Гравитация определение: Ничего не найдено для % request_words%

Содержание

определение. Сила гравитации. Гравитация Земли

Человечество издревле задумывалось о том, как устроен окружающий мир. Почему растет трава, почему светит Солнце, почему мы не можем летать… Последнее, кстати, всегда особенно интересовало людей. Сейчас мы знаем, что причина всему – гравитация. Что это такое, и почему данное явление настолько важно в масштабах Вселенной, мы сегодня и рассмотрим.

Вводная часть

Ученые выяснили, что все массивные тела испытывают взаимное притяжение друг к другу. Впоследствии оказалось, что эта таинственная сила обуславливает и движение небесных тел по их постоянным орбитам. Саму же теорию гравитации сформулировал гениальный Исаак Ньютон, чьи гипотезы предопределили развитие физики на много веков вперед. Развил и продолжил (хотя и в совершенно другом направлении) это учение Альберт Эйнштейн – один из величайших умов минувшего века.

На протяжении столетий ученые наблюдали за притяжением, пытались понять и измерить его. Наконец, в последние несколько десятилетий поставлено на службу человечеству (в определенном смысле, конечно же) даже такое явление, как гравитация. Что это такое, каково определение рассматриваемого термина в современной науке?

Научное определение

Если изучить труды древних мыслителей, то можно выяснить, что латинское слово «gravitas» означает «тяжесть», «притяжение». Сегодня ученые так называют универсальное и постоянное взаимодействие между материальными телами. Если эта сила сравнительно слабая и действует только на объекты, которые движутся значительно медленнее скорости света, то к ним применима теория Ньютона. Если же дело обстоит наоборот, следует пользоваться эйнштейновскими выводами.

Сразу оговоримся: в настоящее время сама природа гравитации до конца не изучена в принципе. Что это такое, мы все еще полностью не представляем.

Теории Ньютона и Эйнштейна

Согласно классическому учению Исаака Ньютона, все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массе, обратно пропорциональной квадрату того расстояния, которое пролегает между ними. Эйнштейн же утверждал, что тяготение между объектами проявляется в случае искривления пространства и времени (а кривизна пространства возможна только в том случае, если в нем имеется материя). 2} \]

Под γ понимается гравитационная постоянная (иногда используется символ G), значение которой равно 6,67545×10−11 м³/(кг·с²).

Взаимодействие между элементарными частицами

Невероятная сложность окружающего нас пространства во многом связана с бесконечным множеством элементарных частиц. Между ними также существуют различные взаимодействия на тех уровнях, о которых мы можем только догадываться. Впрочем, все виды взаимодействия элементарных частиц между собой значительно различаются по своей силе.

Самые мощные из всех известных нам сил связывают между собой компоненты атомного ядра. Чтобы разъединить их, нужно потратить поистине колоссальное количество энергии. Что же касается электронов, то они «привязаны» к ядру только лишь обыкновенным электромагнитным взаимодействием. Чтобы его прекратить, порой достаточно той энергии, которая появляется в результате самой обычной химической реакции. Гравитация (что это такое, вы уже знаете) в варианте атомов и субатомных частиц является наиболее легкой разновидностью взаимодействия.

Гравитационное поле в этом случае настолько слабо, что его трудно себе представить. Как ни странно, но за движением небесных тел, чью массу порой невозможно себе вообразить, «следят» именно они. Все это возможно благодаря двум особенностям тяготения, которые особенно ярко проявляются в случае больших физических тел:

  • В отличие от атомных сил гравитационное притяжение более ощутимо на удалении от объекта. Так, гравитация Земли удерживает в своем поле даже Луну, а аналогичная сила Юпитера с легкостью поддерживает орбиты сразу нескольких спутников, масса каждого из которых вполне сопоставима с земной!
  • Кроме того, оно всегда обеспечивает притяжение между объектами, причем с расстоянием эта сила ослабевает с небольшой скоростью.

Формирование более-менее стройной теории гравитации произошло сравнительно недавно, и именно по результатам многовековых наблюдений за движением планет и прочими небесными телами. Задача существенно облегчалась тем, что все они движутся в вакууме, где просто нет других вероятных взаимодействий. Галилей и Кеплер – два выдающихся астронома того времени, своими ценнейшими наблюдениями помогли подготовить почву для новых открытий.

Но только великий Исаак Ньютон смог создать первую теорию гравитации и выразить ее в математическом отображении. Это был первый закон гравитации, математическое отображение которого представлено выше.

Выводы Ньютона и некоторых его предшественников

В отличие от прочих физических явлений, которые существуют в окружающем нас мире, гравитация проявляется всегда и везде. Нужно понимать, что термин «нулевая гравитация», который нередко встречается в околонаучных кругах, крайне некорректен: даже невесомость в космосе не означает, что на человека или космический корабль не действует притяжение какого-то массивного объекта.

Кроме того, все материальные тела обладают некой массой, выражающейся в виде силы, которая к ним была приложена, и ускорения, полученного за счет этого воздействия.

Таким образом, силы гравитации пропорциональны массе объектов. В числовом отношении их можно выразить, получив произведение масс обоих рассматриваемых тел. Данная сила строго подчиняется обратной зависимости от квадрата расстояния между объектами. Все прочие взаимодействия совершенно иначе зависят от расстояний между двумя телами.

Масса как краеугольный камень теории

Масса объектов стала особым спорным пунктом, вокруг которого выстроена вся современная теория гравитации и относительности Эйнштейна. Если вы помните Второй закон Ньютона, то наверняка знаете о том, что масса является обязательной характеристикой любого физического материального тела. Она показывает, как будет вести себя объект в случае применения к нему силы вне зависимости от ее происхождения.

Так как все тела (согласно Ньютону) при воздействии на них внешней силы ускоряются, именно масса определяет, насколько большим будет это ускорение. Рассмотрим более понятный пример. Представьте себе самокат и автобус: если прикладывать к ним совершенно одинаковую силу, то они достигнут разной скорости за неодинаковое время. Все это объясняет именно теория гравитации.

Каково взаимоотношение массы и притяжения?

Если говорить о тяготении, то масса в этом явлении играет роль совершенно противоположную той, которую она играет в отношении силы и ускорения объекта. Именно она является первоисточником самого притяжения. Если вы возьмете два тела и посмотрите, с какой силой они притягивают третий объект, который расположен на равных расстояниях от первых двух, то отношение всех сил будет равно отношению масс первых двух объектов. Таким образом, сила притяжения прямо пропорциональна массе тела.

Если рассмотреть Третий закон Ньютона, то можно убедиться, что он говорит точно о том же. Сила гравитации, которая действует на два тела, расположенных на равном расстоянии от источника притяжения, прямо зависит от массы данных объектов. В повседневной жизни мы говорим о силе, с которой тело притягивается к поверхности планеты, как о его весе.

Подведем некоторые итоги. Итак, масса тесно связана с силой и ускорением. В то же время именно она определяет ту силу, с которой будет действовать на тело притяжение.

Особенности ускорения тел в гравитационном поле

Эта удивительная двойственность является причиной того, что в одинаковом гравитационном поле ускорение совершенно различных объектов будет равным. Предположим, что у нас есть два тела. Присвоим одному из них массу z, а другому – Z. Оба объекта сброшены на землю, куда свободно падают.

Как определяется отношение сил притяжения? Его показывает простейшая математическая формула – z/Z. Вот только ускорение, получаемое ими в результате действия силы притяжения, будет абсолютно одинаковым. Проще говоря, ускорение, которое тело имеет в гравитационном поле, никак не зависит от его свойств.

От чего зависит ускорение в описанном случае

Оно зависит только (!) от массы объектов, которые и создают это поле, а также от их пространственного положения. Двойственная роль массы и равное ускорение различных тел в гравитационном поле открыты уже относительно давно. Эти явления получили следующее название: «Принцип эквивалентности». Указанный термин еще раз подчеркивает, что ускорение и инерция зачастую эквивалентны (в известной мере, конечно же).

О важности величины G

Из школьного курса физики мы помним, что ускорение свободного падения на поверхности нашей планеты (гравитация Земли) равно 10 м/сек.² (9,8 разумеется, но для простоты расчетов используется это значение). Таким образом, если не принимать в расчет сопротивление воздуха (на существенной высоте при небольшом расстоянии падения), то получится эффект, когда тело приобретает приращение ускорения в 10 м/сек. ежесекундно. Так, книга, которая упала со второго этажа дома, к концу своего полета будет двигаться со скоростью 30-40 м/сек. Проще говоря, 10 м/с – это «скорость» гравитации в пределах Земли.

Ускорение свободного падения в физической литературе обозначается буквой «g». Так как форма Земли в известной степени больше напоминает мандарин, чем шар, значение этой величины далеко не во всех ее областях оказывается одинаковым. Так, у полюсов ускорение выше, а на вершинах высоких гор оно становится меньше.

Даже в добывающей промышленности не последнюю роль играет именно гравитация. Физика этого явления порой позволяет сэкономить много времени. Так, геологи особенно заинтересованы в идеально точном определении g, поскольку это позволяет с исключительной точностью производить разведку и нахождение залежей полезных ископаемых. Кстати, а как выглядит формула гравитации, в которой рассмотренная нами величина играет не последнюю роль? Вот она:

F=G x M1xM2/R2

Обратите внимание! В этом случае формула гравитации подразумевает под G «гравитационную постоянную», значение которой мы уже приводили выше.

В свое время Ньютон сформулировал вышеизложенные принципы. Он прекрасно понимал и единство, и всеобщность силы тяготения, но все аспекты этого явления он описать не мог. Эта честь выпала на долю Альберта Эйнштейна, который смог объяснить также принцип эквивалентности. Именно ему человечество обязано современным пониманием самой природы пространственно-временного континуума.

Теория относительности, работы Альберта Эйнштейна

Во времена Исаака Ньютона считалось, что точки отсчета можно представить в виде каких-то жестких «стержней», при помощи которых устанавливается положение тела в пространственной системе координат. Одновременно предполагалось, что все наблюдатели, которые отмечают эти координаты, будут находиться в едином временном пространстве. В те годы это положение считалось настолько очевидным, что не делалось никаких попыток его оспорить или дополнить. И это понятно, ведь в пределах нашей планеты никаких отклонений в данном правиле нет.

Эйнштейн доказал, что точность измерения окажется действительно значимой, если гипотетические часы движутся значительно медленнее скорости света. Проще говоря, если один наблюдатель, движущийся медленнее скорости света, будет следить за двумя событиями, то они произойдут для него единовременно. Соответственно, для второго наблюдателя? скорость которого такая же или больше, события могут происходить в различное время.

Но как сила гравитации связана с теорией относительности? Раскроем этот вопрос подробно.

Связь между теорией относительности и гравитационными силами

В последние годы сделано огромное количество открытий в области субатомных частиц. Крепнет убеждение, что мы вот-вот найдем окончательную частицу, дальше которой наш мир дробиться не может. Тем настойчивее становится потребность узнать, как именно влияют на мельчайшие «кирпичики» нашего мироздания те фундаментальные силы, которые были открыты еще в прошлом веке, а то и раньше. Особенно обидно, что сама природа гравитации до сих пор не объяснена.

Именно поэтому после Эйнштейна, который установил «недееспособность» классической механики Ньютона в рассматриваемой области, исследователи сосредоточились на полном переосмыслении полученных ранее данных. Во многом пересмотру подверглась и сама гравитация. Что это такое на уровне субатомных частиц? Имеет ли она хоть какое-то значение в этом удивительном многомерном мире?

Простое решение

Сперва многие предполагали, что несоответствие тяготения Ньютона и теории относительности можно объяснить довольно просто, проведя аналогии из области электродинамики. Можно бы было предположить, что гравитационное поле распространяется наподобие магнитного, после чего его можно объявить «посредником» при взаимодействиях небесных тел, объяснив многие несоответствия старой и новой теории. Дело в том, что тогда бы относительные скорости распространения рассматриваемых сил оказались значительно ниже световой. Так как связаны гравитация и время?

В принципе, у самого Эйнштейна почти получилось построить релятивистскую теорию на основе именно таких взглядов, вот только одно обстоятельство помешало его намерению. Никто из ученых того времени не располагал вообще никакими сведениями, которые бы могли бы помочь определить «скорость» гравитации. Зато имелось немало информации, связанной с перемещениями больших масс. Как известно, они как раз-таки являлись общепризнанным источником возникновения мощных гравитационных полей.

Большие скорости сильно влияют на массы тел, и это ничуть не похоже на взаимодействие скорости и заряда. Чем скорость выше, тем больше масса тела. Проблема в том, что последнее значение автоматически бы стало бесконечным в случае движения со скоростью света или выше. А потому Эйнштейн заключил, что существует не гравитационное, а тензорное поле, для описания которого следует использовать намного больше переменных.

Его последователи пришли к выводу, что гравитация и время практически не связаны. Дело в том, что само это тензорное поле может действовать на пространство, но на время повлиять не в состоянии. Впрочем, у гениального физика современности Стивена Хокинга есть другая точка зрения. Но это уже совсем другая история…

Гравитационное взаимодействие – это… Что такое Гравитационное взаимодействие?

Гравита́ция (всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas — «тяжесть») — дальнодействующее фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все материальные тела. По современным данным, является универсальным взаимодействием в том смысле, что, в отличие от любых других сил, всем без исключения телам независимо от их массы придаёт одинаковое ускорение. Главным образом гравитация играет определяющую роль в космических масштабах. Термин гравитация используется также как название раздела физики, изучающего гравитационное взаимодействие. Наиболее успешной современной физической теорией в классической физике, описывающей гравитацию, является общая теория относительности, квантовая теория гравитационного взаимодействия пока не построена.

Гравитационное взаимодействие

Гравитационное взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается

законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния — то есть

.

Здесь G — гравитационная постоянная, равная примерно м³/(кг•с²). Знак минус означает, что сила, действующая на тело, всегда равна по направлению радиус-вектору, направленному на тело, то есть гравитационное взаимодействие приводит всегда к притяжению любых тел.

Закон всемирного тяготения — одно из приложений закона обратных квадратов, встречающегося так же и при изучении излучений (см. например, Давление света), и являющимся прямым следствием квадратичного увеличения площади сферы при увеличении радиуса, что приводит к квадратичному же уменьшению вклада любой единичной площади в площадь всей сферы.

Поле тяжести потенциально. Это значит, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и эта энергия не изменится после перемещения тел по замкнутому контуру. Потенциальность поля тяжести влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии и при изучении движения тел в поле тяжести часто существенно упрощает решение. В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является

дальнодействующим. Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал зависит только от положения тела в данный момент времени.

Большие космические объекты — планеты, звезды и галактики имеют огромную массу и, следовательно, создают значительные гравитационные поля.

Гравитация — слабейшее взаимодействие. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях и все массы положительны, это тем не менее очень важная сила во Вселенной. Для сравнения: полный электрический заряд этих тел ноль, так как вещество в целом электрически нейтрально.

Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие.

Из-за глобального характера гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной, и за элементарные астрономические явления — орбиты планет, и за простое притяжение к поверхности Земли и падения тел.

Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. В античные времена Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так — если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются одинаково.

Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени.

Небесная механика и некоторые её задачи

Раздел механики, изучающий движение тел в пустом пространстве только под действием гравитации называется небесной механикой.

Наиболее простой задачей небесной механики является гравитационное взаимодействие двух тел в пустом пространстве. Эта задача решается аналитически до конца; результат её решения часто формулируют в виде трёх законов Кеплера.

При увеличении количества взаимодействующих тел задача резко усложняется. Так, уже знаменитая задача трёх тел (то есть движение трёх тел с ненулевыми массами) не может быть решена аналитически в общем виде. При численном же решении, достаточно быстро наступает неустойчивость решений относительно начальных условий. В применении к Солнечной системе, эта неустойчивость не позволяет предсказать движение планет на масштабах, превышающих сотню миллионов лет.

В некоторых частных случаях удаётся найти приближённое решение. Наиболее важным является случай, когда масса одного тела существенно больше массы других тел (примеры: солнечная система и динамика колец Сатурна). В этом случае в первом приближении можно считать, что лёгкие тела не взаимодействуют друг с другом и движутся по кеплеровым траекториям вокруг массивного тела. Взаимодействия же между ними можно учитывать в рамках теории возмущений, и усреднять по времени. При этом могут возникать нетривиальные явления, такие как резонансы, аттракторы, хаотичность и т. д. Наглядный пример таких явлений — нетривиальная структура колец Сатурна.

Несмотря на попытки описать поведение системы из большого числа притягивающихся тел примерно одинаковой массы, сделать этого не удаётся из-за явления динамического хаоса.

Сильные гравитационные поля

В сильных гравитационных полях, при движении с релятивистскими скоростями, начинают проявляться эффекты общей теории относительности:

Гравитационное излучение

Одним из важных предсказаний ОТО является гравитационное излучение, наличие которого до сих пор не подтверждено прямыми наблюдениями. Однако, имеются косвенные наблюдательные свидетельства в пользу его существования, а именно: потери энергии в двойной системе с пульсаром PSR B1913+16 — пульсаром Халса-Тейлора — хорошо согласуются с моделью, в которой эта энергия уносится гравитационным излучением.

Гравитационное излучение могут генерировать только системы с переменным квадрупольным или более высокими мультипольными моментами, этот факт говорит о том, что гравитационное излучение большинства природных источников направленное, что существенно усложняет его обнаружение. Мощность гравитационного l-польного источника пропорциональна (v / c)2l + 2, если мультиполь имеет электрический тип, и (v / c)2l + 4 — если мультиполь магнитного типа [1], где v — характерная скорость движения источников в излучающей системе, а c — скорость света. Таким образом, доминирующим моментом будет квадрупольный момент электрического типа, а мощность соответствующего излучения равна:

где Qij — тензор квадрупольного момента распределения масс излучающей системы. Константа  (1/Вт) позволяет оценить порядок величины мощности излучения.

Начиная с 1969 года (эксперименты Вебера (англ.)) и до настоящего времени (февраль 2007) предпринимаются попытки прямого обнаружения гравитационного излучения. В США, Европе и Японии в настоящий момент существует несколько действующих наземных детекторов (GEO 600), а также проект космического гравитационного детектора [2] республики Татарстан.

Тонкие эффекты гравитации

Помимо классических эффектов гравитационного притяжения и замедления времени, общая теория относительности предсказывает существование других проявлений гравитации, которые в земных условиях весьма слабы и их обнаружение и экспериментальная проверка поэтому весьма затруднительны. До последнего времени преодоление этих трудностей представлялось за пределами возможностей экспериментаторов.

Среди них, в частности, можно назвать увлечение инерциальных систем отсчета (или эффект Лензе-Тирринга) и гравитомагнитное поле. В 2005 году автоматический аппарат НАСА Gravity Probe B провёл беспрецедентный по точности эксперимент по измерению этих эффектов вблизи Земли, но его полные результаты пока не опубликованы.

Квантовая теория гравитации

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена непротиворечивая перенормируемая квантовая теория. Впрочем, при низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами — калибровочными бозонами со спином 2.

Стандартные теории гравитации

Подробней см. статью Теории гравитации

В связи с тем, что квантовые эффекты гравитации чрезвычайно малы даже в самых экстремальных экспериментальных и наблюдательных условиях, до сих пор не существует их надёжных наблюдений. Теоретические оценки показывают, что в подавляющем большинстве случаев можно ограничиться классическим описанием гравитационного взаимодействия.

Существует современная каноническая[3] классическая теория гравитации — общая теория относительности, и множество уточняющих её гипотез и теорий различной степени разработанности, конкурирующих между собой (см. статью Альтернативные теории гравитации). Все эти теории дают очень похожие предсказания в рамках того приближения, в котором в настоящее время осуществляются экспериментальные тесты. Далее описаны несколько основных, наиболее хорошо разработанных или известных теорий гравитации.

Общая теория относительности

В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени. Таким образом, в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект, причём пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой римановой (точнее псевдо-римановой) геометрии. Гравитационное поле (обобщение ньютоновского гравитационного потенциала) иногда называемое также полем тяготения, в ОТО отождествляется с тензорным метрическим полем или метрикой четырехмерного пространства-времени, а напряженность гравитационного поля — с аффинной связностью пространства-времени, определяемой метрикой. Стандартной задачей ОТО является определение компонент метрического тензора, в совокупности задающих метрику пространства-времени, по известному распределению источников энергии-импульса в рассматриваемой системе четырехмерных координат. В свою очередь знание метрики позволяет рассчитывать движение пробных частиц, что эквивалентно знанию свойств поля тяготения в данной системе. В связи с тензорным характером уравнений ОТО, а также со стандартным фундаментальным обоснованием ее формулировки, считается, что гравитация также носит тензорный характер. Одним из следствий является то, что гравитационное излучение должно быть не ниже квадрупольного порядка. Известно, что в ОТО имеются затруднения с объяснением факта неинвариантности энергии гравитационного поля, поскольку данная энергия не описывается тензором. В классической ОТО также возникает проблема описания спин-орбитального взаимодействия. Считается, что существуют определенные проблемы с однозначностью результатов и обоснованием непротиворечивости. Однако экспериментально ОТО считается подтверждающейся до самого последнего времени. Кроме того, многие альтернативные эйнштейновскому, но стандартные для современной физики, подходы к формулировке теории гравитации приводят к результату, совпадающему с ОТО в низкоэнергетическом приближении, которое в основном и доступно экспериментальной проверке.

Теория Эйнштейна-Картана

Теория Эйнштейна-Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время кроме энергии-импульса также и спина объектов.[4] В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана-Картана. В результате от метрической теории переходят к аффинной теории пространства-времени. Результирующие уравнения для описания пространства-времени распадаются на два класса. Один из них аналогичен ОТО, с тем отличием, что в тензор кривизны включены компоненты с аффинным кручением. Второй класс уравнений задаёт связь тензора кручения и тензора спина материи и излучения. Получаемые поправки к ОТО настолько малы, что пока не видно даже гипотетических путей для их измерения.

Релятивистская теория гравитации

Релятивистская теория гравитации (РТГ) разрабатывается академиком Логуновым А. А. с группой сотрудников. [5] В ряде работ они утверждают, что РТГ имеет следующие отличия от ОТО[6] :

  • Гравитация есть не геометрическое поле, а реальное физическое силовое поле, описываемое тензором.
  • Гравитационные явления следует рассматривать в рамках плоского пространства Минковского, в котором однозначно выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Тогда движение тел в пространстве Минковского эквивалентно движению этих тел в эффективном римановом пространстве.
  • В тензорных уравнениях для определения метрики следует учитывать массу гравитона, а также использовать калибровочные условия, связанные с метрикой пространства Минковского. Это не позволяет уничтожить гравитационное поле даже локально выбором какой-то подходящей системы отсчёта.

Как и в ОТО, в РТГ под веществом понимаются все формы материи (включая и электромагнитное поле), за исключением самого гравитационного поля. Следствия из теории РТГ таковы: чёрных дыр как физических объектов, предсказываемых в ОТО, не существует; Вселенная плоская, однородная, изотропная, неподвижная и евклидовая.

C другой стороны, существуют не менее убедительные аргументы противников РТГ, сводящиеся к следующим положениям:

  • РТГ есть биметрическая теория, в случае безмассового гравитона эквивалентная так называемой полевой трактовке ОТО как надстройке над ненаблюдаемым пространством Минковского: «В релятивистской теории гравитации… фигурируют в точности те же лагранжианы…, которые приводят к уравнениям гравитационного поля»[7], «математическое содержание РТГ сводится к математическому содержанию ОТО (в полевой формулировке)» [8]. Этот аргумент в таком изложении, правда, по-видимому не учитывает возможных топологических различий между обычной моделью ОТО и такой моделью, или же, по крайней мере, маскирует их.
  • Случай массивного гравитона в РТГ не даёт правильного ньютоновского предела при переходе к массе равной 0, и, следовательно, бессмыслен.
  • Дополнительные уравнения РТГ представляют собой всего лишь координатные условия: «Весь набор уравнений РТГ в терминах метрики искривленного пространства-времени можно свести к уравнениям Эйнштейна плюс гармоническое координатное условие, столь успешно использовавшееся Фоком» [8].
  • Вышеприведённые следствия из РТГ являются лишь следствием неточностей: несуществование чёрных дыр — следствием невозможности покрыть одной координатной картой, эквивалентной пространству-времени Минковского, пространство-время сколлапсировавшего в чёрную дыру объекта; космологических предсказаний — следствием принятых координатных условий в сочетании с совершенно произвольным дополнительным допущением о вложенности световых конусов реального пространства в конусы пространства Минковского. (Как видим, этот аргумент явно противоречит первому, показывая расхождение РТГ и ОТО, которые вполне ощутимы; и, если оставить соображения, очевидно исходящие просто изнутри обычной логики ОТО, или суждения о произвольности постулатов, то решение о верности одного из этих подходов остается за экспериментом, если конечно не будет всё же доказана достаточно неочевидная их полная эквивалентность в области наблюдаемого).

Теория Бранса — Дикке

В скалярно-тензорных теориях, самой известной из которых является теория Бранса — Дикке (или Йордана — Бранса — Дикке), гравитационное поле как эффективная метрика пространства-времени определяется воздействием не только тензора энергии-импульса материи, как в ОТО, но и дополнительного гравитационного скалярного поля. Источником скалярного поля считается свёрнутый тензор энергии-импульса материи. Следовательно, скалярно-тензорные теории, как ОТО и РТГ, относятся к метрическим теориям, дающим объяснение гравитации, используя только геометрию пространства-времени и его метрические свойства. Наличие скалярного поля приводит к двум тензорным уравнениям для метрики. Теория Бранса — Дикке вследствие наличия скалярного поля может рассматриваться также как действующая в пятимерном многообразии, состоящем из пространства-времени и скалярного поля.[9]

Подобное имеет место и в РТГ, где второе тензорное уравнение вводится для учёта связи между неевклидовым пространством и пространством Минковского[10]. Благодаря наличию безразмерного подгоночного параметра в теории Йордана — Бранса — Дикке, появляется возможность выбрать его так, чтобы результаты теории совпадали с результатами гравитационных экспериментов.

Теории гравитации

Источники и примечания

  1. См. аналогии между слабым гравитационным полем и электромагнитным полем в статье гравитомагнетизм
  2. http://dulkyn.org.ru/ru/about. html
  3. Канонической эта теория является в том смысле, что она наиболее хорошо разработана и широко используется в современной небесной механике, астрофизике и космологии, причём количество надёжно установленных противоречащих ей экспериментальных результатов практически равно нулю.
  4. Иваненко Д. Д., Пронин П. И., Сарданашвили Г. А., Калибровочная теория гравитации. — М., Изд. МГУ, 1985.
  5. Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивистская теория гравитации. — М: Наука, 1989.
  6. Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Тензор энергии-импульса материи как источник гравитационного поля. — Теоретическая и математическая физика, 1997, Т. 110, Вып. 1, Стр. 5 — 24.
  7. Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. ТЯГОТЕНИЕ, ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕОРИИ. УФН, 1986, Т. 149, № 4, с. 695—707. С. 704.
  8. 1 2 Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Общая теория относительности верна! УФН, 1988, Т. 155, № 3, с. 517—527. С. 521, 524.
  9. Brans, C. H.; Dicke, R. H. (November 1 1961). «Mach’s Principle and a Relativistic Theory of Gravitation». Physical Review 124 (3): 925—935. DOI:10.1103/PhysRev.124.925. Retrieved on 2006-09-23.
  10. С ортодоксальной точки зрения это уравение представляет собой координатное условие, см. выше.

Литература

  • Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование, 1900—1915). М.: Наука, 1981. — 352c.
  • Визгин В. П. Единые теории в 1-й трети ХХ в. М.: Наука, 1985. — 304c.
  • Иваненко Д. Д., Сарданашвили Г. А. Гравитация, 3-е изд. М.:УРСС, 2008. – 200с.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Что такое гравитация и как она работает | NUR.KZ

Что такое гравитация: Freepick

Что такое гравитация и как она работает, узнаем еще в школе. Многие помнят историю о том, как яблоко оказалось на голове Ньютона, в результате чего ученый открыл закон всемирного тяготения. Однако явление гравитации не такое простое, как может показаться на первый взгляд.

Что такое гравитация и история ее открытия

Термин «гравитация» имеет латинское происхождение. Он произошел от слова gravitas, что означает ‘вес’. Также известно слово «гравитировать», которое описывает процесс, когда объекты притягиваются друг к другу. Именно эта сила удерживает нас на Земле, а саму планету удерживает в определенном пространстве Солнечной системы.

Какое дают определение гравитации? Это сила, притягивающая тела друг к другу. Все, что состоит из материи, то есть все, до чего можно дотронуться, обладает гравитационным притяжением. Это и человек, и планета, и яблоко.

Избежать действия гравитационной силы невозможно. Даже на космонавтов, которые в космосе находятся в невесомости, она влияет. Только очень быстрое движение помогает им сохранять постоянное состояние свободного падения.

Пытливое человечество на протяжении тысяч лет интересовалось гравитацией, как пишет в исследовании «Гравитация и Вселенная» Р.  Дикке:

  • Жители Древней Греции верили, что сила, которая притягивает предметы к Земле, — это их внутренняя тяжесть, а не внешняя сила. Поэтому тяжелое тело человека стремится к поверхности планеты, а легкий огонь устремляется в небо.
  • Ученые Древней Индии утверждали, что некая сила держит объекты на Земле, хотя сама она находится в центре Вселенной.
  • В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта впервые дал описание гравитации как силы притяжения.
  • В эпоху Возрождения изыскания продолжились: Галилей бросал предметы разного веса с Пизанской башни, чтобы изучить процессы падения. В результате опытов он выяснил, что разные объекты во время падения ускоряются с равной скоростью.
  • Исследователи Гримальди и Риччоли рассчитали гравитационную постоянную. Полученные знания начали применять астрономы, чтобы рассчитывать орбиты известных планет.
Падение предметов и гравитация: Freepick

Прорывом в описании гравитации стал закон всемирного тяготения авторства Исаака Ньютона. Легенда гласит, что на голову ученого с дерева упало яблоко. После этого случая он задумался о силе, которая заставляет предметы падать на землю. Свои мысли Ньютон выразил математически и показал, что:

  • чем крупнее объекты, тем сильнее притяжение между ними;
  • чем больше между ними расстояние, тем слабее гравитация.

Движение некоторых планет, например Меркурия, с помощью этого закона классической физики объяснить не удавалось.

Научные поиски продолжились, и позже Эйнштейн, благодаря своей теории общей относительности, изменил взгляды физиков на понятие гравитации. Эта теория объясняет воздействие гравитации не как силу, а как кривую в пространстве-времени, возникающую рядом с крупными объектами. Эти гипотезы помогли объяснить необычную орбиту Меркурия.

Исследования гравитации продолжаются и сейчас, после того как теория относительности объяснила некоторые несоответствия в ньютоновской гравитации. Вселенная предлагает ученым тайны, которые они пока не в силах объяснить. Так, гравитация не сочетается с теорией квантовых полей. Продолжаются исследования того, как эта сила взаимодействует с другими фундаментальными силами.

Изучение гравитации имеет практическое применение. С помощью космических аппаратов НАСА отслеживаются изменения гравитации Земли, благодаря чему ученые фиксируют изменения уровня морей и земной коры.

Принципы работы гравитации и почему она важна

Гравитация имеет очень большое значение. Благодаря этой силе предметы не только удерживаются на Земле, но и имеют вес. На планетах, где гравитационная тяга меньше, вес уменьшится. Гравитация была необходима для создания Вселенной, а сейчас служит стабилизирующей силой:

  • Газы, которые существуют во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием этой силы и объединяются, создавая крупные объекты — звезды и планеты, галактики. Возможно, именно эта сила стабилизировала частицы после Большого взрыва, который породил Вселенную.
  • Благодаря гравитации Луны происходят приливы и отливы на водных просторах Земли.
  • Сила гравитации помогает удерживать Землю на фиксированном расстоянии от Солнца. Она также держит на месте атмосферу, которая дает всем живым организмам воздух для дыхания и защищает их от излучения Солнца.

На то, как работает гравитация, влияет масса объектов и расстояние между ними:

  1. Степень гравитации для любого предмета пропорциональна его массе. Чем крупнее объект, тем больше его гравитация. Так как наша планета — самый крупный и ближайший объект, то на все действует ее гравитационное притяжение. Это объясняет, почему яблоко падает на землю, а не притягивается, например, к голове человека.
  2. Расстояние воздействует на выраженность гравитации. Когда предмет находится далеко, то гравитационное притяжение становится слабее. Так, на космических просторах можно найти точку, где гравитация Марса сильнее, чем у Земли.
Движение Земли: Freepick

На современном этапе развития физики говорят о четырех фундаментальных силах во Вселенной: гравитации, электромагнитном, слабом и сильном взаимодействиях. Эти силы влияют на движение объектов и фактически определяют, как будет взаимодействовать все во Вселенной.

Гравитация считается самой слабой из них, но ее легко увидеть и почувствовать, а по масштабам воздействия она очень влиятельна. Гравитация — фактор, который заставляет людей ходить по Земле, одновременно удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца, а само Солнце на его месте в Галактике.

Если внезапно по какой-то причине гравитация исчезнет, то все предметы, которые не прикреплены к поверхности Земли, продолжат движение вслед за движением планеты и быстро окажутся на просторах космоса:

  • Первым нас покинет слой атмосферы, а также воды океанов, рек и озер.
  • Люди, которые в этот миг будут на улице, навсегда покинут Землю.
  • Те, кто окажется внутри помещений, сумеет задержаться, благодаря тому что здания обычно углублены в грунт и некоторое время еще будут оставаться на месте.

Как отмечает сотрудница Портсмутского университета Карен Мастерс, такие процессы в конечном итоге разрушили бы планету, так как не осталось бы силы, которая могла удерживать ее в виде единого целого.

Такова могущественная и загадочная сила — гравитация. Ее воздействие люди испытывают на себе каждую секунду и часто мечтают ее преодолеть. На самом деле без воздействия гравитации наша жизнь оказалась бы невозможной.

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/family/school/1912954-chto-takoe-gravitatsiya-i-kak-ona-rabotaet/

Определение гравитационное поле общее значение и понятие. Что это такое гравитационное поле

Чтобы проанализировать концепцию гравитационного поля, мы должны сначала понять, что такое гравитация или гравитация : это притяжение тел в соответствии с их массой (физическая величина, которая отвечает за отражение количества вещества тела).

Эта гравитация создается действием силы тяжести, силы, которую планета Земля оказывает на тела по направлению к ее центру. Сектор пространства, в точках которого определяется уровень интенсивности силы тяжести, называется гравитационным полем.

Это поле сил, способное представлять гравитацию. Предположим, что в пространстве X находится масса R. Эта масса по закону гравитации создаст определенную физическую ситуацию : гравитационное поле. Что касается напряженности гравитационного поля, оно может быть измерено в соответствии с ускорением гравитации, которое тело приобретает в этом поле.

Важно отметить, что пространство вокруг массы R, упомянутое выше, имеет различные характеристики в зависимости от того, присутствует масса или нет: в этом контексте мы говорим, что ее присутствие создает гравитационное поле. Точно так же, если бы мы приблизились к другой массе к первой, мы могли бы оценить определенное взаимодействие между ними.

Конечно, мы не можем гарантировать существование этого поля вокруг первой массы за рамками спекуляций, потому что мы можем оценить гравитационное поле только после того, как приблизимся ко второй массе, которая называется тестом или свидетелем .

Тело, находящееся в любой точке пространства, создает гравитационное поле, идентичное коэффициенту между силой гравитационного притяжения, которую данный элемент оказывает на имеющуюся массу свидетеля, и значением той же массы. свидетель.

Способ понимания гравитационного поля варьируется в зависимости от научной теории. Для релятивистской физики это тензорное поле второго порядка. Напротив, ньютоновская физика рассматривает гравитационное поле как векторное поле. Согласно той или иной позиции, поле будет полезно для решения разных задач.

Именно потребности каждой проблемы напрямую влияют на то, как мы относимся к гравитационному полю. Как указано в предыдущем абзаце, согласно ньютоновской физике, оно должно быть представлено векторным полем, то есть выражением, которое связывает вектор с каждой точкой (физическая величина, которая состоит из длины и адреса).

Одной из концепций, необходимых для понимания векторного поля, является понятие силовых линий, которые служат для улучшения визуализации статического векторного поля, магнитного или электростатического, среди других вариантов. Короче говоря, использование этих линий помогает сформировать карту гравитационного поля и по его внешнему виду можно сказать, что они открыты.

Для ньютоновской физики определение гравитационного поля – это сила, которую испытывает данная частица, если сталкивается с распределением массы, принимая во внимание единицу массы в качестве ориентира для расчета. Это приводит нас к выводу, что оно имеет размеры ускорения; однако ученые обычно выражают свою интенсивность в ньютонах на килограмм .

Мы понимаем тензорное поле, в котором релятивистская физика представляет гравитационное поле, под тем, в котором тензор связан с каждой точкой пространства (алгебраическая сущность, которая имеет более одного компонента, используется для обобщения матрицы, вектор и скаляр, чтобы они не зависели от системы координат).

Гравитационная сила рисунок. Гравитационные силы: определение, формула, виды

Дон Деянг

Сила тяжести (или гравитация) прочно держит нас на земле и позволяет земле вращаться вокруг солнца. Благодаря этой невидимой силе дождь падает на землю, а уровень воды в океане каждый день то повышается, то снижается. Гравитация удерживает землю в сферической форме, а также не дает нашей атмосфере улетучиться в космическое пространство. Казалось бы, эта наблюдаемая каждый день сила притяжения должна быть хорошо изучена учеными. Но, нет! Во многом гравитация остается глубочайшей тайной для науки. Эта таинственная сила является замечательным примером того, насколько ограничены современные научные знания.

Что такое гравитация?

Исаак Ньютон интересовался этим вопросом еще в 1686 году и пришел к выводу, что гравитация – это сила притяжения, существующая между всеми предметами. Он понял, что та же самая сила, которая заставляет яблоко падать на землю, на своей орбите. На самом деле сила притяжения Земли служит причиной того, что во время вращения вокруг Земли Луна отклоняется каждую секунду от своего прямого пути примерно на один миллиметр (Рисунок 1). Универсальный Закон Гравитации Ньютона является одним из наибольших научных открытий всех времен.

Гравитация – «веревка», которая удерживает объекты на орбите

Рисунок 1. Иллюстрация орбиты луны, сделанная не в соответствии с масштабом. За каждую секунду луна проходит примерно 1 км. За это расстояние она отклоняется от прямого пути примерно на 1 мм – это происходит вследствие гравитационной тяги Земли (пунктирная линия). Луна постоянно как бы падает за (или вокруг) землей, как падают и планеты вокруг солнца.

Сила тяжести – одна из четырех фундаментальных сил природы (Таблица 1). Обратите внимание на то, что из четырех сил эта сила самая слабая, и все же она является доминирующей относительно крупных космических объектов. Как показал Ньютон, притягательная гравитационная сила между двумя любыми массами становится все меньше и меньше по мере того, как расстояние между ними становится все больше и больше, но она никогда полностью не достигает нуля (смотрите «Замысел гравитации»).

Поэтому каждая частица во всей вселенной фактически притягивает любую другую частицу. В отличие от сил слабого и сильного ядерного взаимодействия, сила притяжения является дальнодействующей (Таблица 1). Магнитная сила и сила электрического взаимодействия также являются дальнодействующими силами, но гравитация уникальна тем, что она и дальнодействующая и всегда притягательная, а значит, она никогда не может иссякнуть (в отличие от электромагнетизма, в котором силы могут либо притягивать, либо отталкивать).

Начиная с великого ученого-креациониста Майкла Фарадея в 1849 году, физики постоянно искали скрытую связь между силой притяжения и силой электромагнитного взаимодействия. В настоящее время ученые пытаются соединить все четыре фундаментальные силы в одно уравнение или так называемую «Теорию всего», но, безуспешно! Гравитация остается самой загадочной и наименее изученной силой.

Гравитацию невозможно каким-либо образом оградить. Каким бы ни был состав преграждающей перегородки, она не имеют никакого влияния на притяжение между двумя разделенными объектами. Это означает, что в лабораторных условиях невозможно создать антигравитационную камеру. Сила тяжести не зависит от химического состава объектов, но зависит от их массы, известной нам как вес (сила тяжести на объект равна весу этого объекта – чем больше масса, тем больше сила или вес.) Блоки, состоящие из стекла, свинца, льда или даже стирофома, и имеющие одинаковую массу, будут испытывать (и оказывать) одинаковую гравитационную силу. Эти данные были получены в ходе экспериментов, и ученые до сих пор не знают, как их можно теоретически объяснить.

Замысел в гравитации

Сила F между двумя массами m 1 и m 2 , находящимися на расстоянии r, может быть записана в виде формулы F = (G m 1 m 2)/r 2

Где G – это гравитационная постоянная, впервые измеренная Генри Кавендишем в 1798 году.1

Это уравнение показывает, что гравитация снижается по мере того, как расстояние, r, между двумя объектами становится больше, но полностью никогда не достигает нуля.

Подчиняющаяся закону обратных квадратов природа этого уравнения просто захватывает. В конце концов, нет никакой необходимой причины, почему сила притяжения должна действовать именно так. В беспорядочной, случайной и эволюционирующей вселенной такие произвольные степени, как r 1.97 или r 2.3 казались бы более вероятными. Однако точные измерения показали точную степень, по крайней мере, до пяти десятичных разрядов, 2.00000. Как сказал один исследователь, этот результат кажется «слишком уж точным» .2 Мы можем сделать вывод, что сила притяжения указывает на точный, сотворенный дизайн. На самом деле, если бы степень хоть на чуть-чуть отклонилась от 2, орбиты планет и вся вселенная стали бы нестабильными.

Ссылки и примечания

  1. Говоря техническим языком, G = 6.672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
  2. Томпсен, Д., «Очень точно о гравитации», Science News 118(1):13, 1980.

Так что же такое в действительности гравитация? Каким образом эта сила способна действовать в таком огромном, пустом космическом пространстве? И зачем она вообще существует? Науке никогда не удавалось ответить на эти основные вопросы о законах природы. Сила притяжения не может появиться медленно путем мутаций или естественного отбора. Она действует с самого начала существования вселенной. Как и всякий другой физический закон, гравитация, несомненно, является замечательным свидетельством запланированного сотворения.

Одни ученые пытались объяснить гравитацию с помощью невидимых частиц, гравитонов, которые движутся между объектами. Другие говорили о космических струнах и гравитационных волнах. Недавно ученым с помощью специально созданной лаборатории LIGO (англ. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) удалось только увидеть эффект гравитационных волн. Но природу этих волн, каким образом физически объекты взаимодействуют друг с другом на огромных расстояниях, изменяя их фору, все же остается для всех большим вопросом. Мы просто не знаем природу возникновения силы гравитации и каким образом она удерживает стабильность всей вселенной.

Сила притяжения и Писание

Два места из Библии могут помочь нам понять природу гравитации и физическую науку в целом. Первое место, Колоссянам 1:17, объясняет, что Христос «есть прежде всего, и все Им стоит» . Греческий глагол стоит (συνισταω sunistao ) означает: сцепляться, сохраняться или удерживаться вместе. Греческое использование этого слова за пределами Библии обозначает сосуд, с содержащейся в нем водой . Слово, которое используется в книге Колоссянам, стоит в совершенном времени, что как правило, указывает на настоящее продолжающееся состояние, которое возникло из завершенного прошедшего действия. Один из используемых физических механизмов, о котором идет речь, явно сила притяжения, установленная Творцом и безошибочно поддерживаемая и сегодня. Только представьте: если бы на мгновение перестала действовать сила притяжения, несомненно, наступил бы хаос. Все небесные тела, включая землю, луну и звезды, не удерживались бы больше вместе. Все тот час разделилось бы на отдельные, маленькие части.

Второе место Писания, Евреям 1:3, заявляет, что Христос «держит все словом силы Своей». Слово держит (φερω pherō ) снова описывает поддерживание или сохранение всего, включая гравитацию. Слово держит , используемое в этом стихе, означает намного больше, чем просто удерживание веса. Оно включает контроль над всеми происходящими движениями и изменениями внутри вселенной. Это бесконечное задание выполняется через всемогущее Слово Господа, посредством которого начала существовать сама вселенная. Гравитация, «таинственная сила», которая и через четыреста лет исследований остается плохо изученной, является одним из проявлений этой потрясающей божественной заботы о вселенной.

Искажения времени и пространства и черные дыры

Общая теория относительности Эйнштейна рассматривает гравитацию не как силу, а как искривление самого пространства вблизи массивного объекта. Согласно предсказаниям, свет, который традиционно следует по прямым линиям, искривляется при прохождении по искривленному пространству. Впервые это было продемонстрировано, когда астроном сэр Артур Эддингтон обнаружил изменение кажущегося положения звезды во время полного затмения в 1919 году, считая, что лучи света изгибаются под действием силы тяжести солнца.

Общая теория относительности также предсказывает, что если тело достаточно плотное, его сила тяжести исказит пространство настолько сильно, что свет вообще не сможет через него проходить. Такое тело поглощает свет и все остальное, что захватила его сильная гравитация, и носит название Черная дыра. Такое тело можно обнаружить только по его гравитационным эффектам на другие объекты, по сильному искривлению света вокруг него и по сильной радиации, излучаемой веществом, которое на него падает.

Все вещество внутри черной дыры сжато в центре, который имеет бесконечную плотность. «Размер» дыры определяется горизонтом событий, т.е. границей, которая окружает центр черной дыры, и ничто (даже свет) не может выйти за ее пределы. Радиус дыры называется радиусом Шварцшильда, в честь немецкого астронома Карла Шварцшильда (1873–1916), и вычисляется по формуле R S = 2GM/c 2 , где c – это скорость света в вакууме. Если бы солнце попало в черную дыру, его радиус Шварцшильда составлял бы всего 3 км.

Существует надежное доказательство, что после того, как ядерное топливо массивной звезды иссякает, она больше не может противостоять коллапсу под своим собственным огромным весом и попадает в черную дыру. Считается, что черные дыры с массой в миллиарды солнц существуют в центрах галактик, включая нашу галактику, Млечный Путь. Многие ученые полагают, что суперяркие и очень отдаленные объекты под названием квазары, используют энергию, которая выделяется, когда вещество падает в черную дыру.

Согласно предсказаниям общей теории относительности, сила тяжести также искажает и время. Это также было подтверждено очень точными атомными часами, которые на уровне моря идут на несколько микросекунд медленнее, чем на территориях выше уровня моря, где сила тяжести Земли немного слабее. Вблизи горизонта событий это явление более заметно. Если наблюдать за часами астронавта, который приближается к горизонту событий, мы увидим, что часы идут медленнее. Находясь в горизонте событий, часы остановятся, но мы никогда не сможем этого увидеть. И наоборот, астронавт не заметит, что его часы идут медленнее, но он увидит, что наши часы идут быстрее и быстрее.

Основной опасностью для астронавта возле черной дыры были бы приливные силы, вызванные тем, что сила тяжести сильнее на тех частях тела, которые находятся ближе к черной дыре, чем на частях дальше от нее. По своей мощи приливные силы возле черной дыры, имеющей массу звезды, сильнее любого урагана и запросто разрывают на мелкие кусочки все, что им попадается. Однако, тогда как гравитационное притяжение уменьшается с квадратом расстояния (1/r 2), приливно-отливное явление уменьшается с кубом расстояния (1/r 3). Поэтому в отличие от принятого мнения, гравитационная сила (включая приливную силу) на горизонтах событий больших черных дыр слабее, чем на маленьких черных дырах. Так что приливные силы на горизонте событий черной дыры в наблюдаемом космосе, были бы менее заметны, чем самый мягкий ветерок.

Растяжение времени под действием силы тяжести вблизи горизонта событий является основой новой космологической модели физика-креациониста, доктора Рассела Хамфриса, о которой он рассказывает в своей книге «Свет звезд и время». Эта модель, возможно, помогает решить проблему того, как мы можем видеть свет отдаленных звезд в молодой вселенной. К тому же на сегодня она является научной альтернативой небиблейской , которая основывается на философских предположениях, выходящих за рамки науки.

Примечание

Гравитация, «таинственная сила», которая и через четыреста лет исследований остается плохо изученной…

Исаак Ньютон (1642–1727)

Фотография: Wikipedia.org

Исаак Ньютон (1642–1727)

Исаак Ньютон опубликовал свои открытия о гравитации и движении небесных тел в 1687 году, в своей известной работе «Математические начала ». Некоторые читатели быстро сделали вывод, что вселенная Ньютона не оставила места для Бога, так как все теперь можно объяснить с помощью уравнений. Но Ньютон совсем так не думал, о чем он и сказал во втором издании этой известной работы:

«Наша наиболее прекрасная солнечная система, планеты и кометы могут быть результатом только плана и господства разумного и сильного существа».

Исаак Ньютон был не только ученым. Помимо науки он почти всю свою жизнь посвятил исследованию Библии. Его любимыми библейскими книгами были: книга Даниила и книга Откровение, в которых описываются Божьи планы на будущее. На самом деле Ньютон написал больше теологических работ, чем научных.

Ньютон уважительно относился к другим ученым, таким как Галилео Галилей. Кстати Ньютон родился в то же год, когда умер Галилей, в 1642 году. Ньютон писал в своем письме: «Если я и видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов». Незадолго до смерти, наверное, размышляя о тайне силы тяжести, Ньютон скромно писал: «Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, который развлекается тем, что время от времени отыскивает камешек более пестрый, чем другие, или красивую ракушку, в то время как передо мной расстилается огромный океан неисследованной истины».

Ньютон похоронен в Вестминстерском аббатстве. Латинская надпись на его могиле заканчивается словами: «Пусть смертные радуются, что среди них жило такое украшение человеческого рода» .

Все мы проходили закон всемирного тяготения в школе. Но что мы на самом деле знаем о гравитации, помимо информации, вложенной в наши головы школьными учителями? Давайте обновим наши познания…

Факт первый: Ньютон не открывал закона всемирного тяготения

Всем известна знаменитая притча о яблоке, которое упало на голову Ньютону. Но дело в том, что Ньютон не открывал закона всемирного тяготения, так как этот закон просто напросто отсутствует в его книге “Математические начала натуральной философии”. В этом труде нет ни формулы, ни формулировки, в чём каждый желающий может убедиться сам. Более того, первое упоминание о гравитационной постоянной появляется только в 19-м веке и соответственно, формула, не могла появиться раньше. К слову сказать, коэффициент G, уменьшающий результат вычислений в 600 миллиардов раз не имеет никакого физического смысла, и введён для сокрытия противоречий.

Факт второй: фальсификая эксперимента гравитационного притяжения

Считается, что Кавендиш первый продемонстрировал гравитационное притяжение у лабораторных болваночек, использовав крутильные весы – горизонтальное коромысло с грузиками на концах, подвешенных на тонкой струне. Коромысло могло поворачиваться на тонкой проволоке. Согласно официальной версии, Кавендиш приблизил к грузикам коромысла пару болванок по 158 кг с противоположных сторон и коромысло повернулось на небольшой угол. Однако методика опыта была некорректной и результаты были сфальсифицированы, что убедительно доказано физиком Андреем Альбертовичем Гришаевым. Кавендиш долго переделывал и настраивал установку, чтобы результаты подходили под высказанную Ньютоном среднюю плотность земли . Методика самого опыта предусматривала движение болванок несколько раз, а причиной поворота коромысла служили микровибрации от движения болванок, которые передавались на подвес.

Это подтверждается тем, что такая простейшая установка 18 века в учебных целях должна была бы стоять если не в каждой школе, то хотя бы на физических факультетах ВУЗОВ, чтобы на практике показывать студентам результат действия закона Всемирного тяготения. Однако установка Кавендиша не используется в учебных программах, и школьники, и студенты верят на слово, что две болванки притягивают друг друга.

Факт третий: Закон всемирного тяготения не работает во время солнечного затмения

Если подставить в формулу закона всемирного тяготения справочные данные по земле, луне и солнцу, то в момент, когда Луна пролетает между Землёй и Солнцем, например, в момент солнечного затмения, сила притяжения между Солнцем и Луной более чем в 2 раза выше, чем между Землёй и Луной!

Согласно формуле Луна должна была бы уйти с орбиты земли и начать вращаться вокруг солнца.

Гравитационная постоянная – 6,6725×10−11 м³/(кг·с²).
Масса Луны – 7,3477×1022 кг.
Масса Солнца – 1,9891×1030 кг.
Масса Земли – 5,9737×1024 кг.
Расстояние между Землёй и Луной = 380 000 000 м.
Расстояние между Луной и Солнцем = 149 000 000 000 м.

Земля и Луна:
6,6725×10-11 х 7,3477×1022 х 5,9737×1024 / 3800000002 = 2,028×1020 H
Луна и Солнце:
6,6725×10-11 х 7,3477·1022 х 1,9891·1030 / 1490000000002 = 4,39×1020 H

2,028×1020 H Сила притяжения между Землёй и Луной

Эти вычисления можно критиковать тем, что луна – искусственное полое тело и справочная плотность этого небесного тела скорее всего определена не правильно.

Действительно, экспериментальные свидетельства говорят о том, что Луна представляет из себя не сплошное тело, а тонкостенную оболочку. Авторитетный журнал Сайенс описывает результаты работы сейсмодатчиков после удара о поверхность Луны третьей ступени ракеты, разгонявшей корабль «Аполлон-13»: «сейсмозвон детектировался в течение более четырёх часов. На Земле, при ударе ракеты на эквивалентном удалении, сигнал длился бы всего несколько минут».

Сейсмические колебания, которые затухают так медленно, типичны для полого резонатора, а не для сплошного тела.
Но Луна помимо прочего не проявляет своих притягивающих свойств по отношению к Земле – пара Земля-Луна движется не вокруг общего центра масс, как это было бы по закону всемирного тяготения, и эллипсоидная орбита Земли вопреки этому закону не становится зигзагообразной.

Более того, параметры орбиты самой Луны не остаются постоянными, орбита по научной терминологии “эволюционирует”, причём делает это вопреки закону всемирного тяготения.

Факт четвёртый: абсурдность теории приливов и отливов

Как же так, возразят некоторые, ведь даже школьники знают про океанские приливы на Земле, которые происходят из-за притяжения воды к Солнцу и Луне.

По теории тяготение Луны формирует приливной эллипсоид в океане, с двумя приливными горбами, которые из-за суточного вращения перемещаются по поверхности Земли.

Однако практика показывает абсурдность этих теорий. Ведь согласно ним приливный горб высотой 1 метр за 6 часов должен через пролив Дрейка переместиться из Тихого океана в Атлантический. Поскольку вода несжимаема, то масса воды подняла бы уровень на высоту около 10 метров, чего не происходит на практике. На практике приливные явления происходят автономно в областях 1000-2000 км.

Ещё Лапласа изумлял парадокс: почему в морских портах Франции полная вода наступает последовательно, хотя по концепции приливного эллипсоида она должна наступать там одновременно.

Факт пятый: теория тяготения масс не работает

Принцип измерений гравитации прост – гравиметры измеряют вертикальные компоненты, а отклонение отвеса показывает горизонтальные компоненты.

Первая попытка проверки теории тяготения масс была предпринята англичанами в середине 18 века на берегу Индийского океана, где, с одной стороны находится высочайшая в мире каменная гряда Гималаев, а с другой – чаша океана, заполненная куда менее массивной водой. Но, увы, отвес в сторону Гималаев не отклоняется! Более того, сверхчувствительные приборы – гравиметры – не обнаруживают разницы в тяжести пробного тела на одинаковой высоте как над массивными горами, так и над менее плотными морями километровой глубины.

Чтобы спасти прижившуюся теорию, учёные придумали для неё подпорку: мол причиной тому «изостазия» – под морями располагаются более плотные породы, а под горами – рыхлые, причём плотность их точь-в-точь такая, чтоб подогнать всё под нужное значение.

Также опытным путём было установлено, что гравиметры в глубоких шахтах показывают, сила тяжести, не уменьшающуюся с глубиной. Она продолжает расти, будучи зависимой только от квадрата расстояния до центра земли.

Факт шестой: тяготение порождается не веществом и не массой

Согласно формуле закона всемирного тяготения, Два массы, м1 и м2, размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними, якобы притягиваются друг к другу силой, прямо пропорциональной произведению этим масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Однако, фактически, неизвестно ни одного доказательства того, что вещество обладает гравитационным притягивающим действием. Практика показывает, что тяготение порождается не веществом и не массами, оно независимо от них и массивные тела лишь подчиняются тяготению.

Независимость тяготения от вещества подтверждается тем, что за редчайшим исключением, у малых тел солнечной системы гравитационная притягивающая способность отсутствует полностью . За исключением Луны у более чем шести десятков спутников планет признаков собственного тяготения не наблюдается. Это доказано как косвенными, так и прямыми измерениями, например, с 2004 года зонд Кассени в окрестностях Сатурна время от времени пролетает рядом с его спутниками, однако изменений скорости зонда не зафиксировано. С помощью того же Кассени был обнаружен гейзер на Энцеладе — шестом по размеру спутник Сатурна.

Какие физические процессы должны происходить на космическом куске льда, чтобы струи пара улетали в космос?
По той же причине у Титана, крупнейшего спутника Сатурна, наблюдается газовых хвост как следствие стока атмосферы.

Не найдено предсказанных теорией спутников у астероидов, несмотря на их огромное количество. А во всех сообщениях о двойных, или парных астероидах, которые якобы вращаются вокруг общего центра масс, свидетельств об обращении этих пар не было. Компаньоны случайно оказывались рядом, двигаясь по квазисинхронным орбитам вокруг солнца.

Предпринятые попытки вывести на орбиту астероидов искусственные спутники окончились крахом. В качестве примеров можно привести зонд NEAR, который подгоняли к астероиду Эрос американцы, или зонд ХАЯБУСА, который японцы отправили к астероиду Итокава.

Факт седьмой: астероиды Сатурна не подчиняются закону всемирного тяготения

В своё время Лагранж, пытаясь решить задачу трёх тел, получил устойчивое решения для частного случая. Он показал, что третье тело может двигаться по орбите второго, всё время находясь в одной из двух точек, одна из которых опережает второе тело на 60°, а вторая на столько же отстаёт.

Однако две группы компаньонов-астероидов, найденные позади и впереди на орбите Сатурна, и которые астрономы на радостях назвали Троянцами, вышли из прогнозируемых областей, и подтверждение закона всемирного тяготения обернулось проколом.

Факт восьмой: противоречие с общей теорией относительности

По современным представлениям скорость света конечна, в результате удалённые объекты мы видим не там, где они расположены в данный момент, а в той точке, откуда стартовал увиденный нами луч света. Но с какой скоростью распространяется тяготение?

Проанализировав данные, накопленные ещё к тому времени, Лаплас установил, что «гравитация» распространяется быстрее света, как минимум, на семь порядков! Современные измерения по приёму импульсов пульсаров отодвинули скорость распространения гравитации ещё дальше – как минимум, на 10 порядков быстрей скорости света. Таким образом, экспериментальные исследования входят в противоречие с общей теорией относительности, на которую до сих пор опирается официальная наука, несмотря на её полную несостоятельность .

Факт девятый: аномалии гравитации

Существуют природные аномалии гравитации, которые также не находят никакого внятного объяснения у официальной науки. Вот несколько примеров:

Факт десятый: исследования вибрационной природы антигравитации

Существует большое количество альтернативных исследований с впечатляющими результатами в области антигравитации, которые в корне опровергают теоретические выкладки официальной науки.

Некоторые исследователи анализируют вибрационную природу антигравитации. Этот эффект наглядно представлен в современном опыте, где капли за счёт акустической левитации висят в воздухе. Здесь мы видим, как с помощью звука определённой частоты удаётся уверенно удерживать капли жидкости в воздухе…

А вот эффект на первый взгляд объясняется принципом гироскопа, однако даже такой простой опыт по большей части противоречит гравитации в её современном понимании.

Мало кто знает, что Виктор Степанович Гребенников, сибирский энтомолог, занимавшийся изучением эффекта полостных структур у насекомых, в книге “Мой мир” описывал явления антигравитации у насекомых. Учёным давно известно, что, массивные насекомые, например майский жук, летают скорее вопреки законам гравитации, а не благодаря им.

Более того, на основе своих исследований Гребенников создал антигравитационную платформу.

Виктор Степанович умер при довольно странных обстоятельствах и его наработки частично были утеряны, однако некоторая часть прототипа анти-гравитационной платформы сохранилась и её можно увидеть в музее Гребенникова в Новосибирске .

Ещё одно практическое применение антигравитации можно наблюдать в городе Хоумстед во Флориде, где находится странная структура из коралловых монолитных глыб, которую в народе прозвали Коралловым замком. Он построен выходцем из Латвии — Эдвардом Лидскалнином в первой половине 20го века. У этого мужчины худощавого телосложения не было никаких инструментов, не было даже машины и вообще никакой техники.

Он совсем не использовался электричеством, также по причине его отсутствия, и тем не менее каким-то образом спускался к океану, где вытесывал многотонные каменные блоки и как-то доставлял их на свой участок, выкладывая с идеальной точностью.

После смерти Эда ученые принялись тщательно изучать его творение. Ради эксперимента был пригнан мощнейший бульдозер, и предпринята попытка сдвинуть с места одну из 30-тонных глыб кораллового замка. Бульдозер ревел, буксовал, но так и не сдвинул огромный камень.

Внутри замка был найден странный прибор, который ученые назвали генератором постоянного тока. Это была массивная конструкция с множеством металлических деталей. По внешней стороне устройства были встроены 240 постоянных полосовых магнитов. Но как на самом деле Эдвард Лидскалнин заставлял двигаться многотонные блоки, до сих пор остаётся загадкой .

Известны исследования Джона Сёрла, в руках которого оживали, вращались и вырабатывали энергию необычные генераторы; диски диаметром от полуметра до 10 метров поднимались в воздух и совершали управляемые полеты из Лондона в Корнуолл и обратно.

Эксперименты профессора повторили в России, США и на Тайване. В России, например, в 1999 году под № 99122275/09 была зарегистрирована заявка на патент «устройства для выработки механической энергии». Владимир Витальевич Рощин и Сергей Михайлович Годин, по сути, воспроизвели SEG (Searl Effect Generator — генератор на Сёрл-эффекте) и провели ряд исследований с ним. Итогом стала констатация: можно получить без затрат 7 КВт электроэнергии; вращающийся генератор терял в весе до 40%.

Оборудование первой лаборатории Сёрла было вывезено в неизвестном направлении, пока сам он был в тюрьме. Установка Година и Рощина просто пропала; все публикации о ней, за исключением заявки на изобретение, исчезли .

Известен также Эффект Хатчисона, названный в честь канадского инженера-изобретателя. Эффект проявляется в левитации тяжелых объектов, сплаве разнородных материалов (например металл+дерево), аномальном разогревании металлов при отсутствии вблизи них горящих веществ. Вот видеозапись этих эффектов:

Чем бы не была гравитация на самом деле, следует признать, что официальная наука совершенно не способна внятно объяснить природу этого явления .

Ярослав Яргин

    Сначала представим Землю как не-подвижный шар (рис. 3.1, а). Сила тяготения F между Землей (масса М) и объектом (масса m) определяет-ся формулой: F= G Mm/r 2

    где r — радиус Земли. Константа G известна под названием универсаль-ная гравитационная постоянная и чрезвычайно мала. Когда r постоянен, сила F — const . m. Притяжение Землей тела массой m определяет вес этого тела: W = mg сравнение уравнений дает: g = const = GM/r 2 .

    Притяжение Землей тела массой m заставляет его падать «вниз» с ускорением g, которое постоянно во всех точках A, В, С и повсюду на земной поверхности (рис. 3.1,6).

    Диаграмма сил свободного тела также показывает, что существует си-ла, действующая на Землю со стороны тела массой m, которая направлена противоположно силе, действующей на тело со стороны Земли. Однако масса М Земли так велика, что «на-правленное вверх» ускорение а” Зем-ли, вычисляемое по формуле F = Ma”, незначительно и им можно пренебречь. Земля имеет форму, отличную от ша-рообразной: радиус на полюсе r р мень-ше радиуса на экваторе r е. Это означа-ет, что сила притяжения тела массой m на полюсе F p =GMm/r 2 p больше, чем на экваторе F e = GMm/r e . Поэтому ус-корение свободного падения g p на по-люсе больше ускорения свободного па-дения g e на экваторе. Ускорение g из-меняется с широтой в соответствии с изменением радиуса Земли.

    Как вы знаете, Земля находится в постоянном движении. Она вращает-ся вокруг своей оси, совершая один оборот каждые сутки, и движется по орбите вокруг Солнца с оборотом в один год. Принимая для упрощения Землю за однородный шар, рассмот-рим движение тел массой m на по-люсе А и на экваторе С (рис. 3.2). За одни сутки тело в точке А поворачи-вается на 360°, оставаясь на месте, в то время как тело, находящееся в точке С, покрывает расстояние в 2лг. Для того чтобы тело, находящееся в точке С, двигалось по круговой орбите, нужна какая-то сила. Это центростре-мительная сила, которая определяется по формуле mv 2 /r, где v — скорость тела на орбите. Сила гравитационно-го притяжения, действующая на тело, находящееся в точке С, F = GMm/r должна:

    а) обеспечивать движение те-ла по окружности;

    б) притягивать тело к Земле.

    Таким образом, F = (mv 2 /r)+mg на экваторе, a F = mg на полюсе. Это означает, что g изменяется с изменением широты по мере того, как радиус орбиты изменяется от r в точке С до нуля в точке А.

    Интересно представить, что бы слу-чилось, если бы скорость вращения Земли увеличилась настолько, что цен-тростремительная сила, действующая на тело на экваторе, стала бы равной силе притяжения, т. е. mv 2 /r = F = GMm/r 2 . Общая гравитационная сила использовалась бы исключитель-но для удержания тела в точке С на круговой орбите, и не осталось бы силы, действующей на поверхность Земли. Любое дальнейшее увеличе-ние скорости вращения Земли позво-лило бы телу «уплыть» в простран-ство. Вместе с тем если космический корабль с астронавтами на борту запущен на высоту R над центром Земли со скоростью v, такой, что вы-полняется равенство mv*/R=F = GMm/R 2 , то этот космический ко-рабль будет вращаться вокруг Земли в условиях невесомости.

    Точные измерения ускорения сво-бодного падения g показывают, что g изменяется с изменением широты, как показано в таблице 3.1. Отсюда сле-дует, что вес некоторого тела изме-няется над поверхностью Земли от максимума на широте 90° до миниму-ма на широте 0°.

    На этом уровне обучения обычно пренебрегают небольшими изменения-ми в ускорении g и используют сред-нюю величину 9,81 м-с 2 . Для упро-щения расчетов ускорение g часто при-нимают за ближайшее целое число, т. е. 10 м-с – 2 , и, таким образом, сила притяжения, действующая со сто-роны Земли на тело массой 1 кг, т. е. вес, принимается за 10 Н. Большин-ство экзаменационных комиссий для экзаменуемых предлагает использо-вать с целью упрощения вычислений g=10 м-с – 2 или 10 Н-кг -1 “.

«Физика – 10 класс»

Почему Луна движется вокруг Земли?
Что будет, если Луна остановится?
Почему планеты обращаются вокруг Солнца?

В главе 1 подробно говорилось о том, что земной шар сообщает всем телам у поверхности Земли одно и то же ускорение – ускорение свободного падения. Но если земной шар сообщает телу ускорение, то согласно второму закону Ньютона он действует на тело с некоторой силой. Силу, с которой Земля действует на тело, называют силой тяжести . Сначала найдём эту силу, а затем и рассмотрим силу всемирного тяготения.

Ускорение по модулю определяется из второго закона Ньютона:

В общем случае оно зависит от силы, действующей на тело, и его массы. Так как ускорение свободного падения не зависит от массы, то ясно, что сила тяжести должна быть пропорциональна массе:

Физическая величина – ускорение свободного падения, оно постоянно для всех тел.

На основе формулы F = mg можно указать простой и практически удобный метод измерения масс тел путём сравнения массы данного тела с эталоном единицы массы. Отношение масс двух тел равно отношению сил тяжести, действующих на тела:

Это значит, что массы тел одинаковы, если одинаковы действующие на них силы тяжести.

На этом основано определение масс путём взвешивания на пружинных или рычажных весах. Добиваясь того, чтобы сила давления тела на чашку весов, равная силе тяжести, приложенной к телу, была уравновешена силой давления гирь на другую чашку весов, равной силе тяжести, приложенной к гирям, мы тем самым определяем массу тела.

Сила тяжести, действующая на данное тело вблизи Земли, может считаться постоянной лишь на определенной широте у поверхности Земли. Если тело поднять или перенести в место с другой широтой, то ускорение свободного падения, а следовательно, и сила тяжести изменятся.

Сила всемирного тяготения.

Ньютон был первым, кто строго доказал, что причина, вызывающая падение камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же. Это сила всемирного тяготения , действующая между любыми телами Вселенной.

Ньютон пришёл к выводу, что если бы не сопротивление воздуха, то траектория камня, брошенного с высокой горы (рис. 3.1) с определённой скоростью, могла бы стать такой, что он вообще никогда не достиг бы поверхности Земли, а двигался бы вокруг неё подобно тому, как планеты описывают в небесном пространстве свои орбиты.

Ньютон нашёл эту причину и смог точно выразить её в виде одной формулы – закона всемирного тяготения.

Так как сила всемирного тяготения сообщает всем телам одно и то же ускорение независимо от их массы, то она должна быть пропорциональна массе того тела, на которое действует:

«Тяготение существует ко всем телам вообще и пропорционально массе каждого из них… все планеты тяготеют друг к другу…» И. Ньютон

Но поскольку, например, Земля действует на Луну с силой, пропорциональной массе Луны, то и Луна по третьему закону Ньютона должна действовать на Землю с той же силой. Причём эта сила должна быть пропорциональна массе Земли. Если сила тяготения является действительно универсальной, то со стороны данного тела на любое другое тело должна действовать сила, пропорциональная массе этого другого тела. Следовательно, сила всемирного тяготения должна быть пропорциональна произведению масс взаимодействующих тел. Отсюда вытекает формулировка закона всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения:

Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Коэффициент пропорциональности G называется гравитационной постоянной .

Гравитационная постоянная численно равна силе притяжения между двумя материальными точками массой 1 кг каждая, если расстояние между ними равно 1 м. Ведь при массах m 1 = m 2 = 1 кг и расстоянии r = 1 м получаем G = F (численно).

Нужно иметь в виду, что закон всемирного тяготения (3.4) как всеобщий закон справедлив для материальных точек. При этом силы гравитационного взаимодействия направлены вдоль линии, соединяющей эти точки (рис. 3.2, а).

Можно показать, что однородные тела, имеющие форму шара (даже если их нельзя считать материальными точками, рис. 3.2, б), также взаимодействуют с силой, определяемой формулой (3.4). В этом случае r – расстояние между центрами шаров. Силы взаимного притяжения лежат на прямой, проходящей через центры шаров. Такие силы называются центральными . Тела, падение которых на Землю мы обычно рассматриваем, имеют размеры, много меньшие, чем земной радиус (R ≈ 6400 км).

Такие тела можно, независимо от их формы, рассматривать как материальные точки и определять силу их притяжения к Земле с помощью закона (3.4), имея в виду, что r есть расстояние от данного тела до центра Земли.

Брошенный на Землю камень отклонится под действием тяжести от прямолинейного пути и, описав кривую траекторию, упадёт наконец на Землю. Если его бросить с большей скоростью, то он упадёт дальше». И. Ньютон

Определение гравитационной постоянной.

Теперь выясним, как можно найти гравитационную постоянную. Прежде всего заметим, что G имеет определённое наименование. Это обусловлено тем, что единицы (и соответственно наименования) всех величин, входящих в закон всемирного тяготения, уже были установлены ранее. Закон же тяготения даёт новую связь между известными величинами с определёнными наименованиями единиц. Именно поэтому коэффициент оказывается именованной величиной. Пользуясь формулой закона всемирного тяготения, легко найти наименование единицы гравитационной постоянной в СИ: Н м 2 /кг 2 = м 3 /(кг с 2).

Для количественного определения G нужно независимо определить все величины, входящие в закон всемирного тяготения: обе массы, силу и расстояние между телами.

Трудность состоит в том, что гравитационные силы между телами небольших масс крайне малы. Именно по этой причине мы не замечаем притяжение нашего тела к окружающим предметам и взаимное притяжение предметов друг к другу, хотя гравитационные силы – самые универсальные из всех сил в природе. Два человека массами по 60 кг на расстоянии 1 м друг от друга притягиваются с силой всего лишь порядка 10 -9 Н. Поэтому для измерения гравитационной постоянной нужны достаточно тонкие опыты.

Впервые гравитационная постоянная была измерена английским физиком Г. Кавендишем в 1798 г. с помощью прибора, называемого крутильными весами. Схема крутильных весов показана на рисунке 3.3. На тонкой упругой нити подвешено лёгкое коромысло с двумя одинаковыми грузиками на концах. Рядом неподвижно закреплены два тяжёлых шара. Между грузиками и неподвижными шарами действуют силы тяготения. Под влиянием этих сил коромысло поворачивается и закручивает нить до тех пор, пока возникающая сила упругости не станет равна гравитационной силе. По углу закручивания можно определить силу притяжения. Для этого нужно только знать упругие свойства нити. Массы тел известны, а расстояние между центрами взаимодействующих тел можно непосредственно измерить.

Из этих опытов было получено следующее значение для гравитационной постоянной:

G = 6,67 10 -11 Н м 2 /кг 2 .

Лишь в том случае, когда взаимодействуют тела огромных масс (или по крайней мере масса одного из тел очень велика), сила тяготения достигает большого значения. Например, Земля и Луна притягиваются друг к другу с силой F ≈ 2 10 20 Н.

Зависимость ускорения свободного падения тел от географической широты.

Одна из причин увеличения ускорения свободного падения при перемещении точки, где находится тело, от экватора к полюсам, состоит в том, что земной шар несколько сплюснут у полюсов и расстояние от центра Земли до её поверхности у полюсов меньше, чем на экваторе. Другой причиной является вращение Земли.

Равенство инертной и гравитационной масс.

Самым поразительным свойством гравитационных сил является то, что они сообщают всем телам, независимо от их масс, одно и то же ускорение. Что бы вы сказали о футболисте, удар которого одинаково ускорял бы обыкновенный кожаный мяч и двухпудовую гирю? Каждый скажет, что это невозможно. А вот Земля является именно таким «необыкновенным футболистом» с той только разницей, что действие её на тела не носит характера кратковременного удара, а продолжается непрерывно миллиарды лет.

В теории Ньютона масса является источником поля тяготения. Мы находимся в поле тяготения Земли. В то же время мы также являемся источниками поля тяготения, но в силу того, что наша масса существенно меньше массы Земли, наше поле намного слабее и окружающие предметы на него не реагируют.

Необыкновенное свойство гравитационных сил, как мы уже говорили, объясняется тем, что эти силы пропорциональны массам обоих взаимодействующих тел. Масса тела, которая входит во второй закон Ньютона, определяет инертные свойства тела, т. е. его способность приобретать определённое ускорение под действием данной силы. Это инертная масса m и.

Казалось бы, какое отношение она может иметь к способности тел притягивать друг друга? Масса, определяющая способность тел притягиваться друг к другу, – гравитационная масса m r .

Из механики Ньютона совсем не следует, что инертная и гравитационная массы одинаковы, т. е. что

m и = m r . (3.5)

Равенство (3.5) является непосредственным следствием из опыта. Оно означает, что можно говорить просто о массе тела как о количественной мере как инертных, так и гравитационных его свойств.

Гравитационная сила – фундамент на котором держится Вселенная. Благодаря силе тяжести Солнце не взрывается, атмосфера не улетучивается в космос, люди и животные свободно передвигаются по поверхности, а растения дают плоды.

Небесная механика и теория относительности

Закон всемирного тяготения изучают в 8-9 классе средней школы. Прилежные ученики знают о знаменитом яблоке упавшем на голову великого Исаака Ньютона и об открытиях, которые за этим последовали. На самом деле, дать четкое определение гравитации гораздо сложнее. Современные ученые продолжают дискуссии на тему, как взаимодействуют тела в открытом космосе и существует ли антигравитация. Изучить данное явление в земных лабораториях крайне сложно, поэтому выделяют несколько базовых теорий гравитации:

Ньютоновская гравитация

В 1687 г. Ньютон заложил основы небесной механики, которая изучает движение тел в пустом пространстве. Он рассчитал силу притяжения Луны к Земле. Согласно формуле, эта сила напрямую зависит от их массы и расстояния между объектами.

F = (G m1 m2)/r2
Гравитационная постоянная G=6.67*10-11

Уравнение не совсем актуально, когда анализируется сильное гравитационное поле или притяжение более двух объектов.

Теория гравитации Эйнштейна

В ходе различных экспериментов ученые пришли к выводу, что в формуле Ньютона есть некоторые погрешности. Основой небесной механики является дальнодействующая сила, срабатывающая моментально в независимости от расстояния, что не соответствует теории относительности.

Согласно разработанной в начале 20 века теории А.Эйнштейна информация не распространяется быстрее скорости света в вакууме, поэтому гравитационные эффекты возникают в результате деформации пространства-времени. Чем больше масса объекта, тем больше искривление в которое скатываются более легкие объекты.

Квантовая гравитация

Очень противоречивая и не до конца сформированная теория, которая объясняет взаимодействие тел, как обмен особыми частицами – гравитонами.

В начале 21 века ученым удалось провести несколько значимых экспериментов, в том числе с помощью адронного коллайдера, и разработать теорию петлевой квантовой гравитации и теорию струн.

Вселенная без гравитации

В фантастических романах часто описываются различные гравитационные искажения, антигравитационные камеры и космические корабли с искусственным гравитационным полем. Читатели иногда даже не задумаются насколько нереальны сюжеты книг и что будет, если сила тяжести уменьшится/увеличится или совершенно исчезнет.

  1. Человек адаптирован к земной гравитации, поэтому в других условиях ему придется кардинально измениться. Невесомость приводит к атрофии мышц, сокращению числа эритроцитов и нарушению в работе всех жизненно важных систем организма, а при увеличении гравитационного поля люди просто не смогут сдвинуться с места.
  2. Воздух и вода, растения и животные, дома и машины улетят в открытый космос. Даже если людям удастся остаться они быстро погибнут без кислорода и еды. Низкая гравитация на Луне – это основная причина отсутствия не ней атмосферы, соответственно и жизни.
  3. Наша планета развалится на части, поскольку исчезнет давление в самом центре Земли, начнется извержение всех существующих вулканов и расхождение тектонических плит.
  4. Звезды взорвутся из-за сильного давления и хаотичного столкновения частиц в ядре.
  5. Вселенная превратится в бесформенное рагу из атомов и молекул, которые неспособны соединиться для создания чего-то большего.


К счастью для человечества, отключение гравитации и страшные события, которые за этим последую никогда не произойдут. Темный сценарий просто демонстрирует насколько важна гравитация. Она значительно слабее чем электромагнетизм , сильное или слабое взаимодействия, но фактически без неё наш мир перестанет существовать.

Гравитация не по-модному / Хабр

Есть очень много научно-популярных статей и книг о гравитации, в которых рассказывается об искривлении пространства-времени и приводятся картинки с продавленной простыней (батутом, матом). Давайте вместе сломаем этот порядок вещей! Под катом вас ждёт вполне себе стандартное но не модное описание гравитации.


Император Сарлака Грант Сциентикус III очень любил геометрию. И любовь его была настолько сильной, что однажды он решился на кощунство — проверить её экспериментально. Это было неслыханным делом: шутка ли, как можно геометрию, совершеннейшее детище чистой логики марать какими-то приземлёнными экспериментами? Сам великий геометр Хэфклит приехал посмотреть на это.

Ранним утром Грант отправил двух лучших планеристов в разные стороны, строго-настрого наказав им пролететь ровно сотню километров (на самом деле, расстояние было равно ста тридцати скелам, но это почти не отличается от ста километров) никуда не сворачивая, строго по прямой, сливая краску из прикрепленных к планерам баков по пути.

Как вы уже, наверное, поняли, таким способом он хотел проверить теорему о сумме углов треугольника. Пункт отправления двух планеристов и пункты их назначения должны были стать вершинами этого треугольника.

Не затягивая историю, сразу перейдём к кульминации: сумма углов оказалась больше, чем 180 градусов.

***

Здесь должно быть высокохудожественное и длинное описание всеобщего потрясения.

***

Хэфклит был настолько шокирован исходом эксперимента, что решил своими глазами посмотреть на горе-треугольник и прошёл ускоренные курсы полётов на планере. Давайте посмотрим на снимок того, что он увидел, любезно предоставленный нам спутником наблюдения, запущенным на орбиту Сарлака цивилизацией Птаагх, чьи представления о том, каким должен быть спутниковый снимок несколько отличаются от наших.

«Чёртовы летуны!» — воскликнул Хэфклит, «даже курс ровно выдержать не смогли!». Однако, на собрании, созванном во дворце Гранта по случаю открытия Хэфклита, «чёртовы летуны» заявили, что с курса не сбивались, и даже показали исписанные приборами ленты, по которым стало ясно, что они не поворачивали. И тут подал голос философ Ниу-Тан.

— Очевидно, — сказал он, — что и с летунами, и с геометрией всё в порядке. Я предполагаю, что линии полёта искривились из-за того, что на планеры действовала какая-то неизвестная нам сила, притягивающая их к центру треугольника.

Таким образом была спасена честь геометрии и найдена новая сила. А в уме Гранта родилось множество идей новых экспериментов.

Пожалуй, на этом мы могли бы закончить историю. Но, давайте посмотрим на ещё один из снимков спутника Птаагх:

Видите? Вы видите это? Да, как вы уже догадались, никто из жителей Сарлака не знал, что они живут на поверхности шара (причём, довольно маленького). И кривизна линий объяснялась всего лишь тем, что сама поверхность, на которой они нарисованы, была кривой. Однако, если вы не знаете о кривизне, то лучшим возможным объяснением (за исключением оптических иллюзий и неопытности летунов) является наличие некой силы, искривляющий траектории планеров (и всего остального). Заметим, что эта сила будет действовать на все тела. Более того, на все эти тела она будет действовать

одинаково

.

Что ж, у нас на виду есть одна такая сила. Она действует на всё, от неё невозможно укрыться, и её воздействие на все тела (а именно, ускорение придаваемое ею телам) одинаково. Как навязчиво подсказывает нам название публикации, это, конечно же, гравитация. К счастью, мы вовремя осознали, что гравитация — всего лишь проявление того, что пространство искривлено. Осознать это нам помог Альберт Эйнштейн, скромный служащий патентного бюро в Швейцарии и один из величайших учёных человечества (несомненно, когда-нибудь на Сарлаке молодой и талантливый философ Хэн-Штен тоже объяснит придуманную Ниу-Таном силу через кривизну).
Давайте наглядно увидим это искривление на примере камешков, пролетающих возле карликовой планеты (спасибо Птаагх):

Птаагх услужливо отметили начальные положения камней и нарисовали их маршруты. Искривленные. Кроме среднего, который прямой. Что-то не так.

Мудрый Альберт понял так же и то, что пространство и время неотделимы друг от друга. Есть только единое пространство-время. И искривляется не только пространство, но и время. «Но!», скажешь ты, читатель, «как может время быть кривым?». Мы не будем углубляться в дебри и скажем лишь одно. Искривление времени наблюдается нами как ускорение. За равные промежутки времени наши камни будут проходить всё большее расстояние. Обратимся ещё раз к спутнику Птаагх:

Здесь маршруты изображены не непрерывно, а в виде отдельных сегментов, пролёт каждого из которых занимает одно и то же время. Альберт прав!

Однако, нам известен ещё один случай, когда тела двигаются относительно нас с одним и тем же ускорением. Такое происходит, если мы сами двигаемся ускоренно. С нашей точки зрения всё окружающее будет перемещаться с одинаковым ускорением (тем самым, с которым перемещаемся мы, но направленным в противоположную сторону). Это сходство было отмечено Эйнштейном и названо им принцип эквивалентности. Как же отличить настоящее искривление пространства-времени от кажущегося, вызванного нашим ускоренным движением?

Птаагх расположили четыре камня в вершинах ромба недалеко от поверхности планеты, отпустили их и сделали два снимка в один кадр в разные моменты времени (стробоскопия):

Ромб вытянулся в направлении «силы гравитации» и сжался в поперечном. Это происходит из-за того, что ускорения направлены не параллельно друг другу, а к центру планеты. И ускорение увеличивается, когда мы приближаемся к планете. В результате этого тела, которые ближе к планете, двигаются быстрее, а тела по бокам сходятся к середине.

Такое воздействие, растягивающее тело в направлении гравитации и сжимающее в поперечном, называется приливными силами. Именно приливные силы и являются настоящим проявлением гравитации.

Для математически подкованного читателя: метрика наблюдателя, покоящегося в поле гравитации локально совпадает с метрикой наблюдателя, перемещающегося с правильно подобранным ускорением. Совпадает и первая производная метрики. А вот вторая производная уже отличается, и именно она и является математическим «образом» приливных сил

Когда гравитация какого-нибудь тела или системы тел быстро меняется (как, например, при вращении двух чёрных дыр вокруг общего центра), «картина» искривления пространства-времени не успевает сгладиться, когда уже образуется новая. По пространству-времени идёт «рябь». Эту рябь мы называем гравитационными волнами. Воздействие гравитационных волн проявляется в виде периодического растяжения и сжатия пространства-времени в двух взаимно поперечных направлениях, то есть, в виде приливных сил. При этом, разделяют две разных поляризации гравитационных волн: (+) и (×).

Вот так проявляются (+)-поляризованные ГВ:

&nbsp

А вот так — (×)-поляризованные:

&nbsp

Синяя сетка здесь изображает пространство.

А теперь подумаем: можем ли мы как-то «почувствовать» эти волны? Ответ, — да, можем.

Представьте железный шар. Когда пространство, в котором он находится, начинает сжиматься и растягиваться, атомы, из которых он состоит, начинают сближаться в одном направлении и удаляться в другом. Однако, действующие между ними силы не дают им двигаться так свободно, как надо. В результате этого, деформация шара несколько отстаёт от деформации пространства-времени. Относительно пространства-времени шар начинает вибрировать, сжимаясь и растягиваясь. И вот такие вибрации могут дать нам знать, что прямо сейчас сквозь шар проходят ГВ. К сожалению, деформации очень малы: относительное изменение размеров под влиянием зарегистрированных в сентябре 2015 года ГВ равно десяти в минус двадцать первой степени. Я выпишу это число:

0.000000000000000000001

Если бы шар был в 3 раза меньше Земли, изменение его размера было бы равно диаметру одного протона. Поэтому, идея цельных детекторов ГВ несколько неудачна.

Сейчас вместо сплошных шаров используют полые «буквы Г», с бегущими внутри них лазерными лучами. Именно так устроен знаменитый LIGO. Изменения размеров «рукавов» детектора проявляются в виде изменений фаз лазерных лучей, которые можно определить в результате сложения двух лучей. Более подробно об этом я, возможно, напишу когда-нибудь потом. А тем, кому не терпится, рекомендую вот эту статью за авторством Shkaff, в которой, наряду с прочим, подробно описано, как работает LIGO.

определение и синонимы слова Gravitation в словаре немецкий языка

GRAVITATION – определение и синонимы слова Gravitation в словаре немецкий языка

Educalingo использует cookies для персонализации рекламы и получения статистики по использованию веб-трафика. Мы также передаем информацию об использовании сайта в нашу социальную сеть, партнерам по рекламе и аналитике.

ЭТИМОЛОГИЯ СЛОВА GRAVITATION

zu lateinisch gravis, ↑gravierend. Этимология это наука о происхождении слов и изменении их конструкции и значения.

ПРОИЗНОШЕНИЕ СЛОВА GRAVITATION

ГРАММАТИЧЕСКАЯ КАТЕГОРИЯ СЛОВА GRAVITATION

существительное

прилагательное

ЧТО ОЗНАЧАЕТ СЛОВО GRAVITATION

Нажмите, чтобы посмотреть исходное определение слова «Gravitation» в словаре немецкий языка. Нажмите, чтобы посмотреть автоматический перевод определения на русский языке.

тяготение

Gravitation

Гравитация – одна из четырех фундаментальных сил физики. Это вызывает взаимное притяжение масс и не может быть защищено. Он уменьшается с увеличением расстояния, но имеет неограниченный диапазон. На Земле гравитация заставляет все тела падать вниз, если им не препятствуют другие силы. В солнечной системе гравитация определяет орбиты планет, спутников, спутников и комет, а в космосе – образование звезд и галактик, а также их развитие в больших масштабах. Die Gravitation ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie bewirkt die gegenseitige Anziehung von Massen und lässt sich nicht abschirmen. Sie nimmt mit zunehmender Entfernung ab, besitzt aber unbegrenzte Reichweite. Auf der Erde bewirkt die Gravitation, dass alle Körper nach unten fallen, sofern sie nicht durch andere Kräfte daran gehindert werden. Im Sonnensystem bestimmt die Gravitation die Bahnen der Planeten, Monde, Satelliten und Kometen und im Kosmos die Bildung von Sternen und Galaxien sowie dessen Entwicklung im Großen.
Значение слова Gravitation в словаре немецкий языка

Притяжение между массами, особенно гравитационная сила Земли, действующая в центр Земли; Гравитационные примеры Тяжесть Земли, Луны, планеты гравитационного субъекта. Anziehungskraft zwischen Massen, besonders die in Richtung auf den Erdmittelpunkt wirkende Anziehungskraft der Erde; Schwerkraft Beispieledie Gravitation der Erde, des Mondes, der Planetender Gravitation unterliegen.

Нажмите, чтобы посмотреть исходное определение слова «Gravitation» в словаре немецкий языка. Нажмите, чтобы посмотреть автоматический перевод определения на русский языке.

СЛОВА, РИФМУЮЩИЕСЯ СО СЛОВОМ GRAVITATION


[lɔˈkeɪʃn̩]  , [loʊ…]

Синонимы и антонимы слова Gravitation в словаре немецкий языка

СИНОНИМЫ СЛОВА «GRAVITATION»

Указанные слова имеют то же или сходное значение, что у слова «Gravitation», и относятся к той же грамматической категории.

синонимы слова Gravitation

Перевод слова «Gravitation» на 25 языков

ПЕРЕВОД СЛОВА GRAVITATION

Посмотрите перевод слова Gravitation на 25 языков с помощью нашего многоязыкового переводчика c немецкий языка. Переводы слова Gravitation с немецкий языка на другие языки, представленные в этом разделе, были выполнены с помощью автоматического перевода, в котором главным элементом перевода является слово «Gravitation» на немецкий языке.
Переводчик с немецкий языка на
китайский язык 引力

1,325 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
испанский язык gravitación

570 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
английский язык gravitation

510 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
хинди язык आकर्षण-शक्ति

380 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
арабский язык الجاذبية الأرضية

280 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
русский язык тяготение

278 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
португальский язык gravitação

270 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
бенгальский язык মহাকর্ষ

260 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
французский язык gravitation

220 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
малайский язык graviti

190 миллионов дикторов

немецкий Gravitation

180 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
японский язык 重力

130 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
корейский язык 중력

85 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
яванский язык gravitasi

85 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
вьетнамский язык trọng lực

80 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
тамильский язык ஈர்ப்பு

75 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
маратхи язык भारदस्तपणा

75 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
турецкий язык çekim

70 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
итальянский язык gravitazione

65 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
польский язык grawitacja

50 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
украинский язык тяжіння

40 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
румынский язык gravitație

30 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
греческий язык έλξη της βαρύτητος

15 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
африкаанс язык swaartekrag

14 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
шведский язык gravitation

10 миллионов дикторов

Переводчик с немецкий языка на
норвежский язык gravitasjon

5 миллионов дикторов

Тенденции использования слова Gravitation

ТЕНДЕНЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНА «GRAVITATION»

ЧАСТОТНОСТЬ

Слово используется очень часто

На показанной выше карте показана частотность использования термина «Gravitation» в разных странах. Тенденции основных поисковых запросов и примеры использования слова Gravitation Список основных поисковых запросов, которые пользователи ввели для доступа к нашему онлайн-словарю немецкий языка и наиболее часто используемые выражения со словом «Gravitation».

ЧАСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНА «GRAVITATION» С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ

На графике показано годовое изменение частотности использования слова «Gravitation» за последние 500 лет. Формирование графика основано на анализе того, насколько часто термин «Gravitation» появляется в оцифрованных печатных источниках на немецкий языке, начиная с 1500 года до настоящего времени.

Примеры использования в литературе на немецкий языке, цитаты и новости о слове Gravitation

ЦИТАТЫ СО СЛОВОМ «GRAVITATION»

Известные цитаты и высказывания со словом Gravitation.

Sich verlieben ist nicht das Dümmste, was der Mensch tut – die Gravitation kann aber nicht dafür verantwortlich gemacht werden.

КНИГИ НА НЕМЕЦКИЙ ЯЗЫКЕ, ИМЕЮЩЕЕ ОТНОШЕНИЕ К СЛОВУ

«GRAVITATION»

Поиск случаев использования слова Gravitation в следующих библиографических источниках. Книги, относящиеся к слову Gravitation, и краткие выдержки из этих книг для получения представления о контексте использования этого слова в литературе на немецкий языке.

1

A new Theory of Gravitation and its Quantization – Version 1.1

Lorentz scalar theory of gravitation.

2

Experimentalphysik 2: Kollision, Gravitation, Bezugssysteme …

Die Physik stellt die Beobachtung, Erklärung und die Vorhersage von Naturvorgängen in den direkten Zusammenhang mit der Mathematik.

3

Eine Theorie der Gravitation und der Elektrischen …

Arthur Korn. Dem Bestreben von Bjerknes, auf diese Eigenschaften der pulsierenden Teilchen eine Theorie der elektrischen Erscheinungen zurückzuführen, stellte sich die Schwierigkeit in den Weg, dass das Wechselwirkungsgesetz …

4

Sonderstimme über die wirkende Ursache der Materialität und …

eines aus materiellen Theilchen bestehenden Mediums hergeleitet wird; 2. diejenigen, welche die Ursache der Gravitation in eine gegenseitige, durch nichts vermittelte Fernwirkung (Anziehung oder Abstossung) als wesentliche, nicht weiter …

Carl von THINES-CSETNEKY, 1863

5

Der Physik-Rebell: Mit Hans Lehners Schockwellen ins Goldene …

Gravitation. ist. keine. Anziehungskraft. sondern. ein. kosmischer. Anpressdruck! Aus. dieser revolutionären Erkenntnis heraus erscheinen plötzlich viele physikalische Phänomene in einem anderen Licht. Eine wichtige Erkenntnis lautet: Wir …

6

Gravitation und Kosmologie: Eine Einführung in die …

Der Klassiker von Sexl und Urbantke gibt eine Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie, die auch Querverbindungen zur Elementarteilchenphysik berücksichtigt.

Roman Ulrich Sexl, Helmuth Urbantke, 2008

7

Etwas in Bewegung: Äther-Physik und -Philosophie

08.16. Wesen. der. Gravitation. und. Aufbau. der. Erde. Einsteins Umkehrschluss Zum Ende seiner Laufbahn zweifelte Einstein, ob die relativistische Sichtweise und seine Theorien letztlich Bestand haben könnten. Er selbst konnte nur noch …

Die grundlegenden Größen Gravitation und Schwerebeschleunigung werden zu- sammenmitdenzugehörigenPotentialgrößenin[3.1]eingeführt,dortwerdenauchdie wichtigsten Eigenschaften des Schwerefeldes beschrieben. Die Geometrie …

12. Entartete. Gase. unter. Gravitation: Weiße. Zwerge. „Raffiniert ist der Herr Gott , aber boshaft ist er nicht.” – Inschrift in Fine Hall, Princeton Universitär – Physikalische Themen: Anwendung der Theorie des Elektronengases auf Weiße Zwerge …

Waldemar Tausendfreund, Carl Christoph Bergemann, Rhea-Silvia Remus, 2003

10

Klimakatastrophe?: gibt es eine Lösung? ; leben? oder ???

In exakt diesen Sinne ergibt sich, dass man Gravitation ohne Gravitationskonstante und ohne Kenntnis der konkreten (numerischen) Grösse der Masse, allein aus den Geschwindigkeiten der bewegten Körper berechnen kann. Damit erweist …

НОВОСТИ, В КОТОРЫХ ВСТРЕЧАЕТСЯ ТЕРМИН «GRAVITATION»

Здесь показано, как национальная и международная пресса использует термин Gravitation в контексте приведенных ниже новостных статей.

LISA Pathfinder: Die Gravitation eines Moskitos messen

Ein Moskito, der in einigen Zentimeter an der Vorrichtung vorbei fliegt, würde die Messung allein durch seine Gravitation stören. Wir haben die Position jedes … «Futurezone, Мар 16»

Gravitation: Gerüchte: Gibt es einen Nachweis für Gravitationswellen?

Gravitation. Gerüchte: Gibt es einen Nachweis für Gravitationswellen? Forscher könnten Gravitationswellen gefunden haben. Spekulationen dazu gibt es schon … «Augsburger Allgemeine, Фев 16»

Physiker behauptet, Schwerkraft kann schon mit heutiger …

Namur (Belgien) – Die gezielte Kontrolle der Gravitation galt und gilt vielen bislang als Phantasieprodukt von Science-Fiction und Paraphysik. Jetzt aber hat ein … «grenzwissenschaft-aktuell, Янв 16»

Neue Methode zur Berechnung von Gravitation

Göttinger Max-Planck-Forscher haben mit weiteren Forscherteams eine Methode entwickelt, mit der sie die Gravitation an der Oberfläche ferner Sterne auf … «Göttinger Tageblatt, Янв 16»

Von wegen Gravitation: Elektromagnetismus dominiert das Universum!

Und sie muss all die anderen Vorgänge erklären können, zu deren Beschreibung derzeit die Gravitation herangezogen wird. Das alles tut das “Elektrische … «derStandard.at, Янв 16»

Neue Methode zur exakten Bestimmung der Gravitation von Sternen

Also je langsamer sich die Helligkeit verändert, desto geringer ist die Gravitation an der Oberfläche des Sterns. Es gebe zahlreiche Methoden zur Abschätzung … «derStandard.at, Янв 16»

Anonyme Bilder im Fotomuseum Winterthur: Die Gravitation der …

Fotografie ist die wahre Kunst. Vor allem wenn sie den Anspruch, Kunst zu sein, fahrenlässt, wie die Bilder in der bemerkenswerten Ausstellung «Enigma – jede … «Neue Zürcher Zeitung, Дек 15»

Lisa-Pathfinder-Mission: Aufbruch in den Kosmos der Gravitation

Der Weltraum wäre der ideale Ort, um nach Gravitationswellen zu lauschen. Mit dem Start der Lisa-Pathfinder-Mission möchte die ESA nun den Weg zu einem … «Neue Zürcher Zeitung, Дек 15»

Einsteins Kampf mit der Gravitation: Auf verschlungenen Pfaden zur …

Einsteins Theorie der Gravitation gilt als grosser Wurf. Doch der Weg dorthin führte den Physiker auf Umwege und in Sackgassen. Und am Ende wäre ihm fast … «Neue Zürcher Zeitung, Ноя 15»

Albert Einstein und die Gravitation

Einstein postulierte, dass sich Massen gegenseitig anziehen – je weiter voneinander die Massen sind, umso geringer ist die Gravitation. Sie verschwindet aber … «DIE WELT, Ноя 15»


ССЫЛКИ

« EDUCALINGO. Gravitation [онлайн]. Доступно на <https://educalingo.com/ru/dic-de/gravitation>. Дек 2021 ».

гравитация существительное – определение, изображения, произношение и примечания по использованию

  1. (сокращение g)

    сила, которая притягивает объекты в космосе друг к другу, а на Земле притягивает их к центру планеты, так что вещи падают на землю при падении
    • Закон тяготения Ньютона
    см. также центр тяжести, невесомость Дополнительные примеры
    • Гравитация искривляет свет, как линза.
    • Гравитация сближает объекты.
    • Здание так сильно наклоняется, что кажется, что оно не выдерживает гравитации.
    • Вода самотеком течет из резервуара в расположенные ниже дома.
    • слабая гравитация на Луне
    Темы Spacec1, Физика и химияc1 Оксфордский словарь словосочетаний прилагательное глагол + сила тяжести + глагол
    • тянуть что-то
    • согнуть что-то
    предлогов
    • центр / центр тяжести
    • 08 сила тяжести

    • сила тяжести закон всемирного тяготения
    Полный текст
  2. (формально) чрезвычайная важность и повод для беспокойства синоним серьезности
    • Я не думаю, что вы понимаете серьезность ситуации.
    • Наказание зависит от тяжести преступления.
    Дополнительные примеры
    • Угроза не рассматривается с той серьезностью, которой она заслуживает.
    • Уголовное право не рассматривает нарушения правил дорожного движения с той серьезностью, которой они заслуживают.
    Oxford Collocations Dictionary прилагательное глагол + гравитация
    • ценить
    • понимать
    • понимать
    предлог См. Полную запись
  3. (формальное) серьезное поведение, речь или внешний вид
    • Их попросили вести себя со всей серьезностью, которая была уместна в суде.
    Oxford Collocations Dictionary прилагательное глагол + гравитация
    • оценить
    • понять
    • понять
    предлог См. Полную запись
  4. см. Также grave1

    Word Originlate 15-го века. (в смысле (2)): от старофранцузского или от латинского gravitas «вес, серьезность», от gravis «тяжелый». Смысл (1) датируется 17 веком.

См. Гравитацию в Oxford Advanced American Dictionary См. Гравитацию в Oxford Learner’s Dictionary of Academic English

The Acceleration of Gravity

В предыдущей части этого урока было усвоено, что свободно падающий объект – это объект, который падает исключительно под действием силы тяжести.Свободно падающий объект имеет ускорение 9,8 м / с / с вниз (на Земле). Это числовое значение ускорения свободно падающего объекта настолько важно, что ему дано специальное название. Оно известно как ускорение свободного падения – ускорение любого объекта, движущегося исключительно под действием силы тяжести. Фактически, эта величина, известная как ускорение свободного падения, настолько важна, что у физиков есть специальный символ для ее обозначения – символ g. Числовое значение ускорения свободного падения наиболее точно известно как 9.8 м / с / с. Это числовое значение может немного отличаться (до второго десятичного знака), которое зависит в первую очередь от высоты. Иногда мы будем использовать приблизительное значение 10 м / с / с в Учебнике по физике, чтобы упростить многие математические задачи, которые мы будем выполнять с этим числом. Поступая таким образом, мы сможем лучше сосредоточиться на концептуальной природе физики, не жертвуя слишком большой числовой точностью.

г = 9.8 м / с / с, вниз
(~ 10 м / с / с, вниз)

Посмотри!

Даже на поверхности Земли наблюдаются локальные вариации величины ускорения свободного падения ( г, ). Эти вариации связаны с широтой, высотой и местным геологическим строением региона. Используйте виджет Gravitational Fields ниже, чтобы исследовать, как местоположение влияет на значение g.
Величина ускорения свободного падения ( г, ) различна в разных гравитационных средах.Используйте значение для g , виджет ниже, чтобы узнать ускорение свободного падения на других планетах. Выберите местоположение из раскрывающегося меню; затем нажмите кнопку Отправить .

Вспомните из предыдущего урока, что ускорение – это скорость, с которой объект изменяет свою скорость. Это отношение изменения скорости ко времени между любыми двумя точками на пути объекта. Ускорение со скоростью 9,8 м / с / с означает изменение скорости на 9,8 м / с каждую секунду.

Если бы скорость и время для свободно падающего объекта, падающего из положения покоя, были сведены в таблицу, то можно было бы отметить следующую закономерность.

Время (с) Скорость (м / с)
0 0
1 – 9,8
2 – 19,6
3 – 29,4
4 – 39,2
5 – 49,0

Обратите внимание, что данные скорости-времени выше показывают, что скорость объекта изменяется на 9.8 м / с каждую секунду подряд. То есть свободно падающий объект имеет ускорение примерно 9,8 м / с / с.

Другой способ представить это ускорение в 9,8 м / с / с – добавить числа к нашей точечной диаграмме, которую мы видели ранее в этом уроке. Видно, что скорость мяча увеличивается, как показано на диаграмме справа. (ПРИМЕЧАНИЕ: диаграмма не в масштабе – за две секунды объект упадет значительно дальше, чем расстояние от плеча до пальцев ног.)

Что такое сила тяжести? | New Scientist

Яблоко падает с дерева. Планета вращается вокруг своего солнца. Вы поднимаете велосипед на холм и плавно ускоряетесь вниз по другой стороне. Все это связано с гравитацией, действующей в точности так, как сказал Исаак Ньютон почти три с половиной столетия назад: сила, которая сообщает массивным объектам, как двигаться.

Универсальный закон всемирного тяготения Ньютона, сформулированный в его великом труде по математической физике Principia , опубликованном в 1687 году, был первым великим произведением объединения сил в физике.Это говорит нам о том, что многие разрозненные явления, от падения яблок до вращения планет, происходят из-за того, что массивные объекты испытывают притяжение между собой, которое следует заданной формуле. Величина гравитационного притяжения между двумя телами увеличивается пропорционально их массам, уменьшается пропорционально квадрату расстояния между ними и имеет абсолютное значение, в конечном итоге определяемое универсальной фундаментальной постоянной природы, гравитационной постоянной или «Большой G». .

Однако при всей своей кажущейся универсальности гравитация на самом деле является самой слабой из четырех известных фундаментальных сил природы.Единственная причина, по которой он кажется таким невероятно сильным в нашем лесу, – это локальное присутствие чрезвычайно большой массы, Земли, под нашими ногами, которая привлекает их и все остальное вниз к себе. Именно наличие больших скоплений массы по всей Вселенной гарантирует, что она определяет, как Вселенная работает в большом масштабе, на уровне планет, галактик и скоплений галактик.

Каким бы эффективным ни было описание Ньютона для большинства целей, в нем есть что-то загадочное.То, как гравитация действует мгновенно на огромных расстояниях, даже через половину вселенной, безмерно беспокоило самого Ньютона. Он думал, что это «настолько великая абсурдность, что я верю, что ни один человек, обладающий в философских вопросах компетентной способностью мыслить, никогда не сможет впасть в нее».

И действительно, оказывается, что теория Ньютона далеко не последнее слово о гравитации. Общая теория относительности Эйнштейна, сформулированная в 1916 году, переписывает гравитацию как свойство не отдельных тел, а Вселенной в целом.Гравитация – это просто геометрия, результат искривления массивными объектами пространства и времени вокруг них. Сила гравитационного «поля» в любой точке пространства или времени – это просто степень, до которой эта координата в пространстве-времени невидимо искривляется. По этим изгибам навстречу друг другу падают массивные объекты.

Это изображение может показаться не менее абсурдным, чем изображение Ньютона, но до сих пор оно выдержало все испытания. Это означает, что гравитация стоит отдельно от трех других фундаментальных сил, электромагнетизма и сильных и слабых ядерных сил, которые являются квантовыми силами, описываемыми квантовой теорией поля и передаются квантовыми частицами.

Есть надежда, что в один прекрасный день гравитация может быть такой же, когда в третьей итерации мы обнаружим, какие квантовые свойства массы, энергии, пространства и времени объединяются, чтобы создать гравитацию на фундаментальном уровне. В настоящий момент, однако, квантовая частица, передающая гравитацию, «гравитон», упорно остается гипотетической, а вместе с ней и святым Граалем квантовой теории гравитации.

И гравитация остается на многих уровнях фундаментально загадочной. Почему он такой слабый по сравнению с другими силами? Почему он только тянет, а не толкает? И почему сила «Большой G» (значение которой, кстати, заведомо трудно определить) так явно настроена так, чтобы позволить появиться жизни? Если бы его было немного меньше, расширение пространства преодолело бы притяжение гравитации на материю в новорожденной Вселенной, звезды и галактики никогда бы не сформировались.Если бы было немного больше, любые подражающие звездам или галактикам быстро схлопнулись бы сами на себя и друг на друга, в то время как пространство-время свернуло бы всю Вселенную в большом хрусте. Нам есть за что благодарить за такую ​​гравитацию.

Гравитация – определение, объяснение, примеры и часто задаваемые вопросы

Какая сила удерживает нас на Земле и не дает нам взлететь в космос? Если вы знаете ответ на этот вопрос, значит, вы знаете, что такое гравитация. Гравитация – одна из фундаментальных сил Вселенной, которая доминирует в каждый момент нашего сознательного существования.Он помогает нам ходить по земле, прижимает баскетбольные и бейсбольные мячи к земле, а сила тяжести – это то, с чем наши мышцы не могут бороться. История гравитации неразрывно связана с историей физики, и многие известные физики нашли способы выяснить, что вызывает гравитацию.

Что такое гравитация?

Ученые определили четыре типа сил во Вселенной, которые либо притягивают, либо отталкивают один объект от другого. Это:

  • Сильная сила

  • Электромагнитная сила

  • Слабая сила

  • Гравитация

(изображения будут загружены в ближайшее время)

Из этих 4 типов сил, сильная и слабая действуют в центре атомов объекта.Электромагнитная сила применяется к объектам, имеющим избыточный заряд (электроны, протоны), например, носкам, которые шаркают по пушистому ковру.

Гравитация – это сила, действующая на объекты, имеющие массу. Это всепроникающая сила, которая удерживает нашу ногу на земле, но все еще остается загадкой для многих и ответом на вопрос, что вы подразумеваете под гравитацией.

Что вы имеете в виду под гравитационной силой

Гравитацию можно определить как силу, которую планета (или тело) оказывает на другие объекты и притягивает их к своему центру.Именно эта сила притяжения удерживает все планеты на своих орбитах вокруг Солнца.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Ньютон объяснил, что подразумевается под гравитационной силой в его законе всемирного тяготения как сила притяжения, которая существует между любыми двумя объектами, имеющими массу. Эта сила прямо пропорциональна массам объектов и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Математически это выражается как:

F = G * (м1 м2) / R2

Где F – сила тяжести.

G – Гравитационная постоянная и ее значение 6,67 x 10-11 Н * м2 / кг2.

R – Расстояние между объектами.

Из чего состоит гравитация

Гравитация Земли складывается из всей ее массы. Вся масса Земли оказывает комбинированное гравитационное притяжение на массу вашего тела. Именно это гравитационное притяжение земли дает вам ваш вес. Так что, если вы находитесь на планете, масса которой меньше массы Земли, вы бы там весили меньше. Вы и Земля оказываетесь друг на друга гравитационной силой, но поскольку масса Земли намного больше вашего веса, ваша сила не оказывает никакого влияния на планету.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Группа ученых с Южного полюса обнаружила небесный отпечаток пальца с помощью телескопа BICEP2. Этот отпечаток пальца объясняет начало времен и раскрывает микроскопические детали гравитации. Квантовые частицы в младенческой Вселенной привели к «инфляции», которая и является причиной того, что Вселенная взорвалась наружу.

Также выяснилось, что гравитация состоит из квантовых частиц, называемых гравитонами. Одиночный гравитон слишком мал и безмассовен, но квантовые флуктуации этих гравитонов в молодой Вселенной искривляют карманы этого крошечного пространства-времени.

Что такое гравитационная сила Земли

Гравитация Земли обозначается буквой g и определяется как чистое ускорение, которое индуцируется в объектах из-за гравитации (распределение массы внутри Земли) и центробежной силы, обусловленной земным воздействием. вращение.

Ускорение Земли за счет силы тяжести составляет 9,8 м / с 2 вблизи ее поверхности (также называется 1 g). Гравитация уменьшается по мере удаления от Земли.

Гравитация на Земле не везде одинакова

Гравитация Солнца удерживает Землю в таком положении, что мы можем наслаждаться солнечным светом, не обжигаясь.Гравитация удерживает всю нашу атмосферу и воздух, которым мы дышим, поэтому жизнь без гравитации для нас невозможна.

Но сила тяжести неодинакова во всех частях нашей планеты Земля. В местах с большей массой под землей гравитация больше, чем в местах с меньшей массой под землей. Сила тяжести также зависит от того, где вы стоите, около экватора или дальше от него. Это связано с вращением Земли вокруг своей оси; следовательно, сила тяжести на экваторе меньше (9.789 м / с 2 ), чем сила тяжести на полюсах (9,832 м / с 2 ). Это означает, что вы будете весить на полюсах немного больше, чем на экваторе, из-за центростремительной силы.

НАСА развернуло 2 космических корабля, которые измеряют эти изменения силы тяжести Земли. Эти космические аппараты являются частью GRACE (Эксперимент по восстановлению гравитации и климату).

GRACE может обнаруживать небольшие изменения силы тяжести с течением времени и раскрыть важные детали о Земле. Например, GRACE контролирует уровень моря, и его изменения могут заставить его определять изменения в земной коре, вызванные землетрясениями.

Примеры гравитации

Вот несколько интересных примеров гравитации:

  • Гравитация – самая слабая сила среди всех известных фундаментальных сил. Стержневой магнит может тянуть скрепку вверх за счет электромагнитной силы, которая сильнее гравитационного притяжения всей земли на скрепку.

  • Это сила тяжести, благодаря которой автомобиль катится по инерции даже тогда, когда вы не нажимаете на педаль газа.

  • Гравитация удерживает Землю и все планеты вокруг Солнца на их правильных позициях и орбитах.

  • Сила тяжести удерживает газы внутри Солнца.

  • Приливы в океанах вызваны силой притяжения Луны.

  • Звезды и планеты были созданы гравитацией, которая объединила материалы, из которых они состоят.

  • Гравитация не только притягивает массы, но и влияет на свет. Эйнштейн доказал этот факт. Если направить фонарик вверх, он со временем станет красным из-за гравитационного притяжения.Мы не замечаем этого изменения цвета, но ученые смогли его измерить.

Плотность

Гравитация Ньютон :

Ньютон расширил работу Галилея, чтобы лучше определить взаимосвязь между энергией и движение. В частности, он разработал следующие концепции:

  • изменение скорости = ускорение -> вызванное силой.
  • инерция = сопротивление изменяться в скорости и пропорционален массе объект
  • импульс = количество энергии движения и равна массе, умноженной на скорость
  • закон сохранения количества движения = полный импульс (масса x скорость) взаимодействия консервативен -> то же самое до и после
Пример: автомобили и грузовики на льду! Следствием идей Ньютона стала так называемая Заводная Вселенная. модель.Концепция, которая гласит, что полный импульс Вселенной сохраняется, взаимодействия перераспределяют импульс, но общая никогда изменения. В этой модели Бог только запускает часы (исходная причина), затем все остальное время он работает сам по себе.

Законы движения Ньютона:

  • 1-й закон: тело остается в покое или движется по прямой линии постоянная скорость, пока на него не действуют внешние силы
  • 2-й закон: тело, на которое действует сила, будет ускоряться так, что сила равна массе, умноженной на ускорение (F = ma)
  • 3-й закон: для каждого действия существует равное и противоположное реакция
Например, из 1-го закона Ньютона мы знаем, что объект движется в прямая линия, если на нее не действует внешняя сила.Круговая орбита явно не прямая, какая сила? Ньютон показал, что на планеты действует сила тяжести, исходящая от Солнца. Каждая орбита – это постоянно изменяющаяся скорость, при которой гравитация добавляет небольшой “ дельта-вее ” в каждый момент. Эта “ дельта-ви ” – вот что дает эллиптическая кривизна, то есть орбита. Кроме того, из 2-го закона Ньютона, когда бейсболист ударяет по мячу, он прикладывает силу F к шару массы m. Скажем, он попадает в теннис мяч массой в одну десятую массы обычного бейсбольного мяча (1/10 м).Что такое ускорение? В десять раз быстрее обычного бейсбол и, следовательно, в десять раз больше конечной скорости и в десять раз больше дистанционное попадание.

Вы оказались в ловушке на ледяном озере с мешком с песком. Вспоминая 3-й закон Ньютона, как вы выберетесь из него?


Закон всемирного тяготения Ньютона :

Галилей первым заметил, что предметы “ тянутся ” к центр Земли, но Ньютон показал, что эта же сила (гравитация) была ответственна за орбиты планет в Солнечной Система.

Объекты во Вселенной притягивают друг друга с разной силой. прямо как произведение их масс и обратно как квадрат их расстояния

Все массы, независимо от размера, притягивают другие массы силой тяжести. Ты не замечаем силы соседних объектов, потому что их масса так велика. мала по сравнению с массой Земли. Рассмотрим следующие пример:

С помощью векторного исчисления Ньютон смог разработать космологию, которая включала основную причину движения планет, гравитацию, завершила модель солнечной системы начат вавилонянами и ранними греками.Математическая формулировка динамической модели солнечной системы Ньютона стала наукой о небесная механика, величайшая из детерминистских наук.

Хотя ньютоновская механика была величайшим достижением 1700-х годов, она отнюдь не был окончательным ответом. Например, уравнения орбит может быть решен для двух тел, но не может не быть решен для трех или более тел. Проблема трех тел годами озадачивал астрономов, пока не узнал, что некоторые математические проблемы страдают от детерминированных хаос, в котором динамические системы кажутся случайными или непредсказуемыми. поведение (см. ниже).

Дифференциальные гравитационные силы (приливы) :

Приливы вызваны взаимодействием движения тела вокруг планеты. или Солнце и внутренняя сила тяжести.


Приливы :

Водные приливы вызваны тем, что вода на Земле Поверхность легче деформируется приливными силами, чем скалистая кора. А сила приливов зависит от трех факторов:

  1. положения на поверхности Земли
  2. ориентации Солнца и Луны (оба имеют примерно равное влияние приливов на поверхность Земли)
  3. географические особенности (форма заливов, заливов и т. д.))

Рош Лимит :

Что происходит, когда приливные силы становятся больше внутренней силы тяжести объекта? Объект разорван. Это происходит, когда луна подходит слишком близко к своему основному. Приливные силы увеличиваются как R, расстояние между планетой и луной, становится меньше, пока луна не станет распалась на множество мелких тел. Это происхождение колец вокруг Сатурна и других миров Юпитера.

В небесной механике предел Роша – это расстояние, в пределах которого небесное тело, удерживаемое только собственной гравитацией, распадется из-за приливных сил второго небесного тела, превышающих гравитационное притяжение.Внутри предела Роша, материал на орбите диспергируется и образует кольца, в то время как за пределами предела материал имеет тенденцию к слиться.


Проблема трех тел и сложность :

Детерминистские законы, такие как законы движения Ньютона, подразумевают предсказуемость только в идеализированном пределе бесконечной точности. В Сама Вселенная не может знать свою работу с абсолютной точностью, и не может во всех деталях предсказать, что будет дальше. Детерминированный хаос кажется случайным, потому что мы обязательно невежественны мельчайших деталей, как и сама Вселенная.

Поведение сложных систем на самом деле не случайное, это просто что конечное состояние настолько чувствительно к начальным условиям, что оно невозможно предсказать будущее поведение без бесконечных знаний всех движений и энергии (например, бабочка в Южной Америке влияет на штормы в Северной Атлантике).

Даже игры с простыми правилами могут вызывать сложное поведение, как показано на следующий пример:

Хотя это “всего лишь” математическая игра, есть много примеров. такой же формы и сложного поведения, что и в Природе.


Гравитация

Гравитация

Хоби Томпсон и Сара Хэверн


Итак, вы хотите знать, почему гравитация важна, а? Ну, вот история Gravity и почему она важный.

История гравитации

  • Люди только недавно (например, за последние 300 лет) осознали что такое Gravity.
  • Греческие философы считали, что планеты и звезды были частью царства богов и следовали «естественному движению». Они не осознавали, что замешана Гравитация. Идеи греков просуществовал до 16 века.
  • Однако, начиная с 1500-х годов, такие астрономы, как Галилей, и Браге обнаружил, что Земля и другие планеты вращаются вокруг солнца. Кеплер показал, что они двигались на эллиптическом тренажере. орбита, а не круг. Вопрос был в том, почему.

Сэр Исаак Ньютон – первооткрыватель гравитации!
  • Сэр Исаак Ньютон был английским математиком и математиком. и физик, живший в 1642-1727 гг.
  • Легенда гласит, что Ньютон открыл гравитацию, когда увидел падающее яблоко, думая о силах природы.
  • Что бы ни случилось на самом деле, Ньютон понял, что некоторая сила должны воздействовать на падающие предметы, такие как яблоки, потому что в противном случае они не двинутся с места.
  • Ньютон тоже понял, что Луна улетит прочь от Земли по прямой касательной к ее орбите, если некоторая сила не заставлял его падать на Землю. Только луна снаряд, кружащий вокруг Земли под действием притяжения Сила тяжести.
  • Ньютон назвал эту силу «гравитацией» и определил что гравитационные силы существуют между всеми объектами.
  • Используя идею гравитации, Ньютон смог объяснить астрономические наблюдения Кеплера.
  • Доказана работа Галилея, Браге, Кеплера и Ньютона. раз и навсегда, что Земля не была центром солнечной система. Земля вместе со всеми другими планетами вращается вокруг солнце.
  • Два астронома, Дж. К. Адамс и У. Дж. Дж. Леверье, позже использовал концепцию гравитации, чтобы предсказать, что планета Нептун будет обнаружено. Они поняли, что должен быть другой планета оказывает гравитационную силу на Уран, потому что Уран имел странные возмущения на своей орбите.(Возмущения – это отклонения на орбитах.)

Альберт Эйнштейн – Общая теория Относительность
  • Эйнштейн разработал совершенно новую идею о гравитации.
  • Согласно Эйнштейну, гравитация возникает из “коробление” пространства и времени.
  • Новая теория гравитации Эйнштейна объясняет ряд явления, которые нарушили бы теорию Ньютона. Например, свет прогибается при прохождении рядом с массивными объектами, такими как Солнце.И часы поднятый над Землей ускоряется относительно часов на поверхности.

Основные факты о гравитации

  • Гравитация – это сила притяжения, существующая между любыми два объекта. Между солнцем и Земля, между Землей и нами, и даже между двумя шариками.
  • Снаряды, спутники, планеты, галактики и скопления галактик все находятся под влиянием силы тяжести.
  • Гравитация – самая слабая из четырех известных сил природы, все же самая доминирующая сила.Хотя это самая слабая сила, Гравитация объединяет целые солнечные системы и галактики!
  • Закон всемирного тяготения гласит, что каждый объект притягивает любой другой объект с силой, которая для любых двух объектов прямо пропорциональна массе каждого объекта и обратно пропорционально квадрату расстояния между двумя объектами.
  • Гравитационная формула
  • Это пример «закона обратных квадратов»: гравитационная сила изменяется как обратный квадрат расстояния между двумя объектами.В результате эффект Gravity Falls быстро по мере увеличения расстояния между двумя объектами.
  • Наилучшая текущая оценка G состоит в том, что она составляет около 6,67259 10-11 ньютон-квадратный метр на квадратный килограмм.
  • Гравитационное поле для планеты, г , равно GM / Rsquared, где G – масса планеты, а R – расстояние объекта из центра планеты (радиус планеты если объект находится на поверхности планеты).Это означает, что Гравитация больше там, где планета массивнее и где она имеет меньший радиус. Таким образом, несмотря на то, что у Марса всего около 1/10 массы Земли, гравитационная сила на поверхности Марса больше, чем на 1/10 поверхности Земли. – потому что поверхность Марса ближе к поверхности планеты!
  • Сила притяжения между вами и Землей – это ваша масса.
  • Гравитация определяет «скорость убегания» для объект как ракета.Чем сильнее гравитационное притяжение объект, тем больше скорость убегания. Следующая диаграмма показывает скорость убегания для Солнца, двух планет и Земли Луна.
Солнце 620 км / с
Юпитер 60,2 км / с
Земля 11,2 км / с
Луна 2.4 км / с

Интересные факты о гравитации

  • Первое надежное измерение G было выполнено Генри. Кавендиш в 1798 году! Он подсчитал, что G равняется 6,754 10-11. ньютон-квадратный метр на квадратный килограмм (по сравнению с сегодняшним расчет 6,67259).
  • Некоторые теории предполагают, что G со временем меняется и что G несколько различается в разных областях космоса!
  • Независимо от того, насколько велико расстояние между объектом и Земля, гравитационная сила Земли не падает до 0.Гравитационное влияние каждого объекта осуществляется через все пространство.
  • Земля круглая из-за силы тяжести. Земля притягивала себя вместе, прежде чем он стал твердым.
  • Между двумя шариками существует гравитационное притяжение, но мы этого не замечаем, потому что сила между каждым из мрамор и Земля намного больше.
  • Человек, который на Земле весит 100 фунтов, будет весить всего 17 фунтов, стоящих на той же шкале на Луне.
  • Согласно Альберту Эйнштейну, нет никакой разницы между ускорение свободного падения и любое другое ускорение. если ты находились в ракете, разгоняющейся со скоростью 32,2 фута / сек2, было бы прямо как гравитация на Земле.
  • Нет известных антигравитационных устройств (ах черт возьми)! Но эффекты гравитации можно отменить свободным падением или размещением объекты на орбите.

Другие полезные веб-сайты на Gravity

Хотите узнать больше? Вот несколько хороших ссылок (в нашем рейтинге).

* А веб-презентация по Gravity. (5 из 5)

Исследование Сила тяжести. (4 из 5)

НАСА Гравитационная страница (5 из 5)

А страница о гравитации. (3 из 5)

Институт для исследования гравитации. (3 из 5)

Так почему бы и нет

определение, этимология и использование, примеры и родственные слова

  • WordNet 3.6

    • n гравитация серьезная и торжественная манера
    • n гравитация торжественное и достойное чувство
    • n гравитация (физика) сила притяжения между всеми массами во Вселенной; особенно притяжение земной массы к телам у ее поверхности «чем дальше тело, тем меньше гравитация», «гравитация между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними» , «гравитация не может нести ответственность за влюбленных людей» – Альберт Эйнштейн »
    • ***

Пересмотренный полный словарь Вебстера

  • Каждый раз, когда гравитация Луны вызывает десятифутовый прилив в море, все континенты на Земле поднимаются как минимум на шесть дюймов.
    • Гравитация Важность, значимость, достоинство и т. Д .; следовательно, серьезность; чудовищность; как, тяжесть правонарушения. «Они имеют значение … серьезность места, где они были произнесены».
    • Gravity (Mus) Слабость тона; – противопоставлен остроте.
    • Gravity Сдержанность в характере или поведении. «Люди серьезности и учености».
    • Gravity Состояние наличия веса; пышность; как, тяжесть свинца.
    • Gravity (Physics) Тенденция массы материи к центру притяжения; особенно, стремление тела к центру Земли; земное притяжение.
    • ***

Словарь и циклопедия века

  • В космосе космонавты не могут плакать, слезы не могут стекать из-за отсутствия гравитации.

    • гравитация Масса, в отличие от массы; точнее, ускорение земных тел вниз из-за гравитации Земли, измененной центробежной силой из-за ее вращения вокруг своей оси.Величина этого ускорения составляет около 385,1 дюйма (978 сантиметров) в секунду на уровне моря и экваторе, а на полюсах – 387,1 дюйма. В горах сила тяжести немного меньше, чем на уровне моря, в пропорции уменьшения на одну тысячную часть на каждые две мили высоты. Есть также другие небольшие вариации силы тяжести, из которых можно рассчитать фигуру геоида (см. Рисунок). Вообще говоря, гравитация избыточна там, где радиус-вектор геоида превышает радиус среднего сфероида.[Слова «гравитация» и «гравитация» более или менее перепутаны; но наиболее осторожные авторы используют гравитацию для притягивающей силы и гравитацию для земного явления веса или нисходящего ускорения, которое имеет своими двумя компонентами гравитацию и центробежную силу. Центробежная сила на экваторе составляет 1 / 289,4 силы тяжести. Он повсюду проявляется в плоскости меридиана под прямым углом к ​​направлению небесного полюса. Направление гравитации в средних широтах наклонено примерно на 11 футов.5 к радиусу Земли.
    • тяжесть Торжественность поведения или характера; степенность манеры поведения; серьезность.
    • гравитация Важность; значение; достоинство.
    • gravity В акустике состояние низкого тона: в отличие от остроты звука.
    • ***

Словарь Чемберса двадцатого века

  • В 1960-х годах США потратили миллионы на разработку ручки с невесомостью для использования в космосе.

    • n Гравитация grav′i-ti тяжесть: это притяжение между телами или ускорение одного по направлению к другому, примером которого является падение тела на землю: состояние серьезности или трезвости: относительная важность:
    • n Гравитация гравьи-ти (мус.) размер банкноты
    • ***

Пересмотренный полный словарь Вебстера

L. gravitas, фр. гравис, тяжелый; ср. F. gravité ,. См. Могила (а) Горе

Словарь Чемберса двадцатого века

Пт. гравита —L. gravitat-em gravis , тяжелый.

В литературе:

В его тихой серьезности было что-то религиозное.

“Языки совести” Роберт Смайт Хиченс

Увеличение скорости движущегося тела под действием силы тяжести.

“Словарник моряка” Уильяма Генри Смита

Торф, удельный вес которого не превышает 0,25, может использоваться и используется в качестве топлива.

«Торф и его использование в качестве удобрения и топлива» Сэмюэля Уильяма Джонсона

Он увидел, что Люси ни на мгновение не оценила серьезность положения своего отца.

“Исследователь” У. Сомерсета Моэма

Между тем гравитация Чингачгука оставалась неизменной.

«Последний из могикан» Джеймса Фенимора Купера

Возьмите удельную массу и, если она выше 1010, разбавьте стерильной водой до достижения этой плотности.

«Элементы бактериологической техники» Джона Уильяма Генри Эйра

Этому перемещению способствуют воздух, вода и лед, движущиеся под действием силы тяжести и других сил.

“Экономический аспект геологии” К. К. Лейт

Некоторые камни имеют примерно одинаковый удельный вес, и в таких случаях хорошо использовать и другие тесты.

«Учебник драгоценных камней для ювелиров и публики, любящей драгоценности», Фрэнк Бертрам Уэйд

Бет какое-то время наблюдала за ними с той же зверской серьезностью на лице, а затем беззаботно удалилась.

“Книга Бет” Сары Гранд

Поверните гравитацию, и у вас будет идеальный космический драйв.

«Империя» Клиффорда Дональда Симака

***

В стихах:

Научитесь завоевывать женскую веру
Благородно, как высока вещь;
Смело, как на жизнь, так и на смерть –
С верной серьезностью.

«Да леди». Элизабет Барретт Браунинг

Где это может послужить концу творения,
И среди планет катится,
Верный законам гравитации
Это отмечает его внешний полюс.

«Потребности и полномочия» Джареда Бархайта

Его лицо наполнено серьезностью;
Его язык подобен мечу;
Его присутствие внушает страх одновременно полному и высокому,
Мир содрогается от его слова.

«Судный приговор» Джона Буньяна

И это безумие?
Нет, это гравитация
Из этого огромного разума,
То, что на алтаре его Саутленда вырезано
И выковал болты воинской мысли
Грозового рода.

“Стоунволл Джексон” Албери Олсон Уитмен

Велико Справедливость!
Справедливость не устанавливается законодателями и законами – она ​​находится в Душе;
Его нельзя изменить уставами, равно как и любовью, гордостью,
притяжение силы тяжести, банка;

«Великие мифы» Уолта Уитмена

Веджевуд (забывая о себе, поднимает молоток и размахивает им, как
аукционист.)
Идущий! (Вспоминая себя.) – Я имею в виду – (медленно и серьезно) – s-i-l-e-n-c-e i-n
суд! (имеется в виду аудитория.)

“Дева Саксонии; или кто предатель? – Акт III” Джорджа Поупа Морриса


В новостях:

GRAIL составляет точную гравитационную карту Луны.

Энтони Вуд о небоскребе: искусство и архитектура против гравитации.

Что ж, я рад, что Джефф упомянул Ньютона, потому что я не думаю, что он понимает серьезность ситуации.

Военные руководители, министр обороны, президент и Конгресс говорят о серьезности проблемы и неадекватности нынешних подходов к оказанию помощи.

Несмотря на гравитацию, мы стремимся к высотам, земле, закону, Иисусу, естественному, низу, гравитации, воде, массе, римлянам, смерти.

Работы Вэя часто изображают его в явно бросающих вызов гравитации ситуациях.

Более узкие отверстия означают меньше места для маневра и отклонений, позволяя гравитации делать большую часть работы.

Возможно, это была серьезность ситуации, когда они наконец столкнулись с олимпийским моментом, который они тренировали всю свою жизнь.

По словам Шейна Ольде из компании Ohlde Seed Farms в Палмере, штат Канзас, использование гравитационного стола после просеивания помогает улавливать семена с высоким контрольным весом. Качество означает высокие урожаи и рыночные возможности.

Вы можете подумать, что вам придется путешествовать далеко, чтобы получить опыт, бросающий вызов гравитации, но люди Navitat Canopy Adventure в Райтвуде живут для таких острых ощущений, и их можно найти всего в часе езды от центра города Л.А.

Центр тяжести меняется во время беременности, вызывая мышечный дисбаланс и утомляемость.

Как показано в редакции этого художника, космический корабль-близнец GRAIL нанесет на карту гравитационное поле Луны.

В четверг вечером в Колониальном театре в искусстве демонстрировали гравитацию и даже невесомость.

Набрав более 10 000 голосов, “Defying Gravity” стал фаворитом фанатов.

Хьюсон сказал, что, несмотря на многочисленные проблемы, связанные с проведением научного эксперимента в космосе с невесомостью, окружающая среда предлагает уникальную возможность для открытий.

***

В науке:

В этих моделях либо отсутствует самогравитация, либо, в случае Пассота и др. (1995) не позволяют разрешить самогравитацию, чтобы стать значимой.

Динамическая межзвездная среда: выводы из численных моделей

Неантикоммутативная теория возмущений квантовой гравитации конечна для безматериальной гравитации и для взаимодействий с материей.

Неантикоммутативная квантовая гравитация

Отсюда следует, что чисто гравитационные петли и петли более высокого порядка, возникающие во взаимодействиях гравитации и материи, будут конечными.

Неантикоммутативная квантовая гравитация

Мы разработали пертурбативный, неантикоммутативный формализм квантовой гравитации, используя ♦ -произведение в гравитационном действии везде, где произведения гравитационных полей и их производные встречаются в многообразии суперпространства.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *