ľudstvo od pradávna premýšľať o tom, ako svet je usporiadaný.Prečo je tráva rastie, prečo slnko svieti, prečo nemôžeme letieť ... Tá, mimochodom, je vždy zvláštny záujem ľudí.Teraz vieme, že príčinou všetkého - gravitácia.Čo to je a prečo tento jav je tak dôležité, na meradle vesmíru, sme preskúmanie dnes.
Úvod
Výskumní pracovníci zistili, že všetky subjekty, masívne zažiť vzájomnú príťažlivosť k sebe navzájom.Neskôr sa ukázalo, že tento tajomný sila spôsobuje pohyb nebeských telies a ich stálych obežných dráhach.Ten istý teória gravitácie formuloval Isaac Newton génius, ktorého hypotéza predurčila vývoj fyziky po mnoho storočí prísť.On sa vyvíjal a pokračoval (aj keď v úplne inom smere) je vedec Albert Einstein - je jedným z najväčších mysliteľov minulého storočia.
Po celé stáročia, vedci pozorovali príťažlivosť, snaží sa pochopiť a zmerať.A konečne, v posledných niekoľkých desaťročiach, je v službe ľudstva (v nejakom zmysle, samozrejme), dokonca aj niečo ako gravitácia.Čo je to, čo je definícia tohto pojmu v modernej vede?
vedecká definícia
Ak budete študovať diela antických mysliteľov, je možné zistiť, že latinské slovo "vážnosti» znamená "záťaž", "príťažlivosť".V súčasnej dobe, vedci nazývajú univerzálne a trvalé interakcie medzi hmotnými telami.Ak je táto sila je relatívne slabý, a pôsobí iba na objekty, ktoré sa pohybujú oveľa pomalšia rýchlosť svetla, je na ne vzťahuje Newtonova teória.Ak to nie je tento prípad, mali by ste použiť zistenia Einstein.
Úvodom: V súčasnej dobe, povaha gravitácia nie je úplne známy v zásade.Čo je to, že nie sme ešte plne k dispozícii.
teórie Newton a Einstein
Podľa klasickej doktríny Isaac Newton, všetky orgány vzájomne priťahujú silou priamo úmerná ich hmotnosti, je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti, ktorá leží medzi nimi.Einstein argumentoval, že príťažlivosť medzi objekty sa zobrazí v prípade, že zakrivenie priestoru a času (a zakrivenie priestoru je možné iba v prípade, že má vec).
myslel, že toto bol veľmi hlboký, ale moderný výskum jej preukázané nejakú nepresnosť.Dnes, to je veril, že gravitácia ohýba miesto len priestor: čas, môžete spomaliť a dokonca zastaviť, ale v skutočnosti sa mení tvar dočasného teórie hmoty nebola potvrdená.Ale pretože klasický Einstein rovnice neposkytuje ani možnosť, že oblasť bude pokračovať v ohľadu na to mať vplyv na magnetické pole.
Čím viac budeme poznať gravitačný zákon (gravitácie), matematický výraz, ktorý je vo vlastníctve ako časová Newton:
\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]
Podγ odkazuje na gravitačné konštanty (niekedy symbolom G), ktorej hodnota sa rovná 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s?).
interakcie medzi elementárnymi časticami
neuveriteľné zložitosti priestoru okolo nás je veľmi kvôli nekonečným počtom elementárnych častíc.Medzi nimi sú tiež rôzne interakcie na týchto úrovniach, o ktorých sa môžeme len dohadovať.Avšak, všetky druhy interakcií elementárnych častíc medzi sebou značne líšia v sile.
najmocnejší zo všetkých známych síl viažu súčasti atómového jadra.Ak ich chcete oddeliť, budete musieť stráviť naozaj kolosálny množstvo energie.Vzhľadom k tomu, elektróny, oni sú "viazané" do jadra len obyčajný elektromagnetickej interakcie.Pre zastavenie niekedy dosť energie, ktorá sa objaví v dôsledku bežnej chemickej reakcie.Gravitácia je (čo to je, vy už viete), vo forme atómov a subatomárnych častíc je najjednoduchší druh interakcie.
gravitačné pole je v tomto prípade je tak slabá, že je ťažké si predstaviť.Napodiv, ale pohyb nebeských telies, ktorých hmotnosť niekedy nemožné predstaviť si, "nasledovať" ty.To všetko je možné vďaka dvom vlastnostiam gravitácie, ktoré sú obzvlášť výrazné v prípade veľkých fyzických tiel:
- rozdiel od atomárnych síl príťažlivosťou výraznejším v určitej vzdialenosti od objektu.To znamená, že zemská gravitácia udržuje vo svojom odbore, dokonca aj mesiac, a podobný sila obežnej dráhe Jupitera ľahko podporuje viacnásobné satelity, hmotnosť z ktorých každý je porovnateľný so Zemou!
- Okrem toho vždy zaisťuje príťažlivosť medzi objekty, vzdialenosť, táto sila je oslabená pri nízkych otáčkach.
tvorbu viac či menej koherentná teória gravitácie je relatívne nedávny, a to je výsledkom stáročia pozorovanie pohybu planét a iných nebeských telies.Problém v podstate uľahčené tým, že sa všetky pohybujú vo vákuu, kde je potom žiadne ďalšie možné interakcie.Galileo a Kepler - dvoch predných astronóm času, jeho najcennejšie vyjadrenie pomohli otvoriť cestu k novým objavom.
Ale veľká Isaac Newton bol schopný vytvoriť prvý teóriu gravitácie, a vyjadriť ho v matematickej mapovania.Bol to prvý zákon gravitácie, matematické mapovanie je uvedený vyššie.Závery
Newtona a niektorí z jeho predchodcov
na rozdiel od iných fyzikálnych javov, ktoré existujú vo svete okolo nás, gravitácia sa prejavuje vždy a všade.Malo by byť zrejmé, že termín "beztiaže", ktorý sa často vyskytuje v pseudo-vedeckých kruhoch, nie je správne, že ani stav beztiaže v priestore, neznamená, že sa osoba alebo sonda nie je platný príťažlivosť masívne objekt.
Okrem toho sú všetky materiál telesá majú určitú hmotnosť, vyjadrená ako sila, ktorá sa k nim pripojených, a zrýchlenie pri náraze.
To znamená, že gravitačná sila je úmerná hmotnosti objektov.Numericky, že môžu byť vyjadrené obdržaní produkt hmotnosťou oboch telies.Táto sila je prísne riadi inverzný štvorcom vzdialenosti v závislosti na medzi objektmi.Všetky ostatné interakcie úplne odlišná v závislosti od vzdialenosti medzi dvoma telami.
Mass ako kameň
pole objektov stal sa obzvlášť kontroverzným bodom, ktorý je postavený okolo celého moderné teórie gravitácie a Einsteinovej relativity.Ak si spomínate druhého Newtonovho zákona, pravdepodobne viete, že váha je povinný rysom akéhokoľvek fyzického hmotného tela.To ukazuje, ako bude objekt správať v prípade použitia sily k uvedenej dohode, bez ohľadu na jeho pôvod.
Vzhľadom k tomu, celého tela (podľa Newton), ak sú vystavené na vonkajšie sily zrýchlil, že hmota určuje, aké veľké je toto zrýchlenie.Vezmime jasným príkladom.Predstavte si skúter a autobus, pokiaľ sa na ne vzťahujú presne rovnaký účinok, došli rôzne ceny za nerovné času.To všetko je vysvetlené teóriou gravitácie.
Aký je vzťah hmotnosti a gravitácie?
hovoríme o gravitácie, hmotnosť tohto javu hrá úlohu úplne opačný k tomu, ktorý hrá vo vzťahu k použitiu sily a zrýchlenie objektu.To, že je hlavným zdrojom príťažlivosti.Ak sa pozrieme na dva subjekty a sily s ktorými sú tretí objekt, ktorý je umiestnený v rovnakej vzdialenosti od prvých dvoch je pomer síl je rovný pomeru masy prvých dvoch objektov.To znamená, že príťažlivá sila je priamo úmerná telesnej hmotnosti.
Ak vezmeme do úvahy Newtonov tretí zákon, môžeme sa uistite, že hovorí, že presne to isté.Gravitačná sila, ktorá pôsobí na dvoch telies, usporiadaných v rovnakej vzdialenosti od zdroja príťažlivosti je priamo závislá na hmotnosti dátových objektov.V každodennom živote sa bavíme o sile, s ktorou je telo priťahovaný k povrchu planéty, ako jeho názov.
zhrnul.To znamená, že váha je úzko spojená s mocou a zrýchlenie.V rovnakej dobe, to určuje silu, ktorá bude pôsobiť na telesnej príťažlivosti.
Predstavuje zrýchlenie telies v gravitačnom poli
Tento úžasný dualita je dôvod, že v rovnakom gravitačnom poli zrýchlenie úplne odlišných objektov je rovná.Predpokladajme, že máme dve telá.Priradiť Jeden z nich veľa z, a ďalšie - Z. Oba objekty sú hodené na zemi, kde sa voľným pádom.
Ako je pomer gravitačné sily?To ukazuje jednoduchý matematický vzorec - z / Z.Tu sú len zrýchľuje, dostávajú v dôsledku gravitačnej sily bude presne rovnaké.Jednoducho povedané, zrýchlenie, že telo má gravitačné pole nezávisí na jeho vlastnosti.
Čo určuje zrýchlenie V prípade opísanom?
Záleží len (!) Hmotnosti objektov, ktoré vytvárajú toto pole, rovnako ako ich postoj.Dvojaký role hmoty a zrýchlením rovnajúcim sa rôznym subjektom v gravitačnom poli už objavil pred nejakým časom.Tieto javy majú nasledujúce titul: ". Zásada ekvivalencie"Tento termín znovu zdôrazňuje, že zrýchlenie a zotrvačnú často ekvivalentná (do určitej miery, samozrejme).
o význame hodnoty G
zo školy kurzu fyziky, zabúdať, že gravitačné zrýchlenie na povrchu našej planéty (gravitáciou Zeme) je 10 m / sek.² (9,8 samozrejme, ale pre jednoduchosť výpočtov je použitá táto hodnota).Preto, bez ohľadu na odpor úvahy vzduchu (v značnej výške, keď je vzdialenosť vplyvu), potom je účinok možné, ak je telo sa zvýši zrýchlenie 10 m / sec.každú sekundu.Takže, bude kniha, ktorá klesla z druhého poschodia domu, na konci svojho poslania sa pohybuje rýchlosťou 30 až 40 m / s.Jednoducho povedané, 10 m / s - to je "rýchlosť" gravitácie vnútri Zeme.
gravitačné zrýchlenie v fyziky literatúre označené písmenom "g".Vzhľadom k tomu, tvar Zeme do istej miery ešte ako mandarínky, než sa dostáva, je hodnota tohto množstva nie je vo všetkých jeho oblastí je rovnaký.To znamená, že zrýchlenie na póloch vyššie, a na vrcholkoch vysokých horách, že sa zmenší.
Aj v ťažobnom priemysle významnú úlohu hrá gravitácie.Fyzika tohto javu niekedy ušetrí veľa času.Takže, geológovia sú najmä záujem o dokonale presné definície g, pretože to vám umožní preskúmať výnimočnú presnosť a hľadanie nerastných ložísk.Mimochodom, vyzerá to, že vzorec gravitácie, v ktorej sme sa zaoberali hodnota hrá rolu?Tu je:
F = G x M1xM2 / R2
Upozornenie!V tomto prípade, vzorec znamená gravitačné G «gravitačné konštantu", ktorého význam sme už vyššie uvedenej vzdialenosti.
V tej dobe, Newton formuloval zásady vyššie formulovaných.Vedel, a jednota a univerzálnosť gravitačné sily, ale všetky aspekty tohto javu, nemohol popísať.To česť klesla na Albert Einstein, ktorý bol schopný vysvetliť princíp ekvivalencie.To je to, že ľudstvo dlhuje moderné chápanie povahy časopriestorového kontinua.
teórie relativity, Albert Einstein práce
V čase Isaac Newton veril, že východiskom môže byť reprezentovaný vo forme určitých tvrdých "tyčí", čím určuje polohu tela v priestorovej systéme súradníc.V rovnakom čase sa predpokladalo, že všetci pozorovatelia na vedomie, že tieto súradnice sa v rovnakej dobe.V týchto rokoch, táto situácia bola považovaná za tak zrejmé, že nebol urobený žiadny pokus napadnúť alebo doplniť ju.Je to pochopiteľné, pretože v rámci našej planéte nie je odchýlka v pravidle č.
Einstein preukázané, že presnosť merania by bolo naozaj významné v prípade, že hypotetický hodiny sa pohybuje oveľa pomalšia rýchlosť svetla.Jednoducho povedané, ak je jeden pozorovateľ pohybuje pomalšie, než je rýchlosť svetla, sa bude riadiť dve udalosti, k nim dochádza na neho v rovnakom čase.V súlade s tým, pre druhú pozorovateľa?Rýchlosť ktorého je rovnaký alebo viac udalostí môže dôjsť v rôznych časoch.
Ale gravitačná sila príbuzná teóriu relativity?Poďme otvoriť problém v detaile.
spojenie medzi relativity a gravitačné sily
v posledných rokoch tiež veľký počet objavov v oblasti podatomových častíc.Rastúce presvedčenie, že sa chystáme nájsť hotové častice, po ktorom náš svet nemôže byť rozdrvený.To sa stáva naliehavejšou potreba vedieť, ako ovplyvniť drobné "tehly" nášho vesmíru sú základné sily, ktoré boli otvorené v minulom storočí, a dokonca aj skôr.Zvlášť smutné, že samotná podstata gravitácie ešte nebola vysvetlená.
To je dôvod, prečo po Einstein, ktorý založil "neschopnosť" klasickej Newtonove mechaniky v danej oblasti, výskumníci zamerali na kompletné prehodnotenie predchádzajúcich dát.Z veľkej časti prešli revíziou a závažnosť sám.Čo je to na úrovni subatomárnych častíc?Má to mať aspoň nejakú hodnotu v tejto úžasnej multidimenzionálne svete?
jednoduché riešenie?
najprv mnohí predpokladali, že rozdiel Newtonova gravitácia a teória relativity možno jednoducho vysvetliť analógiu z odboru elektrodynamiky.Bolo by možné predpokladať, že gravitačné pole sa šíri ako magnetické pole, potom je možné vyhlásiť "mediátor" v interakcií nebeských telies, vysvetľovať mnoho rozporuplnosťou o staré a nové teórie.Faktom je, že potom by byť považované za relatívna rýchlosť šírenia sily boli významne nižšie light.Vzhľadom k tomu, gravitácie a čas viazaný?
V zásade Einstein sám málom vybudovať relativistické teórie je založená na takých názorov, že je len jedna vec, zabrániť jeho zámery.Žiadny z vedcov tej doby nemal vôbec žiadne informácie, ktoré by mohli pomôcť určiť "rýchlosť" gravitácie.Ale tam bolo veľa informácií vzťahujúcich sa k pohybu veľkých más.Ako viete, že to urobil, je uznávaným zdrojom silných gravitačných polí.
veľkej rýchlosti výrazne ovplyvniť telesnú hmotnosť, a to nepáčilo rýchlosť interakciu a náboj.Čím vyššia je rýchlosť, tým väčšiu váhu.Problém je v tom, že je tento automaticky sa stane nekonečnou v prípade, že rýchlosť pohybu svetla alebo väčšie.Tak Einstein dospel k záveru, že neexistuje žiadna gravitácie, a tensor polia, na opis, ktorý by mal byť použitý oveľa vyššiu volatilitu.
Jeho stúpenci dospel k záveru, že gravitácia a prakticky sa netýkajú.Skutočnosť, že toto veľmi tensor pole môže pôsobiť na priestore, ale v okamihu nárazu nemôže.Avšak, geniálny fyzik Stephen Hawking modernita je tu ďalší uhol pohľadu.Ale to je iný príbeh ...
