14 जून 2015, दोपहर 12:24 बजे

हम सभी स्कूल में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से गुजरे। लेकिन हमारे दिमाग में डाली गई जानकारी के अलावा, हम वास्तव में गुरुत्वाकर्षण के बारे में क्या जानते हैं? स्कूल के शिक्षक? आइए अपने ज्ञान को ताज़ा करें ...

तथ्य एक: न्यूटन ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की खोज नहीं की थी

न्यूटन के सिर पर गिरे सेब के प्रसिद्ध दृष्टांत को हर कोई जानता है। लेकिन तथ्य यह है कि न्यूटन ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की खोज नहीं की थी, क्योंकि यह नियम उनकी पुस्तक "मैथमेटिकल प्रिंसिपल्स ऑफ नेचुरल फिलॉसफी" में अनुपस्थित है। इस काम में न तो कोई सूत्र है और न ही कोई सूत्र, जिसे हर कोई अपने लिए देख सकता है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का पहला उल्लेख केवल 19 वीं शताब्दी में प्रकट होता है और, तदनुसार, सूत्र पहले प्रकट नहीं हो सकता था। वैसे, गुणांक G, जो गणना के परिणाम को 600 बिलियन गुना कम करता है, में नहीं है शारीरिक भावना, और विसंगतियों को छिपाने के लिए पेश किया।

तथ्य दो: गुरुत्वीय आकर्षण प्रयोग का ढोंग करना

ऐसा माना जाता है कि कैवेंडिश ने सबसे पहले प्रदर्शन किया था गुरुत्वाकर्षण आकर्षणप्रयोगशाला डिस्क में, एक मरोड़ संतुलन का उपयोग करते हुए - एक पतली स्ट्रिंग पर निलंबित सिरों पर भार के साथ एक क्षैतिज घुमाव। घुमाव एक पतले तार को चालू कर सकता है। के अनुसार आधिकारिक संस्करण, कैवेंडिश विपरीत दिशा से घुमाव के वजन के लिए 158 किलो के रिक्त स्थान की एक जोड़ी लाया और घुमाव एक छोटे से कोण पर बदल गया। हालांकि, प्रयोग की पद्धति गलत थी और परिणाम गलत साबित हुए थे, जिसे भौतिक विज्ञानी आंद्रेई अल्बर्टोविच ग्रिशैव ने दृढ़ता से साबित कर दिया था। कैवेंडिश ने स्थापना को फिर से काम करने और समायोजित करने में एक लंबा समय बिताया ताकि परिणाम न्यूटन के पृथ्वी के औसत घनत्व के अनुरूप हों। प्रयोग की पद्धति ने कई बार रिक्त स्थान की आवाजाही के लिए प्रदान किया, और घुमाव के घूमने का कारण रिक्त स्थान के आंदोलन से माइक्रोवाइब्रेशन था, जो निलंबन को प्रेषित किया गया था।

इसकी पुष्टि इस तथ्य से होती है कि शैक्षिक उद्देश्यों के लिए अठारहवीं शताब्दी की इतनी सरल स्थापना होनी चाहिए थी, यदि हर स्कूल में नहीं, तो कम से कम विश्वविद्यालयों के भौतिकी विभागों में, छात्रों को व्यवहार में कानून का परिणाम दिखाने के लिए। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का। हालांकि, कैवेंडिश सेटिंग का उपयोग नहीं किया जाता है पाठ्यक्रम, स्कूली बच्चे और छात्र दोनों इसके लिए अपना वचन लेते हैं कि दो डिस्क एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।

तथ्य तीन: सूर्य ग्रहण के दौरान सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम काम नहीं करता है

यदि हम पृथ्वी, चंद्रमा और सूर्य के संदर्भ डेटा को सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं, तो उस समय जब चंद्रमा पृथ्वी और सूर्य के बीच उड़ान भरता है, उदाहरण के लिए, इस समय सूर्य ग्रहण, सूर्य और चंद्रमा के बीच आकर्षण बल पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की तुलना में 2 गुना अधिक है!

सूत्र के अनुसार, चंद्रमा को पृथ्वी की कक्षा को छोड़कर सूर्य के चारों ओर चक्कर लगाना शुरू करना होगा।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक - 6.6725×10−11 m³/(kg s²)।
चंद्रमा का द्रव्यमान 7.3477 × 1022 किग्रा है।
सूर्य का द्रव्यमान 1.9891 × 1030 किग्रा है।
पृथ्वी का द्रव्यमान 5.9737 × 1024 किग्रा है।
पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी = 380,000,000 मी.
चंद्रमा और सूर्य के बीच की दूरी = 149,000,000,000 मी.

पृथ्वी और चंद्रमा:
6.6725×10-11 x 7.3477×1022 x 5.9737×1024 / 3800000002 = 2.028×1020 एच
चंद्रमा और सूर्य:
6.6725 x 10-11 x 7.3477 x 1022 x 1.9891 x 1030 / 1490000000002 = 4.39 x 1020 एच

2.028×1020H<< 4,39×1020 H
पृथ्वी और चंद्रमा के बीच आकर्षण बल<< Сила притяжения между Луной и Солнцем

इन गणनाओं की आलोचना इस तथ्य से की जा सकती है कि चंद्रमा एक कृत्रिम खोखला पिंड है और इस खगोलीय पिंड का संदर्भ घनत्व सबसे अधिक सही ढंग से निर्धारित नहीं है।

दरअसल, प्रायोगिक साक्ष्य बताते हैं कि चंद्रमा एक ठोस पिंड नहीं है, बल्कि एक पतली दीवार वाला खोल है। आधिकारिक पत्रिका साइंस ने रॉकेट के तीसरे चरण के बाद भूकंपीय सेंसर के काम के परिणामों का वर्णन किया है, जिसने अपोलो 13 रॉकेट को चंद्रमा की सतह से टकराया था: "भूकंपीय कॉल का चार घंटे से अधिक समय तक पता चला था। पृथ्वी पर, यदि कोई रॉकेट समान दूरी पर हिट करता है, तो संकेत केवल कुछ ही मिनटों तक चलेगा। ”

भूकंपीय कंपन जो इतनी धीमी गति से क्षय होते हैं, एक खोखले गुंजयमान यंत्र के विशिष्ट होते हैं, ठोस शरीर के नहीं।
लेकिन चंद्रमा, अन्य बातों के अलावा, पृथ्वी के संबंध में अपने आकर्षक गुणों को नहीं दिखाता है - पृथ्वी-चंद्रमा की जोड़ी द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर नहीं घूमती है, जैसा कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार होगा, और पृथ्वी की दीर्घवृत्ताकार कक्षा, इस नियम के विपरीत, वक्र नहीं बनती है।

इसके अलावा, चंद्रमा की कक्षा के पैरामीटर स्वयं स्थिर नहीं रहते हैं, वैज्ञानिक शब्दावली में कक्षा "विकसित" होती है, और यह सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के विपरीत है।

तथ्य चार: ईब्स एंड फ्लो के सिद्धांत की गैरबराबरी

यह कैसा है, कुछ आपत्ति करेंगे, क्योंकि स्कूली बच्चे भी पृथ्वी पर समुद्र के ज्वार के बारे में जानते हैं, जो सूर्य और चंद्रमा के लिए पानी के आकर्षण के कारण होता है।

सिद्धांत के अनुसार, चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण समुद्र में एक ज्वारीय दीर्घवृत्त बनाता है, जिसमें दो ज्वारीय कूबड़ होते हैं, जो दैनिक घूर्णन के कारण पृथ्वी की सतह के साथ-साथ चलते हैं।

हालाँकि, अभ्यास इन सिद्धांतों की बेरुखी को दर्शाता है। आखिरकार, उनके अनुसार, 6 घंटे में 1 मीटर ऊंचा एक ज्वारीय कूबड़ प्रशांत से अटलांटिक तक ड्रेक जलडमरूमध्य से आगे बढ़ना चाहिए। चूंकि पानी असंपीड्य है, पानी का एक द्रव्यमान स्तर को लगभग 10 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ा देगा, जो व्यवहार में नहीं होता है। व्यवहार में, ज्वार की घटनाएं 1000-2000 किमी के क्षेत्रों में स्वायत्त रूप से होती हैं।

लाप्लास भी विरोधाभास से चकित था: फ्रांस के बंदरगाहों में क्रमिक रूप से उच्च पानी क्यों सेट होता है, हालांकि, एक ज्वारीय दीर्घवृत्त की अवधारणा के अनुसार, इसे एक साथ वहां आना चाहिए।

फैक्ट फाइव: मास ग्रेविटी का सिद्धांत काम नहीं करता

गुरुत्वाकर्षण माप का सिद्धांत सरल है - गुरुत्वाकर्षण ऊर्ध्वाधर घटकों को मापते हैं, और साहुल रेखा का विचलन क्षैतिज घटकों को दर्शाता है।

द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का परीक्षण करने का पहला प्रयास अंग्रेजों द्वारा 18वीं शताब्दी के मध्य में हिंद महासागर के तट पर किया गया था, जहां एक तरफ, हिमालय की दुनिया की सबसे ऊंची पत्थर की चोटी है, और पर दूसरा, एक महासागर का कटोरा जो बहुत कम भारी पानी से भरा है। लेकिन, अफसोस, साहुल रेखा हिमालय की ओर नहीं जाती है! इसके अलावा, सुपरसेंसिटिव उपकरण - ग्रेविमीटर - बड़े पैमाने पर पहाड़ों और एक किलोमीटर की गहराई के कम घने समुद्रों पर एक ही ऊंचाई पर एक परीक्षण शरीर के गुरुत्वाकर्षण में अंतर का पता नहीं लगाते हैं।

आदी सिद्धांत को बचाने के लिए, वैज्ञानिक इसके लिए एक समर्थन के साथ आए: वे कहते हैं कि इसका कारण "आइसोस्टेसिस" है - सघन चट्टानें समुद्र के नीचे स्थित हैं, और पहाड़ों के नीचे ढीली चट्टानें हैं, और उनका घनत्व बिल्कुल वैसा ही है जैसा कि वांछित मूल्य के लिए सब कुछ फिट करें।

यह भी अनुभवजन्य रूप से स्थापित किया गया है कि गहरी खदानों में गुरुत्वाकर्षण यह दर्शाता है कि गहराई के साथ गुरुत्वाकर्षण कम नहीं होता है। यह बढ़ता जा रहा है, केवल पृथ्वी के केंद्र की दूरी के वर्ग पर निर्भर होने के कारण।

तथ्य छह: गुरुत्वाकर्षण पदार्थ या द्रव्यमान से उत्पन्न नहीं होता है

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के सूत्र के अनुसार, दो द्रव्यमान, m1 और m2, जिनके आयामों को उनके बीच की दूरी की तुलना में उपेक्षित किया जा सकता है, कथित तौर पर इन द्रव्यमानों के उत्पाद के सीधे आनुपातिक बल द्वारा एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं और इसके विपरीत उनके बीच की दूरी के वर्ग के समानुपाती होता है। हालांकि, वास्तव में, इस बात का एक भी प्रमाण नहीं है कि पदार्थ का गुरुत्वाकर्षण आकर्षण प्रभाव है। अभ्यास से पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ या द्रव्यमान द्वारा उत्पन्न नहीं होता है, यह उनसे स्वतंत्र होता है, और विशाल पिंड केवल गुरुत्वाकर्षण का पालन करते हैं।

पदार्थ से गुरुत्वाकर्षण की स्वतंत्रता की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि, दुर्लभ अपवाद के साथ, सौर मंडल के छोटे पिंडों में कोई गुरुत्वाकर्षण आकर्षण नहीं होता है। चंद्रमा को छोड़कर, ग्रहों के छह दर्जन से अधिक उपग्रह अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के कोई संकेत नहीं दिखाते हैं। यह अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष दोनों मापों द्वारा सिद्ध किया गया है, उदाहरण के लिए, 2004 से, शनि के आसपास के क्षेत्र में कैसिनी जांच समय-समय पर अपने उपग्रहों के पास उड़ती है, लेकिन जांच की गति में कोई बदलाव दर्ज नहीं किया गया है। उसी कैसिनी की मदद से शनि के छठे सबसे बड़े उपग्रह एन्सेलेडस पर एक गीजर खोजा गया।

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इसी कारण से, शनि के सबसे बड़े चंद्रमा टाइटन की वायुमंडलीय डूबने के परिणामस्वरूप एक गैसीय पूंछ है।

क्षुद्रग्रहों के सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी किए गए उपग्रहों को उनकी विशाल संख्या के बावजूद नहीं पाया गया है। और दोहरे, या युग्मित क्षुद्रग्रहों की सभी रिपोर्टों में, जो कथित रूप से द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमते हैं, इन जोड़ों के संचलन का कोई सबूत नहीं था। साथी सूर्य के चारों ओर अर्ध-समकालिक कक्षाओं में घूमते हुए, पास में हुए।

कृत्रिम उपग्रहों को क्षुद्रग्रहों की कक्षा में स्थापित करने का प्रयास विफल रहा। उदाहरणों में NEAR जांच शामिल है, जिसे अमेरिकियों द्वारा इरोस क्षुद्रग्रह के लिए प्रेरित किया गया था, या हायाबुसा जांच, जिसे जापानी ने इटोकावा क्षुद्रग्रह को भेजा था।

तथ्य सात: शनि के क्षुद्रग्रह सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का पालन नहीं करते हैं

एक समय में, लैग्रेंज ने तीन-शरीर की समस्या को हल करने की कोशिश करते हुए, एक विशेष मामले के लिए एक स्थिर समाधान प्राप्त किया। उन्होंने दिखाया कि तीसरा शरीर दूसरे की कक्षा में हर समय दो बिंदुओं में से एक में घूम सकता है, जिनमें से एक दूसरे शरीर से 60 ° आगे है, और दूसरा समान मात्रा में पीछे है।

हालांकि, क्षुद्रग्रह साथियों के दो समूह, शनि की कक्षा में पीछे और आगे पाए गए, और जिन्हें खगोलविदों ने खुशी-खुशी ट्रोजन कहा, पूर्वानुमानित क्षेत्रों से बाहर चले गए, और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की पुष्टि एक पंचर में बदल गई।

तथ्य आठ: सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के साथ विरोधाभास

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, प्रकाश की गति सीमित है, परिणामस्वरूप, हम दूर की वस्तुओं को उस समय नहीं देखते हैं जहां वे इस समय स्थित हैं, लेकिन उस बिंदु पर जहां से हमने देखा कि प्रकाश किरण शुरू हुई थी। लेकिन गुरुत्वाकर्षण कितनी तेजी से यात्रा करता है?

उस समय तक संचित डेटा का विश्लेषण करने के बाद, लैपलेस ने पाया कि "गुरुत्वाकर्षण" परिमाण के कम से कम सात आदेशों द्वारा प्रकाश की तुलना में तेजी से फैलता है! पल्सर से दालों को प्राप्त करके आधुनिक मापन ने गुरुत्वाकर्षण के प्रसार की गति को और भी आगे बढ़ा दिया है - प्रकाश की गति से तेज परिमाण के कम से कम 10 क्रम। इस तरह, प्रायोगिक अध्ययन सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के विरोध में हैं, जिस पर आधिकारिक विज्ञान अभी भी पूरी तरह से विफल होने के बावजूद निर्भर करता है.

तथ्य नौ: गुरुत्वाकर्षण विसंगतियाँ

प्राकृतिक गुरुत्वाकर्षण विसंगतियाँ हैं, जिन्हें आधिकारिक विज्ञान से भी कोई स्पष्ट व्याख्या नहीं मिलती है। यहाँ कुछ उदाहरण हैं:

तथ्य दस: एंटीग्रैविटी की कंपन प्रकृति का अध्ययन

एंटीग्रैविटी के क्षेत्र में प्रभावशाली परिणामों के साथ बड़ी संख्या में वैकल्पिक अध्ययन हैं, जो मूल रूप से आधिकारिक विज्ञान की सैद्धांतिक गणनाओं का खंडन करते हैं।

कुछ शोधकर्ता एंटीग्रेविटी की कंपन प्रकृति का विश्लेषण करते हैं। यह प्रभाव आधुनिक अनुभव में स्पष्ट रूप से प्रस्तुत किया गया है, जहां ध्वनिक उत्तोलन के कारण बूंदें हवा में लटकती हैं। यहां हम देखते हैं कि कैसे, एक निश्चित आवृत्ति की ध्वनि की मदद से, हवा में तरल की बूंदों को आत्मविश्वास से पकड़ना संभव है ...

लेकिन पहली नज़र में प्रभाव को जाइरोस्कोप के सिद्धांत द्वारा समझाया गया है, लेकिन अधिकांश भाग के लिए इस तरह का एक सरल प्रयोग भी अपने आधुनिक अर्थों में गुरुत्वाकर्षण के विपरीत है।

कुछ लोगों को पता है कि एक साइबेरियाई कीटविज्ञानी विक्टर स्टेपानोविच ग्रीबेनिकोव, जिन्होंने कीड़ों में गुहा संरचनाओं के प्रभाव का अध्ययन किया था, ने अपनी पुस्तक "माई वर्ल्ड" में कीड़ों में एंटीग्रैविटी की घटना का वर्णन किया है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से जाना है कि बड़े पैमाने पर कीड़े, जैसे कि कॉकचाफर, गुरुत्वाकर्षण के नियमों के बजाय उनके कारण उड़ते हैं।

इसके अलावा, अपने शोध के आधार पर, ग्रीबेनिकोव ने एक गुरुत्वाकर्षण-विरोधी मंच बनाया।

विक्टर स्टेपानोविच की अजीब परिस्थितियों में मृत्यु हो गई और उनकी उपलब्धियां आंशिक रूप से खो गईं, हालांकि, एंटी-ग्रेविटी प्लेटफॉर्म के प्रोटोटाइप के कुछ हिस्से को संरक्षित किया गया है और नोवोसिबिर्स्क में ग्रीबेनिकोव संग्रहालय में देखा जा सकता है।.

एंटी-ग्रेविटी का एक और व्यावहारिक अनुप्रयोग फ्लोरिडा के होमस्टेड शहर में देखा जा सकता है, जहां कोरल मोनोलिथिक ब्लॉकों की एक अजीब संरचना है, जिसे लोकप्रिय रूप से कोरल कैसल कहा जाता है। इसे लातविया के मूल निवासी एडवर्ड लिडस्कालिन ने 20वीं सदी के पूर्वार्द्ध में बनवाया था। पतले कद के इस आदमी के पास कोई औजार नहीं था, उसके पास न तो कार थी और न ही कोई उपकरण।

यह बिजली द्वारा बिल्कुल भी उपयोग नहीं किया गया था, इसकी अनुपस्थिति के कारण भी, और फिर भी किसी तरह समुद्र में उतर गया, जहां उसने बहु-टन पत्थर के ब्लॉकों को उकेरा और किसी तरह उन्हें अपनी साइट पर पहुंचा दिया, उन्हें सही सटीकता के साथ बिछाया।

एड की मृत्यु के बाद, वैज्ञानिकों ने उनकी रचना का सावधानीपूर्वक अध्ययन करना शुरू किया। प्रयोग के लिए, एक शक्तिशाली बुलडोजर लाया गया, और कोरल महल के 30-टन ब्लॉक में से एक को स्थानांतरित करने का प्रयास किया गया। बुलडोजर गर्जना, फिसला, लेकिन एक बड़ा पत्थर नहीं हिला।

महल के अंदर एक अजीबोगरीब उपकरण मिला, जिसे वैज्ञानिकों ने डायरेक्ट करंट जनरेटर कहा। यह कई धातु भागों के साथ एक विशाल संरचना थी। 240 स्थायी बार मैग्नेट डिवाइस के बाहर में बनाए गए थे। लेकिन एडवर्ड लीडस्कालिन ने वास्तव में बहु-टन ब्लॉकों को कैसे स्थानांतरित किया यह अभी भी एक रहस्य है।

जॉन सर्ल के अध्ययन ज्ञात हैं, जिनके हाथों में असामान्य जनरेटर जीवन में आए, घुमाए गए और ऊर्जा उत्पन्न की; आधा मीटर से 10 मीटर व्यास वाले डिस्क हवा में उठे और लंदन से कॉर्नवाल और वापस जाने के लिए नियंत्रित उड़ानें बनाईं।

प्रोफेसर के प्रयोग रूस, अमेरिका और ताइवान में दोहराए गए। रूस में, उदाहरण के लिए, 1999 में, नंबर 99122275/09 के तहत, "यांत्रिक ऊर्जा पैदा करने के लिए उपकरण" पेटेंट के लिए एक आवेदन पंजीकृत किया गया था। व्लादिमीर विटालिविच रोशिन और सर्गेई मिखाइलोविच गोडिन ने वास्तव में, SEG (Searl Effect Generator) का पुनरुत्पादन किया और इसके साथ अध्ययन की एक श्रृंखला आयोजित की। नतीजा एक बयान था: आप बिना खर्च किए 7 किलोवाट बिजली प्राप्त कर सकते हैं; घूमने वाले जनरेटर का वजन 40% तक कम हो गया।

Searle के पहले प्रयोगशाला उपकरण को एक अज्ञात स्थान पर ले जाया गया, जब वह स्वयं जेल में था। गोडिन और रोशचिन की स्थापना बस गायब हो गई; उसके बारे में सभी प्रकाशन, एक आविष्कार के लिए आवेदन के अपवाद के साथ, गायब हो गए.

हचिसन प्रभाव भी जाना जाता है, जिसका नाम कनाडाई इंजीनियर-आविष्कारक के नाम पर रखा गया है। प्रभाव भारी वस्तुओं के उत्तोलन में प्रकट होता है, असमान सामग्री का मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, धातु + लकड़ी), उनके पास जलने वाले पदार्थों की अनुपस्थिति में धातुओं का विषम ताप। यहाँ इन प्रभावों का एक वीडियो है:

वास्तव में जो भी गुरुत्वाकर्षण है, उसे स्वीकार किया जाना चाहिए कि आधिकारिक विज्ञान इस घटना की प्रकृति को स्पष्ट रूप से समझाने में पूरी तरह से असमर्थ है।.

यारोस्लाव यार्गिन

आप मुझे किस कानून से फांसी देंगे?
- और हम सभी को एक नियम के अनुसार फांसी देते हैं - सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम।

गुरूत्वाकर्षन का नियम

गुरुत्वाकर्षण की घटना सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम है। दो पिंड एक दूसरे पर एक बल के साथ कार्य करते हैं जो उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है और उनके द्रव्यमान के उत्पाद के सीधे आनुपातिक होता है।

गणितीय रूप से, हम इस महान नियम को सूत्र द्वारा व्यक्त कर सकते हैं

गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड में विशाल दूरी पर कार्य करता है। लेकिन न्यूटन ने तर्क दिया कि सभी वस्तुएं परस्पर आकर्षित होती हैं। क्या यह सत्य है कि कोई दो वस्तुएँ एक दूसरे को आकर्षित करती हैं? जरा सोचिए, यह ज्ञात है कि पृथ्वी आपको एक कुर्सी पर बैठे हुए आकर्षित करती है। लेकिन क्या आपने कभी इस बात के बारे में सोचा है कि कंप्यूटर और माउस एक दूसरे को आकर्षित करते हैं? या टेबल पर पेंसिल और पेन? इस मामले में, हम कलम के द्रव्यमान, पेंसिल के द्रव्यमान को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं, उनके बीच की दूरी के वर्ग से विभाजित करते हैं, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को ध्यान में रखते हुए, हम उनके पारस्परिक आकर्षण का बल प्राप्त करते हैं। लेकिन, यह इतना छोटा निकलेगा (पेन और पेंसिल के छोटे द्रव्यमान के कारण) कि हमें इसकी उपस्थिति का एहसास नहीं होता है। एक और बात यह है कि जब पृथ्वी और कुर्सी, या सूर्य और पृथ्वी की बात आती है। द्रव्यमान महत्वपूर्ण हैं, जिसका अर्थ है कि हम पहले से ही बल के प्रभाव का मूल्यांकन कर सकते हैं।

आइए मुक्त गिरावट त्वरण के बारे में सोचें। यह आकर्षण के नियम की क्रिया है। बल की क्रिया के तहत, शरीर गति को धीमा करता है, द्रव्यमान जितना अधिक होता है। परिणामस्वरूप, सभी पिंड समान त्वरण से पृथ्वी पर गिरते हैं।

इस अदृश्य अद्वितीय शक्ति का कारण क्या है? आज तक, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का अस्तित्व ज्ञात और सिद्ध है। आप विषय पर अतिरिक्त सामग्री में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की प्रकृति के बारे में अधिक जान सकते हैं।

सोचें कि गुरुत्वाकर्षण क्या है। ये कहां से है? यह क्या दिखाता है? आखिर यह नहीं हो सकता कि ग्रह सूर्य को देखता है, देखता है कि वह कितनी दूर है, इस नियम के अनुसार दूरी के व्युत्क्रम वर्ग की गणना करता है?

गुरुत्वाकर्षण की दिशा

दो शरीर हैं, मान लीजिए कि शरीर ए और बी। शरीर ए शरीर बी को आकर्षित करता है। जिस बल के साथ शरीर ए शरीर बी पर कार्य करता है और शरीर ए की ओर निर्देशित होता है। यानी, यह शरीर बी को "लेता है" और इसे अपनी ओर खींचता है . बॉडी बी बॉडी ए के साथ "ऐसा ही" करता है।

प्रत्येक शरीर पृथ्वी से आकर्षित होता है। पृथ्वी शरीर को "ले" लेती है और उसे अपने केंद्र की ओर खींचती है। इसलिए, यह बल हमेशा लंबवत नीचे की ओर निर्देशित होगा, और इसे शरीर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से लगाया जाता है, इसे गुरुत्वाकर्षण कहा जाता है।

याद रखने वाली मुख्य बात

भूवैज्ञानिक अन्वेषण के कुछ तरीके, ज्वार की भविष्यवाणी और, हाल ही में, कृत्रिम उपग्रहों और इंटरप्लेनेटरी स्टेशनों की गति की गणना। ग्रहों की स्थिति की प्रारंभिक गणना।

क्या हम स्वयं ऐसा प्रयोग स्थापित कर सकते हैं, और यह अनुमान नहीं लगा सकते कि ग्रह, वस्तुएँ आकर्षित होती हैं या नहीं?

ऐसा बनाया प्रत्यक्ष अनुभव कैवेंडिश (हेनरी कैवेंडिश (1731-1810) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ)चित्र में दिखाए गए डिवाइस का उपयोग करना। विचार यह था कि एक छड़ को दो गेंदों के साथ एक बहुत पतले क्वार्ट्ज धागे पर लटका दिया जाए और फिर दो बड़ी सीसे की गेंदों को उनके किनारे पर ला दिया जाए। गेंदों का आकर्षण धागे को थोड़ा-सा मोड़ देगा, क्योंकि साधारण वस्तुओं के बीच आकर्षण बल बहुत कमजोर होते हैं। इस तरह के एक उपकरण की मदद से, कैवेन्डिश दोनों द्रव्यमानों के बल, दूरी और परिमाण को सीधे मापने में सक्षम था और इस प्रकार, निर्धारित करता था गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G.

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G की अनूठी खोज, जो अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की विशेषता है, ने पृथ्वी, सूर्य और अन्य खगोलीय पिंडों के द्रव्यमान को निर्धारित करना संभव बना दिया। इसलिए, कैवेंडिश ने अपने अनुभव को "पृथ्वी का वजन" कहा।

दिलचस्प बात यह है कि भौतिकी के विभिन्न नियमों में कुछ सामान्य विशेषताएं हैं। आइए बिजली के नियमों (कूलम्ब बल) की ओर मुड़ें। विद्युत बल भी दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं, लेकिन पहले से ही आवेशों के बीच, और विचार अनैच्छिक रूप से उठता है कि इस पैटर्न का गहरा अर्थ है। अब तक, कोई भी एक ही सार के दो अलग-अलग अभिव्यक्तियों के रूप में गुरुत्वाकर्षण और बिजली को प्रस्तुत करने में सक्षम नहीं है।

यहां बल भी दूरी के वर्ग के साथ व्युत्क्रमानुपाती होता है, लेकिन विद्युत बलों और गुरुत्वाकर्षण बलों के परिमाण में अंतर हड़ताली है। गुरुत्वाकर्षण और बिजली की सामान्य प्रकृति को स्थापित करने की कोशिश में, हम गुरुत्वाकर्षण बलों पर विद्युत बलों की इतनी श्रेष्ठता पाते हैं कि यह विश्वास करना मुश्किल है कि दोनों का एक ही स्रोत है। आप कैसे कह सकते हैं कि एक दूसरे से ज्यादा मजबूत है? आखिर यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि द्रव्यमान क्या है और आवेश क्या है। गुरुत्वाकर्षण कैसे कार्य करता है, इस बारे में बहस करते हुए, आपको यह कहने का कोई अधिकार नहीं है: "चलो ऐसे और ऐसे आकार का द्रव्यमान लेते हैं," क्योंकि आप इसे स्वयं चुनते हैं। लेकिन अगर हम वह लेते हैं जो प्रकृति स्वयं हमें प्रदान करती है (उसकी अपनी संख्या और माप, जिसका हमारे इंच, वर्षों, हमारे उपायों से कोई लेना-देना नहीं है), तो हम तुलना कर सकते हैं। हम एक प्राथमिक आवेशित कण लेंगे, जैसे, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन। दो प्राथमिक कण, दो इलेक्ट्रॉन, विद्युत आवेश के कारण एक-दूसरे को उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती बल के साथ प्रतिकर्षित करते हैं, और गुरुत्वाकर्षण के कारण वे एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं, बल के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती बल के साथ दूरी।

प्रश्न: गुरुत्वाकर्षण बल का विद्युत बल से अनुपात क्या है? गुरुत्वाकर्षण विद्युत प्रतिकर्षण से संबंधित है क्योंकि एक संख्या 42 शून्य के साथ है। यह गहरा हैरान करने वाला है। इतनी बड़ी संख्या कहां से आ सकती है?

लोग अन्य प्राकृतिक घटनाओं में इस विशाल कारक की तलाश कर रहे हैं। वे सभी प्रकार की बड़ी संख्याओं से गुजरते हैं, और यदि आप एक बड़ी संख्या चाहते हैं, तो क्यों न कहें, ब्रह्मांड के व्यास का अनुपात एक प्रोटॉन के व्यास के लिए - आश्चर्यजनक रूप से, यह भी 42 शून्य के साथ एक संख्या है। और वे कहते हैं: शायद यह गुणांक प्रोटॉन के व्यास और ब्रह्मांड के व्यास के अनुपात के बराबर है? यह एक दिलचस्प विचार है, लेकिन जैसे-जैसे ब्रह्मांड धीरे-धीरे फैलता है, गुरुत्वाकर्षण की स्थिरता भी बदलनी चाहिए। हालांकि इस परिकल्पना का अभी तक खंडन नहीं किया गया है, हमारे पास इसके पक्ष में कोई सबूत नहीं है। इसके विपरीत, कुछ सबूत बताते हैं कि इस तरह से गुरुत्वाकर्षण की निरंतरता नहीं बदली। इतनी बड़ी संख्या आज भी रहस्य बनी हुई है।

आइंस्टीन को सापेक्षता के सिद्धांतों के अनुसार गुरुत्वाकर्षण के नियमों को संशोधित करना पड़ा। इनमें से पहला सिद्धांत कहता है कि दूरी x को तुरंत दूर नहीं किया जा सकता है, जबकि न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार, बल तुरंत कार्य करते हैं। आइंस्टीन को न्यूटन के नियमों को बदलना पड़ा। ये परिवर्तन, शोधन बहुत छोटे हैं। उनमें से एक यह है: चूंकि प्रकाश में ऊर्जा होती है, ऊर्जा द्रव्यमान के बराबर होती है, और सभी द्रव्यमान आकर्षित होते हैं, प्रकाश भी आकर्षित होता है और इसलिए, सूर्य के पास से गुजरते हुए, विक्षेपित होना चाहिए। वास्तव में ऐसा ही होता है। आइंस्टीन के सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण बल को भी थोड़ा संशोधित किया गया है। लेकिन गुरुत्वाकर्षण के नियम में यह बहुत ही मामूली बदलाव बुध की गति में कुछ स्पष्ट अनियमितताओं को समझाने के लिए पर्याप्त है।

सूक्ष्म जगत में भौतिक घटनाएं बड़े पैमाने की दुनिया में होने वाली घटनाओं के अलावा अन्य कानूनों के अधीन हैं। सवाल उठता है: छोटे पैमाने की दुनिया में गुरुत्वाकर्षण कैसे प्रकट होता है? गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत इसका उत्तर देगा। लेकिन गुरुत्वाकर्षण का अभी तक कोई क्वांटम सिद्धांत नहीं है। लोग अभी तक गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को बनाने में बहुत सफल नहीं हुए हैं जो पूरी तरह से क्वांटम यांत्रिक सिद्धांतों और अनिश्चितता सिद्धांत के अनुरूप है।

सभी भौतिक निकायों के बीच। कम गति और कमजोर गुरुत्वाकर्षण संपर्क के सन्निकटन में, यह न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत द्वारा वर्णित है, सामान्य मामले में इसे आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया है। क्वांटम सीमा में, गुरुत्वाकर्षण बातचीत को क्वांटम-सिद्धांत-गुरुत्वाकर्षण द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसे अभी तक विकसित नहीं किया गया है।

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गुरुत्वाकर्षण दृश्य

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गुरुत्वाकर्षण

उपशीर्षक

गुरुत्वीय खिंचाव

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम व्युत्क्रम वर्ग कानून के अनुप्रयोगों में से एक है, जो विकिरण के अध्ययन में भी सामने आया है (उदाहरण के लिए, प्रकाश का दबाव देखें), और जो क्षेत्र में द्विघात वृद्धि का प्रत्यक्ष परिणाम है बढ़ती त्रिज्या के साथ क्षेत्र, जो पूरे क्षेत्र के क्षेत्र में किसी भी इकाई क्षेत्र के योगदान में द्विघात कमी की ओर जाता है।

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, साथ ही बल-गुरुत्वाकर्षण का क्षेत्र संभावित रूप से है। इसका मतलब यह है कि निकायों की एक जोड़ी के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की संभावित ऊर्जा को पेश करना संभव है, और एक बंद समोच्च के साथ निकायों को स्थानांतरित करने के बाद यह ऊर्जा नहीं बदलेगी। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की क्षमता गतिज और संभावित ऊर्जा के योग के संरक्षण के कानून पर जोर देती है, और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में निकायों की गति का अध्ययन करते समय, यह अक्सर समाधान को बहुत सरल करता है। न्यूटनियन यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, गुरुत्वाकर्षण बातचीत लंबी दूरी की है। इसका मतलब यह है कि अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर एक विशाल पिंड कितनी भी गति करे, गुरुत्वाकर्षण क्षमता केवल एक निश्चित समय में पिंड की स्थिति पर निर्भर करती है।

बड़े अंतरिक्ष पिंड - ग्रहों, सितारों और आकाशगंगाओं का एक विशाल द्रव्यमान होता है और इसलिए, महत्वपूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाते हैं।

गुरुत्वाकर्षण सबसे कमजोर बल है। हालांकि, चूंकि यह सभी दूरी पर कार्य करता है और सभी द्रव्यमान सकारात्मक होते हैं, फिर भी यह ब्रह्मांड में एक बहुत ही महत्वपूर्ण शक्ति है। विशेष रूप से, ब्रह्मांडीय पैमाने पर निकायों के बीच विद्युत चुम्बकीय संपर्क छोटा है, क्योंकि इन निकायों का कुल विद्युत आवेश शून्य है (पदार्थ विद्युत रूप से तटस्थ है)।

इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण, अन्य अंतःक्रियाओं के विपरीत, सभी पदार्थों और ऊर्जा पर इसके प्रभाव में सार्वभौमिक है। ऐसी कोई वस्तु नहीं मिली है जिसका कोई गुरुत्वाकर्षण संपर्क न हो।

अपनी वैश्विक प्रकृति के कारण, गुरुत्वाकर्षण आकाशगंगाओं की संरचना, ब्लैक होल और ब्रह्मांड के विस्तार, और प्राथमिक खगोलीय घटनाओं - ग्रहों की कक्षाओं और पृथ्वी की सतह के लिए सरल आकर्षण जैसे बड़े पैमाने पर प्रभावों के लिए भी जिम्मेदार है। और गिरते हुए शरीर।

गुरुत्वाकर्षण एक गणितीय सिद्धांत द्वारा वर्णित पहली बातचीत थी। अरस्तू (चौथी शताब्दी ईसा पूर्व) का मानना ​​​​था कि अलग-अलग द्रव्यमान वाली वस्तुएं अलग-अलग गति से गिरती हैं। और केवल बहुत बाद में (1589) गैलीलियो-गैलिली ने प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया कि ऐसा नहीं है - यदि वायु प्रतिरोध समाप्त हो जाता है, तो सभी निकाय समान रूप से गति करते हैं। आइजैक न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का नियम (1687) गुरुत्वाकर्षण के सामान्य व्यवहार का एक अच्छा वर्णन था। 1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत बनाया, जो अंतरिक्ष-समय ज्यामिति के संदर्भ में गुरुत्वाकर्षण का अधिक सटीक वर्णन करता है।

आकाशीय यांत्रिकी और इसकी कुछ समस्याएं

आकाशीय यांत्रिकी का सबसे सरल कार्य खाली स्थान में दो बिंदुओं या गोलाकार पिंडों का गुरुत्वाकर्षण संपर्क है। शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर इस समस्या को विश्लेषणात्मक रूप से बंद रूप में हल किया जाता है; इसके समाधान का परिणाम अक्सर केप्लर के तीन नियमों के रूप में तैयार किया जाता है।

जैसे-जैसे परस्पर क्रिया करने वाले निकायों की संख्या बढ़ती है, समस्या और अधिक जटिल होती जाती है। इस प्रकार, पहले से ही प्रसिद्ध तीन-शरीर की समस्या (अर्थात, गैर-शून्य द्रव्यमान वाले तीन निकायों की गति) को सामान्य रूप से विश्लेषणात्मक रूप से हल नहीं किया जा सकता है। एक संख्यात्मक समाधान के साथ, हालांकि, प्रारंभिक स्थितियों के संबंध में समाधानों की अस्थिरता बल्कि जल्दी से सेट हो जाती है। जब सौर मंडल पर लागू किया जाता है, तो यह अस्थिरता सौ मिलियन वर्ष से अधिक के पैमाने पर ग्रहों की गति का सटीक अनुमान लगाना असंभव बना देती है।

कुछ विशेष मामलों में, अनुमानित समाधान खोजना संभव है। सबसे महत्वपूर्ण मामला तब होता है जब एक पिंड का द्रव्यमान अन्य पिंडों के द्रव्यमान से काफी अधिक होता है (उदाहरण: सौर मंडल और शनि के छल्ले की गतिशीलता)। इस मामले में, पहले सन्निकटन के रूप में, हम यह मान सकते हैं कि प्रकाश पिंड एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं और एक विशाल पिंड के चारों ओर केप्लरियन प्रक्षेपवक्र के साथ चलते हैं। उनके बीच की बातचीत को गड़बड़ी सिद्धांत के ढांचे में ध्यान में रखा जा सकता है और समय के साथ औसत किया जा सकता है। इस मामले में, गैर-तुच्छ घटनाएं उत्पन्न हो सकती हैं, जैसे प्रतिध्वनि, आकर्षित करने वाले, यादृच्छिकता, आदि। ऐसी घटनाओं का एक अच्छा उदाहरण शनि के छल्ले की जटिल संरचना है।

लगभग समान द्रव्यमान के बड़ी संख्या में आकर्षित करने वाले निकायों की प्रणाली के व्यवहार का सटीक वर्णन करने के प्रयासों के बावजूद, गतिशील अराजकता की घटना के कारण यह संभव नहीं है।

मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में, साथ ही सापेक्षतावादी वेगों के साथ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में चलते समय, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (जीआर) के प्रभाव दिखाई देने लगते हैं:

• अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति में परिवर्तन;
  • परिणामस्वरूप, न्यूटनियन से गुरुत्वाकर्षण के नियम का विचलन;
  • और चरम मामलों में - ब्लैक होल का उदय;
• परिमित गति-प्रसार-गुरुत्वाकर्षण-विक्षोभ से जुड़ी संभावनाओं की मंदता;
  • एक परिणाम के रूप में, गुरुत्वाकर्षण तरंगों की उपस्थिति;
• गैर-रैखिक प्रभाव: गुरुत्वाकर्षण स्वयं के साथ बातचीत करता है, इसलिए मजबूत क्षेत्रों में सुपरपोजिशन का सिद्धांत अब मान्य नहीं है।

गुरुत्वाकर्षण विकिरण

सामान्य सापेक्षता की महत्वपूर्ण भविष्यवाणियों में से एक गुरुत्वाकर्षण विकिरण है, जिसकी उपस्थिति 2015 में प्रत्यक्ष टिप्पणियों द्वारा पुष्टि की गई थी। हालांकि, पहले भी इसके अस्तित्व के पक्ष में वजनदार अप्रत्यक्ष सबूत थे, अर्थात्: घनीभूत गुरुत्वाकर्षण वस्तुओं (जैसे न्यूट्रॉन तारे या ब्लैक होल) वाले निकट बाइनरी सिस्टम में ऊर्जा हानि, विशेष रूप से, प्रसिद्ध प्रणाली PSR B1913 + 16 (Huls) में पल्सर - टेलर) - जीआर मॉडल के साथ अच्छे समझौते में हैं, जिसमें इस ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण विकिरण द्वारा ठीक से ले जाया जाता है।

गुरुत्वाकर्षण विकिरण केवल चर चौगुनी या उच्च बहुध्रुव क्षणों वाले सिस्टम द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है, यह तथ्य बताता है कि अधिकांश प्राकृतिक स्रोतों का गुरुत्वाकर्षण विकिरण दिशात्मक है, जो इसकी पहचान को काफी जटिल करता है। गुरुत्वाकर्षण शक्ति एन-पॉली स्रोत आनुपातिक है (v / c) 2 n + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2)), यदि गुणक विद्युत प्रकार का है, तथा (v / c) 2n + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- यदि गुणक चुंबकीय प्रकार का है, जहां वीविकिरण प्रणाली में स्रोतों का अभिलक्षणिक वेग है, और सीप्रकाश की गति है। इस प्रकार, प्रमुख क्षण विद्युत प्रकार का चौगुना क्षण होगा, और संबंधित विकिरण की शक्ति इसके बराबर होगी:

L = 1 5 G c 5 ⟨ d 3 Q i j d t 3 d 3 Q i j d t 3 ⟩ , (\displaystyle L=(\frac (1)(5))(\frac (G)(c^(5)))\ बायां\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\right \रंग,)

कहाँ पे क्यू आई जे (\displaystyle Q_(ij))विकिरण प्रणाली के बड़े पैमाने पर वितरण के चौगुनी क्षण का टेंसर है। नियत जी सी 5 = 2 , 76 × 10 - 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2.76\times 10^(-53))(1/W) विकिरण शक्ति के परिमाण के क्रम का अनुमान लगाना संभव बनाता है।

1969 से (वेबर के प्रयोग (अंग्रेज़ी)), सीधे गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाने का प्रयास किया जा रहा है। अमेरिका, यूरोप और जापान में, वर्तमान में कई ऑपरेशनल ग्राउंड-आधारित डिटेक्टर (LIGO, VIRGO, TAMA) हैं (अंग्रेज़ी), GEO-600), साथ ही LISA (लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना) स्पेस ग्रेविटेशनल डिटेक्टर प्रोजेक्ट)। रूस में ग्राउंड-आधारित डिटेक्टर को तातारस्तान गणराज्य के गुरुत्वाकर्षण-लहर अनुसंधान "डुलकिन" के वैज्ञानिक केंद्र में विकसित किया जा रहा है।

गुरुत्वाकर्षण के सूक्ष्म प्रभाव

गुरुत्वाकर्षण आकर्षण और समय के फैलाव के शास्त्रीय प्रभावों के अलावा, सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण की अन्य अभिव्यक्तियों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, जो स्थलीय परिस्थितियों में बहुत कमजोर हैं और इसलिए उनका पता लगाना और प्रयोगात्मक सत्यापन बहुत मुश्किल है। कुछ समय पहले तक, इन कठिनाइयों पर काबू पाना प्रयोगकर्ताओं की क्षमताओं से परे था।

उनमें से, विशेष रूप से, हम जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियों (या लेंस-थिरिंग प्रभाव) और गुरुत्वाकर्षण-चुंबकीय क्षेत्र के प्रवेश को नाम दे सकते हैं। 2005 में, नासा के ग्रेविटी-प्रोब-बी स्वचालित अंतरिक्ष यान ने पृथ्वी के पास इन प्रभावों को मापने के लिए अभूतपूर्व सटीकता का एक प्रयोग किया। प्राप्त आंकड़ों का प्रसंस्करण मई 2011 तक किया गया था और जियोडेसिक प्रीसेशन के प्रभाव और संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम के ड्रैग के अस्तित्व और परिमाण की पुष्टि की, हालांकि मूल रूप से ग्रहण की तुलना में थोड़ा कम सटीकता के साथ।

मापन शोर के विश्लेषण और निष्कर्षण पर गहन कार्य के बाद, मिशन के अंतिम परिणाम 4 मई, 2011 को नासा-टीवी पर एक प्रेस कॉन्फ्रेंस में घोषित किए गए और भौतिक-समीक्षा-पत्रों में प्रकाशित किए गए। जियोडेसिक पुरस्सरण का मापा मूल्य था −6601.8 ± 18.3 मिलीसेकंडआर्क्स प्रति वर्ष, और ड्रैग इफेक्ट - −37.2 ± 7.2 मिलीसेकंडआर्क्स प्रति वर्ष (-6606.1 मास/वर्ष और −39.2 मास/वर्ष के सैद्धांतिक मूल्यों की तुलना करें)।

गुरुत्वाकर्षण के शास्त्रीय सिद्धांत

इस तथ्य के कारण कि सबसे चरम और अवलोकन योग्य परिस्थितियों में भी गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव बेहद कम हैं, फिर भी उनका कोई विश्वसनीय अवलोकन नहीं है। सैद्धांतिक अनुमान बताते हैं कि अधिकांश मामलों में कोई व्यक्ति अपने आप को गुरुत्वाकर्षण बातचीत के शास्त्रीय विवरण तक ही सीमित रख सकता है।

गुरुत्वाकर्षण का एक आधुनिक विहित शास्त्रीय सिद्धांत है - सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत, और कई परिकल्पनाएं और विकास की अलग-अलग डिग्री के सिद्धांत जो इसे परिष्कृत करते हैं, एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं। ये सभी सिद्धांत उस सन्निकटन के भीतर बहुत समान भविष्यवाणियां देते हैं जिसमें वर्तमान में प्रायोगिक परीक्षण किए जा रहे हैं। गुरुत्वाकर्षण के कुछ प्रमुख, सबसे अच्छी तरह से विकसित या ज्ञात सिद्धांत निम्नलिखित हैं।

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत

हालांकि, हाल ही में (2012) तक जीआर की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है। इसके अलावा, आइंस्टीनियन के कई विकल्प, लेकिन आधुनिक भौतिकी के लिए मानक, गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत के निर्माण के दृष्टिकोण से एक परिणाम होता है जो कम-ऊर्जा सन्निकटन में सामान्य सापेक्षता के साथ मेल खाता है, जो अब केवल प्रयोगात्मक सत्यापन के लिए उपलब्ध है।

आइंस्टीन-कार्टन सिद्धांत

दो वर्गों में समीकरणों का एक समान विभाजन आरटीजी में भी होता है, जहां गैर-यूक्लिडियन अंतरिक्ष और मिंकोवस्की अंतरिक्ष के बीच संबंध को ध्यान में रखते हुए दूसरा टेंसर समीकरण पेश किया जाता है। जॉर्डन-ब्रान्स-डिके सिद्धांत में एक आयामहीन पैरामीटर की उपस्थिति के कारण, इसे चुनना संभव हो जाता है ताकि सिद्धांत के परिणाम गुरुत्वाकर्षण प्रयोगों के परिणामों के साथ मेल खाते हों। उसी समय, जैसा कि पैरामीटर अनंत की ओर जाता है, सिद्धांत की भविष्यवाणियां सामान्य सापेक्षता के करीब और करीब हो जाती हैं, जिससे कि किसी भी प्रयोग द्वारा जॉर्डन-ब्रांस-डिके सिद्धांत का खंडन करना असंभव हो जाता है जो सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की पुष्टि करता है।

गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत

आधी सदी से अधिक के प्रयासों के बावजूद, गुरुत्वाकर्षण ही एकमात्र मौलिक अंतःक्रिया है जिसके लिए आम तौर पर स्वीकृत सुसंगत क्वांटम सिद्धांत अभी तक नहीं बनाया गया है। कम ऊर्जा पर, क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की भावना में, गुरुत्वाकर्षण बातचीत को गुरुत्वाकर्षण के आदान-प्रदान के रूप में दर्शाया जा सकता है - स्पिन 2 के साथ गेज बोसॉन। हालांकि, परिणामी सिद्धांत पुनर्सामान्यीकरण योग्य नहीं है, और इसलिए इसे असंतोषजनक माना जाता है।

हाल के दशकों में, गुरुत्वाकर्षण के परिमाणीकरण की समस्या को हल करने के लिए कई आशाजनक दृष्टिकोण विकसित किए गए हैं: स्ट्रिंग सिद्धांत, लूप क्वांटम गुरुत्व, और अन्य।

स्ट्रिंग सिद्धांत

इसमें कणों और बैकग्राउंड स्पेस-टाइम के बजाय तार और उनके बहुआयामी समकक्ष हैं -

डॉन डी यंग

गुरुत्वाकर्षण (या गुरुत्वाकर्षण) हमें जमीन पर मजबूती से रखता है और पृथ्वी को सूर्य के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है। इस अदृश्य शक्ति की बदौलत बारिश जमीन पर गिरती है, और समुद्र में पानी का स्तर हर दिन बढ़ता और गिरता है। गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी को एक गोलाकार आकार में रखता है और हमारे वायुमंडल को अंतरिक्ष में जाने से भी रोकता है। ऐसा लगता है कि हर दिन देखे जाने वाले आकर्षण के इस बल का वैज्ञानिकों द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया जाना चाहिए। लेकिन नहीं! कई मायनों में, गुरुत्वाकर्षण विज्ञान के लिए सबसे गहरा रहस्य बना हुआ है। यह रहस्यमयी शक्ति इस बात का अद्भुत उदाहरण है कि आधुनिक वैज्ञानिक ज्ञान कितना सीमित है।

गुरुत्वाकर्षण क्या है?

आइजैक न्यूटन इस मुद्दे में 1686 की शुरुआत में रुचि रखते थे और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि गुरुत्वाकर्षण एक आकर्षक बल है जो सभी वस्तुओं के बीच मौजूद है। उसने महसूस किया कि सेब को जमीन पर गिरने का कारण जो बल है, वह उसकी कक्षा में है। वास्तव में, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण चंद्रमा पृथ्वी के चारों ओर घूमने के दौरान अपने सीधे रास्ते से लगभग एक मिलीमीटर प्रति सेकंड विचलित हो जाता है (चित्र 1)। न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सार्वभौमिक नियम अब तक की सबसे बड़ी वैज्ञानिक खोजों में से एक है।

गुरुत्वाकर्षण "स्ट्रिंग" है जो वस्तुओं को कक्षा में रखता है

चित्र 1।चंद्रमा की कक्षा का एक चित्रण पैमाने पर नहीं खींचा गया। हर सेकंड में चंद्रमा लगभग 1 किमी चलता है। इस दूरी पर, यह सीधे रास्ते से लगभग 1 मिमी विचलित हो जाता है - यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव (धराशायी रेखा) के कारण होता है। ऐसा लगता है कि चंद्रमा लगातार पृथ्वी के पीछे (या उसके चारों ओर) गिरता है, जैसे सूर्य के चारों ओर के ग्रह भी गिरते हैं।

गुरुत्वाकर्षण प्रकृति की चार मूलभूत शक्तियों में से एक है (सारणी 1)। ध्यान दें कि चार बलों में, यह बल सबसे कमजोर है, और फिर भी यह बड़े अंतरिक्ष पिंडों के सापेक्ष प्रमुख है। जैसा कि न्यूटन ने दिखाया, किन्हीं दो द्रव्यमानों के बीच आकर्षक गुरुत्वाकर्षण बल छोटा और छोटा होता जाता है क्योंकि उनके बीच की दूरी बड़ी और बड़ी होती जाती है, लेकिन यह कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचती है (देखें गुरुत्वाकर्षण का डिज़ाइन)।

इसलिए, पूरे ब्रह्मांड में हर कण वास्तव में हर दूसरे कण को ​​​​आकर्षित करता है। कमजोर और मजबूत परमाणु बलों की ताकतों के विपरीत, आकर्षण बल लंबी दूरी का होता है (सारणी 1)। चुंबकीय बल और विद्युत संपर्क बल भी लंबी दूरी की ताकतें हैं, लेकिन गुरुत्वाकर्षण अद्वितीय है कि यह लंबी दूरी और हमेशा आकर्षक दोनों है, जिसका अर्थ है कि यह कभी भी समाप्त नहीं हो सकता (विद्युत चुंबकत्व के विपरीत, जिसमें बल या तो आकर्षित हो सकते हैं या पीछे हटाना)।

1849 में महान रचनाकार वैज्ञानिक माइकल फैराडे के साथ शुरुआत करते हुए, भौतिकविदों ने लगातार गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत चुम्बकीय बल के बल के बीच छिपे हुए संबंध की खोज की है। वर्तमान में, वैज्ञानिक सभी चार मूलभूत शक्तियों को एक समीकरण या तथाकथित "सब कुछ का सिद्धांत" में संयोजित करने का प्रयास कर रहे हैं, लेकिन, सफलता के बिना! गुरुत्वाकर्षण सबसे रहस्यमय और सबसे कम समझी जाने वाली शक्ति है।

गुरुत्वाकर्षण को किसी भी तरह से परिरक्षित नहीं किया जा सकता है। अवरोध की संरचना चाहे जो भी हो, दो अलग-अलग वस्तुओं के बीच आकर्षण पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इसका मतलब है कि प्रयोगशाला में एंटी-ग्रेविटी चैंबर बनाना असंभव है। गुरुत्वाकर्षण बल वस्तुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि उनके द्रव्यमान पर निर्भर करता है, जिसे हम वजन के रूप में जानते हैं (किसी वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल उस वस्तु के वजन के बराबर होता है - जितना अधिक द्रव्यमान, उतना ही अधिक बल या वजन।) कांच, सीसा, बर्फ, या यहां तक ​​कि स्टायरोफोम से बने ब्लॉक, और समान द्रव्यमान वाले, समान गुरुत्वाकर्षण बल का अनुभव करेंगे (और लागू होंगे)। ये डेटा प्रयोगों के दौरान प्राप्त किए गए थे, और वैज्ञानिक अभी भी नहीं जानते हैं कि उन्हें सैद्धांतिक रूप से कैसे समझाया जा सकता है।

गुरुत्वाकर्षण में डिजाइन

दो द्रव्यमान m 1 और m 2 के बीच दूरी r पर स्थित बल F को सूत्र F = (G m 1 m 2) / r 2 के रूप में लिखा जा सकता है

जहां G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, जिसे पहली बार 1798.1 . में हेनरी कैवेन्डिश द्वारा मापा गया था

इस समीकरण से पता चलता है कि दो वस्तुओं के बीच की दूरी, r के बड़े होने पर गुरुत्वाकर्षण कम हो जाता है, लेकिन कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचता है।

इस समीकरण की व्युत्क्रम-वर्ग प्रकृति बस लुभावनी है। आखिरकार, गुरुत्वाकर्षण को इस तरह से कार्य करने का कोई आवश्यक कारण नहीं है। एक अव्यवस्थित, यादृच्छिक और विकसित ब्रह्मांड में, r 1.97 या r 2.3 जैसी मनमानी शक्तियों की संभावना अधिक प्रतीत होती है। हालांकि, सटीक मापों ने कम से कम पांच दशमलव स्थानों, 2.00000 के लिए एक सटीक शक्ति दिखाई। जैसा कि एक शोधकर्ता ने कहा, यह परिणाम लगता है "बहुत सटीक".2 हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि आकर्षण बल एक सटीक, निर्मित डिज़ाइन को इंगित करता है। वास्तव में, यदि डिग्री 2 से थोड़ा भी विचलित हो जाए, तो ग्रहों और पूरे ब्रह्मांड की कक्षाएँ अस्थिर हो जाएँगी।

लिंक और नोट्स

1. तकनीकी रूप से बोलते हुए, जी = 6.672 x 10 -11 एनएम 2 किलो -2
2. थॉम्पसन, डी., "गुरुत्वाकर्षण के बारे में बहुत सटीक", विज्ञान समाचार 118(1):13, 1980.

तो गुरुत्वाकर्षण वास्तव में क्या है? यह बल इतने विशाल, खाली बाहरी स्थान में कैसे कार्य कर सकता है? और यह अस्तित्व में भी क्यों है? प्रकृति के नियमों के बारे में इन बुनियादी सवालों का जवाब विज्ञान कभी नहीं दे पाया है। उत्परिवर्तन या प्राकृतिक चयन के माध्यम से आकर्षण बल धीरे-धीरे नहीं आ सकता है। यह ब्रह्मांड के अस्तित्व की शुरुआत से ही सक्रिय रहा है। किसी भी अन्य भौतिक नियम की तरह, गुरुत्वाकर्षण निस्संदेह एक नियोजित रचना का एक अद्भुत प्रमाण है।

कुछ वैज्ञानिकों ने गुरुत्वाकर्षण को अदृश्य कणों, गुरुत्वाकर्षण के रूप में समझाने की कोशिश की है, जो वस्तुओं के बीच चलते हैं। दूसरों ने ब्रह्मांडीय तारों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के बारे में बात की। हाल ही में, वैज्ञानिकों ने एक विशेष रूप से निर्मित प्रयोगशाला LIGO (इंजी। लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) की मदद से केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव को देखने में कामयाबी हासिल की। लेकिन इन तरंगों की प्रकृति, कैसे भौतिक वस्तुएं एक-दूसरे के साथ बड़ी दूरी पर बातचीत करती हैं, अपना आकार बदलती हैं, यह अभी भी सभी के लिए एक बड़ा सवाल बना हुआ है। हम बस यह नहीं जानते हैं कि गुरुत्वाकर्षण बल की उत्पत्ति की प्रकृति और यह कैसे पूरे ब्रह्मांड की स्थिरता को धारण करता है।

गुरुत्वाकर्षण और शास्त्र

बाइबल के दो अंश हमें सामान्य रूप से गुरुत्वाकर्षण और भौतिक विज्ञान की प्रकृति को समझने में मदद कर सकते हैं। पहला मार्ग, कुलुस्सियों 1:17, व्याख्या करता है कि मसीह "सबसे पहले है, और उसके लिए सब कुछ इसके लायक है". ग्रीक क्रिया खड़ा है (συνισταω सुनीस्ताओ) का अर्थ है: चिपकना, एक साथ रखना या धारण करना। बाइबल के बाहर इस शब्द के यूनानी प्रयोग का अर्थ है जल युक्त पात्र. कुलुस्सियों की पुस्तक में प्रयुक्त शब्द पूर्ण काल ​​में है, जो आमतौर पर एक वर्तमान चल रही स्थिति को इंगित करता है जो एक पूर्ण पिछली कार्रवाई से उत्पन्न हुई है। प्रश्न में प्रयुक्त भौतिक तंत्रों में से एक स्पष्ट रूप से आकर्षण का बल है, जिसे निर्माता द्वारा स्थापित किया गया है और जिसे आज भी स्पष्ट रूप से बनाए रखा गया है। जरा सोचिए: अगर गुरुत्वाकर्षण बल एक पल के लिए भी काम करना बंद कर देता है, तो निस्संदेह अराजकता फैल जाएगी। पृथ्वी, चंद्रमा और सितारों सहित सभी खगोलीय पिंड अब एक साथ नहीं रहेंगे। उस पूरे घंटे को अलग-अलग, छोटे-छोटे हिस्सों में बांटा जाएगा।

दूसरा पवित्रशास्त्र, इब्रानियों 1:3, घोषित करता है कि मसीह "सब कुछ अपने सामर्थ्य के वचन से धारण करता है।"शब्द रखता है (φερω फेरे) फिर से गुरुत्वाकर्षण सहित हर चीज के रखरखाव या संरक्षण का वर्णन करता है। शब्द रखता हैइस पद में प्रयुक्त होने का अर्थ केवल भार धारण करने से कहीं अधिक है। इसमें ब्रह्मांड के भीतर चल रही सभी गतिविधियों और परिवर्तनों पर नियंत्रण शामिल है। यह अंतहीन कार्य प्रभु के सर्वशक्तिमान वचन के माध्यम से किया जाता है, जिसके माध्यम से ब्रह्मांड स्वयं अस्तित्व में आया। गुरुत्वाकर्षण, "रहस्यमय बल" जिसे चार सौ वर्षों के शोध के बाद भी कम समझा जाता है, ब्रह्मांड के लिए इस अद्भुत दिव्य देखभाल की अभिव्यक्तियों में से एक है।

समय और स्थान की विकृतियां और ब्लैक होल

आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को एक बल के रूप में नहीं, बल्कि एक विशाल वस्तु के पास अंतरिक्ष की वक्रता के रूप में मानता है। प्रकाश, जो परंपरागत रूप से सीधी रेखाओं का अनुसरण करता है, के मुड़ने की भविष्यवाणी की जाती है क्योंकि यह घुमावदार स्थान से यात्रा करता है। यह पहली बार प्रदर्शित किया गया था जब खगोलशास्त्री सर आर्थर एडिंगटन ने 1919 में कुल ग्रहण के दौरान एक तारे की स्पष्ट स्थिति में बदलाव की खोज की थी, यह मानते हुए कि प्रकाश किरणें सूर्य के गुरुत्वाकर्षण द्वारा मुड़ी हुई थीं।

सामान्य सापेक्षता यह भी भविष्यवाणी करती है कि यदि कोई पिंड पर्याप्त घना है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष को इतना विकृत कर देगा कि प्रकाश उसमें से बिल्कुल भी नहीं गुजर सकता है। ऐसा शरीर प्रकाश और अन्य सभी चीजों को अवशोषित कर लेता है जो इसके मजबूत गुरुत्वाकर्षण ने कब्जा कर लिया है, और इसे ब्लैक होल कहा जाता है। इस तरह के शरीर का पता अन्य वस्तुओं पर उसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव, उसके चारों ओर प्रकाश की मजबूत वक्रता और उस पर पड़ने वाले पदार्थ द्वारा उत्सर्जित मजबूत विकिरण से ही लगाया जा सकता है।

ब्लैक होल के अंदर का सारा पदार्थ केंद्र में संकुचित होता है, जिसका घनत्व अनंत होता है। छेद का "आकार" घटना क्षितिज द्वारा निर्धारित किया जाता है, अर्थात। एक सीमा जो एक ब्लैक होल के केंद्र को घेरती है, और कुछ भी नहीं (प्रकाश भी नहीं) इससे बच सकता है। जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड (1873-1916) के बाद छेद की त्रिज्या को श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है, और इसकी गणना R S = 2GM/c 2 के रूप में की जाती है, जहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है। यदि सूर्य किसी ब्लैक होल में गिर जाए, तो उसकी श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या केवल 3 किमी होगी।

इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि एक बार जब किसी बड़े तारे का परमाणु ईंधन खत्म हो जाता है, तो वह अपने ही भारी वजन के नीचे गिरने का विरोध नहीं कर सकता और ब्लैक होल में गिर सकता है। माना जाता है कि हमारी आकाशगंगा, मिल्की वे सहित आकाशगंगाओं के केंद्रों में अरबों सूर्यों के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल मौजूद हैं। कई वैज्ञानिक मानते हैं कि सुपर-उज्ज्वल और बहुत दूर की वस्तुएं क्वासर कहलाती हैं, जो उस ऊर्जा का उपयोग करती हैं जो पदार्थ के ब्लैक होल में गिरने पर निकलती है।

सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियों के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण भी समय को विकृत करता है। यह बहुत सटीक परमाणु घड़ियों द्वारा भी पुष्टि की गई है, जो समुद्र तल से ऊपर के क्षेत्रों की तुलना में समुद्र तल पर कुछ माइक्रोसेकंड धीमी गति से चलती हैं, जहां पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण थोड़ा कमजोर है। घटना क्षितिज के पास, यह घटना अधिक ध्यान देने योग्य है। यदि हम एक अंतरिक्ष यात्री की घड़ी देखते हैं जो घटना क्षितिज के निकट आ रहा है, तो हम देखेंगे कि घड़ी धीमी गति से चल रही है। जबकि घटना क्षितिज में, घड़ी रुक जाएगी, लेकिन हम इसे कभी नहीं देख पाएंगे। इसके विपरीत, अंतरिक्ष यात्री यह नहीं देख पाएगा कि उसकी घड़ी धीमी गति से चल रही है, लेकिन वह देखेगा कि हमारी घड़ी तेज और तेज चल रही है।

एक ब्लैक होल के पास एक अंतरिक्ष यात्री के लिए मुख्य खतरा ज्वारीय बल होगा, जो शरीर के उन हिस्सों पर अधिक मजबूत होने के कारण होता है जो ब्लैक होल से दूर के हिस्सों की तुलना में ब्लैक होल के करीब होते हैं। अपनी शक्ति के संदर्भ में, एक ब्लैक होल के पास ज्वारीय बल, जिसमें एक तारे का द्रव्यमान होता है, किसी भी तूफान से अधिक मजबूत होता है और आसानी से अपने सामने आने वाली हर चीज को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ देता है। हालांकि, दूरी के वर्ग (1/r 2) के साथ गुरुत्वाकर्षण आकर्षण कम हो जाता है, जबकि दूरी के घन (1/r 3) के साथ ज्वारीय गतिविधि घट जाती है। इसलिए, आम धारणा के विपरीत, गुरुत्वाकर्षण बल (ज्वारीय बल सहित) छोटे ब्लैक होल की तुलना में बड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर कमजोर होता है। तो अवलोकनीय स्थान में ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर ज्वारीय बल सबसे कोमल हवा की तुलना में कम ध्यान देने योग्य होंगे।

घटना क्षितिज के पास गुरुत्वाकर्षण द्वारा समय का फैलाव सृजनवादी भौतिक विज्ञानी डॉ रसेल हम्फ्रीज़ के नए ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल का आधार है, जिसकी चर्चा उन्होंने अपनी पुस्तक स्टारलाईट एंड टाइम में की है। यह मॉडल इस समस्या को हल करने में मदद कर सकता है कि हम एक युवा ब्रह्मांड में दूर के तारों के प्रकाश को कैसे देख सकते हैं। इसके अलावा, आज यह गैर-बाइबिल के लिए एक वैज्ञानिक विकल्प है, जो दार्शनिक मान्यताओं पर आधारित है जो विज्ञान के दायरे से परे हैं।

टिप्पणी

गुरुत्वाकर्षण, "रहस्यमय बल", जो चार सौ वर्षों के शोध के बाद भी खराब समझा जाता है ...

आइजैक न्यूटन (1642-1727)

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आइजैक न्यूटन (1642-1727)

आइजैक न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण और खगोलीय पिंडों की गति के बारे में अपनी खोजों को 1687 में अपनी प्रसिद्ध कृति में प्रकाशित किया था। गणितीय शुरुआत". कुछ पाठकों ने जल्दी ही निष्कर्ष निकाला कि न्यूटन के ब्रह्मांड में ईश्वर के लिए कोई जगह नहीं है, क्योंकि अब सब कुछ समीकरणों के साथ समझाया जा सकता है। लेकिन न्यूटन ने ऐसा बिल्कुल नहीं सोचा था, जैसा कि उन्होंने इस प्रसिद्ध कृति के दूसरे संस्करण में कहा था:

"हमारा सबसे सुंदर सौर मंडल, ग्रह और धूमकेतु केवल एक बुद्धिमान और मजबूत व्यक्ति की योजना और प्रभुत्व का परिणाम हो सकते हैं।"

आइजैक न्यूटन केवल एक वैज्ञानिक ही नहीं थे। विज्ञान के अलावा, उन्होंने अपना लगभग पूरा जीवन बाइबल के अध्ययन के लिए समर्पित कर दिया। उनकी पसंदीदा बाइबिल पुस्तकें डैनियल और रहस्योद्घाटन थीं, जो भविष्य के लिए भगवान की योजनाओं का वर्णन करती हैं। वास्तव में, न्यूटन ने वैज्ञानिक कार्यों की तुलना में अधिक धार्मिक कार्य लिखे।

न्यूटन अन्य वैज्ञानिकों जैसे गैलीलियो गैलीली का सम्मान करते थे। वैसे, न्यूटन का जन्म उसी वर्ष हुआ था, जिस वर्ष गैलीलियो की मृत्यु हुई थी, 1642 में। न्यूटन ने अपने पत्र में लिखा: "अगर मैंने दूसरों से आगे देखा, तो यह इसलिए था क्योंकि मैं खड़ा था" कंधोंदिग्गज।" अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले, शायद गुरुत्वाकर्षण के रहस्य पर विचार करते हुए, न्यूटन ने विनम्रतापूर्वक लिखा: "मुझे नहीं पता कि दुनिया मुझे कैसे समझती है, लेकिन मुझे लगता है कि मैं केवल समुद्र के किनारे खेलने वाला एक लड़का हूं, जो समय-समय पर दूसरों की तुलना में अधिक रंगीन कंकड़, या एक सुंदर खोल को देखकर खुद का मनोरंजन करता है। बेरोज़गार सत्य का एक विशाल महासागर।"

न्यूटन को वेस्टमिंस्टर एब्बे में दफनाया गया है। उनकी कब्र पर लैटिन शिलालेख शब्दों के साथ समाप्त होता है: "नश्वर आनन्दित हों कि मानव जाति का ऐसा आभूषण उनके बीच रहता है".

प्रकृति में, केवल चार मूल मौलिक बल ज्ञात हैं (इन्हें भी कहा जाता है) प्रमुख बातचीत) - गुरुत्वाकर्षण संपर्क, विद्युत चुम्बकीय संपर्क, मजबूत बातचीत और कमजोर बातचीत।

गुरुत्वाकर्षण संपर्क सबसे कमजोर है।गुरुत्वाकर्षण बलविश्व के कुछ हिस्सों को एक साथ बांधते हैं और एक ही अंतःक्रिया ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर होने वाली घटनाओं को निर्धारित करती है.

विद्युत चुम्बकीय संपर्क परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों को धारण करता है और परमाणुओं को अणुओं में बांधता है। इन बलों की विशेष अभिव्यक्तियाँ हैंकूलम्ब बलस्थिर विद्युत आवेशों के बीच कार्य करना।

मजबूत बातचीत नाभिक में नाभिकों को बांधता है। यह इंटरैक्शन सबसे मजबूत है, लेकिन यह बहुत कम दूरी पर ही कार्य करता है।

कमजोर बातचीत प्राथमिक कणों के बीच कार्य करता है और इसकी सीमा बहुत कम होती है। यह बीटा क्षय में ही प्रकट होता है।

4.1. न्यूटन का सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण का नियम

दो भौतिक बिंदुओं के बीच परस्पर आकर्षण बल होता है, जो इन बिंदुओं के द्रव्यमान के गुणनफल के समानुपाती होता है (एम तथाएम ) और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती ( r2 ) और परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा के साथ निर्देशितएफ= (जीएमएम/आर 2) आर हे ,(1)

यहां आर हे - बल की दिशा में खींची गई इकाई वेक्टर एफ(अंजीर। 1 ए)।

इस बल को कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण बल(या गुरुत्वाकर्षण - बल). गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा आकर्षक बल होते हैं. दो निकायों के बीच बातचीत की ताकत उस वातावरण पर निर्भर नहीं करती है जिसमें निकाय स्थित हैं.

जी 1 जी 2

Fig.1a Fig.1b Fig.1c

अचर G कहलाता है गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक. इसका मूल्य अनुभवजन्य रूप से स्थापित है: जी = 6.6720। 10 -11 एन एम 2 / किग्रा 2 - यानी। एक दूसरे से 1 मीटर की दूरी पर स्थित 1 किलो वजन वाले दो बिंदु निकाय 6.6720 के बल से आकर्षित होते हैं। 10 -11 एन। जी का बहुत छोटा मूल्य हमें गुरुत्वाकर्षण बलों की कमजोरी के बारे में बोलने की अनुमति देता है - उन्हें केवल बड़े द्रव्यमान के मामले में ही ध्यान में रखा जाना चाहिए।

समीकरण (1) में शामिल द्रव्यमान कहलाते हैं गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान. यह इस बात पर जोर देता है कि, सिद्धांत रूप में, न्यूटन के दूसरे नियम में शामिल जनता ( एफ= एम इन एक) और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में ( एफ=(जीएम जीआर एम जीआर / आर 2) आर हे) विभिन्न प्रकृति के हैं। हालांकि, यह स्थापित किया गया है कि सभी निकायों के लिए एम जीआर / एम का अनुपात 10 -10 तक की सापेक्ष त्रुटि के साथ समान है।

4.2. एक भौतिक बिंदु का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण का क्षेत्र)

ऐसा माना जाता है कि गुरुत्वीय अंतःक्रिया की सहायता से किया जाता है गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र), जो स्वयं निकायों द्वारा उत्पन्न होता है. इस क्षेत्र की दो विशेषताओं का परिचय दिया गया है: वेक्टर - और अदिश - गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र क्षमता.

4.2.1 गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत

मान लें कि हमारे पास द्रव्यमान M वाला एक भौतिक बिंदु है। ऐसा माना जाता है कि इस द्रव्यमान के चारों ओर एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उत्पन्न होता है। ऐसे क्षेत्र की बल विशेषता है गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकतजी, जो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से निर्धारित होता है जी= (जीएम/आर2) आर हे ,(2)

कहाँ पे आर हे - गुरुत्वाकर्षण बल की दिशा में एक भौतिक बिंदु से खींचा गया एक इकाई वेक्टर। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत जीएक सदिश राशि है और बिंदु द्रव्यमान द्वारा प्राप्त त्वरण हैएम, एक बिंदु द्रव्यमान द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में लाया गयाएम। वास्तव में, (1) और (2) की तुलना में, हम गुरुत्वाकर्षण और जड़त्वीय द्रव्यमान की समानता के मामले में प्राप्त करते हैं एफ= एम जी।

हम इस बात पर जोर देते हैं कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में पेश किए गए पिंड द्वारा प्राप्त त्वरण की परिमाण और दिशा पेश किए गए पिंड के द्रव्यमान के परिमाण पर निर्भर नहीं करती है. चूंकि गतिकी का मुख्य कार्य बाहरी बलों की कार्रवाई के तहत शरीर द्वारा प्राप्त त्वरण के परिमाण को निर्धारित करना है, इसलिए, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत पूरी तरह से और स्पष्ट रूप से गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की बल विशेषताओं को निर्धारित करती है. निर्भरता g(r) को चित्र 2a में दिखाया गया है।

Fig.2a Fig.2b Fig.2c

मैदान कहा जाता है केंद्रीय, यदि क्षेत्र के सभी बिंदुओं पर तीव्रता वाले वैक्टर सीधी रेखाओं के साथ निर्देशित होते हैं जो एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करते हैं, संदर्भ के किसी भी जड़त्वीय फ्रेम के संबंध में तय होते हैं. विशेष रूप से, एक भौतिक बिंदु का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र केंद्रीय है: क्षेत्र के सभी बिंदुओं पर, वैक्टर जीतथा एफ= एम जी, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में लाए गए शरीर पर अभिनय को द्रव्यमान से रेडियल रूप से निर्देशित किया जाता हैएम , जो एक बिंदु द्रव्यमान के लिए एक क्षेत्र बनाता हैएम (अंजीर। 1 बी)।

भौतिक बिंदुओं के रूप में लिए गए निकायों के लिए (1) रूप में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम स्थापित किया गया है, अर्थात। ऐसे पिंडों के लिए, जिनके आयाम उनके बीच की दूरी की तुलना में छोटे होते हैं। यदि पिंडों के आयामों की उपेक्षा नहीं की जा सकती है, तो पिंडों को बिंदु तत्वों में विभाजित किया जाना चाहिए, सूत्र (1) के अनुसार, जोड़े में लिए गए सभी तत्वों के बीच आकर्षण बलों की गणना की जानी चाहिए और फिर ज्यामितीय रूप से जोड़ा जाना चाहिए। द्रव्यमान M 1, M 2, ..., M n के साथ भौतिक बिंदुओं से युक्त एक प्रणाली के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत, इनमें से प्रत्येक द्रव्यमान से अलग-अलग क्षेत्र की ताकत के योग के बराबर है ( गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों के सुपरपोजिशन का सिद्धांत ): जी=जी मैं, कहाँ पे जी मैं= (जीएम मैं / आर मैं 2) आर ओ मैं - एक द्रव्यमान की क्षेत्र शक्ति M i ।

तनाव वैक्टर का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का चित्रमय प्रतिनिधित्व जीक्षेत्र के विभिन्न बिंदुओं पर यह बहुत असुविधाजनक है: कई भौतिक बिंदुओं वाली प्रणालियों के लिए, तीव्रता वाले वैक्टर एक-दूसरे पर आरोपित होते हैं और एक बहुत ही भ्रमित करने वाली तस्वीर प्राप्त होती है। इसीलिए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के चित्रमय प्रतिनिधित्व के लिए, उपयोग करें बल की रेखाएं (तनाव की रेखाएं), जो इस तरह से किया जाता है कि तनाव वेक्टर को बल की रेखा के लिए स्पर्शरेखा रूप से निर्देशित किया जाता है. तनाव रेखाओं को उसी तरह निर्देशित माना जाता है जैसे वेक्टर जी(चित्र 1सी), वे। बल की रेखाएं एक भौतिक बिंदु पर समाप्त होती हैं. चूँकि अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर तनाव सदिश की केवल एक दिशा होती है, फिर तनाव की रेखाएं कभी पार नहीं होतीं. एक भौतिक बिंदु के लिए, बल की रेखाएं बिंदु में प्रवेश करने वाली रेडियल सीधी रेखाएं होती हैं (चित्र 1 बी)।

न केवल दिशा को चिह्नित करने में सक्षम होने के लिए, बल्कि तनाव रेखाओं की मदद से क्षेत्र की ताकत का मूल्य भी, इन रेखाओं को एक निश्चित घनत्व के साथ खींचा जाता है: सतह क्षेत्र की एक इकाई को लंबवत रूप से भेदने वाली तनाव रेखाओं की संख्या तनाव रेखाएं मापांक वेक्टर के बराबर होनी चाहिए जी.