A Regime-Based Approach to the Description of Gravity: From Newtonian Dynamics to Relativistic Consistency

In practical problems of celestial mechanics and astrophysics, gravitational phenomena are described using a combination of Newtonian dynamics and relativistic corrections. Despite the widespread use of this approach, the criteria for transitioning between these regimes generally remain implicit and are based on accumulated experience. In the present work, an operational regime-based approach is proposed that formalizes the choice of gravitational description. Gravitational interaction is considered not as a competition between theories, but as a hierarchy of effective regimes determined by the degree of system closure, the dominance of gravitational influences, and the consistency of temporal and geometric measurements. It is shown that Newtonian dynamics remains sufficient for describing trajectories in hierarchically closed systems, whereas a relativistic description becomes necessary when the consistency of temporal or geometric measurements is violated. Classical examples from celestial mechanics and satellite navigation are used to illustrate the proposed approach. The work introduces no new physical entities and does not modify existing theories, but offers a systematic language for selecting the applicable gravitational regime. В практических задачах небесной механики и астрофизики гравитационные явления описываются сочетанием ньютоновской динамики и релятивистских поправок. Несмотря на широкое распространение такого подхода, критерии перехода между этими режимами, как правило, остаются неявными и основанными на накопленном опыте. В настоящей работе предлагается операциональный режимный подход, позволяющий формализовать выбор гравитационного описания. Гравитационное взаимодействие рассматривается не как конкуренция теорий, а как иерархия эффективных режимов, определяемых степенью замыкания системы, доминированием гравитационных влияний и согласованностью измерений времени и геометрии. Показано, что ньютоновская динамика остаётся достаточной для описания траекторий в иерархически замкнутых системах, тогда как релятивистское описание становится необходимым при нарушении согласованности временных или геометрических измерений. Классические примеры из небесной механики и спутниковой навигации используются для иллюстрации предлагаемого подхода. Работа не вводит новых физических сущностей и не модифицирует существующие теории, а предлагает систематический язык для выбора применимого гравитационного режима.

Authors

Publication Details

Journal
Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
Published
2026-01-09
DOI
https://doi.org/10.5281/zenodo.18196567
Primary Topic
Geophysics and Gravity Measurements
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
0.00
Controls
|||
ALL TIME
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
article

A Regime-Based Approach to the Description of Gravity: From Newtonian Dynamics to Relativistic Consistency

Veprentsev
Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
Geophysics and Gravity Measurements
article

A Regime-Based Approach to the Description of Gravity: From Newtonian Dynamics to Relativistic Consistency

Veprentsev
article en

Abstract

In practical problems of celestial mechanics and astrophysics, gravitational phenomena are described using a combination of Newtonian dynamics and relativistic corrections. Despite the widespread use of this approach, the criteria for transitioning between these regimes generally remain implicit and are based on accumulated experience. In the present work, an operational regime-based approach is proposed that formalizes the choice of gravitational description. Gravitational interaction is considered not as a competition between theories, but as a hierarchy of effective regimes determined by the degree of system closure, the dominance of gravitational influences, and the consistency of temporal and geometric measurements. It is shown that Newtonian dynamics remains sufficient for describing trajectories in hierarchically closed systems, whereas a relativistic description becomes necessary when the consistency of temporal or geometric measurements is violated. Classical examples from celestial mechanics and satellite navigation are used to illustrate the proposed approach. The work introduces no new physical entities and does not modify existing theories, but offers a systematic language for selecting the applicable gravitational regime. В практических задачах небесной механики и астрофизики гравитационные явления описываются сочетанием ньютоновской динамики и релятивистских поправок. Несмотря на широкое распространение такого подхода, критерии перехода между этими режимами, как правило, остаются неявными и основанными на накопленном опыте. В настоящей работе предлагается операциональный режимный подход, позволяющий формализовать выбор гравитационного описания. Гравитационное взаимодействие рассматривается не как конкуренция теорий, а как иерархия эффективных режимов, определяемых степенью замыкания системы, доминированием гравитационных влияний и согласованностью измерений времени и геометрии. Показано, что ньютоновская динамика остаётся достаточной для описания траекторий в иерархически замкнутых системах, тогда как релятивистское описание становится необходимым при нарушении согласованности временных или геометрических измерений. Классические примеры из небесной механики и спутниковой навигации используются для иллюстрации предлагаемого подхода. Работа не вводит новых физических сущностей и не модифицирует существующие теории, а предлагает систематический язык для выбора применимого гравитационного режима.

Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
Openalex Percentile: Top 92%
Geophysics and Gravity Measurements
AI Navigator

Ask Laika to Summarize, Analyze, and Connect papers live on the map.

Summarize Papers & Methodologies

Extract key findings, datasets, and comparative methods across publications.

Benchmark Rankings & Visual Analytics

Rank top research institutions, authors, funders, topics, and journals by Field-Weighted Citation Impact (FWCI) and paper volume with instant charts.

Connect Distant Disciplines

Bridge topological clusters on the map to find hidden collaborative intersections.