Gravity - zer da? grabitatearen. Lurraren grabitatearen

Gizakiak antzinatik inguratzen gaituen mundua nola pentsatu zenetik. Zergatik da belarra hazten da, zergatik eguzkia distira, zergatik ezin dugu hegan ... Azken honek, bide batez, beti batez jendeak interesa. Orain badakigu dena kausa - grabitatearen. Zer duzu, eta zergatik fenomeno hori hain garrantzitsua da unibertsoaren eskala, gaur berrikusten ari gara.

Prodrome

Ikertzaileak aurkitu masiboak gorputz guztiak bizi duten elkarrekiko erakarpen elkarri. Geroago konturatu nintzen, indar misteriotsu hori erakunde zeruko eta haien orbitak iraunkorra mugimendua eragiten du. grabitazio formulatu jenio teoria bera Isaak Nyuton, horren hipotesiak Fisikaren garapena aurrez zehaztutako dute mende askotan etorri. Garatu eta jarraitu (nahiz erabat beste norabide batean) da zientzialari Albert Einstein - Azken mendean adimenak handienetako bat.

Mendeetan zehar, zientzialariek behatu erakarpena, ulertzeko eta neurtzeko egiten ari baitira. Azkenik, gizateriaren zerbitzura jarri du azken hamarkadetan (zentzu batean, noski), nahiz eta horrelako gauza bat grabitatearen gisa. Zer da, zer Aztertutako terminoa zientzia modernoan definizioa da?

definizio zientifikoa

Antzinako filosofo idatzietan aztertu ezkero, posible da jakiteko duten latinezko "gravitas du" "pisua na", "erakarpen" esan nahi du. Gaurkoan zientzialariak gorputz material arteko elkarrekintza unibertsala eta etengabea deitu. indar hori nahiko ahula bada, eta da baliozko diren baino askoz motelagoa mugitzen diren objektuak soilik argiaren abiadura, Newton-en teoria haiek aplikatu da. Hala ez bada kasua, Einstein aurkikuntzak erabili behar duzu.

Hasieratik: Gaur egun, grabitatearen izaera ez da erabat printzipioz ulertu. Zer den, oraindik ez dugu guztiz presente.

Newton eta Einsteinen teoriak

Isaaka Nyutona irakaskuntza klasiko arabera, gorputz guztiak dira elkarren indar bat zuzenean bere masa proportzionala beste erakarrita alderantziz distantzia haien artean dago plazan proportzionala. Einstein erreklamatu zurubi denboran eta espazioan kasuan erakutsitako objektuen arteko grabitatearen (espazioa kurbadura bat baino ez da posible substantzia bat dauka bada).

Ideia hau oso sakona izan zen, baina azken ikerketak erakutsi azaltzea batzuk. Gaur, uste da grabitatearen duten espazio bakarra espazioan desitxuratzen: denbora motelduko eta are gelditu, baina errealitatea materia aldi baterako teoria baten forma aldatzen ari da ez da baieztatu. Hori dela eta, klasikoa Einstein ekuazioa ere ez da kasualitate bat area materia eraginik jarraituko du eta, ondorioz, eremu magnetiko ematen.

Gehiago grabitatearen (grabitatearen) legea, adierazpen matematiko horietatik denbora Newton bezalako jabe da ezagutzen dugun:

\ [F = γ \ frac [-1.2] {N_1 m_2} {r ^ 2} \]

Under ulertu γ grabitazio konstantea (G sinbolo batzuetan erabiltzen), balio horietatik 6,67545 × 10-11 m³ / (kg · s²) berdina da.

oinarrizko partikulak arteko elkarrekintza

inguruetan konplexutasuna sinestezina handi oinarrizko partikulak kopurua infinitua lotutako. Horien artean, maila horietako zein baino ezin dugu asmatu hainbat elkarrekintzak ere badaude. Hala ere, elkarren partikula oinarrizko elkarrekintzak mota guztietako datoz nabarmen beren indarrean.

gehien indarrak ezagun guztien indartsu batu elkarrekin nukleo atomikoa osagaiak. Horiek bereizteko, energia kopuru benetan kolosala igaro behar duzu. elektroiak den bezala, eta "lotu" kernel arruntaren elektromagnetikoak elkarrekintza soilik. gelditzeko, batzuetan ohikoena erreakzio kimiko baten ondorioz agertzen den energia baizik. Gravity da (zer den, badakigu) atomo eta partikula subatomiko bertsioan elkarrekintza mota errazena da.

Kasu honetan grabitazio eremua hain da ahula da zaila imajinatzea dela. Bitxia bada, baina erakunde zeruko mugimenduak, eta horren pisua batzuetan ezinezkoa, imajinatzea "jarraitu" dutela. Hori guztia dela batez ere, objektu fisiko handiak kasuan nabarmenagoa bi grabitatearen ezaugarriak esker:

• indarrean atomikoa grabitazio bezala tira nabarmen gehiago objektuaren urrun. Honela, Lurraren grabitatearen bere eremuan mantentzen da, nahiz eta ilargia, eta antzeko Jupiterren orbitan indar anitz sateliteak erraz onartzen du, eta bakoitzak masa lurra parekoa da!
• Horrez gain, beti objektuak, distantzia arteko erakarpena bermatzen du, indar honek abiadura baxuetan ahuldu da.

gehiago edo gutxiago koherente grabitatearen teoria bat eratzea nahiko berria da, eta planeta eta beste zeruko gorputzak mozioa behaketa mende baten ondorioz da. Zeregin nabarmen errazagoa izan ere direla hutsean, non ez dago, besterik gabe, beste posible elkarrekintzak ere mugituz. Galileo eta Keplerren - bi denboraren astronomo nabarmenak, bere behaketak baliotsuena lagundu dute aurkikuntza berriak egiteko bide horretan laguntzeko.

Baina soilik Isaak Nyuton handia grabitatearen lehen teoria ezarri eta adierazi mapping matematiko gai izan zen. grabitazio lehen legea, mapping matematiko horrek batez ematen da, dudarik gabe.

Newton-en ondorioak, eta bere aurrekoek batzuk

inguratzen gaituen mundua dauden beste fenomeno fisikoak ez bezala, grabitatearen manifestuak bera beti eta nonahi. ulertu behar da epe "zero grabitatearen", hau da, sarritan sasi-zientifikoak zirkuluak aurkitu duten, ez da zuzena: nahiz espazioan weightlessness ez du esan nahi pertsona edo espazio bat ez da baliozko objektuaren masiboa erakartzea.

Horrez gain, erakunde material guztia pisu jakin bat, eta hori izan zen horietako aplikatuko indarrean baten forma adierazten da, eta erakusketa hau dela eta ekoiztu bizkortzea dute.

Horrela, grabitazio indar objektuen masa proportzionala. Zenbakiaren, dute adieraz daiteke, bi gorputzen masa produktua jasotzen. Indar hau objektuen arteko distantzia plazan zorrozki alderantzizko menpekotasuna obeditzen. beste elkarrekintza guztiak oso ezberdina da bi erakundeen arteko distantziaren arabera.

Mass teoriaren ardatz gisa

objektuen matrizea puntu batez polemikoa eta horren inguruan eraiki da grabitazio eta Einsteinen Erlatibitatearen osoan teoria moderno bihurtu zen. bigarrena gogoratu baduzu Newton-en legea, orduan badakigu pisu hori derrigorrezko edozein material fisiko gorputzaren ezaugarri bat da. nola objektuaren egingo ari indarrak jasaten kasuan jokatu, bere jatorria edozein dela erakusten du.

(Newton arabera) kanpoko indar bat azeleratu jasan gorputz guztia zenetik, hots, masa zehazten azelerazio hau nola big da. Demagun adibide bat argiagoa. Imajinatu scooter bat eta autobus: haiei aplikatzen bada zehazki efektu bera, denbora desorekatua dagoen abiadura ezberdinetan iritsi ziren. Hori guztia grabitazio teoria azaldu.

Zer da masa eta grabitate-harremana?

grabitatearen buruz hitz egin dugu, bada, fenomeno honen masa bertan jokatzen du botere eta objektuaren bizkortzea aldean guztiz kontrakoa rola du. Hori erakarpen iturri nagusia da. zein hirugarren objektu bat da, hau da lehen bi distantzia berdinetan kokatzen erakartzen dute bi gorputzak eta indarra begirada bat hartu duzu bada, orduan indar erlazioa lehen bi objektuen masa erlazioa berdina da. Horrela, indar erakargarria zuzenean gorputzaren pisua proportzionala.

Hirugarren Newton-en legea kontuan hartuta, posible da ziur zehazki esaten du gauza bera egiteko. Grabitazio indar bertan erakarpen iturburu batetik distantzia berera dauden bota bi erakundeen jarduten, zuzenean datuak objektuen masa araberakoa da. Eguneroko bizitzan power dituen gorputza da planetaren azalera erakarri, bere izenburua buruz hitz egiten ari gara.

Demagun laburbildu digu. Horrela, masa estuki botere eta azelerazio batera lotuta dago. Aldi berean indarrean duten gorputzaren egingo erakarpena jardun zehazten du.

gorputzen azelerazioa Ezaugarriak grabitazio eremu batean

Harrigarria dualtasun Hori dela grabitazio azelerazioa arloko berean oso desberdinak objektu berdina izango da. Demagun bi gorputz dugula. Esleitu z masa horietako bat, eta beste - Z. Biak objektuak lurrera, eta bertan erortzen libreki bota dira.

erakarpen indar-erlazioa zehazten den bezala? matematiko formula sinple bat erakusten du - z / Z. Hori besterik azelerazioa grabitatearen ondorioz berdinak izango gisa jasoko dute. Besterik gabe jarri, azelerazioa gorputza grabitazio eremu batean dago, ez du bere propietate araberakoa izango da.

Zer deskribatu zehazten kasuan azelerazioa?

bakarra araberakoa da (!) eremu hori, baita euren espaziala jarrera sortzen duten objektuak pisua Of. masa eta azelerazioa desberdina gorpuak berdina rola bikoitza grabitazio eremu batean dago jada nahiko denbora luzez irekita. "Baliokidetza printzipio": fenomeno hauek ondoko titulua izan. Epe hau azpimarratzen berriro azelerazio eta inertzia askotan baliokidea (neurri batean, noski) ere.

G balioa garrantzia

Gogoratzen eskola fisika Jakina dugu, grabitatearen azelerazioa gure planeta (Lurraren grabitatearen) azalera at 10 m / sek.² da (jakina 9,8, baina balio hau kalkulua errazteko erabiltzen da). Beraz, ez kontu airearen erresistentzia hartuta (intzidentzia distantzia labur batean altuera nabarmen bat at), ondoren, lortutako eragina gorputzean 10 m / s bizkortzea gehikuntza bat hartzen denean. Bigarren behin. Adibidez, etxeko bigarren solairuan jaitsi, bere misioa amaieran liburu bat egon 30-40 m / s abiaduran mugitzen dira. Besterik gabe jarri, 10 m / s - hau "speed" Earth barruan grabitatearen da.

fisika literaturan grabitatearen azelerazioa adierazten da «g» letra. Lurraren forma neurri bat gehiago mandarina bat baloia baino bezalakoa denez, kantitate honen balioa ez da bere arlo guztietan berdina da. Horrela, aurreko azelerazioa zutoinak, eta mendien gailur altuak dauden txikiago bihurtzen da.

Nahiz eta meatzaritza industrian rol txiki ez grabitatearen jotzen. hau fisika fenomeno batzuetan denbora asko aurrezten. Beraz, geologo bereziki g definizioa primeran zehatza interesa, aukera ematen du aparteko zehaztasun esploratzeko delako eta mineral gordailuak aurkitzeko. Bide batez, itxura grabitatearen formula bertan balio digu ustez papera jokatzen bezala? Hemen da:

F = G x M1xM2 / R2

Arreta! Kasu honetan, grabitatearen formula G «grabitazio konstante", balio horietatik ditugu dagoeneko arestiko dakar.

Garai hartan, Newton batez adierazia printzipio formulatu. ezagutzen zuen, eta batasun eta unibertsaltasunaren grabitazio indarra, baina fenomenoaren alderdi guztiak ezin izan zuen deskribatzeko. honor That Alberta Eynshteyna, nor zen baliokidetza-printzipioa azaltzeko gai jaitsi. gizadiaren Hori bere egungo espazio-denbora continuum izaera ulertzeko zor dio.

Erlatibitatearen Teoria, Alberta Eynshteyna lan

Isaaka Nyutona garai batean uste abiapuntua dela zenbait gogorra "barrak", horrek instalatutako gorputzaren posizioa espaziala koordinatu sistema formularioa irudikatzen daiteke. Aldi berean zegoen bere gain hartu duten begirale guztiak, koordenadak horiek kontuan izan izango denbora tarte berean egon. Urte haietan, egoera hau jotzen zen oso nabarmena saiakera ez dela desafio edo gehitu egin zen. Hau ulergarria da, baita gure planetaren mugak Arau honetan desbideratzen no no.

Einstein frogatu neurketa zehaztasuna benetan esanguratsua izango litzateke hipotetiko erlojuaren abiadura argi baino askoz motelagoa mugituz gero. Besterik gabe jarri, bada behatzaile batek argiaren abiadura baino motelago mugitzen, bi gertaera jarraituko du, berarentzat gertatuko dira, aldi berean. Ondorioz, bigarren behatzaile for? bertan tasa da ekitaldirik bera edo gehiago une desberdinetan gerta daiteke.

Baina grabitatearen Erlatibitatearen teoria lotuta dago? Demagun alea ireki xehetasunez digu.

Erlatibitatearen eta grabitazio indarrak teoriaren arteko konexioa

Azken urteotan, aurkikuntza kopuru handi bat egin du partikula subatomiko eremuan. geroz convicción duten azken partikula, zein haratago gure mundua ezin dira xehatu aurkitzeko buruz ari gara. gehiago insistent beharra txiki-txiki "adreilu" gure unibertso dira izan diren azken mendean aurkitu, eta are lehenago oinarrizko indarrak zehazki nola eragiteko jakin bihurtzen da. Bereziki minduta oso grabitatearen izaera ez du oraindik azaldu dira.

Horregatik, Einstein, ezarri duten "ezintasuna" Aztertutako eremu batean Newton klasikoa mekanika, ikertzaileek aurrez lortutako datuak planteatzea osoa bideratuta ondoren. Modu askotan, berrikuspena jasan du, larritasuna. Zer da partikula subatomiko mailan da? Ba al du gutxienez harrigarria hau multi-dimentsioko munduan balio batzuk izan zen?

konponbide sinple bat?

Hasieran, asko pentsatu du desadostasun Newton-en grabitazio eta erlatibitatearen teoria hori azaldu daiteke nahiko besterik gabe, elektrodinamika batetik analogia bat. posible izango litzateke grabitazio eremu hori eremu magnetiko bat, eta horren ondoren, posible da "bitartekari" bat erakunde zeruko elkarrekintzak ere aldarrikatu, zahar eta teoria berrien inkoherentzia askotan azaltzen bezala hedatzen bereganatzeko. Izan ere, orduan kontuan hartu litzateke indarren hedapena abiadura erlatiboa ziren nabarmen txikiagoa argia. lotuak grabitatearen eta denbora geroztik?

Printzipioz, Einstein bere buruari ia lortu erlatibista teoria bat eraikitzeko dago aldiz, hala nola oinarritzen da, hori da gauza bakar bat galarazi bere asmoa. Garai hartako zientzialari bat ere ez zuen horrek asko lagundu ahal izan du "abiadura" grabitatearen zehazteko guztietan inolako informaziorik. Baina bada masa handiak mugimendua lotutako informazio asko zegoen. Dakizuenez, egin besterik ez dute bat grabitazio eremuak indartsu iturri aitortzen da.

abiadura handiko asko eragina gorputzaren pisua, eta honek abiadura eta potentzia elkarrekintza antzekoa modurik ez dago. abiadura handiagoa, orduan eta gorputzaren pisua. Arazoa da azken hori automatikoki light edo handiagoa abiadura mugimenduaren kasuan amaigabea bihurtuko litzateke. Beraz Einstein ondorioztatu ez dagoela grabitatearen ez, eta tensor eremu askoz ere aldagai erabili behar deskribatzeko.

Bere jarraitzaileek ondorioztatu zen grabitatearen eta ia ez lotuta. Izan ere, oso tensor eremu hori ezin espazioa jarduteko, baina oraingoan ere ez eragina. Hala ere, bikain fisikari Stephen Hawking modernitatea dute beste ikuspuntu bat. Baina hori beste istorio bat da ...