2015 m. birželio 14 d., 12:24 val

Mes visi mokykloje išgyvenome visuotinės gravitacijos dėsnį. Bet ką mes iš tikrųjų žinome apie gravitaciją, neskaitant informacijos, įdėtos į mūsų galvas? mokyklos mokytojai? Atnaujinkime savo žinias...

Pirmas faktas: Niutonas neatrado visuotinės gravitacijos dėsnio

Visi žino garsųjį palyginimą apie obuolį, nukritusį ant Niutono galvos. Tačiau faktas yra tas, kad Niutonas neatrado visuotinės gravitacijos dėsnio, nes jo knygoje „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ šio dėsnio tiesiog nėra. Šiame darbe nėra nei formulės, nei formuluotės, kuria kiekvienas galėtų įsitikinti pats. Be to, pirmasis gravitacinės konstantos paminėjimas pasirodo tik XIX amžiuje, todėl formulė negalėjo atsirasti anksčiau. Beje, koeficientas G, kuris sumažina skaičiavimų rezultatą 600 milijardų kartų, neturi fizinis pojūtis, ir įdiegta siekiant paslėpti neatitikimus.

Antras faktas: Gravitacinės traukos eksperimento klastojimas

Manoma, kad Cavendish buvo pirmasis, kuris demonstravo gravitacinis patrauklumas laboratoriniuose diskuose, naudojant sukimo balansą – horizontalią svirtį su svareliais galuose, pakabintais ant plonos stygos. Rokeris galėjo įjungti ploną laidą. Pagal oficiali versija, Cavendishas prie rokerio svarelių iš priešingų pusių atnešė 158 kg ruošinių porą ir rokeris pasisuko nedideliu kampu. Tačiau eksperimento metodika buvo neteisinga, o rezultatai suklastoti, ką įtikinamai įrodė fizikas Andrejus Albertovičius Grišajevas. Cavendishas daug laiko praleido perdirbdamas ir reguliuodamas įrenginį taip, kad rezultatai atitiktų Niutono vidutinį žemės tankį. Pačioje eksperimento metodikoje ruošinių judėjimas buvo numatytas kelis kartus, o rokerio sukimosi priežastis – nuo ​​ruošinių judėjimo atsiradusios mikrovibracijos, kurios persidavė pakabai.

Tai patvirtina faktas, kad toks paprastas XVIII a. instaliavimas švietimo tikslais turėjo būti jei ne kiekvienoje mokykloje, tai bent universitetų fizikos katedrose, siekiant praktiškai parodyti studentams įstatymo rezultatą. visuotinės gravitacijos. Tačiau Cavendish nustatymas nenaudojamas mokymo programas, tiek moksleiviai, tiek studentai sako, kad du diskai vienas kitą traukia.

Trečias faktas: Visuotinės gravitacijos dėsnis neveikia saulės užtemimo metu

Jei pamatinius duomenis apie žemę, mėnulį ir saulę pakeisime į visuotinės gravitacijos dėsnio formulę, tai tuo metu, kai mėnulis skrenda tarp žemės ir saulės, pavyzdžiui, šiuo metu saulės užtemimas, traukos jėga tarp Saulės ir Mėnulio yra daugiau nei 2 kartus didesnė nei tarp Žemės ir Mėnulio!

Pagal formulę mėnulis turėtų palikti žemės orbitą ir pradėti suktis aplink saulę.

Gravitacijos konstanta - 6,6725×10−11 m³/(kg s²).
Mėnulio masė yra 7,3477 × 1022 kg.
Saulės masė yra 1,9891 × 1030 kg.
Žemės masė yra 5,9737 × 1024 kg.
Atstumas tarp Žemės ir Mėnulio = 380 000 000 m.
Atstumas tarp Mėnulio ir Saulės = 149 000 000 000 m.

Žemė ir Mėnulis:
6,6725 × 10–11 × 7,3477 × 1022 × 5,9737 × 1024 / 3800000002 = 2,028 × 1020 H
Mėnulis ir saulė:
6,6725 x 10-11 x 7,3477 x 1022 x 1,9891 x 1030 / 1490000000002 = 4,39 x 1020 H

2,028 × 1020H<< 4,39×1020 H
Traukos jėga tarp žemės ir mėnulio<< Сила притяжения между Луной и Солнцем

Šiuos skaičiavimus galima kritikuoti dėl to, kad mėnulis yra dirbtinis tuščiaviduris kūnas ir šio dangaus kūno atskaitos tankis greičiausiai nėra nustatytas teisingai.

Iš tiesų, eksperimentiniai įrodymai rodo, kad Mėnulis yra ne kietas kūnas, o plonasienis apvalkalas. Autoritetingas žurnalas „Science“ aprašo seisminių jutiklių darbo rezultatus po trečiosios raketos pakopos smūgio į Mėnulio paviršių, kuris pagreitino erdvėlaivį „Apollo 13“: „Seisminis skambutis buvo aptiktas daugiau nei keturias valandas. Žemėje, jei raketa pataikytų lygiaverčiu atstumu, signalas truktų tik kelias minutes.

Taip lėtai nykstančios seisminės vibracijos būdingos tuščiaviduriui rezonatoriui, o ne kietam kūnui.
Bet Mėnulis, be kita ko, neparodo savo patrauklių savybių Žemės atžvilgiu – Žemės ir Mėnulio pora nejuda aplink bendrą masės centrą, kaip tai būtų pagal visuotinės gravitacijos dėsnį, o Žemė elipsoidinė orbita, priešingai šiam dėsniui, netampa zigzagine.

Be to, paties Mėnulio orbitos parametrai nelieka pastovūs, orbita moksline terminologija „evoliucionuoja“ ir tai daro priešingai visuotinės gravitacijos dėsniui.

Ketvirtas faktas: atoslūgių ir atoslūgių teorijos absurdiškumas

Kaip yra, kai kas prieštaraus, nes apie vandenynų potvynius Žemėje, kurie atsiranda dėl vandens traukos prie Saulės ir Mėnulio, žino net moksleiviai.

Remiantis teorija, Mėnulio gravitacija sudaro vandenyne potvynio elipsoidą su dviem potvynių kauburėliais, kurie dėl kasdienio sukimosi juda išilgai Žemės paviršiaus.

Tačiau praktika rodo šių teorijų absurdiškumą. Juk, anot jų, per 6 valandas per Dreiko sąsiaurį iš Ramiojo vandenyno į Atlantą turėtų pajudėti 1 metro aukščio potvynių kupra. Kadangi vanduo yra nesuspaudžiamas, vandens masė pakeltų lygį iki maždaug 10 metrų aukščio, o tai praktiškai neįvyksta. Praktiškai potvynio reiškiniai vyksta autonomiškai 1000-2000 km plotuose.

Laplasą taip pat nustebino paradoksas: kodėl Prancūzijos jūrų uostuose aukštas vanduo kyla nuosekliai, nors pagal potvynio elipsoido sampratą jis ten turėtų atsirasti vienu metu.

Penktas faktas: Masinės gravitacijos teorija neveikia

Gravitacijos matavimo principas paprastas – gravimetrai matuoja vertikalius komponentus, o svambalo linijos nuokrypis parodo horizontalias.

Pirmą kartą masinės gravitacijos teoriją išbandyti britai bandė XVIII amžiaus viduryje Indijos vandenyno pakrantėje, kur, viena vertus, yra aukščiausia pasaulyje akmeninė Himalajų kalnagūbris, kitas – vandenyno dubuo, pripildytas daug mažesnio masyvumo vandens. Bet, deja, svambalas nenukrypsta link Himalajų! Be to, itin jautrūs instrumentai – gravimetrai – neaptinka bandomojo kūno gravitacijos skirtumo tame pačiame aukštyje virš masyvių kalnų ir ne tokio tankio kilometro gylio jūrose.

Norėdami išsaugoti įpratusią teoriją, mokslininkai sugalvojo jai pritarimą: jie teigia, kad to priežastis yra „izostazė“ - tankesnės uolienos yra po jūromis, o laisvos uolienos - po kalnais, o jų tankis yra toks pat kaip ir viską sureguliuokite pagal norimą vertę.

Taip pat empiriškai nustatyta, kad giluminėse kasyklose esantys gravimetrai rodo, kad gravitacija nemažėja didėjant gyliui. Jis toliau auga, priklausydamas tik nuo atstumo iki žemės centro kvadrato.

Šeštas faktas: gravitaciją nesukuria medžiaga ar masė

Pagal universaliosios gravitacijos dėsnio formulę dvi masės, m1 ir m2, kurių matmenys gali būti nepaisomi, lyginant su atstumais tarp jų, tariamai traukia viena kitą jėga, tiesiogiai proporcinga šių masių sandaugai ir atvirkščiai. proporcingas atstumo tarp jų kvadratui. Tačiau iš tikrųjų nėra nė vieno įrodymo, kad medžiaga turi gravitacinį traukos efektą. Praktika rodo, kad gravitaciją negeneruoja medžiaga ar masės, ji nepriklauso nuo jų, o masyvūs kūnai paklūsta tik gravitacijai.

Gravitacijos nepriklausomumą nuo materijos patvirtina faktas, kad, išskyrus rečiausią išimtį, maži Saulės sistemos kūnai visai neturi gravitacinio traukos. Išskyrus Mėnulį, daugiau nei šešios dešimtys planetų palydovų nerodo savo gravitacijos ženklų. Tai įrodyta ir netiesioginiais, ir tiesioginiais matavimais, pavyzdžiui, nuo 2004 metų Saturno apylinkėse esantis zondas Cassini karts nuo karto priskrenda prie savo palydovų, tačiau zondo greičio pokyčių neužfiksuota. To paties Cassini pagalba šeštame pagal dydį Saturno palydove Encelade buvo aptiktas geizeris.

Kokie fiziniai procesai turi vykti ant kosminio ledo gabalo, kad garo purkštukai galėtų skristi į kosmosą?
Dėl tos pačios priežasties Titanas, didžiausias Saturno mėnulis, turi dujinę uodegą dėl atmosferos skendimo.

Palydovai, numatyti pagal asteroidų teoriją, nebuvo rasti, nepaisant didžiulio jų skaičiaus. Ir visuose pranešimuose apie dvigubus arba suporuotus asteroidus, kurie tariamai sukasi aplink bendrą masės centrą, nebuvo įrodymų apie šių porų cirkuliaciją. Netoliese buvo kompanionų, kurie judėjo beveik sinchroninėmis orbitomis aplink saulę.

Bandymai iškelti dirbtinius palydovus į asteroidų orbitą baigėsi nesėkmingai. Pavyzdžiui, zondas NEAR, kurį amerikiečiai nuvarė į Eroso asteroidą, arba zondas Hayabusa, kurį japonai nusiuntė į Itokavos asteroidą.

Septintas faktas: Saturno asteroidai nepaklūsta visuotinės gravitacijos dėsniams

Vienu metu Lagrange'as, bandydamas išspręsti trijų kūnų problemą, gavo stabilų sprendimą konkrečiam atvejui. Jis parodė, kad trečiasis kūnas gali judėti antrojo kūno orbita, visą laiką būdamas viename iš dviejų taškų, iš kurių vienas yra 60 ° priekyje nuo antrojo kūno, o antrasis - tiek pat.

Tačiau dvi asteroidų kompanionų grupės, rastos už ir priekyje Saturno orbitoje ir kurias astronomai džiaugsmingai pavadino Trojos arkliais, išėjo iš numatytų sričių, o visuotinės gravitacijos dėsnio patvirtinimas virto punkcija.

Aštuntas faktas: prieštaravimas bendrajai reliatyvumo teorijai

Remiantis šiuolaikinėmis sampratomis, šviesos greitis yra baigtinis, todėl mes matome tolimus objektus ne ten, kur jie yra šiuo metu, o taške, iš kurio prasidėjo mūsų regėtas šviesos spindulys. Bet kaip greitai skrieja gravitacija?

Išanalizavęs iki to laiko sukauptus duomenis, Laplasas nustatė, kad „gravitacija“ sklinda greičiau nei šviesa mažiausiai septyniomis dydžių eilėmis! Šiuolaikiniai pulsarų impulsų priėmimo matavimai dar labiau padidino gravitacijos sklidimo greitį – mažiausiai 10 dydžių kategorijų didesnį nei šviesos greitis. Šiuo būdu, eksperimentiniai tyrimai prieštarauja bendrajai reliatyvumo teorijai, kuria vis dar remiasi oficialusis mokslas, nepaisant visiškos nesėkmės..

Devintas faktas: gravitacijos anomalijos

Yra natūralių gravitacijos anomalijų, kurios taip pat neranda jokio suprantamo paaiškinimo iš oficialaus mokslo. Štai keletas pavyzdžių:

Dešimtas faktas: antigravitacijos vibracinio pobūdžio tyrimai

Yra daugybė alternatyvių tyrimų su įspūdingais rezultatais antigravitacijos srityje, kurie iš esmės paneigia oficialiojo mokslo teorinius skaičiavimus.

Kai kurie tyrinėtojai analizuoja antigravitacijos vibracinį pobūdį. Šis efektas aiškiai matomas šiuolaikinėje patirtyje, kur dėl akustinės levitacijos ore kabo lašai. Čia matome, kaip naudojant tam tikro dažnio garsą galima užtikrintai išlaikyti skysčio lašus ore ...

Tačiau efektas iš pirmo žvilgsnio paaiškinamas giroskopo principu, tačiau net toks paprastas eksperimentas dažniausiai prieštarauja gravitacijai šiuolaikine prasme.

Mažai kas žino, kad Viktoras Stepanovičius Grebennikovas, Sibiro entomologas, tyrinėjęs ertmių struktūrų poveikį vabzdžiams, savo knygoje „Mano pasaulis“ aprašė antigravitacijos reiškinius vabzdžiuose. Mokslininkai jau seniai žinojo, kad masyvūs vabzdžiai, tokie kaip gaidžio skraidyklė, skrenda prieš gravitacijos dėsnius, o ne dėl jų.

Be to, remdamasis savo tyrimais, Grebennikovas sukūrė antigravitacijos platformą.

Viktoras Stepanovičius mirė gana keistomis aplinkybėmis, o jo pasiekimai buvo iš dalies prarasti, tačiau dalis antigravitacinės platformos prototipo buvo išsaugota ir ją galima pamatyti Grebennikovo muziejuje Novosibirske..

Dar vieną praktinį antigravitacijos pritaikymą galima pastebėti Homestead mieste Floridoje, kur stūkso keista koralų monolitinių luitų struktūra, liaudyje vadinama Koralų pilimi. Ją XX amžiaus pirmoje pusėje pastatė Latvijos gyventojas Edvardas Lidskalninas. Šis plono kūno sudėjimo vyras neturėjo jokių įrankių, neturėjo net automobilio ir visiškai jokios įrangos.

Jo visai nenaudojo elektra, taip pat ir dėl jos nebuvimo, bet vis dėlto kažkaip nusileido į vandenyną, kur išraižė kelių tonų akmens luitus ir kažkaip pristatė juos į savo vietą, išdėliodamas tobulai tiksliai.

Po Edo mirties mokslininkai pradėjo atidžiai tyrinėti jo kūrybą. Eksperimento sumetimais buvo atvežtas galingas buldozeris, bandyta perkelti vieną iš 30 tonų sveriančių koralų pilies blokų. Buldozeris ūžė, slydo, bet nepajudino didžiulio akmens.

Pilies viduje rastas keistas prietaisas, kurį mokslininkai pavadino nuolatinės srovės generatoriumi. Tai buvo masyvi konstrukcija su daugybe metalinių dalių. Prietaiso išorėje buvo įmontuota 240 nuolatinių strypinių magnetų. Tačiau kaip Edvardas Leedskalninas iš tikrųjų privertė judėti kelių tonų blokus, vis dar yra paslaptis.

Žinomi Johno Searle'o tyrimai, kurių rankose atgijo neįprasti generatoriai, sukosi ir generavo energiją; diskai, kurių skersmuo nuo pusės metro iki 10 metrų, pakilo į orą ir atliko kontroliuojamus skrydžius iš Londono į Kornvalį ir atgal.

Profesoriaus eksperimentai buvo pakartoti Rusijoje, JAV ir Taivane. Pavyzdžiui, Rusijoje 1999 m. Nr. 99122275/09 buvo įregistruota paraiška patentui „mechaninės energijos generavimo prietaisas“. Vladimiras Vitaljevičius Roščinas ir Sergejus Michailovičius Godinas iš tikrųjų atkūrė SEG (Searl Effect Generator) ir su juo atliko daugybę tyrimų. Rezultatas buvo teiginys: galite gauti 7 kW elektros be išlaidų; besisukantis generatorius prarado iki 40% svorio.

Pirmoji Searle laboratorinė įranga buvo nugabenta į nežinomą vietą, kai jis pats buvo kalėjime. Godino ir Roščino instaliacija tiesiog dingo; dingo visos publikacijos apie ją, išskyrus paraišką išradimui.

Taip pat žinomas Hutchison Effect, pavadintas Kanados inžinieriaus išradėjo vardu. Poveikis pasireiškia sunkių daiktų levitacija, skirtingų medžiagų lydiniu (pavyzdžiui, metalas + mediena), anomaliu metalų kaitinimu, kai šalia jų nėra degančių medžiagų. Čia yra šių efektų vaizdo įrašas:

Kad ir kokia iš tikrųjų būtų gravitacija, reikia pripažinti, kad oficialus mokslas visiškai nepajėgus aiškiai paaiškinti šio reiškinio prigimties..

Jaroslavas Jarginas

Pagal kokį įstatymą tu mane pakarti?
– O mes kabiname visus pagal vieną dėsnį – visuotinės gravitacijos dėsnį.

Gravitacijos dėsnis

Gravitacijos reiškinys yra visuotinės gravitacijos dėsnis. Du kūnai veikia vienas kitą jėga, kuri yra atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui ir tiesiogiai proporcinga jų masių sandaugai.

Matematiškai šį puikų dėsnį galime išreikšti formule

Gravitacija visatoje veikia dideliais atstumais. Tačiau Niutonas teigė, kad visi objektai yra vienas kitą traukiantys. Ar tiesa, kad bet kurie du objektai traukia vienas kitą? Įsivaizduokite, žinoma, kad Žemė jus traukia sėdint ant kėdės. Tačiau ar kada pagalvojote apie tai, kad kompiuteris ir pelė traukia vienas kitą? Arba pieštukas ir rašiklis ant stalo? Tokiu atveju į formulę pakeičiame rašiklio masę, pieštuko masę, padalijame iš atstumo tarp jų kvadrato, atsižvelgdami į gravitacinę konstantą, gauname jų tarpusavio traukos jėgą. Tačiau jis išeis toks mažas (dėl mažos rašiklio ir pieštuko masės), kad nejaučiame jo buvimo. Kitas dalykas, kai kalbama apie Žemę ir kėdę, arba Saulę ir Žemę. Masės yra reikšmingos, vadinasi, jau galime įvertinti jėgos poveikį.

Pagalvokime apie laisvojo kritimo pagreitį. Tai yra traukos dėsnio veikimas. Veikiant jėgai, kūno greitis keičiasi kuo lėčiau, tuo didesnė masė. Dėl to visi kūnai į Žemę krenta vienodu pagreičiu.

Kokia šios nematomos unikalios galios priežastis? Iki šiol yra žinomas ir įrodytas gravitacinio lauko egzistavimas. Daugiau apie gravitacinio lauko prigimtį galite sužinoti papildomoje medžiagoje šia tema.

Pagalvokite, kas yra gravitacija. Iš kur tai? Ką tai reprezentuoja? Juk negali būti, kad planeta žiūri į Saulę, mato, kiek ji nutolusi, pagal šį dėsnį skaičiuoja atvirkštinį atstumo kvadratą?

Gravitacijos kryptis

Yra du kūnai, tarkime, kūnas A ir B. Kūnas A traukia kūną B. Jėga, kuria veikia kūnas A, prasideda nuo kūno B ir yra nukreipta į kūną A. Tai yra, jis "paima" kūną B ir traukia jį link savęs. . Kūnas B „daro“ tą patį su kūnu A.

Kiekvieną kūną traukia žemė. Žemė „paima“ kūną ir traukia jį link centro. Todėl ši jėga visada bus nukreipta vertikaliai žemyn, ir ji veikiama nuo kūno svorio centro, tai vadinama gravitacija.

Svarbiausia prisiminti

Kai kurie geologinių tyrinėjimų, potvynių prognozavimo ir pastaruoju metu dirbtinių palydovų ir tarpplanetinių stočių judėjimo skaičiavimo metodai. Ankstyvas planetų padėties apskaičiavimas.

Ar galime patys sukurti tokį eksperimentą ir neatspėti, ar traukia planetos, objektai?

Tokia tiesioginė patirtis padaryta Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) – anglų fizikas ir chemikas) naudojant paveikslėlyje parodytą įrenginį. Idėja buvo pakabinti strypą su dviem rutuliukais ant labai plono kvarcinio siūlo ir tada prie jų šono atnešti du didelius švino rutulius. Rutuliukų trauka šiek tiek susuks siūlą – nežymiai, nes traukos jėgos tarp įprastų daiktų yra labai silpnos. Tokio prietaiso pagalba Cavendish galėjo tiesiogiai išmatuoti abiejų masių jėgą, atstumą ir dydį ir taip nustatyti gravitacinė konstanta G.

Unikalus gravitacinės konstantos G, apibūdinančios gravitacinį lauką erdvėje, atradimas leido nustatyti Žemės, Saulės ir kitų dangaus kūnų masę. Todėl Cavendishas savo patirtį pavadino „Žemės svėrimu“.

Įdomu tai, kad įvairūs fizikos dėsniai turi tam tikrų bendrų bruožų. Atsigręžkime į elektros dėsnius (Kulono jėga). Elektrinės jėgos taip pat atvirkščiai proporcingos atstumo kvadratui, bet jau tarp krūvių, ir nevalingai kyla mintis, kad šis modelis turi gilią prasmę. Iki šiol niekas negalėjo pateikti gravitacijos ir elektros kaip dviejų skirtingų tos pačios esmės apraiškų.

Jėga čia taip pat kinta atvirkščiai, atsižvelgiant į atstumo kvadratą, tačiau elektrinių ir gravitacinių jėgų dydžio skirtumas yra ryškus. Bandydami nustatyti bendrą gravitacijos ir elektros prigimtį, mes pastebime tokį elektrinių jėgų pranašumą prieš gravitacijos jėgas, kad sunku patikėti, kad abu turi tą patį šaltinį. Kaip galima sakyti, kad vienas stipresnis už kitą? Juk viskas priklauso nuo to, kokia masė ir koks krūvis. Ginčydamasis, kaip stipriai veikia gravitacija, neturi teisės sakyti: „Paimkime tokio ir tokio dydžio masę“, nes ją renkiesi pats. Bet jei paimsime tai, ką mums siūlo pati Gamta (jos skaičiai ir matai, kurie neturi nieko bendra su mūsų coliais, metais, mūsų matais), tada galime palyginti. Paimsime elementarią įkrautą dalelę, tokią kaip, pavyzdžiui, elektroną. Dvi elementarios dalelės, du elektronai, dėl elektros krūvio atstumia viena kitą jėga, atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui, ir dėl gravitacijos vėl traukia viena kitą jėga, atvirkščiai proporcinga atstumas.

Klausimas: koks yra gravitacinės jėgos ir elektrinės jėgos santykis? Gravitacija yra susijusi su elektriniu atstūmimu, kaip vienas yra su skaičiumi su 42 nuliais. Tai giliai glumina. Iš kur gali atsirasti toks didžiulis skaičius?

Žmonės šio didžiulio faktoriaus ieško kituose gamtos reiškiniuose. Jie eina per visokius didelius skaičius, o jei reikia didelio skaičiaus, kodėl gi nepaimant, tarkime, visatos skersmens santykio su protono skersmeniu – stebėtina, kad tai irgi skaičius su 42 nuliais. O jie sako: gal šis koeficientas lygus protono skersmens ir visatos skersmens santykiui? Tai įdomi mintis, tačiau visatai palaipsniui plečiantis, turi keistis ir gravitacijos konstanta. Nors ši hipotezė dar nepaneigta, mes neturime jokių jos naudai įrodymų. Priešingai, kai kurie įrodymai rodo, kad gravitacijos konstanta taip nepasikeitė. Šis didžiulis skaičius iki šiol tebėra paslaptis.

Einšteinas turėjo modifikuoti gravitacijos dėsnius pagal reliatyvumo principus. Pirmasis iš šių principų sako, kad atstumas x negali būti įveiktas akimirksniu, o pagal Niutono teoriją jėgos veikia akimirksniu. Einšteinas turėjo pakeisti Niutono dėsnius. Šie pakeitimai, patobulinimai yra labai maži. Vienas iš jų yra toks: kadangi šviesa turi energijos, energija lygi masei, o visos masės traukia, šviesa taip pat traukia, todėl, eidama pro Saulę, turi būti nukreipta. Taip iš tikrųjų atsitinka. Einšteino teorijoje gravitacijos jėga taip pat šiek tiek pakeista. Tačiau šio labai nedidelio gravitacijos dėsnio pakeitimo pakanka paaiškinti kai kuriuos akivaizdžius Merkurijaus judėjimo nelygumus.

Fiziniams reiškiniams mikrokosmose galioja kiti dėsniai, nei reiškiniai didelio masto pasaulyje. Kyla klausimas: kaip gravitacija pasireiškia mažų mastelių pasaulyje? Į tai atsakys kvantinė gravitacijos teorija. Tačiau kvantinės gravitacijos teorijos dar nėra. Žmonėms dar nelabai sekėsi sukurti gravitacijos teoriją, visiškai atitinkančią kvantinės mechanikos principus ir neapibrėžtumo principus.

Tarp visų materialių kūnų. Mažų greičių ir silpnos gravitacinės sąveikos aproksimacija apibūdinama Niutono gravitacijos teorija, bendruoju atveju – Einšteino bendroji reliatyvumo teorija. Kvantinėje riboje gravitacinę sąveiką tariamai apibūdina kvantinė teorija gravitacija, kuri dar nebuvo sukurta.

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 5

✪ Gravitacijos vizualizacija

✪ MOKSLININKAI MUS DUŽIA NUO GIMIMO. 7 SEDITACINIAI FAKTAI APIE GRAVITACIJĄ. NIUTONO IR FIZIKŲ MELO ATSKIMAS

✪ Aleksandras Chirtsovas – Gravitacija: požiūrių raida nuo Niutono iki Einšteino

✪ 10 įdomių faktų apie gravitaciją

✪ Gravitacija

Subtitrai

Gravitacinė trauka

Visuotinės gravitacijos dėsnis yra vienas iš atvirkštinio kvadrato dėsnio, su kuriuo susiduriama ir tiriant spinduliuotę (žr., pavyzdžiui, Šviesos slėgį ), taikymą, kuris yra tiesioginė kvadratinio ploto padidėjimo pasekmė. sfera, kurios spindulys didėja, o tai lemia kvadratinį bet kurio ploto vieneto įnašo į visos sferos plotą sumažėjimą.

Gravitacijos laukas, taip pat jėgos gravitacijos laukas gali būti . Tai reiškia, kad galima įvesti kūnų poros gravitacinio traukos potencialią energiją ir ši energija nepasikeis judant kūnus uždaru kontūru. Gravitacinio lauko potencialumas apima kinetinės ir potencialios energijos sumos išsaugojimo dėsnį, o tiriant kūnų judėjimą gravitaciniame lauke, tai dažnai labai supaprastina sprendimą. Pagal Niutono mechaniką gravitacinė sąveika yra toli. Tai reiškia, kad nesvarbu, kaip judėtų masyvus kūnas, bet kuriame erdvės taške gravitacinis potencialas priklauso tik nuo kūno padėties tam tikru laiko momentu.

Dideli kosminiai objektai – planetos, žvaigždės ir galaktikos turi didžiulę masę ir todėl sukuria reikšmingus gravitacinius laukus.

Gravitacija yra silpniausia jėga. Tačiau kadangi ji veikia visais atstumais ir visos masės yra teigiamos, ji vis dėlto yra labai svarbi visatos jėga. Visų pirma, elektromagnetinė sąveika tarp kūnų kosminiu mastu yra maža, nes bendras šių kūnų elektrinis krūvis yra lygus nuliui (visa medžiaga yra elektriškai neutrali).

Be to, gravitacija, skirtingai nuo kitų sąveikų, yra universali savo poveikiu visai medžiagai ir energijai. Nerasta jokių objektų, kurie visiškai neturėtų gravitacinės sąveikos.

Dėl savo globalaus pobūdžio gravitacija yra atsakinga už tokius didelio masto efektus kaip galaktikų sandara, juodosios skylės ir Visatos plėtimasis bei už elementarius astronominius reiškinius – planetų orbitas ir už paprastą trauką prie Žemės paviršiaus ir krintančius kūnus. .

Gravitacija buvo pirmoji sąveika, aprašyta matematinėje teorijoje. Aristotelis (IV a. pr. Kr.) tikėjo, kad skirtingos masės objektai krenta skirtingu greičiu. Ir tik daug vėliau (1589 m.) Galilėjus Galilėjus eksperimentiniu būdu nustatė, kad taip nėra – panaikinus oro pasipriešinimą, visi kūnai įsibėgėja vienodai. Izaoko Niutono gravitacijos dėsnis (1687 m.) puikiai apibūdino bendrą gravitacijos elgesį. 1915 metais Albertas Einšteinas sukūrė Bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri tiksliau apibūdina gravitaciją erdvės ir laiko geometrijos požiūriu.

Dangaus mechanika ir kai kurios jos užduotys

Paprasčiausias dangaus mechanikos uždavinys – dviejų taškinių arba sferinių kūnų gravitacinė sąveika tuščioje erdvėje. Ši problema klasikinės mechanikos rėmuose sprendžiama analitiškai uždara forma; jos sprendimo rezultatas dažnai formuluojamas trijų Keplerio dėsnių forma.

Didėjant sąveikaujančių kūnų skaičiui, problema tampa daug sudėtingesnė. Taigi jau garsioji trijų kūnų problema (tai yra trijų kūnų, kurių masė yra ne nulinė, judėjimas) negali būti išspręsta analitiškai bendra forma. Tačiau naudojant skaitinį sprendimą, sprendimų nestabilumas pradinių sąlygų atžvilgiu atsiranda gana greitai. Taikant šį nestabilumą Saulės sistemoje, neįmanoma tiksliai numatyti planetų judėjimo, viršijančio šimtą milijonų metų.

Kai kuriais ypatingais atvejais galima rasti apytikslį sprendimą. Svarbiausias yra atvejis, kai vieno kūno masė yra žymiai didesnė už kitų kūnų masę (pavyzdžiai: Saulės sistema ir Saturno žiedų dinamika). Šiuo atveju, pirmuoju aproksimavimu, galime daryti prielaidą, kad šviesos kūnai tarpusavyje nesąveikauja ir juda Keplerio trajektorijomis aplink masyvų kūną. Į jų sąveiką galima atsižvelgti taikant perturbacijos teoriją ir apskaičiuoti jos vidurkį. Tokiu atveju gali atsirasti nereikšmingų reiškinių, tokių kaip rezonansai, atraktoriai, atsitiktinumas ir kt. Puikus tokių reiškinių pavyzdys yra sudėtinga Saturno žiedų struktūra.

Nepaisant bandymų tiksliai apibūdinti daugelio maždaug vienodos masės traukiančių kūnų sistemos elgesį, tai neįmanoma dėl dinaminio chaoso reiškinio.

Stiprūs gravitaciniai laukai

Stipriuose gravitaciniuose laukuose, taip pat judant gravitaciniame lauke reliatyvistiniais greičiais, pradeda ryškėti bendrosios reliatyvumo teorijos (GR) padariniai:

• erdvės ir laiko geometrijos pasikeitimas;
  • kaip pasekmė – gravitacijos dėsnio nukrypimas nuo Niutono;
  • o kraštutiniais atvejais – juodųjų skylių atsiradimas;
• potencialų, susijusių su baigtinio greičio plitimo gravitacijos  trikdžiais, sulėtėjimas;
  • kaip pasekmė – gravitacinių bangų atsiradimas;
• nelinijiniai efektai: gravitacija linkusi sąveikauti su savimi, todėl superpozicijos principas stipriuose laukuose nebegalioja.

Gravitacinė spinduliuotė

Viena iš svarbių bendrosios reliatyvumo teorijos prognozių yra gravitacinė spinduliuotė, kurios buvimą patvirtino tiesioginiai stebėjimai 2015 m. Tačiau dar anksčiau buvo svarių netiesioginių įrodymų, patvirtinančių jos egzistavimą, būtent: energijos nuostoliai artimose dvejetainėse sistemose, kuriose yra kompaktiškų gravituojančių objektų (tokių kaip neutroninės žvaigždės ar juodosios skylės), ypač garsiojoje sistemoje PSR B1913+16 (Huls). pulsaras – Tayloras) – gerai sutampa su GR modeliu, kuriame ši energija nunešama būtent gravitacinės spinduliuotės dėka.

Gravitacinę spinduliuotę gali generuoti tik sistemos su kintamu keturpoliu arba didesniu daugiapoliu momentu, tai rodo, kad daugumos natūralių šaltinių gravitacinė spinduliuotė yra kryptinga, o tai labai apsunkina jos aptikimą. Gravitacijos galia n-poli šaltinis yra proporcingas (v / c) 2 n + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2)), jei daugiapolis yra elektrinio tipo, ir (v / c) 2n + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- jei daugiapolis yra magnetinio tipo , kur v yra būdingas šaltinių greitis spinduliavimo sistemoje ir c yra šviesos greitis. Taigi dominuojantis momentas bus elektrinio tipo kvadrupolio momentas, o atitinkamos spinduliuotės galia lygi:

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)))\ left\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\right \rangle ,)

kur Q i j (\displaystyle Q_(ij)) yra spinduliuojančios sistemos masės pasiskirstymo kvadrupolio momento tenzorius. Pastovus G c 5 = 2 , 76 × 10 − 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2,76\times 10^(-53))(1/W) leidžia įvertinti spinduliuotės galios dydį.

Nuo 1969 m. (Vėberio eksperimentai (Anglų)), bandoma tiesiogiai aptikti gravitacinę spinduliuotę. JAV, Europoje ir Japonijoje šiuo metu yra keletas veikiančių antžeminių detektorių (LIGO , VIRGO , TAMA (Anglų), GEO 600), taip pat LISA (Laser Interferometer Space Antenna) kosminio gravitacinio detektoriaus projektas). Antžeminis detektorius Rusijoje kuriamas Tatarstano Respublikos Gravitacinių bangų tyrimų moksliniame centre „Dulkyn“.

Subtilus gravitacijos poveikis

Be klasikinių gravitacinio traukos ir laiko išsiplėtimo efektų, bendroji reliatyvumo teorija numato ir kitų gravitacijos apraiškų egzistavimą, kurie antžeminėmis sąlygomis yra labai silpni, todėl juos aptikti ir eksperimentiškai patikrinti yra labai sunku. Dar visai neseniai šių sunkumų įveikimas atrodė viršijantis eksperimentuotojų galimybes.

Tarp jų visų pirma galime įvardyti inercinių atskaitos sistemų įtraukimą (arba objektyvo-Thirringo efektą) ir gravitomagnetinį lauką. 2005 m. NASA automatizuotas erdvėlaivis Gravity Probe B atliko precedento neturinčio tikslumo eksperimentą, siekdamas išmatuoti šiuos efektus šalia Žemės. Gautų duomenų apdorojimas buvo atliktas iki 2011 m. gegužės mėn. ir patvirtino geodezinės precesijos ir inercinių atskaitos sistemų pasipriešinimo padarinių buvimą ir mastą, nors ir kiek mažesniu nei iš pradžių manyta tikslumu.

Po intensyvaus matavimo triukšmo analizės ir išgavimo darbo galutiniai misijos rezultatai buvo paskelbti 2011 m. gegužės 4 d. NASA-TV spaudos konferencijoje ir paskelbti žurnale Physical Review Letters. Išmatuota geodezinės precesijos vertė buvo −6601,8±18,3 milisekundės lankai per metus ir tempimo efektas - −37,2±7,2 milisekundės lankų per metus (palyginkite su teorinėmis vertėmis –6606,1 mas/metus ir −39,2 mas/metus).

Klasikinės gravitacijos teorijos

Dėl to, kad kvantiniai gravitacijos efektai yra itin maži net pačiomis ekstremaliausiomis ir stebimiausiomis sąlygomis, patikimų jų stebėjimų vis dar nėra. Teoriniai vertinimai rodo, kad didžiąja dauguma atvejų galima apsiriboti klasikiniu gravitacinės sąveikos aprašymu.

Egzistuoja moderni kanoninė klasikinė gravitacijos teorija – bendroji reliatyvumo teorija ir daug hipotezių bei įvairaus išsivystymo laipsnio teorijų, kurios ją tikslina ir konkuruoja tarpusavyje. Visos šios teorijos pateikia labai panašias prognozes, atsižvelgiant į apytikslį eksperimentinį bandymą. Toliau pateikiamos kelios pagrindinės, geriausiai išvystytos arba žinomos gravitacijos teorijos.

Bendroji reliatyvumo teorija

Tačiau GR buvo eksperimentiškai patvirtintas dar visai neseniai (2012 m.). Be to, daugelis alternatyvių Einšteino, bet standartinių šiuolaikinei fizikai, gravitacijos teorijos formulavimo metodų veda prie rezultato, kuris sutampa su bendruoju reliatyvumo teorija mažos energijos aproksimacija, kuri yra vienintelė dabar prieinama eksperimentiniam patikrinimui.

Einšteino-Kartano teorija

Panašus lygčių padalijimas į dvi klases vyksta ir RTG, kur įvedama antroji tenzorių lygtis, siekiant atsižvelgti į ryšį tarp neeuklido erdvės ir Minkovskio erdvės. Kadangi Jordano – Branso – Dicke teorijoje yra bematis parametras, tampa įmanoma jį pasirinkti taip, kad teorijos rezultatai sutaptų su gravitacinių eksperimentų rezultatais. Tuo pačiu metu, parametrui linkstant į begalybę, teorijos prognozės vis labiau artėja prie bendrosios reliatyvumo teorijos, todėl Jordano-Brance-Dicke teorijos neįmanoma paneigti jokiu eksperimentu, patvirtinančiu bendrąją reliatyvumo teoriją.

kvantinė gravitacijos teorija

Nepaisant daugiau nei pusę amžiaus trukusių bandymų, gravitacija yra vienintelė esminė sąveika, kuriai dar nėra sukurta visuotinai priimta nuosekli kvantinė teorija. Esant mažoms energijoms, remiantis kvantinio lauko teorijos dvasia, gravitacinė sąveika gali būti pavaizduota kaip gravitonų mainai – matuoklio bozonai su sukiniu 2. Tačiau gauta teorija nėra renormalizuojama, todėl laikoma nepatenkinama.

Pastaraisiais dešimtmečiais buvo sukurti keli perspektyvūs gravitacijos kvantavimo problemos sprendimo būdai: stygų teorija, kilpinė kvantinė gravitacija ir kt.

Stygų teorija

Jame vietoj dalelių ir foninio erdvės laiko yra stygos ir jų daugiamačiai atitikmenys -

Donas DeYoungas

Gravitacija (arba gravitacija) mus tvirtai laiko ant žemės ir leidžia žemei suktis aplink saulę. Šios nematomos jėgos dėka lietus krenta ant žemės, o vandens lygis vandenyne kasdien kyla ir krenta. Gravitacija išlaiko žemę sferine forma ir taip pat neleidžia mūsų atmosferai ištrūkti į kosmosą. Atrodytų, kad šią kasdien stebimą traukos jėgą mokslininkai turėtų gerai ištirti. Bet ne! Daugeliu atžvilgių gravitacija išlieka giliausia mokslo paslaptis. Ši paslaptinga galia yra puikus pavyzdys, kaip ribotos šiuolaikinės mokslo žinios.

Kas yra gravitacija?

Izaokas Niutonas šiuo klausimu domėjosi dar 1686 m. ir priėjo prie išvados, kad gravitacija yra patraukli jėga, egzistuojanti tarp visų objektų. Jis suprato, kad ta pati jėga, dėl kurios obuolys nukrenta ant žemės, yra jo orbitoje. Tiesą sakant, dėl Žemės traukos jėgos Mėnulis nukrypsta nuo savo tiesaus kelio maždaug vienu milimetru kas sekundę besisukdamas aplink Žemę (1 pav.). Niutono universalus gravitacijos dėsnis yra vienas didžiausių visų laikų mokslo atradimų.

Gravitacija yra "styga", kuri išlaiko objektus orbitoje

1 paveikslas. Mėnulio orbitos iliustracija ne pagal mastelį. Kas sekundę mėnulis nuslenka apie 1 km. Per šį atstumą jis nukrypsta nuo tiesaus kelio maždaug 1 mm – taip yra dėl Žemės gravitacinės traukos (punktyrinė linija). Atrodo, kad mėnulis nuolat atsilieka nuo žemės (arba aplink jį), kaip ir aplink saulę esančios planetos.

Gravitacija yra viena iš keturių pagrindinių gamtos jėgų (1 lentelė). Atkreipkite dėmesį, kad iš keturių jėgų ši jėga yra silpniausia, tačiau ji dominuoja didelių kosminių objektų atžvilgiu. Kaip parodė Niutonas, patraukli gravitacinė jėga tarp bet kurių dviejų masių vis mažėja, kai atstumas tarp jų didėja ir didėja, bet niekada iki galo nepasiekia nulio (žr. Gravitacijos projektavimas).

Todėl kiekviena dalelė visoje visatoje iš tikrųjų traukia visas kitas daleles. Priešingai nei silpnos ir stiprios branduolinės sąveikos jėgos, traukos jėga yra toli (1 lentelė). Magnetinė jėga ir elektrinės sąveikos jėga taip pat yra ilgo nuotolio jėgos, tačiau gravitacija yra unikali tuo, kad ji yra ir toli, ir visada patraukli, o tai reiškia, kad ji niekada negali pasibaigti (skirtingai nuo elektromagnetizmo, kai jėgos gali arba pritraukti, arba atstumti).

Pradedant nuo didžiojo kreacionisto mokslininko Michaelo Faradėjaus 1849 m., fizikai nuolat ieškojo paslėpto ryšio tarp gravitacijos jėgos ir elektromagnetinės jėgos jėgos. Šiuo metu mokslininkai bando sujungti visas keturias pagrindines jėgas į vieną lygtį arba vadinamąją „Visko teoriją“, tačiau nesėkmingai! Gravitacija išlieka paslaptingiausia ir mažiausiai suprantama jėga.

Gravitacija jokiu būdu negali būti apsaugota. Kad ir kokia būtų barjero sudėtis, ji neturi įtakos traukai tarp dviejų atskirtų objektų. Tai reiškia, kad laboratorijoje neįmanoma sukurti antigravitacinės kameros. Gravitacijos jėga nepriklauso nuo objektų cheminės sudėties, o priklauso nuo jų masės, mums žinomos kaip svoris (objekto gravitacijos jėga lygi to objekto svoriui – kuo didesnė masė, tuo didesnė Jėga arba svoris.) Blokai, pagaminti iš stiklo, švino, ledo ar net putų polistirolo ir turintys vienodą masę, patirs (ir veiks) tą pačią gravitacijos jėgą. Šie duomenys buvo gauti atliekant eksperimentus, ir mokslininkai iki šiol nežino, kaip juos būtų galima teoriškai paaiškinti.

Dizainas gravitacijoje

Jėga F tarp dviejų masių m 1 ir m 2, esančių atstumu r, gali būti parašyta formule F = (G m 1 m 2) / r 2

Kur G yra gravitacinė konstanta, pirmą kartą išmatuota Henry Cavendish 1798.1

Ši lygtis rodo, kad gravitacija mažėja, kai atstumas r tarp dviejų objektų didėja, bet niekada iki galo nepasiekia nulio.

Šios lygties atvirkštinis kvadratas yra tiesiog kvapą gniaužiantis. Juk nėra būtinos priežasties, kodėl gravitacija turėtų taip veikti. Netvarkingoje, atsitiktinėje ir besivystančioje visatoje savavališkos galios, tokios kaip r 1,97 arba r 2,3, atrodo labiau tikėtinos. Tačiau tikslūs matavimai parodė tikslią galią mažiausiai penkių skaičių po kablelio tikslumu, 2,00000. Kaip sakė vienas mokslininkas, toks rezultatas atrodo "per daug tikslus".2 Galime daryti išvadą, kad traukos jėga rodo tikslų, sukurtą dizainą. Tiesą sakant, jei laipsnis nors šiek tiek nukryptų nuo 2, planetų ir visos visatos orbitos taptų nestabilios.

Nuorodos ir pastabos

1. Techniškai kalbant, G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
2. Thompsen, D., "Labai tiksliai apie gravitaciją", mokslo naujienos 118(1):13, 1980.

Taigi, kas tiksliai yra gravitacija? Kaip ši jėga gali veikti tokioje didžiulėje tuščioje erdvėje? Ir kodėl ji išvis egzistuoja? Mokslas niekada negalėjo atsakyti į šiuos pagrindinius klausimus apie gamtos dėsnius. Traukos jėga negali atsirasti lėtai per mutaciją ar natūralią atranką. Jis buvo aktyvus nuo pat visatos egzistavimo pradžios. Kaip ir bet kuris kitas fizinis dėsnis, gravitacija neabejotinai yra nuostabus suplanuoto kūrimo įrodymas.

Kai kurie mokslininkai bandė gravitaciją paaiškinti nematomomis dalelėmis, gravitonais, judančiomis tarp objektų. Kiti kalbėjo apie kosmines stygas ir gravitacines bangas. Pastaruoju metu mokslininkams specialiai sukurtos laboratorijos LIGO (angl. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) pagalba pavyko pamatyti tik gravitacinių bangų poveikį. Tačiau šių bangų prigimtis, kaip fiziškai objektai sąveikauja vienas su kitu dideliais atstumais, keisdami savo formą, vis dar išlieka dideliu klausimu kiekvienam. Mes tiesiog nežinome gravitacijos jėgos kilmės prigimties ir to, kaip ji palaiko visos visatos stabilumą.

Gravitacija ir Šventasis Raštas

Dvi Biblijos ištraukos gali padėti suprasti gravitacijos prigimtį ir apskritai fizinį mokslą. Pirmoji ištrauka, Kolosiečiams 1:17, paaiškina, kad Kristus „Pirmiausia yra, ir viskas jam verta“. Graikų kalbos veiksmažodis stovi (συνισταω sunistao) reiškia: prikibti, laikyti arba laikyti kartu. Graikiškas šio žodžio vartojimas už Biblijos ribų reiškia indas su vandeniu. Žodis, vartojamas Kolosiečiams, yra tobulojo laiko, kuris paprastai rodo esamą besitęsiančią būseną, atsiradusią dėl užbaigto praeities veiksmo. Akivaizdu, kad vienas iš nagrinėjamų fizinių mechanizmų yra traukos jėga, sukurta Kūrėjo ir neabejotinai palaikoma šiandien. Įsivaizduokite: jei gravitacijos jėga trumpam nustotų veikti, neabejotinai kiltų chaosas. Visi dangaus kūnai, įskaitant žemę, mėnulį ir žvaigždes, nebebus laikomi kartu. Visa ta valanda būtų padalinta į atskiras, mažas dalis.

Antrasis Raštas, Hebrajams 1:3, skelbia, kad Kristus „viską laiko savo galios žodžiu“.Žodis išlaiko (φερω pherō) vėl apibūdina viską, įskaitant gravitaciją, palaikymą arba išsaugojimą. Žodis išlaiko vartojamas šioje eilutėje reiškia daug daugiau nei tiesiog laikyti svorį. Tai apima visų vykstančių judėjimų ir pokyčių visatoje kontrolę. Ši begalinė užduotis atliekama per visagalį Viešpaties žodį, per kurį atsirado pati visata. Gravitacija, „paslaptingoji jėga“, kuri lieka menkai suprantama net po keturis šimtus metų trukusių tyrinėjimų, yra viena iš šios nuostabios dieviškosios rūpinimosi visata apraiškų.

Laiko ir erdvės iškraipymai ir juodosios skylės

Bendroji Einšteino reliatyvumo teorija gravitaciją laiko ne jėga, o pačios erdvės kreivumu šalia masyvaus objekto. Numatoma, kad šviesa, kuri tradiciškai eina tiesiomis linijomis, lenks, kai ji keliauja per išlenktą erdvę. Tai pirmą kartą buvo įrodyta, kai astronomas seras Arthuras Eddingtonas 1919 m. per visišką užtemimą pastebėjo matomos žvaigždės padėties pasikeitimą, manydamas, kad šviesos spindulius išlenkia saulės gravitacija.

Bendroji reliatyvumo teorija taip pat numato, kad jei kūnas yra pakankamai tankus, jo gravitacija taip iškraipys erdvę, kad šviesa pro ją visai negalės praeiti. Toks kūnas sugeria šviesą ir visa kita, ką užfiksavo jo stipri gravitacija, ir vadinamas Juodąja skyle. Tokį kūną galima aptikti tik pagal jo gravitacinį poveikį kitiems objektams, pagal jį esantį stiprų šviesos kreivumą ir ant jo krentančios medžiagos skleidžiamą stiprią spinduliuotę.

Visa juodojoje skylėje esanti medžiaga yra suspausta centre, kurio tankis yra begalinis. Skylės „dydis“ nustatomas pagal įvykių horizontą, t.y. riba, kuri supa juodosios skylės centrą, ir iš jos niekas (net šviesa) negali ištrūkti. Vokiečių astronomo Karlo Schwarzschildo (1873–1916) vardu skylės spindulys vadinamas Schwarzschildo spinduliu ir apskaičiuojamas kaip R S = 2GM/c 2 , kur c yra šviesos greitis vakuume. Jei saulė patektų į juodąją skylę, jos Schwarzschildo spindulys būtų tik 3 km.

Yra tvirtų įrodymų, kad pasibaigus masyvios žvaigždės branduoliniam kurui, ji nebegali atsispirti, kad subyrėtų nuo savo didžiulio svorio ir patenka į juodąją skylę. Manoma, kad juodosios skylės, turinčios milijardus saulių, yra galaktikų centruose, įskaitant mūsų galaktiką, Paukščių Taką. Daugelis mokslininkų mano, kad itin ryškūs ir labai nutolę objektai, vadinami kvazarais, naudoja energiją, kuri išsiskiria, kai medžiaga patenka į juodąją skylę.

Pagal bendrosios reliatyvumo teorijos prognozes, gravitacija taip pat iškreipia laiką. Tai patvirtino ir labai tikslūs atominiai laikrodžiai, kurie jūros lygyje veikia keliomis mikrosekundėmis lėčiau nei vietovėse virš jūros lygio, kur Žemės gravitacija kiek silpnesnė. Netoli įvykių horizonto šis reiškinys labiau pastebimas. Jei stebėsime astronauto, kuris artėja prie įvykių horizonto, laikrodį, pamatysime, kad laikrodis bėga lėčiau. Būdamas įvykių horizonte laikrodis sustos, bet mes niekada jo nepamatysime. Ir atvirkščiai, astronautas nepastebės, kad jo laikrodis veikia lėčiau, bet jis matys, kad mūsų laikrodis veikia vis greičiau.

Pagrindinis pavojus astronautui šalia juodosios skylės būtų potvynių jėgos, kurias sukelia gravitacija, kuri yra stipresnė kūno vietose, esančiose arčiau juodosios skylės, nei tose vietose, kurios yra toliau nuo jos. Kalbant apie galią, potvynių ir atoslūgių jėgos prie juodosios skylės, turinčios žvaigždės masę, yra stipresnės už bet kokį uraganą ir lengvai suplėšia į mažus gabalėlius viską, kas joms tenka. Tačiau, nors gravitacinis potraukis mažėja didėjant atstumo kvadratui (1/r 2), potvynių ir atoslūgių aktyvumas mažėja didėjant atstumo kubui (1/r 3). Todėl, priešingai populiariems įsitikinimams, didelių juodųjų skylių įvykių horizontuose gravitacinė jėga (įskaitant potvynio jėgą) yra silpnesnė nei mažose juodosiose skylėse. Taigi potvynio jėgos stebimos erdvės juodosios skylės įvykių horizonte būtų mažiau pastebimos nei švelniausias vėjas.

Laiko išsiplėtimas dėl gravitacijos šalia įvykių horizonto yra naujo kosmologinio modelio, kurį sukūrė kūrybos fizikas dr. Russell Humphries, pagrindas, kurį jis aptaria savo knygoje Starlight and Time. Šis modelis gali padėti išspręsti problemą, kaip mes galime pamatyti tolimų žvaigždžių šviesą jaunoje visatoje. Be to, šiandien tai yra mokslinė alternatyva nebiblinei, kuri remiasi filosofinėmis prielaidomis, kurios peržengia mokslo ribas.

Pastaba

Gravitacija, „paslaptinga jėga“, kuri net ir po keturis šimtus metų trukusių tyrimų lieka menkai suprantama...

Izaokas Niutonas (1642–1727)

Nuotrauka: Wikipedia.org

Izaokas Niutonas (1642–1727)

Isaacas Newtonas paskelbė savo atradimus apie gravitaciją ir dangaus kūnų judėjimą 1687 m. savo garsiajame darbe " Matematinė pradžia“. Kai kurie skaitytojai greitai padarė išvadą, kad Niutono visata nepaliko vietos Dievui, nes dabar viską galima paaiškinti lygtimis. Tačiau Niutonas visai taip nemanė, kaip sakė antrajame šio garsaus kūrinio leidime:

„Mūsų gražiausia saulės sistema, planetos ir kometos gali būti tik protingos ir stiprios būtybės plano ir viešpatavimo rezultatas.

Izaokas Niutonas buvo ne tik mokslininkas. Be mokslo, jis beveik visą savo gyvenimą paskyrė Biblijos studijoms. Jo mėgstamiausios Biblijos knygos buvo Danielius ir Apreiškimas, kuriuose aprašomi Dievo ateities planai. Tiesą sakant, Niutonas parašė daugiau teologinių darbų nei mokslinių.

Niutonas gerbė kitus mokslininkus, tokius kaip Galilėjus Galilėjus. Beje, Niutonas gimė tais pačiais metais, kai mirė Galilėjus, 1642 m. Niutonas savo laiške rašė: „Jei mačiau toliau nei kiti, tai buvo todėl, kad stovėjau ant kojų pečių milžinai“. Prieš pat mirtį, tikriausiai apmąstydamas gravitacijos paslaptį, Niutonas kukliai rašė: „Nežinau, kaip mane suvokia pasaulis, bet man atrodo, kad esu tik berniukas, žaidžiantis pajūryje, kuris linksminasi ieškodamas už kitus spalvingesnio akmenuko ar gražaus kriauklės, o didžiuliame vandenyne. neištirta tiesa“.

Niutonas palaidotas Vestminsterio abatijoje. Lotyniškas užrašas ant jo kapo baigiasi žodžiais: „Tesidžiaugia mirtingieji, kad tarp jų gyveno toks žmonių giminės papuošalas“.

Gamtoje žinomos tik keturios pagrindinės pagrindinės jėgos (jos taip pat vadinamos pagrindinės sąveikos) – gravitacinė sąveika, elektromagnetinė sąveika, stipri sąveika ir silpna sąveika.

Gravitacinė sąveika yra silpniausias iš visų.Gravitacinės jėgossujungia Žemės rutulio dalis ir ta pati sąveika lemia didelio masto įvykius visatoje.

Elektromagnetinė sąveika laiko elektronus atomuose ir suriša atomus į molekules. Ypatingos šių jėgų apraiškos yraKulono jėgosveikiančių tarp fiksuotų elektros krūvių.

Stipri sąveika suriša nukleonus branduoliuose. Ši sąveika yra stipriausia, tačiau ji veikia tik labai nedideliais atstumais.

Silpna sąveika veikia tarp elementariųjų dalelių ir turi labai trumpą atstumą. Jis pasireiškia beta skilimu.

4.1 Niutono visuotinės gravitacijos dėsnis

Tarp dviejų materialių taškų yra abipusės traukos jėga, tiesiogiai proporcinga šių taškų masių sandaugai ( m ir M ) ir atvirkščiai proporcingas atstumo tarp jų kvadratui ( r2 ) ir nukreiptas išilgai tiesės, einančios per sąveikaujančius kūnusF= (GmM/r 2) r o ,(1)

čia r o - vieneto vektorius, nubrėžtas jėgos kryptimi F(1a pav.).

Ši jėga vadinama gravitacinė jėga(arba gravitacijos jėga). Gravitacinės jėgos visada yra patrauklios jėgos. Dviejų kūnų sąveikos stiprumas nepriklauso nuo aplinkos, kurioje kūnai yra.

g 1 g 2

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

Konstanta G vadinama gravitacinė konstanta. Jo reikšmė nustatoma empiriškai: G = 6,6720. 10 -11 N. m 2 / kg 2 - t.y. du taškiniai kūnai, sveriantys po 1 kg, esantys 1 m atstumu vienas nuo kito, traukiami 6,6720 jėga. 10 -11 N. Labai maža G reikšmė kaip tik leidžia kalbėti apie gravitacijos jėgų silpnumą – į jas reikėtų atsižvelgti tik esant didelėms masėms.

Masės, įtrauktos į (1) lygtį, vadinamos gravitacinės masės. Tai pabrėžia, kad iš esmės masės, įtrauktos į antrąjį Niutono dėsnį ( F= m in a) ir į visuotinės gravitacijos dėsnį ( F=(Gm gr M gr /r 2) r o) yra skirtingo pobūdžio. Tačiau nustatyta, kad visų kūnų santykis m gr/m in yra vienodas su santykine paklaida iki 10 -10 .

4.2 Materialaus taško gravitacinis laukas (gravitacijos laukas).

Manoma, kad gravitacinė sąveika atliekama padedant gravitacinis laukas (gravitacinis laukas), kurį sukuria patys kūnai. Pateikiamos dvi šio lauko charakteristikos: vektorinis ir skaliarinis. gravitacinio lauko potencialas.

4.2.1 Gravitacinio lauko stiprumas

Turėkime materialųjį tašką, kurio masė M. Manoma, kad aplink šią masę susidaro gravitacinis laukas. Tokiam laukui būdinga jėga yra gravitacijos lauko stiprumasg, kuris nustatomas pagal visuotinės gravitacijos dėsnį g= (GM/r2) r o ,(2)

kur r o - vienetinis vektorius, nubrėžtas iš materialaus taško gravitacinės jėgos kryptimi. Gravitacinio lauko stiprumas gyra vektorinis dydis ir pagreitis, gautas pagal taškinę masę m, įneštas į gravitacinį lauką, sukurtas taškinės masės M. Iš tiesų, lyginant (1) ir (2), gauname gravitacinių ir inercinių masių lygybės atveju F=m g.

Mes tai pabrėžiame į gravitacinį lauką įleisto kūno gaunamo pagreičio dydis ir kryptis nepriklauso nuo įleisto kūno masės dydžio. Kadangi pagrindinis dinamikos uždavinys yra nustatyti pagreičio, kurį kūnas gauna veikiant išorinėms jėgoms, dydį, todėl gravitacinio lauko intensyvumas visiškai ir nedviprasmiškai lemia gravitacinio lauko jėgos charakteristikas. Priklausomybė g(r) parodyta 2a pav.

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

Laukas vadinamas centrinis, jei visuose lauko taškuose intensyvumo vektoriai yra nukreipti išilgai tiesių, kurios susikerta viename taške, kuris yra fiksuotas bet kurios inercinės atskaitos sistemos atžvilgiu. Visų pirma, materialaus taško gravitacinis laukas yra centrinis: visuose lauko taškuose vektoriai gir F=m g, veikiantys į gravitacinį lauką įneštą kūną yra nukreipiami radialiai nuo masės M , kuris sukuria lauką iki taško masės m (1b pav.).

(1) formos visuotinės gravitacijos dėsnis nustatytas kūnams, paimtiems materialiais taškais, t.y. tokiems kūnams, kurių matmenys yra maži, palyginti su atstumu tarp jų. Jei negalima nepaisyti kūnų matmenų, tai kūnus reikia suskirstyti į taškinius elementus, pagal (1) formulę, apskaičiuojant visų elementų, paimtų poromis, traukos jėgas ir tada geometriškai sudėti. Sistemos, susidedančios iš materialių taškų, kurių masės yra M 1 , M 2 , ..., M n , gravitacinio lauko intensyvumas yra lygus lauko stiprių sumai iš kiekvienos iš šių masių atskirai ( gravitacinių laukų superpozicijos principas ): g=g i, kur g i= (GM i /r i 2) r o aš - vienos masės lauko stipris M i .

Gravitacinio lauko grafinis vaizdavimas naudojant įtempimo vektorius g skirtinguose lauko taškuose tai labai nepatogu: sistemoms, susidedančioms iš daugelio materialių taškų, intensyvumo vektoriai uždedami vienas ant kito ir gaunamas labai painus vaizdas. Štai kodėl grafiniam gravitacinio lauko vaizdui naudokite jėgos linijos (įtempimo linijos), kurios atliekamos taip, kad įtempimo vektorius būtų nukreiptas tangentiškai į jėgos liniją. Įtempimo linijos laikomos nukreiptomis taip pat, kaip ir vektorius g(1c pav.), tie. jėgos linijos baigiasi materialiame taške. Kadangi kiekviename erdvės taške įtempimo vektorius turi tik vieną kryptį, tada įtampos linijos niekada nesusikerta. Materialaus taško jėgos linijos yra radialinės tiesės, įeinančios į tašką (1b pav.).

Kad įtempimo linijomis būtų galima apibūdinti ne tik kryptį, bet ir lauko stiprumo vertę, šios linijos brėžiamos tam tikru tankiu: įtempimo linijų, prasiskverbiančių į paviršiaus ploto vienetą, statmeną įtempimo linijos turi būti lygios modulio vektoriui g.