la humanidad desde la antigüedad para pensar en cómo se organiza el mundo.¿Por qué es la hierba crece, ¿por qué brilla el sol, por qué no podemos volar ... La última, por cierto, siempre es particularmente interesado en las personas.Ahora sabemos que la causa de todo - la gravedad.¿Qué es y por qué este fenómeno es tan importante en la escala del universo, estamos revisando hoy.
Introducción
Los investigadores encontraron que todos los cuerpos masivos experimentan una atracción mutua entre sí.Más tarde resultó que esta fuerza misteriosa hace que el movimiento de los cuerpos celestes y sus órbitas constantes.La misma teoría de la gravitación formulada por Isaac Newton un genio cuya hipótesis predeterminada el desarrollo de la física durante muchos siglos por venir.Él desarrolló y continuó (aunque en una dirección completamente diferente) es el científico Albert Einstein - es una de las mentes más brillantes del siglo pasado.
Durante siglos, los científicos han observado la atracción, tratando de entender y medirlo.Finalmente, en las últimas décadas está al servicio de la humanidad (en algún sentido, por supuesto), aunque tal cosa como la gravedad.¿Qué es, ¿cuál es la definición de este término en la ciencia moderna?
definición científica
Si usted estudia las obras de pensadores antiguos, es posible descubrir que la palabra latina «seriedad» significa "carga", "atracción".Hoy en día, los científicos han llamado la interacción universal y permanente entre los cuerpos materiales.Si esta fuerza es relativamente débil, y actúa sólo en los objetos que se mueven velocidad mucho más lenta de la luz, que les es aplicable la teoría de Newton.Si no es el caso, usted debe usar los hallazgos de Einstein.
principio: En la actualidad, la naturaleza de la gravedad no se entiende completamente, en principio.¿Qué es, todavía no estamos completamente presentes.Teorías
de Newton y Einstein
De acuerdo con la doctrina clásica de Isaac Newton, todos los cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional a su masa, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que hay entre ellos.Einstein argumentó que la atracción entre los objetos se muestra en el caso de la curvatura del espacio y el tiempo (y la curvatura del espacio sólo es posible si tiene la materia).
pensó que esto era muy profunda, pero la investigación moderna la ha mostrado cierta imprecisión.Hoy en día, se cree que la gravedad curva el espacio único espacio: el tiempo, puede ralentizar e incluso detener, pero la realidad está cambiando la forma de una teoría de la materia temporal no ha sido confirmada.Pero debido a que la ecuación clásica de Einstein no prevé incluso la posibilidad de que la zona seguirá afectando a la materia en un campo magnético.
Cuanto más conocemos la ley de la gravedad (gravedad), la expresión matemática de la que es propiedad como el tiempo de Newton:
\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_2 m_1} {r ^ 2} \]
Bajoγ se refiere a la constante gravitacional (a veces el símbolo G), cuyo valor es igual a 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).
interacción entre partículas elementales
increíble complejidad del espacio que nos rodea se debe en gran parte a un número infinito de partículas elementales.Entre ellos, hay también diversas interacciones en esos niveles de la que sólo podemos adivinar.Sin embargo, todas las clases de interacciones de las partículas elementales entre sí varían mucho en fuerza.
más poderosa de todas las fuerzas conocidas se unen los componentes del núcleo atómico.Para separarlos, lo necesario para pasar una cantidad verdaderamente colosal de energía.Como los electrones, que están "atados" al kernel única interacción electromagnética ordinaria.Para evitar que, a veces muy la energía que aparece como resultado de la reacción química normal.La gravedad es (lo que es, usted ya sabe) en forma de átomos y partículas subatómicas es el tipo más sencillo de interacción.
campo gravitatorio en este caso es tan débil que es difícil de imaginar.Por extraño que parezca, pero el movimiento de los cuerpos celestes, cuyo peso a veces imposible de imaginar, "seguir" los.Todo esto es posible gracias a dos características de la gravedad, que son particularmente pronunciada en el caso de grandes cuerpos físicos:
- diferencia de fuerza atómica atracción gravitacional más perceptible a una distancia del objeto.Por lo tanto, la gravedad de la Tierra mantiene en su campo, incluso la Luna y una resistencia similar de la órbita de Júpiter soporta fácilmente múltiples satélites, la masa de cada uno de los cuales es comparable a la Tierra!
- Por otra parte, siempre se asegura la atracción entre objetos, la distancia, esta fuerza se debilita a baja velocidad.Formación
de una teoría más o menos coherente de la gravedad es relativamente reciente, y es el resultado de siglos de observación del movimiento de los planetas y otros cuerpos celestes.El problema esencialmente más fácil por el hecho de que todos ellos se mueven en el vacío, donde simplemente no hay otras interacciones posibles.Galileo y Kepler - de dos astrónomo prominente de la época, sus más valiosas observaciones han ayudado a allanar el camino para nuevos descubrimientos.
Pero el gran Isaac Newton fue capaz de establecer la primera teoría de la gravedad, y expresarlo en la cartografía matemática.Fue la primera ley de la gravitación, matemática mapeo de los cuales se ha dado anteriormente.Conclusiones
de Newton y algunos de sus predecesores
A diferencia de otros fenómenos físicos que existen en el mundo que nos rodea, la gravedad se manifiesta siempre y en todas partes.Se debe entender que el término "gravedad cero", que a menudo se produce en los círculos pseudo-científica, no es correcto que incluso la ingravidez en el espacio, no significa que una persona o una nave espacial no es la atracción válido de un objeto masivo.
Además, todos los cuerpos materiales tienen un cierto peso, expresado como una fuerza que se aplicó a ellos, y la aceleración producida por el impacto.
Por lo tanto, la fuerza de la gravedad es proporcional a la masa de los objetos.Numéricamente, que se pueden expresar de recibir el producto de las masas de ambos cuerpos.Esta fuerza se obedece estrictamente la inversa del cuadrado de la distancia dependiendo entre objetos.Todo otro tipo de interacción muy diferente en función de la distancia entre los dos cuerpos.
Misa como una piedra angular de
matriz de objetos se convirtió en punto especialmente controvertido, que se construye alrededor de toda la moderna teoría de la gravitación y la relatividad de Einstein.Si usted recuerda la segunda ley de Newton, usted probablemente sabe que el peso es una característica obligatoria de cualquier cuerpo material físico.Se muestra cómo el objeto se comportará en caso de aplicación de la fuerza de la misma, independientemente de su origen.
Desde todo el cuerpo (de acuerdo con Newton) cuando se expone a una fuerza externa acelerada, que la masa determina cuán grande es esta aceleración.Considere un ejemplo claro.Imagina una moto y un autobús, si es que se les aplica el mismo efecto, llegaron a tasas diferentes para el tiempo desigual.Todo esto se explica por la teoría de la gravitación.
¿Cuál es la relación entre el peso y la gravedad?
Hablando de gravedad, la masa de este fenómeno juega un papel completamente opuesta a la que se reproduce en relación a la fuerza y aceleración del objeto.Esa es la principal fuente de atracción.Si usted echa un vistazo a los dos cuerpos y la fuerza con que se atraen a un tercer objeto, que se encuentra a la misma distancia de los dos primeros, la relación de fuerzas es igual a la relación de las masas de los dos primeros objetos.Por lo tanto, la fuerza de atracción es directamente proporcional al peso corporal.
Si consideramos la tercera ley de Newton, podemos asegurarnos de que dice exactamente lo mismo.La fuerza gravitatoria que actúa sobre los dos cuerpos dispuestos a la misma distancia desde la fuente de atracción depende directamente de la masa de objetos de datos.En la vida cotidiana estamos hablando de la fuerza con que un cuerpo se siente atraído por la superficie del planeta, como su título.
resumir.Por lo tanto, el peso está estrechamente vinculada a la potencia y la aceleración.Al mismo tiempo, se determina la fuerza que actuará sobre la atracción cuerpo.
Características aceleración de los cuerpos en un campo gravitatorio
Esta dualidad sorprendente es la razón de que en el mismo campo gravitatorio de aceleración muy diferentes objetos es igual.Supongamos que tenemos dos cuerpos.Asigne uno de ellos una gran cantidad de z, y otro - Z. Ambos objetos son arrojados en el suelo, donde la caída libre.
¿Cómo es la relación de la fuerza de gravedad?Muestra una simple fórmula matemática - z / Z.Éstos son sólo la aceleración, que reciben como resultado de la fuerza de la gravedad será exactamente la misma.En pocas palabras, la aceleración que el cuerpo tiene un campo gravitatorio no depende de sus propiedades.
¿Qué determina la aceleración en el caso descrito?
Sólo (!) Del peso de los objetos que crean este campo, así como su actitud depende.La doble función de la masa y la aceleración igual a diferentes cuerpos en un campo gravitatorio ya descubrió hace algún tiempo.Estos fenómenos tienen el siguiente título: "El principio de equivalencia".Este término hace hincapié una vez más que la aceleración y la inercia a menudo equivalente (hasta cierto punto, por supuesto).
acerca de la importancia del valor de G
De curso de física de la escuela, nos acordamos que la aceleración de la gravedad en la superficie de nuestro planeta (gravedad de la Tierra) es de 10 m / sek.² (9,8 por supuesto, pero para simplificar los cálculos se utiliza este valor).Por lo tanto, sin tener en cuenta la resistencia del aire (a una altura considerable cuando la distancia de incidencia), entonces el efecto obtenido cuando el cuerpo se aceleración de 10 m / seg incrementa.cada segundo.Por lo tanto, un libro que ha caído desde el segundo piso de la casa, al final de su misión se mueve a una velocidad de 30 a 40 m / s.En pocas palabras, a 10 m / s - esta es la "velocidad" de gravedad dentro de la Tierra.Aceleración
debida a la gravedad en la literatura física indicada por la letra «G».Desde la forma de la Tierra, en cierta medida más como una mandarina, de la pelota, el valor de esta cantidad no es en todas sus áreas es la misma.Por lo tanto, la aceleración en los polos anterior, y en las cimas de las altas montañas, se hace más pequeño.
Incluso en la industria de la minería un papel importante es jugado por la gravedad.La física de este fenómeno a veces ahorra mucho tiempo.Así, los geólogos están particularmente interesados en una definición perfectamente precisa de g, ya que te permite explorar los yacimientos minerales de precisión y encontrar excepcionales.Por cierto, parece que la fórmula de la gravedad, en la que se analizó el valor juega un papel?Aquí está:
F = G x M1xM2 / R2
Nota!En este caso, la fórmula implica gravedad G «constante gravitacional", la importancia de la que ya hemos dado anteriormente.
En ese momento, Newton formuló los principios enunciados anteriormente.Él lo sabía, y la unidad y la universalidad de la fuerza de la gravedad, pero todos los aspectos de este fenómeno, que no podía describir.Ese honor le cayó a Albert Einstein, quien fue capaz de explicar el principio de equivalencia.Eso es todo la humanidad le debe a la comprensión moderna de la naturaleza del continuo espacio-tiempo.Teoría
de la relatividad, la obra de Albert Einstein
En el momento de Isaac Newton creía que el punto de partida se puede representar en forma de algunos "barras" difíciles, por lo que determina la posición del cuerpo en el sistema de coordenadas espaciales.Al mismo tiempo se supuso que todos los observadores en cuenta que estas coordenadas estarán en el mismo espacio de tiempo.En esos años, esta situación se consideró tan obvio que no se trató de impugnar o complementarlo.Esto es comprensible, porque dentro de nuestro planeta sin desviación de la regla no.
Einstein demostró que la precisión de la medición sería muy significativo si un reloj hipotética se está moviendo velocidad mucho más lenta de la luz.En pocas palabras, si un observador que se mueve más lento que la velocidad de la luz, seguirá los dos eventos, que ocurren por él al mismo tiempo.En consecuencia, para el segundo observador?cuya velocidad es la misma o más eventos pueden ocurrir en diferentes momentos.
Pero la fuerza de la gravedad en relación con la teoría de la relatividad?Abramos el tema en detalle.Conexión
entre la relatividad y las fuerzas gravitacionales
en los últimos años hizo un gran número de descubrimientos en el campo de las partículas subatómicas.Un creciente convicción de que estamos a punto de encontrar la partícula final más allá del cual el mundo no puede ser aplastado.Se vuelve más insistente necesidad de saber cómo afecta a los pequeños "ladrillos" de nuestro universo son las fuerzas fundamentales que se han abierto en el siglo pasado, y aún antes.Especialmente triste que la naturaleza misma de la gravedad aún no se ha explicado.
Eso es por qué, después de Einstein, que estableció la "incapacidad" de la mecánica clásica de Newton de la zona en estudio, los investigadores se centraron en un replanteamiento completo de los datos anteriores.En gran parte sido objeto de revisión y la propia gravedad.¿Qué es en el nivel de las partículas subatómicas?¿Tiene al menos algún valor en este maravilloso mundo multidimensional?
solución sencilla?
principio muchos supone que la gravitación la discrepancia de Newton y la teoría de la relatividad se pueden explicar simplemente una analogía del campo de la electrodinámica.Se podría suponer que el campo gravitacional se propaga como un campo magnético, entonces es posible declarar un "mediador" en las interacciones de los cuerpos celestes, que explica las muchas inconsistencias de la vieja y la nueva teoría.El hecho es que las fuerzas de la velocidad de propagación relativa entonces sería considerado eran ligeros significativamente menor.Desde la gravedad y de duración determinada?
En principio, el propio Einstein estuvo a punto de construir una teoría relativista se basa en tales puntos de vista, eso es sólo una cosa impidió sus intenciones.Ninguno de los científicos de la época no tenía ninguna información en absoluto lo que podría ayudar a determinar la "velocidad" de la gravedad.Pero había una gran cantidad de información relacionada con el movimiento de grandes masas.Como ustedes saben, ellos acaban de hacer es una fuente reconocida de un poderoso campo gravitatorio.
grande velocidad afecta en gran medida el peso corporal, y no le gustaba la velocidad de la interacción y la carga.Cuanto mayor sea la velocidad, mayor es el peso.El problema es que este último está automáticamente se convertiría en infinita si la velocidad de movimiento de la luz o mayor.Así que Einstein llegó a la conclusión de que no hay gravedad, y el campo de tensores para describir que se debe utilizar mucho más variable.
sus seguidores llegó a la conclusión de que la gravedad y prácticamente no relacionado.El hecho de que este campo tensor muy puede actuar en el espacio, pero en el momento del impacto no puede.Sin embargo, el brillante físico Stephen Hawking modernidad hay otro punto de vista.Pero esa es otra historia ...
