umanità fin dai tempi antichi per pensare a come è organizzato il mondo.Perché l'erba cresce, perché il sole splende, perché non possiamo volare ... Quest'ultimo, per inciso, è sempre particolarmente interessato alle persone.Ora sappiamo che la causa di tutto - gravità.Che cosa è e perché questo fenomeno è così importante nella scala dell'universo, stiamo rivedendo oggi.
Introduzione
ricercatori hanno scoperto che tutti i corpi massicci sperimentano una reciproca attrazione tra di loro.Più tardi si è scoperto che questa forza misteriosa provoca il movimento dei corpi celesti e le loro orbite costanti.La stessa teoria della gravitazione formulata da Isaac Newton un genio la cui ipotesi predeterminato lo sviluppo della fisica per molti secoli a venire.Ha sviluppato e ha continuato (anche se in una direzione completamente diversa) è lo scienziato Albert Einstein - è una delle più grandi menti del secolo scorso.
Per secoli, gli scienziati hanno osservato l'attrazione, cercando di capire e misurare.Infine, negli ultimi decenni è al servizio dell'umanità (in un certo senso, ovviamente), anche una cosa come la gravità.Che cosa è, qual è la definizione di questo termine nella scienza moderna?
definizione scientifica
Se studiate le opere di pensatori antichi, si può scoprire che la parola latina «gravitas» significa "peso", "attrazione".Oggi, gli scienziati hanno chiamato l'interazione universale e permanente tra corpi materiali.Se questa forza è relativamente debole, e agisce solo su oggetti che si muovono velocità molto minore della luce, è loro applicabile la teoria di Newton.Se non è il caso, è necessario utilizzare i risultati di Einstein.
Fin dall'inizio: Attualmente, la natura della gravità, non è del tutto chiaro in linea di principio.Di cosa si tratta, non siamo ancora pienamente presente.Teorie
di Newton e di Einstein
Secondo la dottrina classica di Isaac Newton, tutti i corpi si attraggono con una forza direttamente proporzionale alla loro massa, è inversamente proporzionale al quadrato della distanza che si trova tra di loro.Einstein sosteneva che l'attrazione tra gli oggetti è mostrata nel caso della curvatura di spazio e tempo (e la curvatura dello spazio è possibile solo se si ha la materia).
pensato che questo era molto profonda, ma la ricerca moderna le ha mostrato qualche imprecisione.Oggi, si ritiene che la gravità piega spazio unico spazio: tempo, si può rallentare e addirittura fermare, ma la realtà sta cambiando la forma di una teoria della materia temporanea non è stata confermata.Ma poiché classica equazione di Einstein non fornisce anche la possibilità che l'area continuerà ad influenzare la materia in un campo magnetico.
Più si conosce la legge di gravità (gravità), l'espressione matematica di che è di proprietà del tempo Newton:
\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]
Sottoγ si riferisce alla costante gravitazionale (a volte il simbolo G), il cui valore è pari a 6,67545 × 10-11 mc / (kg · s²).Interazione
tra le particelle elementari
incredibile complessità dello spazio che ci circonda è in gran parte a causa di un numero infinito di particelle elementari.Tra loro, ci sono anche varie interazioni a quei livelli di cui possiamo solo immaginare.Tuttavia, tutti i tipi di interazioni delle particelle elementari tra loro variano notevolmente in resistenza.
più potente di tutte le forze conosciute legano i componenti del nucleo atomico.A separarli, è necessario spendere una quantità colossale di energia.Come gli elettroni, esse sono "legati" al kernel solo ordinaria interazione elettromagnetica.Per arrestarlo, talvolta piuttosto l'energia che appare come un risultato del normale reazione chimica.La gravità è (quello che è, si conosce già) sotto forma di atomi e particelle subatomiche è il tipo più semplice di interazione.
campo gravitazionale in questo caso è così debole che è difficile immaginare.Stranamente, ma il movimento dei corpi celesti, il cui peso a volte impossibile da immaginare, "seguire", quelli.Tutto questo è possibile grazie a due caratteristiche di gravità, che sono particolarmente pronunciati nel caso di grandi corpi fisici:
- differenza di forza atomica attrazione gravitazionale più evidente ad una distanza dall'oggetto.Così, la gravità della Terra mantiene nel suo campo, anche la luna, e un simile forza dell'orbita di Jupiter supporta facilmente più satelliti, la massa di ciascuna delle quali è paragonabile alla Terra!
- Inoltre, assicura sempre l'attrazione tra gli oggetti, la distanza, questa forza è indebolito a bassa velocità.Formazione
di una teoria più o meno coerente di gravità è relativamente recente, ed è il risultato di secoli di osservazione del movimento dei pianeti e altri corpi celesti.Il problema essenzialmente facilitata dal fatto che tutti muovono nel vuoto, dove non vi è semplicemente altre interazioni possibili.Galileo e Keplero - due astronomo di spicco del tempo, le sue osservazioni più importanti hanno contribuito a spianare la strada a nuove scoperte.
Ma il grande Isaac Newton è stato in grado di stabilire la prima teoria della gravità, ed esprimerlo nella mappatura matematica.E 'stata la prima legge di gravitazione, matematica mappatura è riportato sopra.Conclusioni
di Newton e di alcuni suoi predecessori
differenza di altri fenomeni fisici che esistono nel mondo che ci circonda, la gravità si manifesta sempre e ovunque.Si deve comprendere che il termine "gravità zero", che si verifica spesso nei circoli pseudo-scientifica, non è corretto che anche l'assenza di peso nello spazio non significa che una persona o un veicolo spaziale non è valido attrazione di un oggetto massiccio.
Inoltre, tutti i corpi materiali hanno un certo peso, espressa come forza che è stato applicato ad esse, e dell'accelerazione prodotta dall'impatto.
Così, la forza di gravità è proporzionale alla massa di oggetti.Numericamente, possono essere espressi riceve il prodotto delle masse di entrambi i corpi.Questa forza è obbedisce rigorosamente l'inverso del quadrato della distanza seconda tra gli oggetti.Tutte le altre interazioni molto diversa a seconda della distanza tra i due corpi.
massa come una pietra miliare della
array di oggetti è diventato punto particolarmente controverso, che è costruito intorno a tutta la moderna teoria della gravitazione e relatività di Einstein.Se vi ricordate la seconda legge di Newton, probabilmente sapete che il peso è una caratteristica obbligatoria di qualsiasi corpo materiale fisico.Essa mostra come l'oggetto si comporterà in caso di applicazione della forza stessa, indipendentemente dalla sua origine.
Poiché tutto il corpo (secondo Newton) quando esposto ad una forza esterna accelerato, che la massa determina quanto è grande questa accelerazione.Consideriamo un esempio chiaro.Immaginate uno scooter e un autobus, se applicato a loro esattamente lo stesso effetto, hanno raggiunto tariffe diverse per tempo diseguale.Tutto questo è spiegato dalla teoria della gravitazione.
Qual è il rapporto di peso e la gravità?
Parlando di gravità, la massa di questo fenomeno svolge un ruolo del tutto opposta a quella che essa svolge in relazione alla forza e dell'accelerazione dell'oggetto.Che è la fonte primaria di attrazione.Se si prende uno sguardo alle due corpi e la forza con cui sono corredati di un terzo oggetto, che si trova alla stessa distanza rispetto ai primi due, il rapporto di forze è uguale al rapporto delle masse dei primi due oggetti.Così, la forza di attrazione è direttamente proporzionale al peso corporeo.
Se consideriamo la terza legge di Newton, possiamo assicurarci che dice esattamente la stessa cosa.La forza gravitazionale che agisce sui due corpi disposti alla stessa distanza dalla fonte di attrazione è direttamente dipendente dalla massa di oggetti dati.Nella vita quotidiana parliamo la forza con cui un corpo è attratto alla superficie del pianeta, come titolo.
riassumere.Pertanto, il peso è strettamente legata alla potenza e accelerazione.Allo stesso tempo, esso determina la forza che agisce su l'attrazione corpo.
funzionalità di accelerazione di corpi in un campo gravitazionale
Questo incredibile dualità è la ragione per cui nel medesimo campo gravitazionale della accelerazione del tutto diversi oggetti sono uguali.Supponiamo di avere due corpi.Assegnare uno di loro molto alla z, e un altro - Z. Entrambi gli oggetti sono gettati a terra, dove la caduta libera.
Come è il rapporto tra la forza di gravità?Essa mostra una semplice formula matematica - z / Z.Qui sono solo accelerando, ricevono come risultato della forza di gravità sarà esattamente lo stesso.In poche parole, l'accelerazione che il corpo ha un campo gravitazionale non dipende dalle sue proprietà.
Che cosa determina l'accelerazione nel caso descritto?
dipende solo (!) Del peso degli oggetti che creano questo campo, così come la loro attitudine.Il doppio ruolo di massa e accelerazione pari a corpi differenti in un campo gravitazionale già scoperto qualche tempo fa.Questi fenomeni hanno il seguente titolo: "Il principio di equivalenza".Questo termine sottolinea ancora una volta che l'accelerazione e l'inerzia spesso equivalente (in una certa misura, ovviamente).
circa l'importanza del valore di G
Da corso di fisica di scuola, ricordiamo che l'accelerazione di gravità sulla superficie del nostro pianeta (gravità terrestre) è di 10 m / sek.² (9,8 ovviamente, ma per semplicità di calcolo viene utilizzato questo valore).Così, senza tener conto di resistenza all'aria (ad un'altezza considerevole quando la distanza di incidenza), allora l'effetto ottenuto quando il corpo viene incrementato accelerazione 10 m / sec.ogni secondo.Quindi, un libro che è caduto dal secondo piano della casa, al termine della sua missione si muoverà ad una velocità di 30-40 m / s.In poche parole, a 10 m / s - questa è la "velocità" della gravità all'interno della Terra.
accelerazione di gravità nella letteratura fisica indicata dalla lettera «g».Poiché la forma della Terra in una certa misura più come un mandarino, quello della sfera, il valore di questa quantità non è in tutte le sue aree è la stessa.Così, l'accelerazione ai poli sopra, e sulle cime delle alte montagne, diventa più piccolo.
Anche nel settore minerario un ruolo significativo è giocato dalla forza di gravità.La fisica di questo fenomeno a volte permette di risparmiare un sacco di tempo.Così, i geologi sono particolarmente interessati a una definizione precisa di g perfettamente, perché permette di esplorare le precisione e trovare eccezionali giacimenti minerari.Tra l'altro, sembra che la formula della gravitazione, in cui abbiamo esaminato il valore ha un ruolo?Eccolo:
F = G x M1xM2 / R2
Note!In questo caso, la formula implica gravità G «costante gravitazionale", il cui significato abbiamo già riportate sopra.
All'epoca, Newton formulò i principi sopra enunciati.Sapeva, e l'unità e l'universalità della forza gravitazionale, ma tutti gli aspetti di questo fenomeno, che non poteva descrivere.Questo onore è sceso a Albert Einstein, che era in grado di spiegare il principio di equivalenza.Questo è tutto il genere umano deve la moderna comprensione della natura del continuum spazio-temporale.Teoria
della relatività, il lavoro di Albert Einstein
Al tempo di Isaac Newton ritiene che il punto di partenza può essere rappresentato in forma di alcuni "canne" difficili, con la quale determina la posizione del corpo nel sistema di coordinate spaziali.Allo stesso tempo, si è ipotizzato che tutti gli osservatori notare che queste coordinate saranno nello stesso spazio di tempo.In quegli anni, questa situazione è stata considerata così evidente che non si è cercato di sfidare o di integrarla.Ciò è comprensibile, perché all'interno del nostro pianeta nessuna deviazione in nessuna regola.
Einstein dimostrò che la precisione della misurazione sarebbe davvero significativo se un ipotetico orologio si muove molto più lenta velocità della luce.In poche parole, se un osservatore in movimento più lento rispetto alla velocità della luce, seguirà i due eventi, si verificano per lui allo stesso tempo.Di conseguenza, per il secondo osservatore?velocità cui è lo stesso o più eventi possono verificarsi in tempi diversi.
Ma la forza di gravità relativo alla teoria della relatività?Apriamo il problema in dettaglio.Collegamento
tra relatività e le forze gravitazionali
negli ultimi anni ha fatto un numero enorme di scoperte nel campo delle particelle subatomiche.Un crescente convinzione che stiamo per trovare la particella finale oltre il quale il nostro mondo non può essere schiacciato.Diventa necessità più insistente di sapere come influenzare i minuscoli "mattoni" del nostro universo sono forze fondamentali che sono state aperte nel secolo scorso, e anche prima.Soprattutto triste che la natura di gravità non è ancora stato spiegato.
Ecco perché, dopo Einstein, che ha istituito il "incapacità" della classica meccanica newtoniana della zona in esame, i ricercatori hanno messo a fuoco su un ripensamento completo dei dati precedenti.In gran parte sottoposto a revisione e la gravità in sé.Qual è al livello delle particelle subatomiche?Ha hanno almeno qualche valore in questo fantastico mondo multidimensionale?
soluzione semplice?
prima molti ipotizzato che la gravitazione la discrepanza di Newton e la teoria della relatività possono essere spiegati semplicemente un'analogia dal campo dell'elettrodinamica.Sarebbe possibile ipotizzare che il campo gravitazionale si diffonde come un campo magnetico, allora è possibile dichiarare un "mediatore" nelle interazioni dei corpi celesti, spiegando le molte incongruenze della vecchia e la nuova teoria.Il fatto è che poi sarebbe considerato forze velocità relativa di propagazione erano luce significativamente più bassi.Dal momento che la gravità e il tempo limite?
In linea di principio, lo stesso Einstein quasi avuto modo di costruire una teoria relativistica si basa su tali opinioni, che è solo una cosa che ha impedito le sue intenzioni.Nessuno degli scienziati di quel tempo non aveva alcuna informazione che potrebbe aiutare a determinare la "velocità" di gravità.Ma c'era un sacco di informazioni relative al movimento di grandi masse.Come sapete, hanno appena fatto è una fonte riconosciuta di un potente campo gravitazionale.
Grande velocità influisce notevolmente il peso corporeo, e non gli piaceva la velocità di interazione e di carica.Più alta è la velocità, maggiore è il peso.Il problema è che quest'ultimo viene automaticamente diventerebbe infinito se la velocità di movimento della luce o superiore.Così Einstein ha concluso che non c'è gravità, e campo tensoriale per descrivere che dovrebbe essere usato molto più variabile.
suoi seguaci è giunto alla conclusione che la gravità e praticamente non correlate.Il fatto che questo campo tensore molto può agire sullo spazio, ma al momento dell'impatto non può.Tuttavia, il fisico Stephen Hawking geniale modernità c'è un altro punto di vista.Ma questa è un'altra storia ...
