človeštvo že od antičnih časov, da razmišljajo o tem, kako je urejen svet.Zakaj je trava raste, zakaj sije sonce, zakaj ne moremo leteti ... Slednji, mimogrede, je vedno še posebej zanima ljudi.Zdaj vemo, da je vzrok za vse - gravitacije.Kaj je to in zakaj je ta pojav tako pomembno na lestvici od vesolja, smo danes pregled.
Uvod
Raziskovalci so ugotovili, da so vse velike organi doživite medsebojno privlačnost med seboj.Kasneje se je izkazalo, da je ta skrivnostna sila povzroči gibanje nebesnih teles in njihovih stalnih orbite.Isti teorija gravitacije Isaac Newton oblikovala genija, čigar hipoteza vnaprej razvoj fizike za več stoletij, da pridejo.On je razvil in nadaljeval (čeprav v povsem drugo smer) je znanstvenik Albert Einstein - je eden izmed največjih umov prejšnjega stoletja.
stoletja so znanstveniki opazili privlačnost, poskušam razumeti in meriti.Nazadnje, v zadnjih nekaj desetletjih, je v službi človeštva (v nekem smislu, seveda), tudi take stvari kot težnosti.Kaj je, kaj je definicija tega pojma v sodobni znanosti?
znanstvena definicija
Če preučevanje dela antičnih mislecev, je mogoče izvedeti, da je latinska beseda "gravitas» pomeni "breme", "atrakcija".Danes so znanstveniki imenovali univerzalna in stalna interakcija med materialnih teles.Če je ta sila je relativno šibka, in deluje le na predmete, ki se gibljejo precej nižjo hitrost svetlobe, je zanje uporabljalo Newtonova teorija.Če ni tako, morate uporabiti ugotovitve Einstein.
Samega začetka: Trenutno narava gravitacije ne razumemo povsem, načeloma.Kaj je to, smo se še ni popolnoma prisoten.
teorije Newton in Einstein
Po klasični doktrino Isaac Newton, vsi organi medsebojno privlačijo s silo neposredno sorazmeren z njihovo maso, je obratno sorazmerna s kvadratom razdalje, ki leži med njima.Einstein je trdil, da je privlačnost med predmeti prikazani v primeru ukrivljenosti prostora in časa (in ukrivljenosti prostora je mogoče le, če ima zadevo).
mislil, da je to zelo globoka, vendar sodobno raziskovalno ji je pokazal nekaj netočnosti.Danes je verjel, da gravitacija ovinke prostora komaj prostor: čas, lahko upočasni ali celo ustavi, ampak realnost se spreminja, ni bila potrjena oblika teorije stvar začasno.Ampak zato, ker klasični Einstein enačba ne daje celo možnost, da se bo območje še naprej stvar vpliva na magnetno polje.
Več kot vemo zakon težnosti (gravitacije), matematični izraz, ki je v lasti kot časovni Newton:
\ [F = γ \ frac [-1,2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]
Podγ nanaša na gravitacijsko konstanto (včasih simbol G), katerih vrednost je enaka 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).
interakcij med osnovnimi delci
neverjetno kompleksnost prostora, ki nas obdaja, je v veliki meri posledica neskončno število osnovnih delcev.Med njimi obstajajo tudi različne interakcije na teh ravneh, o katerih lahko le ugibamo.Vendar pa je vse vrste interakcij osnovnih delcev med seboj zelo razlikujejo po moči.
najmočnejši od vseh znanih sil veže komponent atomskega jedra.Da jih ločite, morate porabiti resnično ogromno količino energije.Kot elektroni, so "vezani" na jedro samo navadne elektromagnetno interakcijo.Ustaviti, včasih precej energijo, ki se pojavi kot posledica normalne kemijske reakcije.Gravitacija je (kaj je to, kar že veste), v obliki atomov in subatomskih delcev je najlažji vrsta interakcije.
gravitacijsko polje v tem primeru je tako šibka, da je težko predstavljati.Nenavadno, ampak gibanje nebesnih teles, katerih teža je včasih nemogoče zamisliti, "slediti" tisti.Vse to je mogoče zaradi dveh značilnosti teže, ki so še posebej izrazito v primeru velikih fizičnih teles:
- razliko od atomske sile gravitacijske privlačnosti bolj opazen na razdalji od objekta.Tako je Zemljina gravitacija drži na svojem področju, tudi luno in podobno moč Jupitrovo orbito lahko podpira več satelitov, masa vsakega, ki je primerljiva z Zemljo!
- Poleg tega vedno zagotavlja privlačnost med predmeti, razdalje, ta sila je oslabljen pri nizki hitrosti.
nastanek bolj ali manj koherentno teorijo gravitacije, je relativno nov in je posledica stoletnega opazovanja gibanja planetov in drugih nebesnih teles.Problem v bistvu lažje z dejstvom, da so vsi kroži, kjer preprosto ni drugih možnih interakcij.Galileo in Kepler - dva izrazita astronom časa, so njene najbolj dragocene pripombe pomagala utreti pot za nova odkritja.
Toda velika Isaac Newton je bil sposoben vzpostaviti prvo teorijo gravitacije, in ga izrazite v matematičnem kartiranja.To je bil prvi zakon gravitacije, matematično katerega preslikava je naveden zgoraj.Sklepi
Newton in nekaterih njegovih predhodnikov
razliko od drugih fizične pojave, ki obstajajo v svetu okoli nas, gravitacija se manifestira vedno in povsod.Treba je razumeti, da je izraz "Zero Gravity«, ki se pogosto pojavlja v psevdo-znanstvenih krogih, da ni pravilno, da se celo breztežnosti v vesolju ne pomeni, da je oseba ali vesoljsko plovilo ni veljaven atrakcija ogromen objekt.
Poleg tega so vsi materialni organi imajo neko težo, izraženo kot sila, ki je bil uporabljen z njimi, in pospešek, ki ga proizvaja učinek.
Tako sila teže je sorazmerna z maso predmetov.Številčno jih lahko izražena prejetju proizvoda množic obe telesi.Ta sila je strogo uboga inverzni kvadratom razdalje, odvisno med predmeti.Vsa druga interakcija precej razlikujejo, odvisno od razdalje med obema organoma.
Mass kot temelja
paleto predmetov postalo še posebej sporna točka, ki je zgrajen okoli celotnega moderne teorije gravitacije in Einsteinovo relativnosti.Če se spomnite Newtonov drugi zakon, verjetno veste, da je teža obvezna značilnost koli fizično materialno telo.To kaže, kako se bo objekt obnašati v primeru uporabe sile k Sporazumu, ne glede na njeno poreklo.
Ker vse telo (po Newtonu), kadar je izpostavljen zunanjim sile pospešeno, da se masa določa, kako velik je ta pospešek.Razmislite jasen zgled.Predstavljajte si, skuter in avtobus, če se uporablja za njih povsem enak učinek, so dosegli različne stopnje za neenako času.Vse to je mogoče razložiti s teorijo gravitacije.
Kakšno je razmerje teže in težo?
govorimo gravitacije, masa tega pojava igra vlogo povsem nasproten tistemu, ki ga ima v zvezi s silo in pospeškom objekta.Da je glavni vir privlačnosti.Če pogledamo na obeh teles in silo, s katero se pritegne tretji predmet, ki se nahaja na enakih razdaljah od prvih dveh razmerje sil je enako razmerju množice prvih dveh objektov.Tako je privlačna sila je neposredno sorazmerna s telesno težo.
Če menimo, tretji Newtonov zakon, smo lahko prepričani, da je pravi natanko isto stvar.Gravitacijska sila, ki deluje na dveh teles vloženih na enaki razdalji od vira privlačnosti je neposredno odvisna od mase podatkovnih objektov.V vsakdanjem življenju govorimo o sili, s katerimi je telo privlači na površini planeta, kot je njen naslov.
povzamem.Tako je teža tesno povezana z močjo in pospeška.Hkrati pa določa silo, ki bo deloval na telesne privlačnosti.
Značilnosti pospešek teles v gravitacijskem polju
Ta neverjetna dvojnost je razlog, da je v istem gravitacijskem polju pospeška precej različne predmete enaka.Denimo, da imamo dve trupli.Dodeliti eden od njih veliko do Ž, in drugo - Z. Oba predmeti so vrgli na tla, kjer je v prostem padu.
Kako je razmerje med silo težnosti?To kaže preprosto matematično formulo - z / Z.Tu so samo pospeševanje, prejmejo zaradi sile težnosti bo popolnoma enak.Preprosto povedano, pospešek, da ima telo gravitacijsko polje ni odvisna od njegovih lastnosti.
Kaj določa pospešek v opisanem primeru?
To je odvisno samo (!) Od teže predmetov, ki ustvarjajo to področje, kot tudi svoj odnos.Dvojna vloga mase in pospeška je enaka različnih organov v gravitacijskem polju odkrili že pred nekaj časa.Ti pojavi imajo naslednji naslov: ". Načelo enakovrednosti"Ta izraz ponovno poudarja, da pospešek in vztrajnosti pogosto ekvivalent (do neke mere, seveda).
o pomenu vrednosti G
iz šole fizika seveda, ne pozabite, da je pospešek gravitacije na površini našega planeta (Zemljino gravitacijo) 10 m / sek.² (9.8 seveda, ampak za enostavnost izračunih je uporabljena ta vrednost).Tako je brez upoštevanja upora račun zraka (pri znatnem višine, ko je razdalja pojavnosti), nato učinek doseže, ko se telo poveča pospešek 10 m / sek.vsako sekundo.Torej, knjiga, ki je padel iz drugega nadstropja hiše, ob koncu svojega poslanstva bo premika s hitrostjo 30-40 m / s.Preprosto povedano, 10 m / s - to je "hitrost" gravitacije v Zemljo.
gravitacijski pospešek v literaturi fizike s črko "g", ki je naveden.Ker je oblika zemlje do neke mere bolj kot mandarin, kot žogo vrednost te količine ni je vseh svojih območjih enaka.Tako pospešek na polov zgoraj, in na vrhovih visokogorju, postane manjši.
Tudi v rudarski industriji je pomembno vlogo igrala s pomočjo gravitacije.Fizike tega pojava včasih prihrani veliko časa.Torej, geologi so še posebej zainteresirani za popolnoma natančne opredelitve g, saj vam omogoča, da razišče izjemno natančnostjo in iskanje rudnih nahajališč.Mimogrede, izgleda formuli gravitacije, v katerem smo preučiti vrednost igra vlogo?Tukaj je:
F = G x M1xM2 / R2
Opomba!V tem primeru je formula pomeni težnost G «gravitacijska konstanta", pomen, ki smo jih že dano zgoraj.
Takrat Newton oblikovana načela zgoraj zapisana.Vedel je, in enotnost in univerzalnost gravitacijske sile, ampak tudi vse vidike tega pojava, ne bi mogel opisati.Ta čast je padla na Albert Einstein, ki je bil sposoben razložiti načelo enakovrednosti.To je to človeštvo dolguje sodobno razumevanje narave prostorsko-časovnega kontinuuma.
teorija relativnosti, delo Alberta Einsteina
V času Isaac Newton je verjel, da je izhodišče lahko zastopane v obliki nekaterih težkih "palice", s katero se določi položaj telesa v koordinatnem sistemu prostorskega.Hkrati je bilo predpostavljeno, da vsi opazovalci zavedati, da bo ta koordinate v istem času.V teh letih se je ta situacija tako očitna, da ni bil poskus, da mu je ali ga dopolnjevati.To je razumljivo, saj je v našem planetu ni odklon v pravilu št.
Einstein je izkazalo, da bi bilo res pomembna natančnost meritve, če se hipotetično ura gibljejo precej nižjo hitrost svetlobe.Preprosto povedano, če opazovalec premika počasnejša od hitrosti svetlobe, bo sledila dva dogodka, ko nastopijo zanj istočasno.Zato je za drugo opazovalca?katerih hitrost je enaka ali več dogodkov se lahko pojavijo ob različnih časih.
Toda sila teže, povezane s teorijo relativnosti?Odprimo vprašanje podrobno.
povezava med relativnosti in gravitacijske sile
v zadnjih letih naredili ogromno število odkritij na področju subatomskih delcev.Vedno prepričanje, da smo o tem, da bi našli dokončno delec tistega, ki je naš svet, ne more biti strt.To postaja vse bolj vztrajno morate vedeti, kako vpliva na drobne "opeke" našega vesolja so temeljne sile, ki so bile odprte v zadnjem stoletju in še prej.Še posebej žalostno, da še ni bilo pojasnjeno, v sami naravi gravitacije.
Zato je po Einstein, ki je ustanovljen na "nezmožnost" klasičnih Newtonovo mehaniko na obravnavanem področju, so raziskovalci osredotočili na popolno premisleka prejšnjih podatkov.Večinoma opravili revizijo in težo same.Kaj je na nivoju subatomskih delcev?Ali ima vsaj nekaj vrednosti, v tem neverjetno večdimenzionalno svetu?
enostavna rešitev?
prvo veliko Predpostavlja se, da je neskladje Newtonova gravitacija in teorija relativnosti mogoče razložiti preprosto analogijo s področja elektrodinamiki.To bi bilo mogoče domnevati, da je gravitacijsko polje se širi kot magnetno polje, potem je možno, da se razglasi "mediatorja", v interakcijah nebesnih teles, ki pojasnjuje številne nedoslednosti stare in nove teorije.Dejstvo je, da je bila, potem bi se šteje relativna hitrost širjenja sile znatno nižji svetlobe.Ker teže in časa vezan?
Načeloma Einstein sam skoraj dobil za izgradnjo relativistični teorijo je na podlagi teh mnenj, to je samo ena stvar preprečiti njegove namere.Nobeden od znanstvenikov tistega časa niso imeli nobenih informacij, ki bi lahko pomagali določiti "hitrost" gravitacije.Vendar je bilo veliko informacij, povezanih z gibanjem velikih množic.Kot veste, so pravkar storil je priznan vir močnih gravitacijskih polj.
Velika hitrost močno vpliva na telesno težo, in to ni všeč hitrost interakcije in naboj.Čim višja je hitrost, večja masa.Problem je, da je le-ta samodejno postalo neskončno če je hitrost gibanja svetlobe ali več.Torej Einstein je sklenil, da ni nobenega težo in tenzorja polje za opis, ki jih je treba uporabiti bolj variabilna.
Njegovi privrženci prišli do zaključka, da praktično ne teži in povezano.Dejstvo, da se ta zelo tenzorja polje deluje v prostoru, temveč v času udarca ne more.Vendar pa je briljanten fizik Stephen Hawking modernost obstaja še en vidik.Ampak to je že druga zgodba ...
