого ядра из плотно уложенных несжимаемых сферических реликтовых частиц, можно определить по выражению ( 4 ), но исходя из объемной плотности ядерной материи 250004 кг/м³. Указанная плотность рассчитана исходя из массы реликтовой частицы, ее размеров и количества их в одном кубическом метре. Для твердого ядра Солнца гравитационная масса и масса реликтового вещества составляют соответственно 1,9866Е+030 и 1,0402Е+030 кг.
Физическое тело из ячеистого (энергетического) вещества любой конфигурации представляет собой разрозненные островки вещества ядер атомов, расположенные на расстояниях более чем 10 в десятой степени их размеров ( размер атома больше размера ядра примерно в 10 в пятой степени) объединенные в единое целое физическое тело значительно более сильными энергетическими, а не гравитационными взаимодействиями. Инертность их в подавляющей степени создается суммированием величин инертности множества микроскопических инертных тел (электронов, позитронов, нуклонов и атомов), объединенных в единое тело. Инерционная масса таких тел, равная силе внутреннего равновесного состояния, является суммой проекций превалирующей в этой сумме энергетической (гироскопической) инертности микроскопических составляющих тела на любое направление пространства. Громадное их количество даже в небольших объемах и разнонаправленность их главных моментов количества движения обеспечивает равенство противоположно направленных внутренних возмущений энергетического и гравитационного происхождения во всех направлениях пространства (инерционная масса). Вклад гравитационной инертности в общую инертность таких тел незначителен. Именно поэтому инертная масса тел из энергетического вещества до сих пор определяется только сравнением с эталонной массой (взвешивание), экспериментально расчетным способом в соответствии со вторым законом Ньютона или произведением плотности ячеистого вещества на его объем.
Гравитационная масса согласно теории относительности — эквивалентна инерционной. Этот постулат принят на основе невозможности определения человеком, находящемся в закрытом пространстве, движется оно под воздействием гравитации или силы инерции. Но реальных доказательств правоты этого постулата не существует, потому что нечем ни взвесить планету или звезду ни приложить к ним достаточную силу для придания чувствительного для измерений ускорения. На отсутствие эквивалентности в настоящее время накоплено множество экспериментальных данных, к сожалению сопровождающиеся неверными выводами из за уверенности в непогрешимости постулата эквивалентности. Принимая во внимание изложенную выше разную физическую сущность гравитационной и инерционной массы, постулат эквивалентности действителен только для реликтовых элементарных частиц и ядер космических тел, гравитационная масса которых это масса обладающего фундаментальным физическим свойством притяжения нейтрального реликтового вещества реликтовых микрочастиц и для которых она имеет двойное функциональное и смысловое содержание. Первое — показатель мощности созданного данным телом стационарного гравитационного поля, воздействующего на помещенные в него тела, а второе-показатель его инертности при внешнем силовом воздействии на него. Представленные выше известный и дополнительные способы расчета гравитационной инертности космических тел на самом деле представляют собой расчет только массы их ядер, без учета инерционной массы материи ячеистого вещества, находящегося поверх ядер и не участвующего в создании их гравитационных полей. Из чего следует, что инерционная масса космических тел, имеющих ядра, может быть значительно больше гравитационной, но определить ее экспериментально вряд ли будет возможным даже в далеком будущем существования человечества.
Рассмотрение массы тел в качестве показателя их инертности, а не количества вещества, и выявление физических основ происхождения последней как внутренней гравитационной и энергетической уравновешенности указывает на ошибочность приписываемой СТО в течении уже столетия релятивистской массы, увеличивающейся с увеличением скорости движения тела. Подтверждением этого является сообщение, что сам Эйнштейн в письме Барнетту предупреждал о том, что не следует пользоваться понятием массы зависящей от скорости движения.