14. júna 2015, 12:24 hod

Všetci sme v škole prešli zákonom univerzálnej gravitácie. Čo však naozaj vieme o gravitácii, okrem informácií, ktoré si vložíme do hlavy? školskí učitelia? Osviežme si vedomosti...

Fakt prvý: Newton neobjavil zákon univerzálnej gravitácie

Každý pozná známe podobenstvo o jablku, ktoré spadlo Newtonovi na hlavu. Faktom však je, že Newton neobjavil zákon univerzálnej gravitácie, pretože tento zákon jednoducho chýba v jeho knihe „Matematické princípy prírodnej filozofie“. V tejto práci nie je ani vzorec, ani formulácia, o čom sa každý môže presvedčiť sám. Navyše, prvá zmienka o gravitačnej konštante sa objavuje až v 19. storočí, a preto sa vzorec nemohol objaviť skôr. Mimochodom, koeficient G, ktorý znižuje výsledok výpočtov 600 miliárd krát, nemá č fyzický zmysel a zavedené s cieľom skryť nezrovnalosti.

Fakt druhý: Predstieranie experimentu s gravitačnou príťažlivosťou

Predpokladá sa, že Cavendish bol prvý, kto demonštroval gravitačná príťažlivosť v laboratórnych kotúčoch pomocou torznej váhy - horizontálneho vahadla so závažím na koncoch zaveseného na tenkej šnúrke. Rocker sa mohol zapnúť tenkým drôtom. Podľa oficiálna verzia, Cavendish priniesol na závažia vahadla z opačných strán pár blankov 158 kg a vahadlo sa otočilo pod malým uhlom. Metodika experimentu však bola nesprávna a výsledky boli sfalšované, čo presvedčivo dokázal fyzik Andrej Albertovič Grishaev. Cavendish strávil dlhý čas prerábaním a nastavovaním inštalácie tak, aby výsledky zodpovedali Newtonovej priemernej hustote zeme. Samotná metodika experimentu počítala s pohybom polotovarov niekoľkokrát a dôvodom rotácie vahadla boli mikrovibrácie z pohybu polotovarov, ktoré sa prenášali do zavesenia.

Potvrdzuje to aj fakt, že takáto jednoduchá inštalácia 18. storočia na vzdelávacie účely mala byť ak nie na každej škole, tak aspoň na fyzikálnych katedrách vysokých škôl, aby sa študentom v praxi ukázal výsledok zákona univerzálnej gravitácie. Nastavenie Cavendish sa však nepoužíva učebných osnov, školáci aj študenti berú za slovo, že dva kotúče sa navzájom priťahujú.

Fakt tretí: Zákon univerzálnej gravitácie počas zatmenia Slnka nefunguje

Ak do vzorca pre zákon univerzálnej gravitácie dosadíme referenčné údaje pre Zem, Mesiac a Slnko, tak v momente, keď Mesiac preletí medzi Zemou a Slnkom, napr. zatmenie Slnka, sila príťažlivosti medzi Slnkom a Mesiacom je viac ako 2-krát väčšia ako medzi Zemou a Mesiacom!

Podľa vzorca by Mesiac musel opustiť obežnú dráhu Zeme a začať sa točiť okolo Slnka.

Gravitačná konštanta - 6,6725×10−11 m³/(kg s²).
Hmotnosť Mesiaca je 7,3477 × 1022 kg.
Hmotnosť Slnka je 1,9891 × 1030 kg.
Hmotnosť Zeme je 5,9737 × 1024 kg.
Vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom = 380 000 000 m.
Vzdialenosť medzi Mesiacom a Slnkom = 149 000 000 000 m.

Zem a Mesiac:
6,6725 × 10-11 x 7,3477 × 1022 x 5,9737 × 1024 / 3800000002 = 2,028 × 1020 H
Mesiac a slnko:
6,6725 x 10-11 x 7,3477 x 1022 x 1,9891 x 1030 / 1490000000002 = 4,39 x 1020 H

2,028 × 1020 H<< 4,39×1020 H
Príťažlivá sila medzi Zemou a Mesiacom<< Сила притяжения между Луной и Солнцем

Tieto výpočty možno kritizovať tým, že Mesiac je umelé duté teleso a referenčná hustota tohto nebeského telesa s najväčšou pravdepodobnosťou nie je určená správne.

Experimentálne dôkazy skutočne naznačujú, že Mesiac nie je pevné teleso, ale tenkostenná škrupina. Autoritatívny časopis Science popisuje výsledky práce seizmických senzorov po dopade tretej etapy rakety, ktorá urýchľovala raketu Apollo 13 na povrch Mesiaca: „Seizmické volanie bolo zaznamenané viac ako štyri hodiny. Na Zemi, ak by raketa zasiahla v rovnakej vzdialenosti, signál by trval len niekoľko minút.

Seizmické vibrácie, ktoré sa tak pomaly rozpadajú, sú typické pre dutý rezonátor, nie pre pevné teleso.
Mesiac ale okrem iného nevykazuje svoje príťažlivé vlastnosti vo vzťahu k Zemi – dvojica Zem – Mesiac sa nepohybuje okolo spoločného ťažiska, ako by to bolo podľa zákona univerzálnej gravitácie a Zem elipsoidná dráha sa v rozpore s týmto zákonom nestáva kľukatou.

Navyše parametre dráhy samotného Mesiaca nezostávajú konštantné, dráha sa vo vedeckej terminológii „vyvíja“, a to v rozpore so zákonom univerzálnej gravitácie.

Fakt štvrtý: absurdita teórie prílivov a odlivov

Ako to je, niektorí budú namietať, pretože aj školáci vedia o oceánskych prílivoch na Zemi, ku ktorým dochádza v dôsledku priťahovania vody k Slnku a Mesiacu.

Podľa teórie gravitácia Mesiaca vytvára v oceáne slapový elipsoid s dvoma prílivovými hrbolčekmi, ktoré sa vďaka dennej rotácii pohybujú po povrchu Zeme.

Prax však ukazuje nezmyselnosť týchto teórií. Veď podľa nich by sa mal cez Drakeov prieliv presunúť z Pacifiku do Atlantiku prílivový hrb vysoký 1 meter za 6 hodín. Keďže voda je nestlačiteľná, masa vody by zdvihla hladinu do výšky asi 10 metrov, čo sa v praxi nestáva. V praxi sa prílivové javy vyskytujú autonómne v oblastiach 1000-2000 km.

Laplace bol tiež ohromený paradoxom: prečo vo francúzskych prístavoch voda postupne nastáva, hoci podľa koncepcie prílivového elipsoidu by tam mala prísť súčasne.

Fakt piaty: Teória masovej gravitácie nefunguje

Princíp gravitačných meraní je jednoduchý - gravimetre merajú vertikálne zložky a odchýlka olovnice ukazuje horizontálne zložky.

Prvý pokus o testovanie teórie hromadnej gravitácie urobili Angličania v polovici 18. storočia na pobreží Indického oceánu, kde sa na jednej strane nachádza najvyšší kamenný hrebeň sveta Himaláje a na druhá, oceánska misa naplnená oveľa menej masívnou vodou. Ale, bohužiaľ, olovnica sa neodchyľuje smerom k Himalájam! Navyše ultracitlivé prístroje - gravimetre - nezistia rozdiel v gravitácii testovacieho telesa v rovnakej výške ako nad masívnymi horami, tak aj nad menej hustými moriami s hĺbkou kilometra.

Aby zachránili zaužívanú teóriu, vedci ju podporili: hovoria, že dôvodom je „izostáza“ - hustejšie horniny sa nachádzajú pod morom a voľné horniny pod horami a ich hustota je presne rovnaká ako všetko upravte na požadovanú hodnotu.

Empiricky sa tiež zistilo, že gravimetre v hlbokých baniach ukazujú, že gravitácia s hĺbkou neklesá. Pokračuje v raste, pričom závisí iba od druhej mocniny vzdialenosti od stredu Zeme.

Fakt šiesty: gravitáciu negeneruje hmota ani hmotnosť

Podľa vzorca zákona univerzálnej gravitácie dve hmoty, m1 a m2, ktorých rozmery možno zanedbať v porovnaní so vzdialenosťami medzi nimi, sú údajne navzájom priťahované silou priamo úmernou súčinu týchto hmotností a nepriamo úmerné štvorcu vzdialenosti medzi nimi. V skutočnosti však neexistuje jediný dôkaz, že látka pôsobí gravitačne. Prax ukazuje, že gravitáciu negeneruje hmota ani hmotnosť, je od nich nezávislá a masívne telesá poslúchajú iba gravitáciu.

Nezávislosť gravitácie od hmoty potvrdzuje fakt, že až na najvzácnejšiu výnimku malé telesá slnečnej sústavy nemajú vôbec žiadnu gravitačnú príťažlivosť. S výnimkou Mesiaca viac ako šesť desiatok satelitov planét nevykazuje známky vlastnej gravitácie. Dokazujú to nepriame aj priame merania, napríklad od roku 2004 sonda Cassini v okolí Saturnu z času na čas preletí v blízkosti jeho satelitov, no zmeny rýchlosti sondy neboli zaznamenané. S pomocou tej istej Cassini bol objavený gejzír na Enceladuse, šiestom najväčšom satelite Saturnu.

Aké fyzikálne procesy musia prebiehať na kozmickom kuse ľadu, aby prúdy pary mohli vyletieť do vesmíru?
Z rovnakého dôvodu má Titan, najväčší mesiac Saturnu, plynný chvost v dôsledku atmosférického klesania.

Satelity predpovedané teóriou asteroidov sa napriek ich obrovskému počtu nenašli. A vo všetkých správach o dvojitých alebo párových asteroidoch, ktoré sa údajne točia okolo spoločného ťažiska, nebol žiadny dôkaz o obehu týchto párov. Spoločníci boli náhodou blízko a pohybovali sa po kvázi synchrónnych dráhach okolo Slnka.

Pokusy dostať umelé satelity na obežnú dráhu asteroidov skončili neúspechom. Príkladom je sonda NEAR, ktorú k asteroidu Eros vyhnali Američania, alebo sonda Hayabusa, ktorú Japonci vyslali k asteroidu Itokawa.

Fakt siedmy: Saturnove asteroidy sa neriadia zákonom univerzálnej gravitácie

Raz Lagrange, ktorý sa snažil vyriešiť problém troch telies, získal stabilné riešenie pre konkrétny prípad. Ukázal, že tretie teleso sa môže pohybovať po obežnej dráhe druhého, pričom je stále v jednom z dvoch bodov, z ktorých jeden je pred druhým telesom o 60° a druhý o rovnakú hodnotu.

Dve skupiny spoločníkov asteroidov, ktoré sa našli za a pred sebou na obežnej dráhe Saturna a ktorých astronómovia radostne nazývali Trójania, však vyšli z predpovedaných oblastí a potvrdenie zákona univerzálnej gravitácie sa zmenilo na prepichnutie.

Fakt osem: rozpor so všeobecnou teóriou relativity

Podľa moderných koncepcií je rýchlosť svetla konečná, v dôsledku čoho vidíme vzdialené objekty nie tam, kde sa momentálne nachádzajú, ale v bode, z ktorého vychádzal lúč svetla, ktorý sme videli. Ale ako rýchlo sa pohybuje gravitácia?

Po analýze údajov nazhromaždených v tom čase Laplace zistil, že „gravitácia“ sa šíri rýchlejšie ako svetlo o najmenej sedem rádov! Moderné merania prijímaním impulzov z pulzarov posunuli rýchlosť šírenia gravitácie ešte ďalej – minimálne o 10 rádov rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Touto cestou, experimentálne štúdie sú v rozpore so všeobecnou teóriou relativity, o ktorú sa oficiálna veda stále opiera, napriek jej úplnému zlyhaniu.

Fakt deväť: Gravitačné anomálie

Existujú prirodzené gravitačné anomálie, pre ktoré tiež oficiálna veda nenachádza žiadne zrozumiteľné vysvetlenie. Tu je niekoľko príkladov:

Fakt desať: štúdie vibračnej povahy antigravitácie

Existuje veľké množstvo alternatívnych štúdií s pôsobivými výsledkami v oblasti antigravitácie, ktoré zásadne vyvracajú teoretické výpočty oficiálnej vedy.

Niektorí vedci analyzujú vibračnú povahu antigravitácie. Tento efekt je jasne prezentovaný v modernej skúsenosti, kde kvapky visia vo vzduchu kvôli akustickej levitácii. Tu vidíme, ako pomocou zvuku určitej frekvencie je možné s istotou držať kvapky kvapaliny vo vzduchu ...

Ale účinok na prvý pohľad je vysvetlený princípom gyroskopu, ale aj taký jednoduchý experiment z veľkej časti odporuje gravitácii v jej modernom zmysle.

Málokto vie, že Viktor Stepanovič Grebennikov, sibírsky entomológ, ktorý študoval vplyv dutinových štruktúr u hmyzu, vo svojej knihe „Môj svet“ opísal fenomény antigravitácie u hmyzu. Vedci už dlho vedia, že masívny hmyz, akým je chrús, lieta skôr proti zákonom gravitácie ako kvôli nim.

Grebennikov navyše na základe svojho výskumu vytvoril antigravitačnú platformu.

Viktor Stepanovič zomrel za dosť zvláštnych okolností a jeho úspechy boli čiastočne stratené, avšak časť prototypu antigravitačnej plošiny sa zachovala a možno ju vidieť v Grebennikovovom múzeu v Novosibirsku..

Ďalšiu praktickú aplikáciu antigravitácie možno pozorovať v meste Homestead na Floride, kde sa nachádza zvláštna štruktúra koralových monolitických blokov, ktorú ľudia nazývali Coral Castle. Postavil ho rodák z Lotyšska - Edward Lidskalnin v prvej polovici 20. storočia. Tento muž štíhlej postavy nemal žiadne náradie, nemal dokonca ani auto a už vôbec nie vybavenie.

Elektrina ho vôbec nevyužívala, aj kvôli jeho absencii, a predsa nejako zostúpila do oceánu, kde vytesala niekoľkotonové kamenné bloky a nejakým spôsobom ich dopravila na svoje miesto, pričom ich rozložila s dokonalou presnosťou.

Po Edovej smrti začali vedci starostlivo študovať jeho výtvor. Kvôli experimentu bol privezený silný buldozér a bol urobený pokus presunúť jeden z 30-tonových blokov koralového hradu. Buldozér zareval, dostal šmyk, no obrovským kameňom nepohol.

Vo vnútri hradu sa našlo zvláštne zariadenie, ktoré vedci nazvali generátor jednosmerného prúdu. Bola to masívna konštrukcia s množstvom kovových častí. Do vonkajšej strany zariadenia bolo zabudovaných 240 permanentných tyčových magnetov. Ale ako Edward Leedskalnin v skutočnosti posunul niekoľkotonové bloky, je stále záhadou.

Známe sú štúdie Johna Searla, v ktorého rukách ožili nezvyčajné generátory, otáčali sa a generovali energiu; disky s priemerom pol metra až 10 metrov sa vzniesli do vzduchu a uskutočnili riadené lety z Londýna do Cornwallu a späť.

Profesorove experimenty sa opakovali v Rusku, USA a na Taiwane. V Rusku bola napríklad v roku 1999 pod číslom 99122275/09 zaregistrovaná prihláška na patent „zariadenie na výrobu mechanickej energie“. Vladimir Vitalyevich Roshchin a Sergej Michajlovič Godin v skutočnosti reprodukovali SEG (Searl Effect Generator) a vykonali s ním sériu štúdií. Výsledkom bolo vyhlásenie: môžete získať 7 kW elektriny bez výdavkov; rotačný generátor stratil až 40 % hmotnosti.

Searlovo prvé laboratórne vybavenie bolo odvezené na neznáme miesto, keď bol on sám vo väzení. Inštalácia Godina a Rošchina jednoducho zmizla; všetky publikácie o nej s výnimkou prihlášky vynálezu zmizli.

Známy je aj Hutchisonov efekt, pomenovaný po kanadskom inžinierovi-vynálezcovi. Účinok sa prejavuje levitáciou ťažkých predmetov, zliatinou rôznych materiálov (napríklad kov + drevo), anomálnym zahrievaním kovov pri absencii horiacich látok v ich blízkosti. Tu je video s týmito efektmi:

Nech už je gravitácia v skutočnosti akákoľvek, treba priznať, že oficiálna veda je úplne neschopná jasne vysvetliť podstatu tohto javu..

Jaroslav Yargin

Podľa akého zákona ma obesíš?
- A všetkých vešiame podľa jedného zákona - zákona univerzálnej gravitácie.

Zákon gravitácie

Fenomén gravitácie je zákonom univerzálnej gravitácie. Dve telesá na seba pôsobia silou, ktorá je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi a priamo úmerná súčinu ich hmotností.

Matematicky môžeme tento veľký zákon vyjadriť vzorcom

Gravitácia pôsobí vo vesmíre na obrovské vzdialenosti. Newton však tvrdil, že všetky objekty sa navzájom priťahujú. Je pravda, že akékoľvek dva predmety sa navzájom priťahujú? Len si to predstavte, je známe, že Zem vás priťahuje sediacich na stoličke. Zamysleli ste sa však niekedy nad tým, že počítač a myš sa navzájom priťahujú? Alebo ceruzku a pero na stole? V tomto prípade dosadíme do vzorca hmotnosť pera, hmotnosť ceruzky, vydelíme druhou mocninou vzdialenosti medzi nimi, berúc do úvahy gravitačnú konštantu, získame silu ich vzájomnej príťažlivosti. Vyjde však tak malý (kvôli malým hmotám pera a ceruzky), že jeho prítomnosť necítime. Iná vec je, keď ide o Zem a stoličku, alebo Slnko a Zem. Hmotnosti sú výrazné, čo znamená, že už vieme vyhodnotiť pôsobenie sily.

Zamyslime sa nad zrýchlením voľného pádu. Toto je pôsobenie zákona príťažlivosti. Pôsobením sily telo mení rýchlosť, čím pomalšie, čím väčšia je hmotnosť. Výsledkom je, že všetky telesá padajú na Zem s rovnakým zrýchlením.

Čo je príčinou tejto neviditeľnej jedinečnej sily? Dodnes je existencia gravitačného poľa známa a dokázaná. Viac o povahe gravitačného poľa sa dozviete v doplnkovom materiáli k téme.

Zamyslite sa nad tým, čo je gravitácia. Odkiaľ to je? čo predstavuje? Nemôže sa predsa stať, že sa planéta pozerá na Slnko, vidí, ako ďaleko je vzdialené, vypočítava prevrátenú druhú mocninu vzdialenosti v súlade s týmto zákonom?

Smer gravitácie

Sú dve telesá, povedzme teleso A a B. Teleso A priťahuje teleso B. Sila, ktorou teleso A pôsobí, začína na telese B a smeruje k telesu A. To znamená, že "berie" teleso B a ťahá ho k sebe. . Telo B „robí“ to isté s telom A.

Každé telo priťahuje zem. Zem „berie“ telo a ťahá ho smerom k jeho stredu. Preto bude táto sila smerovať vždy kolmo nadol a pôsobí od ťažiska tela, nazýva sa to gravitácia.

Hlavná vec na zapamätanie

Niektoré metódy geologického prieskumu, predpovede prílivu a odlivu a po novom aj výpočet pohybu umelých družíc a medziplanetárnych staníc. Skorý výpočet polohy planét.

Môžeme si sami pripraviť takýto experiment a neuhádnuť, či sú priťahované planéty, objekty?

Takáto priama skúsenosť Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - anglický fyzik a chemik) pomocou zariadenia znázorneného na obrázku. Myšlienkou bolo zavesiť tyč s dvoma guľôčkami na veľmi tenkú kremennú niť a potom k nim priviesť dve veľké olovené guľôčky. Príťažlivosť guľôčok mierne skrúti vlákno - mierne, pretože sily príťažlivosti medzi bežnými predmetmi sú veľmi slabé. Pomocou takéhoto prístroja bol Cavendish schopný priamo zmerať silu, vzdialenosť a veľkosť oboch hmôt, a tak určiť gravitačná konštanta G.

Jedinečný objav gravitačnej konštanty G, ktorá charakterizuje gravitačné pole vo vesmíre, umožnil určiť hmotnosť Zeme, Slnka a ďalších nebeských telies. Preto Cavendish nazval svoj zážitok „vážením Zeme“.

Zaujímavé je, že rôzne fyzikálne zákony majú niektoré spoločné črty. Obráťme sa na zákony elektriny (Coulombova sila). Elektrické sily sú tiež nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti, ale už medzi nábojmi a mimovoľne vzniká myšlienka, že tento vzorec má hlboký význam. Doteraz nikto nedokázal predstaviť gravitáciu a elektrinu ako dva rôzne prejavy tej istej podstaty.

Sila sa tu tiež mení nepriamo so štvorcom vzdialenosti, ale rozdiel vo veľkosti elektrických síl a gravitačných síl je markantný. V snahe stanoviť spoločnú povahu gravitácie a elektriny nachádzame takú prevahu elektrických síl nad gravitačnými silami, že je ťažké uveriť, že obe majú rovnaký zdroj. Ako môžeš povedať, že jeden je silnejší ako druhý? Koniec koncov, všetko závisí od toho, čo je hmotnosť a aký je náboj. Pri hádke o tom, ako silná gravitácia pôsobí, nemáte právo povedať: „Vezmime si hmotu takej a takej veľkosti,“ pretože si ju vyberáte sami. Ale ak si vezmeme to, čo nám ponúka sama Príroda (jej vlastné čísla a miery, ktoré nemajú nič spoločné s našimi palcami, rokmi, našimi mierami), tak môžeme porovnávať. Zoberme si elementárnu nabitú časticu, ako je napríklad elektrón. Dve elementárne častice, dva elektróny, sa v dôsledku elektrického náboja navzájom odpudzujú silou nepriamo úmernou druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi a vplyvom gravitácie sa k sebe opäť priťahujú silou nepriamo úmernou druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. vzdialenosť.

Otázka: Aký je pomer gravitačnej sily k elektrickej sile? Gravitácia súvisí s elektrickým odpudzovaním, rovnako ako jednotka s číslom so 42 nulami. Toto je hlboko zamotané. Odkiaľ môže pochádzať také obrovské číslo?

Ľudia hľadajú tento obrovský faktor v iných prírodných javoch. Prechádzajú všelijakými veľkými číslami a ak chcete veľké číslo, prečo si nezobrať povedzme pomer priemeru vesmíru k priemeru protónu – prekvapivo ide aj o číslo so 42 nulami. A hovoria: možno sa tento koeficient rovná pomeru priemeru protónu k priemeru vesmíru? Je to zaujímavá myšlienka, ale ako sa vesmír postupne rozpína, musí sa zmeniť aj gravitačná konštanta. Aj keď táto hypotéza ešte nebola vyvrátená, nemáme žiadne dôkazy v jej prospech. Naopak, niektoré dôkazy naznačujú, že gravitačná konštanta sa týmto spôsobom nezmenila. Toto obrovské číslo zostáva dodnes záhadou.

Einstein musel upraviť zákony gravitácie v súlade s princípmi relativity. Prvý z týchto princípov hovorí, že vzdialenosť x nemožno prekonať okamžite, zatiaľ čo podľa Newtonovej teórie sily pôsobia okamžite. Einstein musel zmeniť Newtonove zákony. Tieto zmeny, vylepšenia sú veľmi malé. Jedným z nich je toto: keďže svetlo má energiu, energia je ekvivalentná hmotnosti a všetky hmoty sa priťahujú, svetlo sa tiež priťahuje, a preto sa pri prechode okolo Slnka musí odkloniť. Takto sa to v skutočnosti deje. Aj gravitačná sila je v Einsteinovej teórii mierne upravená. Ale táto veľmi malá zmena gravitačného zákona stačí na vysvetlenie niektorých zjavných nepravidelností v pohybe Merkúra.

Fyzikálne javy v mikrokozme podliehajú iným zákonom ako javy vo svete veľkých meradiel. Vynára sa otázka: ako sa gravitácia prejavuje vo svete malých mierok? Na to odpovie kvantová teória gravitácie. Ale zatiaľ neexistuje kvantová teória gravitácie. Ľudia zatiaľ neboli veľmi úspešní pri vytváraní teórie gravitácie, ktorá by bola plne v súlade s kvantovo-mechanickými princípmi a s princípom neurčitosti.

Medzi všetkými hmotnými telami. V aproximácii nízkych rýchlostí a slabej gravitačnej interakcie ju popisuje Newtonova teória gravitácie, vo všeobecnom prípade ju popisuje Einsteinova všeobecná teória relativity. V kvantovom limite je gravitačná interakcia údajne opísaná kvantovou teóriou gravitácie, ktorá ešte nebola vyvinutá.

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Vizualizácia gravitácie

✪ VEDCI NÁS JEDIA OD NARODENIA. 7 SEDITÁRNYCH FAKTOV O GRAVITÁCII. Odhaľovanie klamstiev NEWTONA A FYZIKOV

✪ Alexander Chirtsov - Gravitácia: vývoj pohľadov od Newtona po Einsteina

✪ 10 zaujímavých faktov o gravitácii

✪ Gravitácia

titulky

Gravitačný ťah

Zákon univerzálnej gravitácie je jednou z aplikácií zákona inverzného štvorca, s ktorým sa stretávame aj pri štúdiu žiarenia (pozri napr. Tlak  svetla), a ktorý je priamym dôsledkom kvadratického zväčšenia plochy guľa so zväčšujúcim sa polomerom, čo vedie ku kvadratickému zníženiu príspevku akejkoľvek jednotkovej plochy k ploche celej gule.

Gravitačné pole, ako aj pole sily gravitácie, je potenciálne . To znamená, že je možné zaviesť potenciálnu energiu gravitačnej príťažlivosti dvojice telies a táto energia sa po pohybe telies po uzavretom obryse nezmení. Potenciál gravitačného poľa v sebe nesie zákon zachovania súčtu kinetickej a potenciálnej energie a pri štúdiu pohybu telies v gravitačnom poli často značne zjednodušuje riešenie. V rámci newtonovskej mechaniky je gravitačná interakcia na veľké vzdialenosti. To znamená, že bez ohľadu na to, ako sa masívne teleso pohybuje, v akomkoľvek bode priestoru závisí gravitačný potenciál iba od polohy telesa v danom časovom okamihu.

Veľké vesmírne objekty - planéty, hviezdy a galaxie majú obrovskú hmotnosť, a preto vytvárajú významné gravitačné polia.

Gravitácia je najslabšia sila. Keďže však pôsobí na všetky vzdialenosti a všetky hmoty sú kladné, napriek tomu ide o veľmi dôležitú silu vo vesmíre. Najmä elektromagnetická interakcia medzi telesami v kozmickom meradle je malá, pretože celkový elektrický náboj týchto telies je nulový (látka ako celok je elektricky neutrálna).

Tiež gravitácia, na rozdiel od iných interakcií, je univerzálna vo svojom účinku na všetku hmotu a energiu. Neboli nájdené žiadne objekty, ktoré by vôbec nepôsobili gravitačne.

Vďaka svojej globálnej povahe je gravitácia zodpovedná za také rozsiahle efekty, ako je štruktúra galaxií, čiernych dier a rozpínanie vesmíru, a za elementárne astronomické javy - obežné dráhy planét a za jednoduchú príťažlivosť k povrchu Zeme a padajúce telesá. .

Gravitácia bola prvou interakciou opísanou matematickou teóriou. Aristoteles (4. storočie pred Kristom) veril, že predmety s rôznou hmotnosťou padajú rôznou rýchlosťou. A až oveľa neskôr (1589) Galileo Galilei experimentálne zistil, že to tak nie je – ak sa odstráni odpor vzduchu, všetky telesá sa zrýchľujú rovnako. Gravitačný zákon Isaaca Newtona (1687) bol dobrým popisom všeobecného správania gravitácie. V roku 1915 Albert Einstein vytvoril Všeobecnú teóriu relativity, ktorá presnejšie popisuje gravitáciu z hľadiska časopriestorovej geometrie.

Nebeská mechanika a niektoré jej úlohy

Najjednoduchšou úlohou nebeskej mechaniky je gravitačná interakcia dvoch bodových alebo guľových telies v prázdnom priestore. Tento problém sa v rámci klasickej mechaniky rieši analyticky v uzavretej forme; výsledok jeho riešenia je často formulovaný vo forme troch Keplerovych zákonov.

S rastúcim počtom interagujúcich telies sa problém stáva oveľa komplikovanejším. Preto už známy problém troch telies (teda pohybu troch telies s nenulovými hmotnosťami) nemožno vo všeobecnej forme analyticky vyriešiť. Pri numerickom riešení však nestabilita riešení vzhľadom na počiatočné podmienky nastáva pomerne rýchlo. Pri aplikácii na slnečnú sústavu táto nestabilita znemožňuje presne predpovedať pohyb planét na mierkach presahujúcich sto miliónov rokov.

V niektorých špeciálnych prípadoch je možné nájsť približné riešenie. Najdôležitejší je prípad, keď je hmotnosť jedného telesa výrazne väčšia ako hmotnosť ostatných telies (príklady: slnečná sústava a dynamika prstencov Saturna). V tomto prípade môžeme ako prvú aproximáciu predpokladať, že ľahké telesá spolu neinteragujú a pohybujú sa po Keplerovských trajektóriách okolo masívneho telesa. Interakcie medzi nimi môžu byť brané do úvahy v rámci teórie porúch a spriemerované v čase. V tomto prípade môžu vzniknúť netriviálne javy, ako sú rezonancie, atraktory, náhodnosť atď. Dobrým príkladom takýchto javov je zložitá štruktúra Saturnových prstencov.

Napriek pokusom presne opísať správanie sústavy veľkého počtu priťahujúcich sa telies približne rovnakej hmotnosti to nie je možné kvôli fenoménu dynamického chaosu.

Silné gravitačné polia

V silných gravitačných poliach, ako aj pri pohybe v gravitačnom poli s relativistickými rýchlosťami sa začínajú prejavovať účinky všeobecnej teórie relativity (GR):

• zmena geometrie časopriestoru;
  • v dôsledku toho odchýlka gravitačného zákona od Newtonovho zákona;
  • av extrémnych prípadoch - vznik čiernych dier;
• retardácia potenciálov spojených s konečnou rýchlosťou šírenia sa gravitačnými poruchami;
  • v dôsledku toho vznik gravitačných vĺn;
• nelineárne efekty: gravitácia má tendenciu interagovať sama so sebou, takže princíp superpozície v silných poliach už neplatí.

Gravitačné žiarenie

Jednou z dôležitých predpovedí všeobecnej teórie relativity je gravitačné žiarenie, ktorého prítomnosť bola potvrdená priamymi pozorovaniami v roku 2015. Ešte skôr však existovali závažné nepriame dôkazy v prospech jej existencie, konkrétne: straty energie v blízkych binárnych systémoch obsahujúcich kompaktné gravitujúce objekty (ako sú neutrónové hviezdy alebo čierne diery), najmä v slávnom systéme PSR B1913+16 (Huls pulzar - Taylor) - sú v dobrej zhode s modelom GR, v ktorom je táto energia unášaná práve gravitačným žiarením.

Gravitačné žiarenie môžu generovať len systémy s premenlivými kvadrupólovými alebo vyššími multipólovými momentmi, táto skutočnosť naznačuje, že gravitačné žiarenie väčšiny prírodných zdrojov je smerové, čo značne komplikuje jeho detekciu. Gravitačná sila n-poly zdroj je proporcionálny (v / c) 2 n + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2)), ak je multipól elektrického typu, a (v / c) 2n + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- ak je multipól magnetického typu , kde v je charakteristická rýchlosť zdrojov vo vyžarovacej sústave, a c je rýchlosť svetla. Dominantným momentom bude teda štvorpólový moment elektrického typu a sila zodpovedajúceho žiarenia sa rovná:

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)))\ vľavo\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\vpravo \rangle ,)

kde Q i j (\displaystyle Q_(ij)) je tenzor kvadrupólového momentu rozloženia hmoty vyžarujúceho systému. Neustále G c 5 = 2, 76 × 10 − 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2,76\krát 10^(-53))(1/W) umožňuje odhadnúť rádovú veľkosť výkonu žiarenia.

Od roku 1969 (Weberove experimenty (Angličtina)), robia sa pokusy priamo odhaliť gravitačné žiarenie. V USA, Európe a Japonsku je v súčasnosti v prevádzke niekoľko pozemných detektorov (LIGO , VIRGO , TAMA (Angličtina), GEO 600), ako aj projekt vesmírneho gravitačného detektora LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Pozemný detektor v Rusku sa vyvíja vo Vedeckom centre pre výskum gravitačných vĺn "Dulkyn" v Tatarskej republike.

Jemné účinky gravitácie

Okrem klasických efektov gravitačnej príťažlivosti a dilatácie času predpovedá všeobecná teória relativity existenciu ďalších prejavov gravitácie, ktoré sú v pozemských podmienkach veľmi slabé a preto je ich detekcia a experimentálne overenie veľmi náročné. Donedávna sa zdalo, že prekonávanie týchto ťažkostí presahuje možnosti experimentátorov.

Medzi nimi možno menovať najmä strhávanie inerciálnych referenčných systémov (alebo Lense-Thirringov efekt) a gravitomagnetické pole. V roku 2005 vykonala automatizovaná kozmická loď Gravity Probe B od NASA experiment s bezprecedentnou presnosťou na meranie týchto účinkov v blízkosti Zeme. Spracovanie získaných údajov prebiehalo do mája 2011 a potvrdilo existenciu a veľkosť účinkov geodetickej precesie a odporu inerciálnych vzťažných sústav, aj keď s presnosťou o niečo menšou, ako sa pôvodne predpokladalo.

Po intenzívnej práci na analýze a extrakcii meracieho šumu boli konečné výsledky misie oznámené na tlačovej konferencii na NASA-TV 4. mája 2011 a zverejnené vo Physical Review Letters. Nameraná hodnota geodetickej precesie bola −6601,8±18,3 milisekúnd oblúky za rok a efekt ťahania - −37,2±7,2 milisekúnd oblúkov za rok (porovnaj s teoretickými hodnotami −6606,1 mas/rok a −39,2 mas/rok).

Klasické teórie gravitácie

Vzhľadom na to, že kvantové účinky gravitácie sú extrémne malé aj za tých najextrémnejších a najpozorovateľnejších podmienok, stále neexistujú žiadne ich spoľahlivé pozorovania. Teoretické odhady ukazujú, že v drvivej väčšine prípadov sa možno obmedziť na klasický popis gravitačnej interakcie.

Existuje moderná kanonická klasická teória gravitácie – všeobecná teória relativity a mnoho hypotéz a teórií rôzneho stupňa vývoja, ktoré ju zdokonaľujú a navzájom si konkurujú. Všetky tieto teórie poskytujú veľmi podobné predpovede v rámci aproximácie, v ktorej sa v súčasnosti vykonávajú experimentálne testy. Nasledujú niektoré z hlavných, najlepšie rozvinutých alebo známych teórií gravitácie.

Všeobecná teória relativity

GR však bola experimentálne potvrdená až donedávna (2012). Okrem toho mnohé alternatívne k einsteinovskej, ale pre modernú fyziku štandardné prístupy k formulácii teórie gravitácie vedú k výsledku, ktorý sa zhoduje so všeobecnou teóriou relativity v nízkoenergetickej aproximácii, ktorá je v súčasnosti jediná dostupná na experimentálne overenie.

Einstein-Cartanova teória

K podobnému rozdeleniu rovníc do dvoch tried dochádza aj v RTG, kde je zavedená druhá tenzorová rovnica, aby sa zohľadnila súvislosť medzi neeuklidovským priestorom a priestorom Minkowského. Vďaka prítomnosti bezrozmerného parametra v teórii Jordan-Bruns-Dicke je možné ho zvoliť tak, aby sa výsledky teórie zhodovali s výsledkami gravitačných experimentov. Zároveň, keďže parameter smeruje k nekonečnu, predpovede teórie sa čoraz viac približujú k všeobecnej teórii relativity, takže teóriu Jordana-Brancea-Dickeho nie je možné vyvrátiť žiadnym experimentom potvrdzujúcim všeobecnú teóriu relativity.

kvantová teória gravitácie

Napriek viac ako polstoročiam pokusov je gravitácia jedinou základnou interakciou, pre ktorú ešte nebola vybudovaná všeobecne uznávaná konzistentná kvantová teória. Pri nízkych energiách možno v duchu kvantovej teórie poľa gravitačnú interakciu znázorniť ako výmenu gravitónov - kalibračných bozónov so spinom 2. Výsledná teória však nie je renormalizovateľná, a preto sa považuje za nevyhovujúcu.

V posledných desaťročiach bolo vyvinutých niekoľko sľubných prístupov k riešeniu problému kvantovania gravitácie: teória strún, slučková kvantová gravitácia a iné.

Teória strún

V ňom sú namiesto častíc a pozadia časopriestoru struny a ich viacrozmerné náprotivky -

Don DeYoung

Gravitácia (alebo gravitácia) nás drží pevne na zemi a umožňuje Zemi otáčať sa okolo Slnka. Vďaka tejto neviditeľnej sile dážď padá na zem a hladina vody v oceáne každým dňom stúpa a klesá. Gravitácia udržuje Zem v guľovom tvare a tiež bráni našej atmosfére uniknúť do vesmíru. Zdalo by sa, že táto sila príťažlivosti, pozorovaná každý deň, by mala byť vedcami dobre preštudovaná. Ale nie! V mnohých ohľadoch zostáva gravitácia najhlbším tajomstvom vedy. Táto tajomná sila je nádherným príkladom toho, aké obmedzené sú moderné vedecké poznatky.

čo je gravitácia?

Isaac Newton sa o túto problematiku zaujímal už v roku 1686 a dospel k záveru, že gravitácia je príťažlivá sila, ktorá existuje medzi všetkými objektmi. Uvedomil si, že rovnaká sila, ktorá spôsobuje pád jablka na zem, je aj na jeho obežnej dráhe. V skutočnosti gravitačná sila Zeme spôsobuje, že sa Mesiac počas svojej rotácie okolo Zeme každú sekundu odchýli od svojej priamej dráhy približne o jeden milimeter (obrázok 1). Newtonov univerzálny gravitačný zákon je jedným z najväčších vedeckých objavov všetkých čias.

Gravitácia je „reťazec“, ktorý udržuje predmety na obežnej dráhe

Obrázok 1. Ilustrácia obežnej dráhy Mesiaca nie je nakreslená v mierke. Za každú sekundu sa Mesiac posunie o 1 km. Na tejto vzdialenosti sa odchýli od priamej dráhy asi o 1 mm - je to spôsobené gravitačnou silou Zeme (prerušovaná čiara). Zdá sa, že Mesiac neustále zaostáva za (alebo okolo) Zeme, rovnako ako padajú aj planéty okolo Slnka.

Gravitácia je jednou zo štyroch základných prírodných síl (tabuľka 1). Všimnite si, že zo štyroch síl je táto sila najslabšia a napriek tomu je dominantná v porovnaní s veľkými vesmírnymi objektmi. Ako ukázal Newton, príťažlivá gravitačná sila medzi akýmikoľvek dvoma hmotami sa zmenšuje a zmenšuje, čím sa vzdialenosť medzi nimi zväčšuje, ale nikdy úplne nedosiahne nulu (pozri Návrh gravitácie).

Preto každá častica v celom vesmíre v skutočnosti priťahuje všetky ostatné častice. Na rozdiel od síl slabých a silných jadrových síl je sila príťažlivosti ďalekonosná (tabuľka 1). Magnetická sila a elektrická interakčná sila sú tiež sily na veľké vzdialenosti, ale gravitácia je jedinečná v tom, že má veľký dosah a je vždy príťažlivá, čo znamená, že sa nikdy nemôže vyčerpať (na rozdiel od elektromagnetizmu, v ktorom sa sily môžu buď priťahovať, resp. odpudzovať).

Počnúc veľkým kreacionistickým vedcom Michaelom Faradayom v roku 1849 fyzici neustále hľadali skryté spojenie medzi silou gravitácie a silou elektromagnetickej sily. V súčasnosti sa vedci pokúšajú spojiť všetky štyri základné sily do jednej rovnice alebo takzvanej "teórie všetkého", ale neúspešne! Gravitácia zostáva najzáhadnejšou a najmenej pochopenou silou.

Gravitáciu nemožno nijako tieniť. Bez ohľadu na zloženie bariéry to nemá žiadny vplyv na príťažlivosť medzi dvoma oddelenými objektmi. To znamená, že v laboratóriu nie je možné vytvoriť antigravitačnú komoru. Gravitačná sila nezávisí od chemického zloženia predmetov, ale závisí od ich hmotnosti, známej ako hmotnosť (sila gravitácie na predmet sa rovná hmotnosti predmetu – čím väčšia je hmotnosť, tým väčšia je sila alebo hmotnosť.) Bloky vyrobené zo skla, olova, ľadu alebo dokonca polystyrénu, ktoré majú rovnakú hmotnosť, budú pôsobiť (a vyvíjať) rovnakou gravitačnou silou. Tieto údaje boli získané počas experimentov a vedci stále nevedia, ako ich možno teoreticky vysvetliť.

Dizajn v gravitácii

Silu F medzi dvoma hmotnosťami m 1 a m 2 umiestnenými vo vzdialenosti r možno zapísať ako vzorec F = (G m 1 m 2) / r 2

Kde G je gravitačná konštanta, prvýkrát ju zmeral Henry Cavendish v roku 1798.1

Táto rovnica ukazuje, že gravitácia klesá, keď sa vzdialenosť r medzi dvoma objektmi zväčšuje, ale nikdy úplne nedosiahne nulu.

Inverzná povaha tejto rovnice je jednoducho úchvatná. Koniec koncov, neexistuje žiadny nevyhnutný dôvod, prečo by gravitácia mala pôsobiť týmto spôsobom. V neusporiadanom, náhodnom a vyvíjajúcom sa vesmíre sa pravdepodobnejšie zdajú ľubovoľné mocniny ako r 1,97 alebo r 2,3. Presné merania však ukázali presnú mocninu najmenej na päť desatinných miest, 2,00 000. Ako povedal jeden výskumník, zdá sa, že tento výsledok "príliš presné".2 Môžeme konštatovať, že sila príťažlivosti naznačuje presný, vytvorený dizajn. V skutočnosti, ak by sa stupeň čo i len mierne odchýlil od 2, obežné dráhy planét a celého vesmíru by sa stali nestabilnými.

Odkazy a poznámky

1. Technicky povedané, G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
2. Thompsen, D., "Veľmi presné o gravitácii", vedecké novinky 118(1):13, 1980.

Čo je teda vlastne gravitácia? Ako je táto sila schopná pôsobiť v takom obrovskom prázdnom vesmíre? A prečo vôbec existuje? Veda nikdy nedokázala odpovedať na tieto základné otázky o zákonoch prírody. Sila príťažlivosti nemôže prísť pomaly cez mutáciu alebo prirodzený výber. Je aktívna od samého začiatku existencie vesmíru. Ako každý iný fyzikálny zákon, aj gravitácia je nepochybne úžasným dôkazom plánovaného stvorenia.

Niektorí vedci sa pokúšali vysvetliť gravitáciu pomocou neviditeľných častíc, gravitónov, ktoré sa pohybujú medzi objektmi. Iní hovorili o kozmických strunách a gravitačných vlnách. Nedávno sa vedcom s pomocou špeciálne vytvoreného laboratória LIGO (angl. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) podarilo len vidieť vplyv gravitačných vĺn. Ale povaha týchto vĺn, ako fyzicky objekty vzájomne interagujú na obrovské vzdialenosti, menia svoj tvar, stále zostáva veľkou otázkou pre každého. Jednoducho nevieme, aký je pôvod gravitačnej sily a ako drží stabilitu celého vesmíru.

Gravitácia a Písmo

Dve pasáže z Biblie nám môžu pomôcť pochopiť podstatu gravitácie a fyzikálnej vedy vo všeobecnosti. Prvá pasáž, Kolosanom 1:17, vysvetľuje, že Kristus "Je tu predovšetkým a všetko mu stojí za to". Grécke sloveso stojí (συνισταω sunistao) znamená: držať sa, držať alebo držať pohromade. Grécke použitie tohto slova mimo Biblie znamená nádoba obsahujúca vodu. Slovo použité v knihe Kolosanom je v dokonalom čase, ktorý zvyčajne označuje súčasný prebiehajúci stav, ktorý vznikol z dokončenej minulej činnosti. Jedným zo spomínaných fyzikálnych mechanizmov je očividne sila príťažlivosti, ustanovená Stvoriteľom a dnes neomylne udržiavaná. Len si to predstavte: ak by sila gravitácie na chvíľu prestala pôsobiť, nepochybne by nastal chaos. Všetky nebeské telesá vrátane Zeme, Mesiaca a hviezd by už neboli držané pohromade. Celá tá hodina by bola rozdelená na samostatné, malé časti.

Druhé Písmo, Hebrejom 1:3, vyhlasuje, že Kristus "drží všetko slovom svojej moci." Slovo uchováva (φερω pherō) opäť popisuje údržbu alebo konzerváciu všetkého, vrátane gravitácie. Slovo uchováva použitý v tomto verši znamená oveľa viac než len držanie závažia. Zahŕňa kontrolu nad všetkými prebiehajúcimi pohybmi a zmenami vo vesmíre. Táto nekonečná úloha sa uskutočňuje prostredníctvom všemohúceho Slova Pána, prostredníctvom ktorého vznikol samotný vesmír. Gravitácia, „tajomná sila“, ktorá zostáva zle pochopená aj po štyristo rokoch výskumu, je jedným z prejavov tejto úžasnej božskej starostlivosti o vesmír.

Skreslenie času a priestoru a čierne diery

Einsteinova všeobecná teória relativity nepovažuje gravitáciu za silu, ale za zakrivenie samotného priestoru v blízkosti masívneho objektu. Svetlo, ktoré tradične sleduje priame čiary, sa pri prechode zakriveným priestorom ohýba. Prvýkrát to bolo preukázané, keď astronóm Sir Arthur Eddington pozoroval zmenu zdanlivej polohy hviezdy počas úplného zatmenia v roku 1919, pričom veril, že svetelné lúče sú ohýbané slnečnou gravitáciou.

Všeobecná teória relativity tiež predpovedá, že ak je teleso dostatočne husté, jeho gravitácia zdeformuje priestor tak silno, že svetlo ním nemôže vôbec prejsť. Takéto teleso pohlcuje svetlo a všetko ostatné, čo zachytila ​​jeho silná gravitácia, a nazýva sa Čierna diera. Takéto teleso sa dá odhaliť len podľa jeho gravitačných účinkov na iné objekty, podľa silného zakrivenia svetla okolo neho a podľa silného žiarenia, ktoré vyžaruje hmota, ktorá naň dopadá.

Všetka hmota vo vnútri čiernej diery je stlačená v strede, ktorá má nekonečnú hustotu. "Veľkosť" diery je určená horizontom udalostí, t.j. hranicu, ktorá obklopuje stred čiernej diery, a nič (ani svetlo) z nej nemôže uniknúť. Polomer otvoru sa nazýva Schwarzschildov polomer podľa nemeckého astronóma Karla Schwarzschilda (1873–1916) a vypočíta sa ako R S = 2GM/c 2 , kde c je rýchlosť svetla vo vákuu. Ak by Slnko spadlo do čiernej diery, jeho Schwarzschildov polomer by bol len 3 km.

Existujú presvedčivé dôkazy, že akonáhle dôjde jadrové palivo masívnej hviezdy, už nedokáže odolávať kolapsu pod vlastnou obrovskou váhou a spadne do čiernej diery. Predpokladá sa, že čierne diery s hmotnosťou miliárd sĺnk existujú v centrách galaxií, vrátane našej galaxie, Mliečnej dráhy. Mnohí vedci sa domnievajú, že superjasné a veľmi vzdialené objekty nazývané kvazary využívajú energiu, ktorá sa uvoľňuje, keď hmota padne do čiernej diery.

Podľa predpovedí všeobecnej teórie relativity skresľuje čas aj gravitácia. Potvrdili to aj veľmi presné atómové hodiny, ktoré na hladine mora bežia o niekoľko mikrosekúnd pomalšie ako v oblastiach nad hladinou mora, kde je zemská gravitácia o niečo slabšia. V blízkosti horizontu udalostí je tento jav zreteľnejší. Ak budeme sledovať hodiny astronauta, ktorý sa blíži k horizontu udalostí, uvidíme, že hodiny bežia pomalšie. V horizonte udalostí sa hodiny zastavia, ale my to nikdy neuvidíme. A naopak, astronaut si nevšimne, že jeho hodiny bežia pomalšie, ale uvidí, že naše hodiny bežia rýchlejšie a rýchlejšie.

Hlavným nebezpečenstvom pre astronauta v blízkosti čiernej diery by boli slapové sily spôsobené tým, že gravitácia je silnejšia na častiach tela, ktoré sú bližšie k čiernej diere, ako na častiach ďalej od nej. Pokiaľ ide o ich silu, slapové sily v blízkosti čiernej diery, ktorá má hmotnosť hviezdy, sú silnejšie ako akýkoľvek hurikán a ľahko roztrhajú na malé kúsky všetko, čo na ne príde. Kým však gravitačná príťažlivosť klesá s druhou mocninou vzdialenosti (1/r 2), slapová aktivita klesá s druhou mocninou vzdialenosti (1/r 3). Preto, na rozdiel od všeobecného presvedčenia, gravitačná sila (vrátane slapovej sily) je v horizonte udalostí veľkých čiernych dier slabšia ako na malých čiernych dierach. Takže slapové sily na horizonte udalostí čiernej diery v pozorovateľnom priestore by boli menej viditeľné ako ten najjemnejší vánok.

Dilatácia času gravitáciou v blízkosti horizontu udalostí je základom nového kozmologického modelu kreacionistického fyzika Dr. Russella Humphreysa, o ktorom hovorí vo svojej knihe Starlight and Time. Tento model môže pomôcť vyriešiť problém, ako môžeme vidieť svetlo vzdialených hviezd v mladom vesmíre. Okrem toho je dnes vedeckou alternatívou tej nebiblickej, ktorá je založená na filozofických predpokladoch, ktoré presahujú rámec vedy.

Poznámka

Gravitácia, „tajomná sila“, ktorá aj po štyristo rokoch výskumu zostáva málo pochopená...

Isaac Newton (1642 – 1727)

Foto: Wikipedia.org

Isaac Newton (1642 – 1727)

Isaac Newton publikoval svoje objavy o gravitácii a pohybe nebeských telies v roku 1687 vo svojom slávnom diele „ Matematické začiatky". Niektorí čitatelia rýchlo dospeli k záveru, že v Newtonovom vesmíre nezostalo miesto pre Boha, pretože všetko sa teraz dá vysvetliť rovnicami. Ale Newton si to vôbec nemyslel, ako povedal v druhom vydaní tohto slávneho diela:

"Naša najkrajšia slnečná sústava, planéty a kométy môžu byť len výsledkom plánu a nadvlády inteligentnej a silnej bytosti."

Isaac Newton nebol len vedec. Okrem vedy sa takmer celý život venoval štúdiu Biblie. Jeho obľúbené biblické knihy boli Daniel a Zjavenie, ktoré opisujú Božie plány do budúcnosti. V skutočnosti Newton napísal viac teologických prác ako vedeckých.

Newton rešpektoval iných vedcov ako Galileo Galilei. Mimochodom, Newton sa narodil v tom istom roku, keď zomrel Galileo, v roku 1642. Newton vo svojom liste napísal: „Ak som videl ďalej ako ostatní, bolo to preto, že som stál ramená obri“. Krátko pred svojou smrťou, pravdepodobne uvažujúc o tajomstve gravitácie, Newton skromne napísal: „Neviem, ako ma vníma svet, ale mne sa zdá, že som len chlapec hrajúci sa na brehu mora, ktorý sa zabáva tým, že hľadá kamienok, ktorý je farebnejší ako ostatní, alebo krásnu mušľu, zatiaľ čo obrovský oceán nepreskúmaná pravda."

Newton je pochovaný vo Westminsterskom opátstve. Latinský nápis na jeho hrobe končí slovami: "Nech sa smrteľníci radujú, že medzi nimi žila taká ozdoba ľudskej rasy".

V prírode sú známe iba štyri základné základné sily (nazývané aj hlavné interakcie) - gravitačná interakcia, elektromagnetická interakcia, silná interakcia a slabá interakcia.

Gravitačná interakcia je najslabší zo všetkých.Gravitačné silyspájajú časti zemegule a tá istá interakcia určuje rozsiahle udalosti vo vesmíre.

Elektromagnetická interakcia drží elektróny v atómoch a viaže atómy do molekúl. Osobitnými prejavmi týchto síl súCoulombovské silypôsobiace medzi pevnými elektrickými nábojmi.

Silná interakcia viaže nukleóny v jadrách. Táto interakcia je najsilnejšia, ale pôsobí len na veľmi krátke vzdialenosti.

Slabá interakcia pôsobí medzi elementárnymi časticami a má veľmi krátky dosah. Prejavuje sa beta rozpadom.

4.1 Newtonov zákon univerzálnej gravitácie

Medzi dvoma hmotnými bodmi pôsobí sila vzájomnej príťažlivosti, ktorá je priamo úmerná súčinu hmotností týchto bodov ( m a M ) a nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi ( r2 ) a smeruje pozdĺž priamky prechádzajúcej cez interagujúce telesáF= (GmM/r 2) r o ,(1)

tu r o - jednotkový vektor nakreslený v smere sily F(obr. 1a).

Táto sila sa nazýva Gravitačná sila(alebo gravitačná sila). Gravitačné sily sú vždy príťažlivé sily. Sila vzájomného pôsobenia dvoch telies nezávisí od prostredia, v ktorom sa telesá nachádzajú.

g 1 g 2

Obr.1a Obr.1b Obr.1c

Konštanta G sa nazýva gravitačná konštanta. Jeho hodnota je stanovená empiricky: G = 6,6720. 10 -11 N. m 2 / kg 2 - t.j. dve bodové telesá, každé s hmotnosťou 1 kg, umiestnené vo vzdialenosti 1 m od seba, sú priťahované silou 6,6720. 10 -11 N. Veľmi malá hodnota G práve umožňuje hovoriť o slabosti gravitačných síl - mali by sa brať do úvahy iba v prípade veľkých hmotností.

Hmoty zahrnuté v rovnici (1) sa nazývajú gravitačné hmoty. To zdôrazňuje, že v zásade sú hmotnosti zahrnuté v druhom Newtonovom zákone ( F= som in a) a do zákona univerzálnej gravitácie ( F=(Gm gr M gr /r 2) r o) sú rôzneho charakteru. Zistilo sa však, že pomer mgr/mv pre všetky telesá je rovnaký s relatívnou chybou do 10-10.

4.2 Gravitačné pole (gravitačné pole) hmotného bodu

Verí sa tomu gravitačná interakcia sa uskutočňuje pomocou gravitačné pole (gravitačné pole), ktoré vytvárajú samotné telá. Zavádzajú sa dve charakteristiky tohto poľa: vektor - a skalárny - potenciál gravitačného poľa.

4.2.1 Sila gravitačného poľa

Nech máme hmotný bod s hmotnosťou M. Predpokladá sa, že okolo tejto hmoty vzniká gravitačné pole. Silová charakteristika takéhoto poľa je sila gravitačného poľag, ktorý je určený zo zákona univerzálnej gravitácie g= (GM/r2) r o ,(2)

kde r o - jednotkový vektor nakreslený z hmotného bodu v smere gravitačnej sily. Sila gravitačného poľa gje vektorová veličina a je zrýchlenie získané hmotou bodu m, privedený do gravitačného poľa, vytvoreného hmotou bodu M. V skutočnosti porovnaním (1) a (2) dostaneme pre prípad rovnosti gravitačnej a zotrvačnej hmotnosti F=m g.

To zdôrazňujeme veľkosť a smer zrýchlenia prijatého telesom vneseným do gravitačného poľa nezávisí od veľkosti hmotnosti vnášaného telesa. Pretože hlavnou úlohou dynamiky je určiť veľkosť zrýchlenia prijatého telom pri pôsobení vonkajších síl, potom sila gravitačného poľa úplne a jednoznačne určuje silové charakteristiky gravitačného poľa. Závislosť g(r) je znázornená na obr. 2a.

Obr.2a Obr.2b Obr.2c

Pole sa volá centrálny, ak sú vo všetkých bodoch poľa vektory intenzity nasmerované pozdĺž priamych čiar, ktoré sa pretínajú v jednom bode, fixované vzhľadom na akúkoľvek inerciálnu referenčnú sústavu. najmä gravitačné pole hmotného bodu je ústredné: vo všetkých bodoch poľa sú vektory ga F=m g, pôsobiace na teleso privedené do gravitačného poľa smerujú radiálne od hmoty M , ktorý vytvára pole, do bodovej hmoty m (obr. 1b).

Zákon univerzálnej gravitácie v tvare (1) je ustanovený pre telesá brané ako hmotné body, t.j. pre také telesá, ktorých rozmery sú malé v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi. Ak nemožno zanedbať rozmery telies, potom by sa telesá mali rozdeliť na bodové prvky podľa vzorca (1), mali by sa vypočítať sily príťažlivosti medzi všetkými prvkami branými v pároch a potom by sa mali geometricky sčítať. Sila gravitačného poľa systému pozostávajúceho z hmotných bodov s hmotnosťou M 1 , M 2 , ..., M n , sa rovná súčtu intenzít polí z každej z týchto hmôt samostatne ( princíp superpozície gravitačných polí ): g=g i, kde g i= (GM i /r i 2) r o i - intenzita poľa jednej hmoty M i.

Grafické znázornenie gravitačného poľa pomocou vektorov napätia g v rôznych bodoch poľa je to veľmi nepohodlné: pre systémy pozostávajúce z mnohých hmotných bodov sa vektory intenzity navzájom prekrývajú a získa sa veľmi neprehľadný obraz. Preto pre grafické znázornenie gravitačného poľa použite siločiary (čiary napätia), ktoré sa uskutočňujú tak, že vektor napätia smeruje tangenciálne k siločiare. Napínacie čiary sa považujú za smerované rovnakým spôsobom ako vektor g(obr. 1c), tie. siločiary končia v hmotnom bode. Pretože v každom bode v priestore má vektor napätia iba jeden smer, potom napínacie línie sa nikdy nepretínajú. Pre hmotný bod sú siločiary radiálne priamky vstupujúce do bodu (obr. 1b).

Aby bolo možné pomocou ťahových čiar charakterizovať nielen smer, ale aj hodnotu intenzity poľa, sú tieto čiary nakreslené s určitou hustotou: počtom ťahových čiar, ktoré prenikajú jednotkou plochy kolmo na ťahové čiary sa musia rovnať modulovému vektoru g.