Grawitacja - co to jest?

ludzkości od czasów starożytnych do myślenia, jak świat jest urządzony.Dlaczego trawa rośnie, dlaczego słońce świeci, dlaczego nie możemy latać ... Ten ostatni, nawiasem mówiąc, jest zawsze szczególnie zainteresowane osoby.Teraz wiemy, że przyczyną wszystkiego - grawitację.Co to jest i dlaczego to zjawisko jest tak ważne w skali wszechświata, dziś mamy do przeglądu.

Wprowadzenie

Naukowcy odkryli, że wszystkie masywne ciała doświadczenie wzajemnego przyciągania do siebie.Później okazało się, że ta tajemnicza siła powoduje ruch ciał niebieskich i ich stałych orbitach.Ta sama teoria grawitacji sformułowane przez Isaaca Newtona geniusza, którego hipoteza określona rozwój fizyki na wiele wieków przed nami.Opracował i nadal (choć w zupełnie innym kierunku) jest naukowiec Albert Einstein - jest jednym z największych umysłów ubiegłego wieku.

Przez wieki, naukowcy zaobserwowali, przyciąganie, próbując zrozumieć i zmierzyć.W końcu, w ostatnich dziesięcioleciach jest w służbie ludzkości (w pewnym sensie, oczywiście), a nawet coś takiego jak grawitacja.Co to jest, co to jest definicja tego terminu w nowoczesnej nauki?

naukowa definicja

Jeśli studiować dzieła starożytnych myślicieli, jest możliwe, aby dowiedzieć się, że łacińskie słowo «gravitas» oznacza "ciężar", "atrakcja".Dziś naukowcy nazwali uniwersalne i trwałe oddziaływanie między ciałami materialnymi.Jeśli siła ta jest stosunkowo słaba, i działa tylko na obiekty, które poruszają się znacznie mniejszą prędkość światła, to zastosowanie do nich teorii Newtona.Jeśli tak nie jest, to należy wykorzystać odkrycia Einsteina.

Początku: Obecnie charakter ciężkości nie jest w pełni zrozumiałe w zasadzie.Co to jest, że nie są jeszcze w pełni obecny.

teorie Newtona i Einsteina

Według klasycznej doktryny Isaac Newton, wszystkie ciała przyciągają się z siłą wprost proporcjonalną do ich masy, jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi, które leży.Einsteina twierdził, że siła przyciągania pomiędzy obiektami jest pokazany w odniesieniu do krzywizny powierzchni i czasu (a krzywizną powierzchni jest możliwe tylko wtedy, gdy ma ona stałych).

, że to było bardzo głębokie, ale nowoczesne badania wykazały jej trochę niedokładności.Obecnie uważa się, że grawitacja ugina się tylko, miejsca: czas, można spowolnić, a nawet zatrzymać, ale rzeczywistość się zmienia kształt teorii materii tymczasowego nie została potwierdzona.Ale dlatego, że klasyczne równania Einsteina nie przewiduje nawet możliwość, że obszar będzie nadal wpływać względu na pole magnetyczne.

Im więcej wiemy, prawo grawitacji (ciężkości), którego ekspresja matematyczne właścicielem jest jako czas Newtona:

\ [F = γ \ szczelinowania [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]

Wγ dotyczy stałej grawitacyjnej (czasem symbol G), których wartość jest równa 6,67545 x 10-11 m³ / (kg · s²).Interakcja

między cząstkami elementarnymi

niesamowitej złożoności przestrzeni otaczającej nas jest w dużej mierze ze względu na nieskończoną liczbę cząstek elementarnych.Między nimi, są też różne interakcje na tych poziomach, o których możemy się tylko domyślać.Jednak wszystkie rodzaje oddziaływań cząstek elementarnych między sobą różnią się znacznie w siłę.

najpotężniejszym ze wszystkich znanych sił wiązać składniki jądra atomowego.Aby je rozdzielić, musisz spędzić naprawdę ogromną ilość energii.Jak elektrony, są "przywiązane" do jądra tylko zwykłym oddziaływania elektromagnetyczne.W celu zatrzymania jej, czasami wręcz energii, który pojawia się na skutek normalnego reakcji chemicznej.Grawitacja jest (co to jest, to już wiemy) w postaci atomów i cząstek elementarnych to najprostszy rodzaj interakcji.

pole grawitacyjne w tym przypadku jest tak słaby, że trudno sobie wyobrazić.Co dziwne, ale ruch ciał niebieskich, których masa czasami trudno sobie wyobrazić, "po" tych.Wszystko to jest możliwe dzięki grawitacji dwóch cech, które są szczególnie widoczne w przypadku dużych ciał fizycznych:

• przeciwieństwie sił atomowych przyciągania grawitacyjnego bardziej zauważalny w pewnej odległości od obiektu.Tak więc, grawitacja Ziemi utrzymuje w swojej dziedzinie, nawet księżyc, a podobna siła orbicie Jowisza łatwością obsługuje wiele satelitów, masa, z których każdy jest porównywalna do Ziemi!
• Ponadto zawsze zapewnia przyciąganie między obiektami, odległości, ta siła jest osłabiona na niskich obrotach.

tworzenie mniej lub bardziej spójną teorię grawitacji jest stosunkowo nowe, a to jest wynikiem wielowiekowej obserwacji ruchu planet i innych ciał niebieskich.Problem zasadniczo ułatwione przez fakt, że wszystkie one poruszać się w próżni, gdzie nie ma innego możliwych interakcji.Galileusz i Kepler - dwa wybitny astronom czasu, jego najbardziej wartościowe obserwacje pomogły utorować drogę do nowych odkryć.

Ale wielki Izaak Newton był w stanie nawiązać pierwszy teorię grawitacji, i wyrazić to w mapowaniu matematycznej.Było to pierwsze prawo grawitacji, z których matematyczne odwzorowanie jest podany powyżej.Wnioski

Newtona, a niektóre z jego poprzedników

przeciwieństwie do innych zjawisk fizycznych występujących w otaczającym nas świecie, grawitacja manifestuje się zawsze i wszędzie.Należy rozumieć, że termin "Zero Gravity", który często pojawia się w kręgach pseudo-naukowych, nie jest prawdą, że nawet nieważkości w kosmosie, nie oznacza, że ​​osoba lub statek kosmiczny nie jest ważna atrakcja masywny obiekt.

Ponadto, wszystkie korpusy materiałowe mają pewien ciężar, wyrażony jako siła, która została zastosowana do nich i przyspieszenia wytworzonego przez oddziaływanie.

Tak więc, siła ciężkości jest proporcjonalna do masy przedmiotów.Numeryczne mogą być wyrażone otrzymania produktu z masy obu organów.Siła ta jest ściśle przestrzega kwadratu odwrotności odległości w zależności od między obiektami.Wszystkie inne interakcje różni się w zależności od odległości pomiędzy dwoma korpusami.

Msza jako fundament

tablicy obiektów stały się szczególnie kontrowersyjny punkt, który jest zbudowany wokół całej współczesnej teorii grawitacji i teorii względności Einsteina.Jeśli pamiętacie drugie prawo Newtona, to zapewne wiesz, że waga jest obowiązkowym elementem każdego fizycznego ciała materialnego.To pokazuje, jak obiekt będzie zachowywać się w przypadku stosowania tej dyrektywy, siły, niezależnie od jego pochodzenia.

Ponieważ wszystkie ciała (według Newtona) pod wpływem siły zewnętrznej przyspieszył, że masa określa, jak wielkie jest to przyspieszenie.Zastanów się wyraźny przykład.Wyobraź sobie skuter i autobusem, jeśli stosuje się do nich dokładnie ten sam efekt, dotarli różne stawki nierównej czasie.Wszystko to wynika z teorii grawitacji.

Jaki jest stosunek masy i grawitacji?

Mówiąc o grawitacji, masa tego zjawiska odgrywa rolę całkowicie odwrotny do tego, który odgrywa w stosunku do siły i przyspieszenia obiektu.Że jest głównym źródłem atrakcji.Jeśli spojrzeć na tych dwóch ciał i siły, z jaką przyciągają się trzeci obiekt, który znajduje się w jednakowej odległości od dwóch pierwszych, stosunek sił jest równy stosunkowi mas pierwszych dwóch obiektów.Tak więc, siła przyciągania jest wprost proporcjonalna do masy ciała.

Jeśli weźmiemy pod uwagę trzecie prawo Newtona, możemy upewnić się, że mówi dokładnie to samo.Siła grawitacyjna, który działa na dwa korpusy, rozmieszczonych w równej odległości od źródła przyciągania jest bezpośrednio zależna od masy obiektów danych.W codziennym życiu mówimy o sile, z jaką ciało jest przyciągane do powierzchni planety, a jej tytuł.

podsumować.Zatem masa jest ściśle powiązana z mocą i przyspieszania.W tym samym czasie określa się siłę, która zadziała na przyciągania korpusu.

Cechy przyspieszenie ciał w polu grawitacyjnym

jest powodem, że w tym samym polu grawitacyjnym przyspieszenia dość różnych obiektów jest równa.Załóżmy, że mamy dwa ciała.Przypisać jeden z nich wiele do z, a drugi - Z. Oba obiekty są wyrzucane na ziemi, gdzie przy swobodnym spadku.

Jak to stosunek siły ciężkości?To pokazuje prosty wzór matematyczny - z / Z.Tu jest tylko przyspieszenie, otrzymuje w wyniku działania siły grawitacji będą dokładnie takie same.Po prostu, przyspieszenie, że ciało ma pole grawitacyjne nie zależy od jego właściwości.

Co decyduje o przyspieszenie sprawy opisane?

To zależy tylko (!) Masy obiektów, które tworzą to pole, a także ich nastawienie.Podwójna rola masy i przyspieszenia równego różnych ciał w polu grawitacyjnym już odkrył jakiś czas temu.Zjawiska te mają następujący tytuł: ". Zasada równoważności"Termin ten ponownie podkreśla, że ​​przyspieszenie i bezwładność często odpowiednik (w pewnym stopniu w trakcie).

o znaczeniu wartości G

Od kursu fizyki w szkole, musimy pamiętać, że przyspieszenie ziemskie na powierzchni naszej planety (grawitacyjnym Ziemi) wynosi 10 m / sek.² (9.8 oczywiście, ale dla uproszczenia obliczeń służy ta wartość).Tak więc, nie biorąc pod odporności konto powietrza (na znacznej wysokości, gdy odległość padania), to efekt osiąga się, gdy organizm zostaje zwiększona przyspieszenie 10 m / sek.co drugi.Tak, to książka, która spadła z drugiego piętra domu, na koniec swojej misji będzie się poruszać z prędkością 30-40 m / s.Po prostu, 10 m / s - jest to "prędkość" ciężkości wewnątrz Ziemi.Przyspieszenie

ziemskie w literaturze fizyki wskazany przez literę "g".Ponieważ kształt ziemi, aby w pewnym stopniu bardziej jak mandarynki, niż kulki, wartość tej ilości jest w każdym z obszarów jest taka sama.W ten sposób przyspieszenie na biegunach powyżej i na szczytach wysokich górach, staje się mniejsza.

Nawet w górnictwie znacząca rolę odgrywa grawitacji.Fizyka tego zjawiska czasem oszczędza dużo czasu.Tak, geolodzy są szczególnie zainteresowani doskonale precyzyjnej definicji g, ponieważ pozwala poznać wyjątkowe osady mineralne dokładności i znalezieniem.Nawiasem mówiąc, wygląda na to, wzoru grawitacji, w którym zbadano wartość odgrywa rolę?Oto ona:

F = G x M1xM2 / R2

Uwaga!W tym przypadku, formuła zakłada grawitacji G «stała grawitacyjna", znaczenie, które już podane powyżej.

W momencie, Newton sformułował zasad zawartych powyżej.Wiedział, a jedność i powszechność siły grawitacji, ale wszystkie aspekty tego zjawiska, nie mógł opisać.To zaszczyt, spadł do Alberta Einsteina, który był w stanie wyjaśnić zasadę równoważności.To, że ludzkość zawdzięcza nowoczesnego rozumienia natury czasoprzestrzeni.

teoria względności, praca Alberta Einsteina

W czasie Isaac Newton uważał, że punktem wyjścia może być przedstawiony w postaci niektórych trudnych "rods", przez który określa pozycję ciała w przestrzennym układzie współrzędnych.Jednocześnie przyjęto, że obserwator zauważyć, że wszystkie te współrzędne będzie w tym samym czasie.W tych latach, sytuacja ta została uznana za tak oczywiste, że nie podjęto próbę zakwestionowania lub uzupełnienia go.Jest to zrozumiałe, ponieważ w naszej planety nie odbiega w żaden reguły.

Einstein udowodnił, że dokładność pomiaru będzie bardzo istotne, jeśli hipotetyczny zegar porusza wiele wolniejszej prędkości światła.Po prostu, jeśli ktoś obserwatora poruszającego się wolniej niż prędkość światła, będzie się dwa wydarzenia, zdarzają się dla niego w tym samym czasie.Zgodnie z tym, w drugim obserwatorem?którego szybkość jest taka sama lub więcej zdarzeń, które mogą wystąpić w różnych momentach.

Ale siła ciężkości związane z teorią względności?Otwórzmy problem szczegółowo.Połączenie

między względności i sił grawitacyjnych

w ostatnich latach zrobił ogromną liczbę odkryć w dziedzinie cząstek elementarnych.Rośnie przekonanie, że mamy zamiar znaleźć ostateczną cząstkę, poza którym nasz świat nie może być zgnieciony.To staje się bardziej natarczywe trzeba wiedzieć, jak wpływają na drobne "cegły" naszego wszechświata są podstawowe siły, które zostały otwarte w ubiegłym wieku, a nawet wcześniej.Szczególnie smutne, że sama natura grawitacji nie zostały jeszcze wyjaśnione.

Dlatego, po Einstein, który założył "niezdolność" klasycznej mechaniki Newtona w rozpatrywanym obszarze, naukowcy koncentrują się na kompletne przemyślenia wcześniejszych danych.W znacznym stopniu poddany rewizji i sam ciężar.Co to jest, na poziomie cząstek elementarnych?Czy ma przynajmniej jakąś wartość w tym niesamowitym świecie wielowymiarowym?

proste rozwiązanie?

Pierwszy zakłada, że ​​wielu rozbieżności grawitacji Newtona i teoria względności można wyjaśnić po prostu analogię z zakresu elektrodynamiki.Byłoby to możliwe, aby przyjąć, że pole grawitacyjne rozprzestrzenia się w polu magnetycznym, to można zadeklarować "mediatora" w interakcji ciał niebieskich, wyjaśniając wiele niespójności starej i nowej teorii.Faktem jest, że to byłoby to uznać za względną prędkość propagacji siły były znacznie niższe światła.Od ciężkości i czas związany?

W zasadzie sam Einstein prawie się zbudować teorię relatywistyczną jest oparta na takich poglądów, że jest tylko jedna rzecz, zapobiega jego intencje.Żaden z naukowców tego czasu nie miał żadnych informacji, które mogłyby pomóc określić "prędkość" grawitacji.Ale nie było wiele informacji związanych z przepływem dużych mas.Jak wiesz, to po prostu nie jest uznanym źródłem potężnych polach grawitacyjnych.

Duża prędkość znacznie wpływa na masę ciała, a to nie podoba się szybkość interakcji i opłaty.Im wyższa prędkość, tym większy jest ciężar.Problem polega na tym, że ten ostatni jest automatycznie stanie się nieskończona, jeśli prędkość ruchu światła lub większą.Więc Einstein stwierdził, że nie ma grawitacji i pola tensorowy opisać, które należy stosować znacznie bardziej zmienne.

Jego uczniowie doszli do wniosku, że grawitacja i praktycznie nie związanych.Fakt, że ta bardzo pola tensor może działać w przestrzeni, lecz w chwili uderzenia nie mogą.Jednak genialny fizyk Stephen Hawking nowoczesność jest inny punkt widzenia.Ale to już inna historia ...