admin 
Legenda pasakoja, kad Izaokas Newtonas turėjo įkvėpimo momentą, kuris sukels jo sunkio teoriją, kai šiltą popietę jis pamatė obuolį kritimą nuo medžio ir susimąstė, kodėl jis turėtų kristi žemyn. (Kai kuriose istorijos versijose „Apple“ krinta ir smogia vargšui Niutone ant galvos.) Jis pavadino savo naują hipotezę lotynų kalba Gravitasuž „svorį“. Pasaka apie Niutono sumuštą Nogginą gali būti apokrifinis, tačiau jo susidomėjimas tuo, kas verčia viską judėti, ir ypač tai, kas juos verčia juos verčia kritimas– buvo labai tikras. Niutonas buvo grįžęs namo pasilikti, kai jo universitetas uždarytas dėl buboninio maro mušimo, ir jis ieškojo kažko, kas užimtų savo protą. 1665 m. Jis rado jį, „Apple“ arba „Apple“.
Niutonas, vienas didžiausių pasaulyje matematinių protų, prireikė Niutono, ir, be abejo, 20 metų, kad jo mintys apie sunkumą būtų išsakytas, kad jo pasitenkinimas būtų susijęs. Didžiausia jo problema? Klausimas, ar Žemės gravitacinė įtaka gali išplėsti iki mėnulio.
Po dviejų šimtų metų skaičiavimai, kurie žmoniją nuvežė į Mėnulį, buvo pagrįsti Newtono mechaniku. Bet kaip gravitacija pirmiausia veikia? Ką Niutonas suprato, kad tai buvo tokia revoliucija?
Gravitacija: pagrindai
Ar kas nors gali tik … paaiškinti Gravitacija man?
Pradėkime nuo apibrėžimo. Gravitacija arba gravitacinė trauka yra masės polinkis susirinkti link savęs, dreifuojant net dideliais atstumais dėl kreivumo erdvės metu. Ši tendencija leidžia formuoti žvaigždes, planetas, galaktikas ir juodas skylutes.
Stovėdama ant Žemės paviršiaus, planetos masė sukuria gravitacinę jėgą, kurios pakaks bet kokiam objektui žemyn (link planetos šerdies arba statmena planetos paviršiui) esant 9,8 m/s² – tai yra, an, an, tai yra, an, tai yra, tai yra, tai yra, tai yra, tai yra, tai yra papildomas 9,8 metro per sekundę, kiekvieną sekundę. Viskas patiria tą patį sunkio kiekį, bet jei paimsite plaktuką vienoje rankoje, o kitoje – plunksna ir numesite jas tuo pačiu metu, plaktukas pirmiausia atsitrenks į žemę. Kodėl? Vilkite (oro pasipriešinimas) prieštarauja pagreičiui dėl gravitacijos. Vakuume, pavyzdžiui, Mėnulyje, abu objektai tuo pačiu metu atsitrenks į žemę.
Kaip veikia gravitacija?
Gravitacija taiko veiksmingą abipusio potraukio jėgą daiktams, turintiems inercinę masę, įskaitant fizines medžiagas ir fotonus. Gravitacijos jėga per erdvę perduodama šviesos greičiu, o tai sukuria bangos frontus, kuriuos galime aptikti su specialia įranga, pavyzdžiui, „Ligo“ gravitacinių bangų detektoriais.
Klasikinėje (arba „Niutono“) mechanikoje, apibūdinančioje makroskopinių objektų judėjimą (ty daiktus, didesnius nei atomas, pavyzdžiui, planetos), gravitacija kartais vadinama a centrinė jėga. Centrinė jėga nukreipta į tašką arba iš jo, vadinamą jėgos centras. Gravitacija, elektrinis krūvis ir magnetizmas yra trys centrinių jėgų pavyzdžiai. Elektromagnetinės energijos centrai, spinduliuojantys į vidų arba išorę, yra žinomi kaip stulpai.
Niutonas naudojo matematinį požiūrį į sunkumą, nepanašų į „Coulomb“ su elektrostatika, o laukas, kuris nukrenta kaip atvirkštinė atstumo tarp dviejų objektų kvadratas. Žvelgiant į tai, gravitacinė jėga taške gali būti išreikšta kaip vektorius, kurio dydis ir kryptis.
Kaip gravitacija perduodama?
Christianas Huygensas, Izaoko Newtono amžininkas, atrado, kad šviesa turi energijos. Tai rodo, kad jėga nešantis gravitoną kaip akivaizdžią teorinę paralelę fotonui. Bet kur fotonai yra elektromagnetinio lauko jėgos nešiklis, reliatyvumas renkasi gravitaciją kaip atsirandančią inercinės masės erdvėlaikio pasekmę. Užuot reikalaujant jėgos nešiklio, pagal bendrą reliatyvumą, tai, kas, mūsų manymu, yra gravitacija, labiau primena „nuokalnės“ idėją.
Masyvūs ar daug energijos vartojantys objektai deformuoja erdvės laiko tinklą, tempdami jį link savęs ir sukuriant gravitacinį įtakos lauką arba „gravitacijos šulinį“, iš kurio gali būti sunku ištrūkti.
Centrinės jėgos
Kai materija renkama vienoje vietoje, jis sudaro a CENTRAS Mišios iš kurio tęsiasi jo vidinis gravitacinės įtakos laukas. Dviejų objektų traukos jėga krinta, nes atstumas didėja nuo masės centro.
Objektai, veikiami gravitacinio lauko, judės link lauko centro gravitacija. Kartais, kaip ir Saulė ir Jupiteris, jų abipusis sunkio ar barycenterio centras yra šiek tiek už vieno iš kūnų; Jupiteris yra pakankamai didelis, kad ji tempia saulę mažu ratu, šiek tiek sutelktas už saulės spindulio, nes Jupiteris gamina kiekvieną orbitą.
Žemėje turime gerai kovoti su savo sunkumu, kai paleidžiame raketas ir erdvėlaivį; Jei raketa nėra pakankamai galinga, kad gerai išvengtų jos gravitacijos, ji grįš į Žemę. Kai materija tampa vis tankesnė, tas poveikis tampa ryškesnis. Juodosios skylės sukuria taip giliai, kad aplink juodas skylutes yra slenkstis, vadinama įvykio horizontu, erdvėje esančioje riboje, žyminčioje negrįžimo tašką. Niekas renginio viduje horizonte negali ištrūkti iš juodosios skylės. Iš tikrųjų manoma, kad vienintelis dalykas, kuris gali visada Pabėgti juodosios skylės sunkumas yra virtualių dalelių, vadinamų „Hawking“ spinduliuote, frissonas, išmestas taip dažnai, kai suderinta subatominė simetrija.
Sakralinė geometrija
Senovės Graikijos astronomai pastebėjo, kad planetos kartais juda retrogradoje per dangų, atgal, atsižvelgiant į jų įprastas orbitas. Tai įžeidė kai kurių astronomų jausmą KosmosasVisatos tvarka. Visatoje, kurią puikiai užsakė jų dievų rankos, buvo mažai vietos neracionaliems skaičiams ar ekscentriškoms orbitoms.
Mėgindami suderinti savo geocentrinius modelius su empiriniais stebėjimais, jie pasiūlė epiciklų idėją: sudėtingas orbitas, kurios nebuvo nei apskrito, nei elipsės, planetos šoko aplink Žemę keliais, kurie atrodo kaip geometriniai nėriniai.
Geocentriniai modeliai ėmėsi raukšlėtų orbitų, kad paaiškintų akivaizdų planetų judesį per dangų.
Kreditas: viešoji sritis
Geocentrizmas karaliavo neginčijamas daugiau nei du tūkstančius metų. Nepaisant pakartotinio Heliocentrinės saulės sistemos per tūkstantmečius pasiūlymą, kurį mokslininkai gerbia kaip Leonardo da Vinci, heliocentrizmas nebuvo rimtai vertinamas iki viduramžių eros. Tačiau 1500 -aisiais mokslinis sutarimas pradėjo keistis. Nicolaus Copernicus sukūrė heliocentrinį modelį, remdamasis savo argumentu su astronominiais pastebėjimais, ir prognozes, kurios patvirtins jo modelį teisingu ar negaliojančiu. Galileo Galilei, naudodamas naujai išrastą refrakcinį teleskopą, padarė ir paskelbė pastebėjimus, rodančius, kad Veneros planeta perėjo per fazes, kaip ir Mėnulį, ir kad Jupiteris buvo skriejantis dėl savo mėnulio.
Sferų muzika
Tada Johanesas Kepleris pateikė sprendimą retrogradinių planetų problemai, kuri būtų patenkinta net griežčiausiu Pitagoro. Net kai jų orbitai paimtų „netobulą“ elipsės formą, Kepleris parodė, kad planeta per tą patį laiką išpūtė vienodą geometrinę plotą, nesvarbu, kur ji gali būti elipse orbitoje, ir tai elipsė. Kepleris buvo labai tikintis „Musica Universalis“sferų muzika; Idėja, kad tarp planetų orbitų egzistavo negirdima matematinė harmonija „Mysterium Cosmographicum“.
Johanes Kepler lizdų platoniškos kietosios medžiagos, kaip pavaizduota
Kreditas: Johannesas Kepleris. Iš Keplerio „Mysterium Cosmographicum“, „Tiubingen 1596“, „Tabula III“: „Orbium Plantarum Dimensiones“ ir etantijos per „Quinque Regerica Corpora Geometrica“ eksponatas.
1687 m. Izaokas Newtonas išleido savo „Opus“, Filosophiæ natūralis Principia Mathematica (Lotynų kalba Matematiniai gamtos filosofijos principaibet daugelis meiliai tai vadina tiesiog Principija trumpai), kuris sujungė jo judesio dėsnius su nauja matematinė analizė – Calculus! -, tai galėtų atkartoti Keplerio empirinius planetų ir jų mėnulio pastebėjimus. Į PrincipijaNewtonas pasiūlė visuotinės gravitacijos įstatymą, kuris dabar laikosi jo vardo. Niutono universalios gravitacijos dėsnis teigia, kad bet kurie du kūnai, nesvarbu, kiek jie gali būti atskirti erdvėje, traukia jėga, proporcinga jų masei ir atvirkščiai proporcingai atstumo tarp jų kvadratui.
„Spooky veiksmas per atstumą“
Vis dėlto liko klausimas: Kaip Ar viena planeta galėtų paveikti kitą tokiu dideliu atstumu? Niutonas, savo žodžiais tariant, laikė veiksmą, „toks didelis absurdas, kad aš tikiu, kad nė vienas žmogus, neturintis filosofinių dalykų, turi kompetentingą mąstymo fakultetą, kuris kada nors gali į jį patekti“. Pažįstamas kaip su elektrostatiku, Niutono gravitacijos teorijai nereikėjo to, ką jis laikė egzotišku, nereikalingu perdavimo mechanizmu, kai atvirkštinio kvadrato įstatymas pakankamai gerai modeliavo gravitacinį patrauklumą.
Niutonas jokiu būdu nebuvo mokslinėje mažumoje veiksmo tema per atstumą. Kurdamas savo reliatyvumo teoriją, Albertas Einšteinas veikė remiantis tam tikromis eetherio teorijos prielaidomis. Einšteinas galiausiai atmestų kvantinio įsipainiojimo tarp dviejų dalelių sąvoką kaip Spukhafte Fernwirkungen (išversta kaip „šmaikštus veiksmas per atstumą“). Panašiai Niutonas ir kiti jo dienų manymu, turi būti perdavimo terpė, tokia kaip šviestuvo eteris, per kurį elektromagnetinės ar gravitacinės jėgos galėtų jėgas jėga patirti kosmose atskirtus kūnus.
Kvantinis gravitacija
Tai, ką Einšteinas žinojo, kad Niutonas nėra, yra tai, kad Visata yra persmelkta ne etericine medžiaga, pagaminta iš kažkokių molekulių, bet iš nematomų metmenų ir lauko linijų, kurios yra tokios jėgos, kaip gravitacija, perduodamos. Nereikalaujama, kad būtų sukurtas Maxwello elektromagnetizmo įstatymuose aprašytas poveikis ar gravitacija, kaip mes jį suprantame. Šiandien atrodo, kad gravitonas eis į eterį.
Giliausiame lygmenyje mūsų kosmosą reglamentuoja keturios pagrindinės jėgos ar esminės sąveikos: elektromagnetizmas ir gravitacija, kurių pasiekiamumas atrodo neribotas, ir silpnos ir stiprios branduolinės jėgos, ribojančios save mažiausiu mastu, vidiniu atomo darbu. Mes juos vadiname pagrindinėmis jėgomis, nes bandant atsakyti į tai, kaip erdvėlaivis veikia po gaubtu, atrodo, kad šios keturios jėgos nėra sumažintos iki paprastesnės sąveikos.
Žmogaus supratimas apie sunkumą vis dar turi tam tikrų problemų. Tarp jų pagrindinis yra sunkumas pritaikyti dabartinius modelius subatominei skalei ar ypač daug energijos, tokioms kaip juodosios skylės ar labai ankstyvoji visata.
Tobulėjant technologijoms, mokslininkų supratimas apie tai, kokie fizikos įstatymai leis išlikti srauto būsenoje. Kai susiliejimas, kuris turi įveikti Kulono barjerą, buvo egzotiška fikcija; Dabar tai inžinerinė problema. Tai gali būti tas pats, kai kvantinėje skalėje yra gravitacija ir kiti reiškiniai. Iki tol mes visi galime mėgautis vaizdu iš ten, kur stovime – milžinų pečiuose.
