Քիչ հայտնի փաստեր գրավիտացիայի մասին. Մի քանի հետաքրքիր փաստ ձգողականության մասին Որտեղ կա ավելի շատ ձգողականություն:

Դպրոցում մենք ստանում ենք գրավիտացիայի հիմնական պատկերացում: Այնտեղ մեզ սովորաբար ասում են, որ կա այնպիսի զարմանալի ուժ, որը պահում է Երկրի վրա բոլորին, և միայն դրա շնորհիվ մենք չենք թռչում արտաքին տիեզերք և չենք քայլում գլխիվայր: Հենց այստեղ էլ գործնականում ավարտվում է զվարճանքը, քանի որ դպրոցում մեզ ասում են միայն ամենատարրական ու պարզ բաները։ Իրականում շատ բանավեճեր կան համընդհանուր ձգողության մասին, գիտնականներն առաջարկում են նոր տեսություններ և գաղափարներ, և կան շատ ավելի շատ նրբերանգներ, քան դուք կարող եք պատկերացնել: Այս ժողովածուում դուք կգտնեք գրավիտացիոն ազդեցության մասին մի քանի շատ հետաքրքիր փաստեր և տեսություններ, որոնք կա՛մ ներառված չեն եղել դպրոցական ծրագրում, կա՛մ հայտնի են դարձել ոչ վաղ անցյալում։

10. Ձգողության ուժը տեսություն է, այլ ոչ թե ապացուցված օրենք:
Միֆ կա, որ գրավիտացիան օրենք է: Եթե ​​դուք փորձեք առցանց հետազոտություններ կատարել այս թեմայով, ցանկացած որոնողական համակարգ ձեզ կառաջարկի բազմաթիվ հղումներ Նյուտոնի Համընդհանուր ձգողության օրենքի մասին: Սակայն գիտական ​​հանրության մեջ օրենքներն ու տեսությունները բոլորովին այլ հասկացություններ են։ Գիտական ​​օրենքը հաստատված տվյալների վրա հիմնված անհերքելի փաստ է, որը հստակ բացատրում է տեղի ունեցող երևույթների էությունը: Տեսությունն իր հերթին գաղափարի մի տեսակ է, որի օգնությամբ հետազոտողները փորձում են բացատրել որոշ երևույթներ։

Եթե ​​գրավիտացիոն փոխազդեցությունը նկարագրենք գիտական ​​տերմիններով, ապա համեմատաբար գրագետ մարդու համար անմիջապես լիովին պարզ է դառնում, թե ինչու է համընդհանուր ձգողականությունը դիտարկվում տեսական հարթությունում, այլ ոչ թե որպես օրենք։ Քանի որ գիտնականները դեռևս հնարավորություն չունեն ուսումնասիրելու Տիեզերքի յուրաքանչյուր մոլորակի, արբանյակի, աստղի, աստերոիդի և ատոմի գրավիտացիոն ուժերը, մենք իրավունք չունենք ճանաչելու համընդհանուր ձգողականությունը որպես օրենք:

«Վոյաջեր 1» ռոբոտային զոնդն անցել է 21 միլիարդ կիլոմետր, սակայն նույնիսկ Երկրից այդքան հեռավորության վրա այն հազիվ է դուրս եկել մեր մոլորակային համակարգից: Թռիչքը տևել է 40 տարի 4 ամիս, և այս ամբողջ ընթացքում հետազոտողները շատ տվյալներ չեն ստացել գրավիտացիայի մասին մտքերը տեսական դաշտից օրենքների կատեգորիա տեղափոխելու համար։ Մեր Տիեզերքը չափազանց մեծ է, և մենք դեռ շատ քիչ բան գիտենք...

9. Ձգողության մասին տեսության մեջ շատ բացեր կան

Մենք արդեն հաստատել ենք, որ համընդհանուր ձգողականությունը ընդամենը տեսական հասկացություն է։ Ավելին, պարզվում է, որ այս տեսությունը դեռևս ունի բազմաթիվ բացեր, որոնք ակնհայտորեն վկայում են նրա հարաբերական թերարժեքության մասին։ Շատ անհամապատասխանություններ են նկատվել ոչ միայն մեր արեգակնային համակարգում, այլ նույնիսկ այստեղ՝ Երկրի վրա:

Օրինակ, ըստ Լուսնի վրա համընդհանուր ձգողության տեսության, Արեգակի ձգողական ուժը պետք է զգալ շատ ավելի ուժեղ, քան Երկրի ձգողականությունը: Պարզվում է, որ Լուսինը պետք է պտտվի Արեգակի շուրջը, այլ ոչ թե մեր մոլորակի շուրջը։ Բայց մենք գիտենք, որ Լուսինը մեր արբանյակն է, և դրա համար երբեմն բավական է միայն ձեր աչքերը բարձրացնել դեպի գիշերային երկինք:

Դպրոցում մեզ պատմեցին Իսահակ Նյուտոնի մասին, ում գլխին ճակատագրական խնձոր է ընկել՝ ներշնչելով նրան համընդհանուր ձգողության տեսության գաղափարը։ Նույնիսկ ինքը՝ Նյուտոնը, խոստովանեց, որ իր տեսությունը որոշակի թերություններ ուներ։ Ժամանակին հենց Նյուտոնը դարձավ մաթեմատիկական նոր հայեցակարգի հեղինակ՝ հոսքեր (ածանցյալներ), որոնք օգնեցին նրան ձգողականության հենց այդ տեսության ձևավորման գործում։ Ֆլյուքսիաները կարող են ձեզ այնքան էլ ծանոթ չհնչել, բայց ի վերջո դրանք ամուր արմատավորվել են ճշգրիտ գիտությունների աշխարհում:

Այսօր մաթեմատիկական վերլուծության մեջ հաճախ օգտագործվում է դիֆերենցիալ հաշվարկի մեթոդը՝ հիմնված հենց Նյուտոնի և նրա գործընկեր Լայբնիցի գաղափարների վրա։ Սակայն մաթեմատիկայի այս բաժինը նույնպես բավականին թերի է և ոչ առանց իր թերությունների։

8. Գրավիտացիոն ալիքներ

Ալբերտ Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը առաջարկվել է 1915 թվականին։ Մոտավորապես նույն ժամանակ ի հայտ եկավ գրավիտացիոն ալիքների վարկածը։ Մինչև 1974 թվականը այս ալիքների գոյությունը մնաց զուտ տեսականորեն։

Գրավիտացիոն ալիքները կարելի է համեմատել տարածություն-ժամանակային կոնտինուումի կտավի վրա ալիքների հետ, որոնք առաջանում են Տիեզերքի լայնածավալ իրադարձությունների արդյունքում։ Նման իրադարձությունները կարող են լինել սև խոռոչների բախումը, նեյտրոնային աստղի պտտման արագության փոփոխությունը կամ գերնոր աստղի պայթյունը։ Երբ նման բան է տեղի ունենում, գրավիտացիոն ալիքները տարածվում են տարածություն-ժամանակային շարունակականության վրա, ինչպես ջրի մեջ ալիքներն ընկած քարից: Այս ալիքները լույսի արագությամբ անցնում են Տիեզերքով: Մենք այնքան էլ հաճախ չենք տեսնում աղետալի իրադարձություններ, ուստի մեզանից երկար տարիներ են պահանջվում գրավիտացիոն ալիքները հայտնաբերելու համար: Ահա թե ինչու գիտնականներից պահանջվեց ավելի քան 60 տարի՝ ապացուցելու նրանց գոյությունը։

Գրեթե 40 տարի գիտնականներն ուսումնասիրում են գրավիտացիոն ալիքների առաջին ապացույցները: Ինչպես պարզվում է, այս ալիքներն առաջանում են շատ խիտ և ծանր գրավիտացիոն կապ ունեցող աստղերի երկուական համակարգի միաձուլման ժամանակ, որոնք պտտվում են ընդհանուր զանգվածի կենտրոնի շուրջ: Ժամանակի ընթացքում երկուական աստղի բաղադրիչները մոտենում են միմյանց, և դրանց արագությունը աստիճանաբար նվազում է, ինչպես կանխատեսել է Էյնշտեյնն իր տեսության մեջ։ Գրավիտացիոն ալիքների մեծությունն այնքան փոքր է, որ 2017 թվականին նրանք նույնիսկ ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի են արժանացել փորձնական հայտնաբերման համար։

7. Սև անցքեր և գրավիտացիա

Սև անցքերը Տիեզերքի ամենամեծ առեղծվածներից մեկն են: Նրանք հայտնվում են բավականին մեծ աստղի գրավիտացիոն փլուզման ժամանակ, որը դառնում է գերնոր աստղ։ Երբ սուպերնովան պայթում է, աստղային նյութի զգալի զանգված արտանետվում է արտաքին տարածություն։ Այն, ինչ տեղի է ունենում, կարող է հրահրել տարածություն-ժամանակային շրջանի ձևավորումը տարածության մեջ, որտեղ գրավիտացիոն դաշտն այնքան ուժեղ է դառնում, որ նույնիսկ լույսի քվանտաները չեն կարողանում հեռանալ այս վայրից (այս սև խոռոչը): Ինքը գրավիտացիան չէ, որ ձևավորում է սև խոռոչներ, բայց այն դեռևս առանցքային դեր է խաղում այս շրջանները դիտարկելու և ուսումնասիրելու գործում:

Հենց սև խոռոչների ձգողականությունն է օգնում գիտնականներին հայտնաբերել դրանք Տիեզերքում: Քանի որ գրավիտացիոն ձգողականությունը կարող է աներևակայելի հզոր լինել, հետազոտողները երբեմն կարող են նկատել դրա ազդեցությունը այլ աստղերի կամ այդ շրջանները շրջապատող գազերի վրա: Երբ սև խոռոչը ներծծում է գազերը, ձևավորվում է այսպես կոչված ակրեցիոն սկավառակ, որի մեջ նյութը արագանում է այնքան մեծ արագությամբ, որ տաքացնելիս սկսում է ինտենսիվ ճառագայթում արտադրել։ Այս փայլը կարելի է հայտնաբերել նաև ռենտգենյան տիրույթում: Հենց ակրեցիոն երեւույթի շնորհիվ մենք կարողացանք ապացուցել սև խոռոչների գոյությունը (հատուկ աստղադիտակների միջոցով): Պարզվում է, որ եթե չլիներ գրավիտացիան, մենք նույնիսկ չէինք իմանա սև խոռոչների գոյության մասին։

6. Տեսություն սև նյութի և սև էներգիայի մասին

Տիեզերքի մոտավորապես 68%-ը բաղկացած է մութ էներգիայից, իսկ 27%-ը վերապահված է մութ նյութին: Տեսականորեն. Չնայած այն հանգամանքին, որ մեր աշխարհում մութ նյութին և մութ էներգիային այդքան շատ տեղ է հատկացվել, մենք շատ քիչ բան գիտենք դրանց մասին:

Մենք ենթադրաբար գիտենք, որ մութ էներգիան ունի մի շարք հատկություններ։ Օրինակ՝ առաջնորդվելով Էյնշտեյնի ձգողականության տեսությամբ՝ գիտնականները ենթադրել են, որ մութ էներգիան անընդհատ ընդլայնվում է։ Ի դեպ, գիտնականները սկզբում կարծում էին, որ Էյնշտեյնի տեսությունը կօգնի ապացուցել, որ ժամանակի ընթացքում գրավիտացիոն ազդեցությունը դանդաղեցնում է Տիեզերքի ընդլայնումը: Այնուամենայնիվ, 1998-ին Hubble տիեզերական աստղադիտակի կողմից ստացված տվյալները հիմք տվեցին ենթադրելու, որ Տիեզերքը ընդլայնվում է միայն աճող արագությամբ: Միևնույն ժամանակ, գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ ձգողականության տեսությունն ի վիճակի չէ բացատրել մեր Տիեզերքում տեղի ունեցող հիմնարար երևույթները: Այսպես հայտնվեց մութ էներգիայի և մութ նյութի գոյության վարկածը, որը կոչված էր արդարացնելու Տիեզերքի ընդլայնման արագացումը։

5. Գրավիտոններ

Դպրոցում մեզ ասում են, որ ձգողականությունը ուժ է: Բայց դա կարող է լինել նաև ավելին... Հնարավոր է, որ ձգողականությունը ապագայում դիտարկվի որպես գրավիտոն կոչվող մասնիկի դրսևորում։

Հիպոթետիկորեն գրավիտոնները զանգված չունեցող տարրական մասնիկներ են, որոնք արձակում են գրավիտացիոն դաշտ։ Մինչ օրս ֆիզիկոսները դեռ չեն ապացուցել այս մասնիկների գոյությունը, բայց նրանք արդեն շատ տեսություններ ունեն այն մասին, թե ինչու պետք է անպայման գոյություն ունենան այդ գրավիտոնները: Այս տեսություններից մեկն ասում է, որ գրավիտացիան միակ ուժն է (բնության 4 հիմնարար ուժերից կամ փոխազդեցություններից), որը դեռևս կապված չէ մեկ տարրական մասնիկի կամ որևէ կառուցվածքային միավորի հետ։

Գրավիտոնները կարող են գոյություն ունենալ, բայց դրանք ճանաչելը աներևակայելի դժվար է: Ֆիզիկոսները ենթադրում են, որ գրավիտացիոն ալիքները բաղկացած են հենց այս խուսափողական մասնիկներից: Գրավիտացիոն ալիքները հայտնաբերելու համար հետազոտողները բազմաթիվ փորձեր են անցկացրել, որոնցից մեկում օգտագործել են հայելիներ և լազերներ։ Ինտերֆերոմետրիկ դետեկտորը կարող է օգնել հայտնաբերել հայելու տեղաշարժերը նույնիսկ ամենամանրադիտակային հեռավորությունների վրա, բայց, ցավոք, այն չի կարող հայտնաբերել այնպիսի փոքր մասնիկների հետ կապված փոփոխությունները, որքան գրավիտոնները: Տեսականորեն նման փորձի համար գիտնականներին այնքան ծանր հայելիներ կպահանջվեին, որ եթե դրանք փլուզվեին, կարող էին սև խոռոչներ առաջանալ:

Ընդհանուր առմամբ, մոտ ապագայում հնարավոր չի թվում հայտնաբերել կամ ապացուցել գրավիտոնների գոյությունը։ Առայժմ ֆիզիկոսները դիտարկում են Տիեզերքը և հույս ունեն, որ հենց այնտեղ կգտնեն իրենց հարցերի պատասխանները և կկարողանան հայտնաբերել գրավիտոնների դրսևորումները ինչ-որ տեղ ցամաքային լաբորատորիաներից դուրս:

4. Որդանանցքների տեսություն

Որդանանցքները, որդանցքները կամ որդանցքները Տիեզերքի մեկ այլ մեծ առեղծված են: Լավ կլիներ մտնել ինչ-որ տիեզերական թունել և ճանապարհորդել լույսի արագությամբ՝ ամենակարճ ժամանակում մեկ այլ գալակտիկա հասնելու համար: Այս ֆանտազիաները մեկ անգամ չէ, որ օգտագործվել են գիտաֆանտաստիկ թրիլլերներում: Եթե ​​Տիեզերքում իսկապես կան որդանանցքներ, ապա նման ցատկերը կարող են միանգամայն հնարավոր լինել: Այս պահին գիտնականները ոչ մի ապացույց չունեն որդնածորերի գոյության մասին, սակայն որոշ ֆիզիկոսներ կարծում են, որ այս հիպոթետիկ թունելները կարող են ստեղծվել՝ մանիպուլյացիայի ենթարկելով գրավիտացիան:

Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը թույլ է տալիս մտածել որդնած անցքերի առաջացման հնարավորությունը: Հաշվի առնելով լեգենդար գիտնականի աշխատանքը՝ մեկ այլ ֆիզիկոս՝ Լյուդվիգ Ֆլամը, փորձեց նկարագրել, թե ինչպես կարող է ձգողության ուժը խեղաթյուրել ժամանակի տարածությունն այնպես, որ ձևավորվի նոր թունել՝ կամուրջ ֆիզիկական իրականության հյուսվածքի մի շրջանի միջև։ և մեկ այլ. Իհարկե, կան այլ տեսություններ:

3. Մոլորակները նույնպես գրավիտացիոն ազդեցություն ունեն Արեգակի վրա

Մենք արդեն գիտենք, որ Արեգակի գրավիտացիոն դաշտը ազդում է մեր մոլորակային համակարգի բոլոր օբյեկտների վրա, և այդ պատճառով նրանք բոլորը պտտվում են մեր միակ աստղի շուրջը: Նույն սկզբունքով Երկիրը կապված է Լուսնի հետ, և դրա համար էլ Լուսինը պտտվում է մեր հայրենի մոլորակի շուրջ։

Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր մոլորակ և մեր Արեգակնային համակարգում բավարար զանգված ունեցող ցանկացած այլ երկնային մարմին նույնպես ունի իր գրավիտացիոն դաշտերը, որոնք ազդում են Արևի, այլ մոլորակների և բոլոր այլ տիեզերական օբյեկտների վրա: Գործադրվող գրավիտացիոն ուժի մեծությունը կախված է օբյեկտի զանգվածից և երկնային մարմինների միջև եղած հեռավորությունից։

Մեր արեգակնային համակարգում գրավիտացիոն փոխազդեցության շնորհիվ է, որ բոլոր մարմինները պտտվում են իրենց տրված ուղեծրերով: Ամենաուժեղ ձգողականությունը, իհարկե, Արեգակից է: Մեծ հաշվով, բավարար զանգված ունեցող բոլոր երկնային մարմիններն ունեն իրենց գրավիտացիոն դաշտը և ազդում են զգալի զանգված ունեցող այլ օբյեկտների վրա, նույնիսկ եթե դրանք գտնվում են մի քանի լուսային տարվա հեռավորության վրա։

2. Միկրոգրավիտացիա

Մենք բոլորս մեկ անգամ չէ, որ տեսել ենք տիեզերագնացների լուսանկարներ, որոնք ճախրում են ուղեծրային կայաններով կամ նույնիսկ տիեզերանավից դուրս են դուրս գալիս հատուկ պաշտպանիչ կոստյումներով: Հավանաբար, դուք սովոր եք մտածել, որ այս գիտնականները սովորաբար ցատկում են տիեզերքում՝ առանց որևէ ձգողականության զգալու, քանի որ այնտեղ չկա: Եվ դուք շատ սխալ կլինեք, եթե այդպես է: Տիեզերքում նույնպես կա գրավիտացիա։ Ընդունված է այն անվանել միկրոգրավիտացիա, քանի որ այն գրեթե աննկատ է։ Միկրոգրավիտացիայի շնորհիվ է, որ տիեզերագնացները փետուրների պես թեթև են զգում և ազատորեն լողում են տիեզերքում: Եթե ​​ընդհանրապես չլիներ ձգողականությունը, մոլորակները պարզապես չէին պտտվի Արեգակի շուրջ, և Լուսինը վաղուց լքած կլիներ Երկրի ուղեծիրը:

Որքան հեռու է օբյեկտը ծանրության կենտրոնից, այնքան ավելի թույլ է ծանրության ուժը: ՄԿԳ-ում գործում է միկրոգրավիտացիա, քանի որ այնտեղ գտնվող բոլոր առարկաները շատ ավելի հեռու են գտնվում Երկրի գրավիտացիոն դաշտից, քան դուք հիմա այստեղ եք: Ձգողականությունը թուլանում է նաև այլ մակարդակներում: Օրինակ՝ վերցնենք մեկ առանձին ատոմ։ Սա նյութի այնքան փոքր մասնիկ է, որ այն նաև զգում է բավականին համեստ գրավիտացիոն ուժ: Քանի որ ատոմները միավորվում են խմբերի մեջ, այդ ուժը, իհարկե, մեծանում է:

1. Ժամանակի ճանապարհորդություն

Ժամանակի ճանապարհորդության գաղափարը բավականին երկար ժամանակ հիացրել է մարդկությանը: Շատ տեսություններ, այդ թվում՝ ձգողականության տեսությունը, հույս են ներշնչում, որ նման ճանապարհորդությունն իրականում մի օր հնարավոր կդառնա: Ըստ մի հայեցակարգի, գրավիտացիան ձևավորում է տարածություն-ժամանակային շարունակականության որոշակի թեքություն, որը ստիպում է Տիեզերքի բոլոր առարկաներին շարժվել կոր հետագծով: Արդյունքում տիեզերքում գտնվող առարկաները մի փոքր ավելի արագ են շարժվում՝ համեմատած Երկրի վրա գտնվող օբյեկտների հետ: Ավելի ճիշտ, ահա մի օրինակ. տիեզերական արբանյակների ժամացույցները ամեն օր 38 միկրովայրկյան (0,000038 վայրկյան) առաջ են ձեր տան զարթուցիչներից:

Քանի որ գրավիտացիան ստիպում է օբյեկտներին ավելի արագ շարժվել տիեզերքում, քան Երկրի վրա, տիեզերագնացները նույնպես կարող են համարվել ժամանակի ճանապարհորդներ: Սակայն այս ճանապարհորդությունն այնքան աննշան է, որ տուն վերադառնալուն պես ոչ իրենք՝ տիեզերագնացները, ոչ էլ նրանց սիրելիները որևէ հիմնարար տարբերություն չեն նկատում։ Բայց սա չի հերքում մեկ շատ հետաքրքիր հարցը. հնարավո՞ր է գրավիտացիոն ազդեցություն օգտագործել ժամանակի ճանապարհորդության համար, ինչպես ցույց է տրված գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում:

Այս հոդվածը կկենտրոնանա համընդհանուր ձգողության օրենքի հայտնաբերման պատմության վրա: Այստեղ մենք կծանոթանանք այս ֆիզիկական դոգման հայտնաբերած գիտնականի կյանքի կենսագրական տեղեկություններին, կդիտարկենք դրա հիմնական դրույթները, կապը քվանտային գրավիտացիայի հետ, զարգացման ընթացքը և շատ ավելին։

Հանճարեղ

Սըր Իսահակ Նյուտոնը ծագումով Անգլիայից գիտնական է: Ժամանակին նա մեծ ուշադրություն և ջանք է նվիրել այնպիսի գիտություններին, ինչպիսիք են ֆիզիկան և մաթեմատիկան, ինչպես նաև շատ նոր բաներ բերեց մեխանիկայի և աստղագիտության մեջ: Նա իրավամբ համարվում է ֆիզիկայի առաջին հիմնադիրներից մեկը նրա դասական մոդելում։ Նա «Բնական փիլիսոփայության մաթեմատիկական սկզբունքներ» հիմնարար աշխատության հեղինակն է, որտեղ տեղեկություններ է ներկայացրել մեխանիկայի երեք օրենքների և համընդհանուր ձգողության օրենքի մասին։ Իսահակ Նյուտոնը այս աշխատություններով դրեց դասական մեխանիկայի հիմքերը։ Նա նաև մշակել է ինտեգրալ տեսակ՝ լույսի տեսություն։ Նա նաև մեծ ներդրում ունեցավ ֆիզիկական օպտիկայի մեջ և զարգացրեց ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի բազմաթիվ այլ տեսություններ:

օրենք

Համընդհանուր ձգողության օրենքը և դրա հայտնաբերման պատմությունը գնում են դեպի հեռավոր անցյալ: Նրա դասական ձևը մի օրենք է, որը նկարագրում է գրավիտացիոն տիպի փոխազդեցությունները, որոնք դուրս չեն գալիս մեխանիկայի շրջանակներից:

Դրա էությունը կայանում էր նրանում, որ գրավիտացիոն մղման ուժի F ուժի ցուցիչը, որը առաջանում է m1 և m2 նյութի 2 մարմինների կամ կետերի միջև, որոնք միմյանցից առանձնացված են որոշակի հեռավորությամբ r, պահպանում է համաչափություն զանգվածի երկու ցուցանիշների նկատմամբ և հակադարձ համեմատական ​​է մարմինների միջև հեռավորության քառակուսին.

F = G, որտեղ G խորհրդանիշը նշանակում է գրավիտացիոն հաստատուն, որը հավասար է 6,67408(31).10 -11 մ 3 /կգֆ 2:

Նյուտոնի ձգողականությունը

Նախքան համընդհանուր ձգողության օրենքի հայտնաբերման պատմությունը դիտարկելը, եկեք ավելի մանրամասն ծանոթանանք դրա ընդհանուր բնութագրերին:

Նյուտոնի ստեղծած տեսության մեջ մեծ զանգված ունեցող բոլոր մարմինները պետք է իրենց շուրջ առաջացնեն հատուկ դաշտ, որը դեպի իրեն ձգում է այլ առարկաներ։ Այն կոչվում է գրավիտացիոն դաշտ և ունի պոտենցիալ:

Գնդաձև համաչափություն ունեցող մարմինն իրենից դուրս դաշտ է կազմում, որը նման է մարմնի կենտրոնում գտնվող նույն զանգվածի նյութական կետի կողմից ստեղծված դաշտին:

Նման կետի հետագծի ուղղությունը գրավիտացիոն դաշտում, որը ստեղծվել է շատ ավելի մեծ զանգված ունեցող մարմնի կողմից, ենթարկվում է տիեզերքի առարկաներին, ինչպիսիք են, օրինակ, մոլորակը կամ գիսաստղը, շարժվելով էլիպսի երկայնքով կամ: հիպերբոլա. Այն աղավաղումը, որ ստեղծում են այլ զանգվածային մարմիններ, հաշվի է առնվում՝ օգտագործելով խաթարման տեսության դրույթները:

Վերլուծելով ճշգրտությունը

Այն բանից հետո, երբ Նյուտոնը հայտնաբերեց համընդհանուր ձգողության օրենքը, այն պետք է բազմիցս փորձարկվեր և ապացուցվեր: Այդ նպատակով կատարվել են մի շարք հաշվարկներ և դիտարկումներ։ Համաձայնվելով դրա դրույթների հետ և հիմնվելով դրա ցուցիչի ճշգրտության վրա՝ գնահատման փորձարարական ձևը ծառայում է որպես հարաբերականության ընդհանուր տեսության հստակ հաստատում։ Մարմնի քառաբևեռ փոխազդեցությունների չափումը, որը պտտվում է, բայց նրա ալեհավաքները մնում են անշարժ, ցույց է տալիս, որ δ-ի մեծացման գործընթացը կախված է r -(1+δ) պոտենցիալից, մի քանի մետր հեռավորության վրա և գտնվում է սահմանում (2,1±): 6.2) .10 -3. Մի շարք այլ գործնական հաստատումներ թույլ տվեցին, որ այս օրենքը հաստատվի և ստանա միասնական ձև՝ առանց փոփոխությունների։ 2007 թվականին այս դոգման կրկին ստուգվել է մեկ սանտիմետրից պակաս հեռավորության վրա (55 միկրոն-9,59 մմ): Հաշվի առնելով փորձի սխալները՝ գիտնականները ուսումնասիրել են հեռավորության միջակայքը և այս օրենքում ակնհայտ շեղումներ չեն հայտնաբերել։

Լուսնի ուղեծրի դիտարկումը Երկրի նկատմամբ նույնպես հաստատել է դրա վավերականությունը։

Էվկլիդյան տարածություն

Նյուտոնի գրավիտացիայի դասական տեսությունը կապված է Էվկլիդյան տարածության հետ։ Հեռավորության չափման ցուցիչների փաստացի հավասարությունը վերը քննարկված հավասարության հայտարարում բավականին բարձր ճշգրտությամբ (10 -9) ցույց է տալիս մեզ Նյուտոնյան մեխանիկայի տարածության էվկլիդյան հիմքը՝ եռաչափ ֆիզիկական ձևով։ Նյութի նման կետում գնդաձև մակերեսի մակերեսը ճշգրիտ համաչափություն ունի իր շառավիղի քառակուսու նկատմամբ:

Տվյալներ պատմությունից

Եկեք դիտարկենք համընդհանուր ձգողության օրենքի հայտնաբերման համառոտ պատմությունը:

Գաղափարներ առաջ քաշեցին այլ գիտնականներ, ովքեր ապրել են Նյուտոնից առաջ։ Այդ մասին մտածել են Էպիկուրը, Կեպլերը, Դեկարտը, Ռոբերվալը, Գասենդին, Հյուգենսը և այլք։ Կեպլերը ենթադրեց, որ ձգողության ուժը հակադարձ համեմատական ​​է Արեգակից հեռավորությանը և տարածվում է միայն խավարածրի հարթություններում. ըստ Դեկարտի՝ դա եթերի հաստության մեջ հորձանուտների ակտիվության հետեւանք էր։ Կային մի շարք ենթադրություններ, որոնք արտացոլում էին հեռավորությունից կախվածության ճիշտ ենթադրությունները:

Նյուտոնի նամակը Հալլիին պարունակում էր տեղեկություններ, որ սըր Իսահակի նախորդներն էին Հուկը, Ռենը և Բույոտ Իսմայելը: Սակայն մինչ նա ոչ ոք չէր կարողացել հստակորեն, օգտագործելով մաթեմատիկական մեթոդները, կապել ձգողության օրենքը և մոլորակների շարժումը։

Համընդհանուր ձգողության օրենքի հայտնաբերման պատմությունը սերտորեն կապված է «Բնական փիլիսոփայության մաթեմատիկական սկզբունքները» (1687) աշխատության հետ։ Այս աշխատանքում Նյուտոնը կարողացավ ստանալ խնդրո առարկա օրենքը Կեպլերի էմպիրիկ օրենքի շնորհիվ, որն արդեն հայտնի էր այդ ժամանակ: Նա ցույց է տալիս մեզ, որ.

• ցանկացած տեսանելի մոլորակի շարժման ձևը ցույց է տալիս կենտրոնական ուժի առկայությունը.
• Կենտրոնական տիպի ձգողական ուժը ձևավորում է էլիպսաձև կամ հիպերբոլիկ ուղեծրեր։

Նյուտոնի տեսության մասին

Համընդհանուր ձգողության օրենքի հայտնաբերման համառոտ պատմության ուսումնասիրությունը կարող է նաև մեզ ցույց տալ մի շարք տարբերություններ, որոնք այն տարբերում էին նախորդ վարկածներից: Նյուտոնը ոչ միայն հրապարակեց քննարկվող երևույթի առաջարկված բանաձևը, այլ նաև մաթեմատիկական մոդել առաջարկեց ամբողջությամբ.

• դիրք գրավիտացիայի օրենքի վրա;
• շարժման մասին օրենքի դրույթ;
• մաթեմատիկական հետազոտության մեթոդների համակարգվածություն:

Այս եռյակը կարող էր բավականին ճշգրիտ ուսումնասիրել երկնային մարմինների նույնիսկ ամենաբարդ շարժումները՝ այդպիսով հիմք ստեղծելով երկնային մեխանիկայի համար։ Քանի դեռ Էյնշտեյնը չի սկսել իր աշխատանքը, այս մոդելը չի ​​պահանջում հիմնարար շտկումներ: Միայն մաթեմատիկական ապարատը պետք է զգալիորեն կատարելագործվեր։

Քննարկման առարկա

Հայտնաբերված և ապացուցված օրենքը տասնութերորդ դարի ընթացքում դարձավ ակտիվ բանավեճի և մանրակրկիտ ստուգման հայտնի առարկա: Սակայն դարն ավարտվեց նրա պոստուլատների և հայտարարությունների ընդհանուր համաձայնությամբ։ Օգտվելով օրենքի հաշվարկներից՝ հնարավոր եղավ ճշգրիտ որոշել երկնքում մարմինների շարժման ուղիները։ Ուղղակի ստուգումն իրականացվել է 1798 թ. Նա դա արեց՝ օգտագործելով ոլորման տիպի հավասարակշռությունը մեծ զգայունությամբ: Ձգողության համընդհանուր օրենքի բացահայտման պատմության մեջ անհրաժեշտ է առանձնահատուկ տեղ տալ Պուասոնի ներմուծած մեկնաբանություններին։ Նա մշակեց գրավիտացիոն պոտենցիալի հայեցակարգը և Պուասոնի հավասարումը, որով հնարավոր եղավ հաշվարկել այդ ներուժը։ Այս տեսակի մոդելը հնարավորություն տվեց ուսումնասիրել գրավիտացիոն դաշտը նյութի կամայական բաշխման առկայության դեպքում։

Նյուտոնի տեսությունը շատ դժվարություններ ուներ. Հիմնականը կարելի էր համարել հեռահար գործողության անբացատրելիությունը։ Անհնար էր ճշգրիտ պատասխանել այն հարցին, թե ինչպես են գրավիտացիոն ուժերը ուղարկվում վակուումային տարածության միջով անսահման արագությամբ:

Օրենքի «էվոլյուցիա».

Հաջորդ երկու հարյուր տարիների ընթացքում, և նույնիսկ ավելին, շատ ֆիզիկոսներ փորձեցին առաջարկել Նյուտոնի տեսությունը բարելավելու տարբեր ուղիներ: Այս ջանքերն ավարտվեցին հաղթանակով 1915 թվականին, մասնավորապես Հարաբերականության ընդհանուր տեսության ստեղծմամբ, որը ստեղծվել էր Էյնշտեյնի կողմից: Նա կարողացավ հաղթահարել դժվարությունների ողջ շրջանակը։ Համապատասխանության սկզբունքի համաձայն, Նյուտոնի տեսությունը պարզվեց, որ մոտարկում է տեսության վրա աշխատանքի սկզբին ավելի ընդհանուր ձևով, որը կարող է կիրառվել որոշակի պայմաններում.

1. Ուսումնասիրվող համակարգերում գրավիտացիոն բնույթի ներուժը չի կարող չափազանց մեծ լինել: Արեգակնային համակարգը երկնային մարմինների շարժման բոլոր կանոններին համապատասխանության օրինակ է: Ռելյատիվիստական ​​ֆենոմենը հայտնվում է պերիհելիոնի տեղաշարժի նկատելի դրսևորման մեջ։
2. Այս խմբի համակարգերում շարժման արագությունը լույսի արագության համեմատ աննշան է։

Ապացույցը, որ թույլ ստացիոնար գրավիտացիոն դաշտում հարաբերականության ընդհանուր հաշվարկները ստանում են Նյուտոնի ձևը, թույլ արտահայտված ուժային բնութագրերով անշարժ դաշտում սկալյար գրավիտացիոն ներուժի առկայությունն է, որն ի վիճակի է բավարարել Պուասոնի հավասարման պայմանները։

Քվանտային սանդղակ

Այնուամենայնիվ, պատմության մեջ ոչ համընդհանուր ձգողության օրենքի գիտական ​​բացահայտումը, ոչ էլ Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը չեն կարող ծառայել որպես վերջնական գրավիտացիոն տեսություն, քանի որ երկուսն էլ բավարար չափով չեն նկարագրում գրավիտացիոն տիպի գործընթացները քվանտային մասշտաբով: Քվանտային գրավիտացիոն տեսություն ստեղծելու փորձը ժամանակակից ֆիզիկայի կարևորագույն խնդիրներից է։

Քվանտային գրավիտացիայի տեսանկյունից օբյեկտների փոխազդեցությունը ստեղծվում է վիրտուալ գրավիտոնների փոխանակման միջոցով։ Համաձայն անորոշության սկզբունքի՝ վիրտուալ գրավիտոնների էներգետիկ ներուժը հակադարձ համեմատական ​​է այն ժամանակաշրջանին, որում այն ​​գոյություն է ունեցել՝ մի օբյեկտի արտանետման կետից մինչև այն ժամանակի այն պահը, երբ այն կլանվել է մեկ այլ կետով:

Հաշվի առնելով դա՝ պարզվում է, որ փոքր հեռավորության սանդղակում մարմինների փոխազդեցությունը ենթադրում է վիրտուալ տիպի գրավիտոնների փոխանակում։ Այս նկատառումների շնորհիվ կարելի է եզրակացություն անել Նյուտոնի պոտենցիալի օրենքի և դրա կախվածության մասին՝ հեռավորության նկատմամբ հակադարձ համեմատականության ինդեքսի համաձայն: Կուլոնի և Նյուտոնի օրենքների անալոգիան բացատրվում է նրանով, որ գրավիտոնների քաշը զրոյական է։ Ֆոտոնների քաշը նույն նշանակությունն ունի։

Սխալ կարծիք

Դպրոցական ծրագրում պատմությունից տրված հարցի պատասխանը, թե ինչպես Նյուտոնը հայտնաբերեց համընդհանուր ձգողության օրենքը, խնձորի ընկնող պտուղի պատմությունն է: Ըստ այս լեգենդի՝ այն ընկել է գիտնականի գլխին։ Սակայն դա տարածված թյուր կարծիք է, եւ իրականում ամեն ինչ հնարավոր էր առանց գլխի հնարավոր վնասվածքի նման դեպքի։ Ինքը՝ Նյուտոնը, երբեմն հաստատում էր այս առասպելը, բայց իրականում օրենքը ինքնաբուխ հայտնագործություն չէր և չէր գալիս ակնթարթային խորաթափանցության մեջ: Ինչպես գրվեց վերևում, այն մշակվել է երկար ժամանակ և առաջին անգամ ներկայացվել է «Մաթեմատիկական սկզբունքների» աշխատություններում, որոնք հանրությանը թողարկվել են 1687 թվականին:

Երկիր մոլորակի բնակիչները գրավիտացիան ընդունում են որպես բնականոն: Հայտնի է, որ Իսահակ Նյուտոնը մշակել է համընդհանուր ձգողության տեսությունը, քանի որ նրա գլխին ծառից խնձոր է ընկել։ Բայց իրականում Երկրի ձգողականությունը շատ ավելին է, քան ծառից ընկնող պտուղը: Մեր ակնարկը պարունակում է մի քանի հետաքրքիր փաստ այս ուժի մասին:

1. Զուգարանի ֆիզիկա

Երկրագնդի վրա մարդիկ ցանկանում են ազատվել իրենցից, հենց որ նրանց միզապարկը լցված է իր առավելագույն հզորությամբ 1/3-ով: Դա տեղի է ունենում մեզանից յուրաքանչյուրի վրա ձգողականության ազդեցության պատճառով: Այդ իսկ պատճառով ISS-ի տիեզերագնացները միզելու կարիք չեն զգում, քանի դեռ նրանց միզապարկը լցված չէ։

2. Պարզ գաղութացում

Ձգողականությունը շատ կարևոր խնդիր է այլ աշխարհներ գաղութացնելիս: Տեսականորեն մարդիկ կարող են ապրել մոլորակների վրա, որոնց ձգողականությունը տարբերվում է Երկրից ոչ ավելի, քան երեք անգամ։ Հակառակ դեպքում ուղեղի արյան մատակարարումը կխախտվի:

3. Լեռան բարձրություն

Տեսականորեն, ձգողականությունը որոշում է մոլորակի վրա գոյացած բլուրների առավելագույն բարձրությունը: Այսպիսով, Երկրի համար (նորից տեսականորեն) լեռները չեն կարող գերազանցել 15 կիլոմետր բարձրությունը:

4. Լուսնային ֆիզիկա

Պատմական «Ապոլոն» առաքելության ժամանակ տիեզերագնացները, ովքեր վայրէջք կատարեցին Լուսնի մակերեսին, փորձարկեցին Գալիլեոյի ազատ անկման արագացման տեսությունը: Պարզվել է, որ Լուսնի վրա գտնվող առարկաները, անկախ իրենց զանգվածից, ավելի արագ են ընկնում, քան Երկրի վրա։ Սրա պատճառը օդի բացակայությունն է, և արդյունքում՝ դիմադրողականությունը։

5. Անհաջող աստղ

Շատ գիտնականներ Յուպիտերին համարում են անհաջող աստղ: Մոլորակն ունի բավականաչափ ուժեղ գրավիտացիոն դաշտ, որպեսզի ստանա աստղին անհրաժեշտ զանգվածը, բայց այն չունի այնքան ուժեղ դաշտ, որպեսզի սկսի վերափոխվել մեկ այլ աստղի:

6. Հեռահաղորդում

Եթե ​​դուք վերցնեք և հեռացնեք Սոլը ինչ-որ տեղ մի ակնթարթում, ապա Արեգակնային համակարգը որոշ ժամանակ կշարունակի զգալ իր գրավիտացիոն դաշտի ազդեցությունը: Երկրի համար, տեսականորեն, այս «երջանկությունը» կտևի մոտ 8 րոպե, որից հետո երկնային մարմինները կսկսեն կորցնել իրենց ուղեծրերը։

7. Սարեր աստղերի վրա

Եթե ​​մեր Արեգակը երբևէ վերածվի նեյտրոնային աստղի, ապա, ըստ գիտնականների հաշվարկների, նրա ձգողականությունն այնքան հզոր կլինի, որ նրա մակերևույթի ամենամեծ լեռան բարձրությունը չի կարող գերազանցել 5 միլիմետրը։

8. Աստղերի ողբալի երգը

Երկնային մարմինների գրավիտացիոն դաշտի գործողությունը դրանց անհետացումից հետո ամենևին էլ չոր տեսություն չէ։ Մեր Արեգակնային համակարգը և մեր հայրենի մոլորակը մշտապես ապրում են այլ աստղերի գրավիտացիոն դաշտում: Հաշվի առնելով տիեզերքում դաշտի տարածման արագությունը՝ այս աստղերից շատերը դադարել են գոյություն ունենալ շատ, շատ վաղուց:

9. Մոմեր տիեզերքում

Եթե ​​մոմ վառեք գրավիտացիոն դաշտի բացակայության դեպքում, ապա դրա կրակը կլոր կլինի։ Ավելին, բոցի գույնը կլինի կապույտ։

10. Սոդան սպանում է

Գազավորված ըմպելիքներ խմելը գրավիտացիայից զերծ միջավայրում հաստատ լավ գաղափար չէ: Ինչո՞ւ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ գրավիտացիայի բացակայությունը լիովին փոխում է մարդու մարմնում գազերի բաշխման սկզբունքը։ Լավագույն դեպքում դա կարող է առաջացնել ծանր փսխման հարձակում: Ահա թե ինչու ISS-ի տիեզերագնացները գազավորված ըմպելիք չեն խմում:

Բոլոր նրանք, ովքեր հետաքրքրված են գիտությամբ, կհետաքրքրվեն իմանալ դրա մասին։

Տիեզերքը գոյություն ունի գրավիտացիայի շնորհիվ. բոլոր մարմինները այս կամ այն ​​չափով ձգվում են միմյանց: Եվ որքան մեծ է մարմինը, այնքան ավելի ուժեղ է դեպի իրեն ձգում այլ մարմիններ։ Կարելի է ասել, որ ձգողականությունը թելերի մի տեսակ է, որը թույլ չի տալիս մոլորակներին Արեգակից հեռու թռչել։

Ձգողականությունը երկակի չէ

Հետաքրքիր փաստ այն է, որ մեզ մանկուց սովորեցնում են, որ ամեն ինչ ունի իր բացասական կողմը. եթե առարկան բախվի մեկ այլ առարկայի, ապա վերջինս կթռչի։ Եթե ​​ինչ-որ մեկին վիրավորում ես, ուրեմն ինչ-որ մեկն անպայման քեզ էլ կվիրավորի։ Այս կանոնը ճիշտ չէ ձգողականության համար. այն աշխատում է միայն մեկ ուղղությամբ. ձգողականությունը միայն գրավում է և երբեք չի վանում:

ՆԱՍԱ-ն աշխատում է ձգողականության ճառագայթի վրա

ՆԱՍԱ-ն մի քանի տարի աշխատել է ճառագայթի ստեղծման վրա, որը կարող է շարժել առարկաները՝ ստեղծելով գրավիչ ուժ՝ հաղթահարելով ձգողության ուժը։ Սա իսկապես բեկումնային կլինի. օբյեկտների անհպում շարժում:

Զրոյական ձգողականություն գոյություն չունի

Տիեզերական կայանների տիեզերագնացները զգում են ոչ թե զրոյական գրավիտացիա, այլ միկրոգրավիտացիա, քանի որ... նրանք ընկնում են նույն արագությամբ, ինչ նավը, որում գտնվում են:

Յուպիտերի վրա մարդու քաշը կրկնապատկվում է

Մեկ այլ հետաքրքիր փաստ գրավիտացիայի մասին այն է, որ որքան մեծ է առարկան և որքան մեծ է նրա խտությունը, այնքան ավելի ուժեղ է այն ձգում այլ առարկաներին: Այսպիսով, օրինակ Յուպիտերի վրա 60 կիլոգրամ քաշ ունեցող մարդը կկշռի 142 կիլոգրամ (2,3 անգամ ավելի):

Ինչպես դուրս գալ ձգողականությունից

Ցանկացած առարկա, որը հասնում է վայրկյանում 11,2 կիլոմետր արագության, կարող է լավ հեռանալ Երկրի ձգողականությունից։ Հենց այս արագությամբ է երկիրն ընկնում։

Ձգողականությունը ամենաթույլ հիմնարար ուժն է

Ֆիզիկայի մեջ կա 4 հիմնարար ուժ.

1. Ձգողականություն.
2. Էլեկտրամագնիսականություն.
3. Թույլ միջուկային փոխազդեցությունը ատոմների քայքայումն է։
4. Ուժեղ միջուկային ուժն այն ուժն է, որը ատոմները միասին պահում է:

Մագնիսը հեշտությամբ հաղթահարում է ձգողականությունը

Կոպեկի չափ մագնիսը իր էլեկտրամագնիսական ուժի շնորհիվ կկպչի սառնարանին ու չի ընկնի, այսինքն. հաղթահարել Երկրի ձգողության ուժը.

Խնձորը Նյուտոնի գլխին չի ընկել

Իսահակ Նյուտոնը, տեսնելով խնձորի ընկնելը, հետո եզրակացրեց, որ ինչպես խնձորն է ձգվում դեպի Երկիր, այնպես էլ Լուսինն է ձգվում: Ու քանի որ հեռու է, ձգողության ուժը թուլանում է, ու անընդհատ ընկնում է, բայց նույն ձգողականությունը թույլ չի տալիս, որ ընկնի, պարզվում է, որ Լուսինը ուղղակի պտտվում է Երկրի շուրջը։

Apple-ը հայտնաբերել է հակադարձ քառակուսի համամասնության օրենքը

Օրենքը կարելի է գրել հետևյալ կերպ. F = G * (mM)/r2: Իսկ ռուսերեն, այսպես ասած՝ քեզնից երկու անգամ ավելի հեռու գտնվող առարկան քո վրա է գործադրում նախորդ ձգողականության միայն քառորդ մասը։

Ձգողականությունը անսահման է

Նախկին օրենքի համաձայն՝ ձգողականության ուժը տարածվում է ցանկացած հեռավորության վրա։ Պարզապես, որքան մեծ է, այնքան թույլ է: Մի մոռացեք, որ կանգնելով երկու համարժեք մարմինների միջև, դուք չեք զգա գրավիտացիա, քանի որ այն կհավասարվի երկու կողմից:

Ձգողականություն նշանակում է «ծանր»

«Ձգողականություն» բառը գալիս է լատիներեն «գրավիս» բառից։

Ձգողականությունը անկախ է քաշից

Եթե ​​տանիքից շպրտեք նույն չափի, բայց տարբեր քաշի երկու գնդակ, դրանք միաժամանակ կընկնեն: Քանի որ ձգողության ուժը հավասարապես գործում է բոլոր առարկաների վրա։ Ավելի ծանր առարկայի ավելի մեծ իներցիան վերացնում է ցանկացած լրացուցիչ արագություն, որը կարող է ունենալ ավելի թեթևի նկատմամբ:

Ձգողականությունը թեքում է տարածությունն ու ժամանակը

Համաձայն Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսության՝ գրավիտացիան ոչ այլ ինչ է, քան տիեզերքը կազմող տարածության և ժամանակի կորությունը։

Օբյեկտները փոխում են տարածությունն ու ժամանակը իրենց շուրջը

2011 թվականին ՆԱՍԱ-ի Gravity Probe B փորձը ապացուցեց, որ Երկիրը պտտվում է տիեզերքը իր շուրջը: Նմանությունը կարելի է նկարել գետի ներքև լողացող փայտե գնդակի հետ. այն միշտ պտտվելու և ոլորելու է ջուրը, քանի որ դրա վրա ազդում է Երկրի գրավիտացիան, և գումարած այն ունի իր սեփական ձգողականությունը:

Ձգողականությունը փոխում է լույսի ուղղությունը

Ցանկացած զանգվածային առարկա, օրինակ՝ ապակե ոսպնյակը, թեքելով իր շուրջ տարածությունը, ի վիճակի է վերահղել իր միջով անցնող լույսի ճառագայթը: Գրավիտացիոն ոսպնյակները հեշտությամբ մեծացնում են հեռավոր գալակտիկաների չափերը:

Երեք մարմնի խնդիրը դեռ լուծված չէ

Եթե ​​վերացարկենք և պատկերացնենք, որ տիեզերքում կա ընդամենը երեք մարմին. Եվ մենք գիտենք, որ բոլոր մարմիններն ունեն ձգողականություն և ձգում են այլ մարմիններ: Ինչպե՞ս են նրանք տեղափոխվելու միմյանց համեմատ:

Այս խնդրի լուծման հինգ տարբերակ կա, բայց դրանք բոլորն էլ ենթադրում են, որ յուրաքանչյուր մարմնի սկզբնական արագությունն ու շարժման ուղղությունը ի սկզբանե հայտնի են։ Բնօրինակում մարմիններն են՝ Արևը, Երկիրը և Լուսինը։ Եթե ​​լուծեք խնդիրը, կարող եք կռահել, թե որտեղից է առաջացել տիեզերքը:

Քվանտային մեխանիկան հաշվի չի առնում գրավիտացիան

Քվանտային մեխանիկայի հավասարումներից ոչ մեկը հաշվի չի առնում ձգողականության ուժերը, բայց մնացած բոլոր երեք ուժերն առկա են դրանցում։ Եթե ​​հավասարումների մեջ ներառենք գրավիտացիան, ապա դրանց հավասարությունն ակնթարթորեն փլուզվում է։ Սա ժամանակակից ֆիզիկայի ամենամեծ խնդիրներից մեկն է։

Գրավիտացիոն ալիքները պարզապես ենթադրություն են

Գրավիտացիայի մասին փաստերն ասում են, որ առարկաները չեն կարող ուղղակի գրավել միմյանց, պետք է նրանց միջև կապ լինի։ Ենթադրաբար (գրեթե ապացուցված), այս կապը ոչ այլ ինչ է, քան գրավիտացիոն ալիքներ: Եթե ​​մարդկությունը կարողանա տեսնել դրանք, ապա տիեզերքի մասին հարցերի միլիոնավոր պատասխաններ կբացահայտվեն նրան, քանի որ նա կկարողանա տեսնել առարկաների միջև բոլոր կապերը, նույնիսկ անսահման:

Այստեղ՝ Երկրի վրա, մենք գրավիտացիան ընդունում ենք որպես սովորական, օրինակ՝ նա մշակել է համընդհանուր ձգողության տեսությունը ծառից ընկնող խնձորի շնորհիվ: Սակայն ձգողականությունը, որը քաշում է առարկաները դեպի միմյանց՝ իրենց զանգվածին համաչափ, ավելին է, քան պարզապես ընկնող պտուղը: Ահա մի քանի փաստ այս ուժի մասին.

1. Ամեն ինչ քո գլխում է

Երկրի վրա ձգողականությունը կարող է բավականին մշտական ​​ուժ լինել, բայց մեր ընկալումը երբեմն ասում է մեզ, որ դա այդպես չէ: 2011-ի ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ մարդիկ ավելի լավ են գնահատում, թե ինչպես են առարկաները հարվածում գետնին, երբ նրանք ուղիղ նստած են, այլ ոչ թե, օրինակ, երբ նրանք պառկած են կողքի վրա:

Սա նշանակում է, որ գրավիտացիայի մեր ընկալումը հիմնված է ավելի քիչ ձգողության ուղղության մասին տեսողական նշանների վրա, և ավելի շատ՝ տարածության մեջ մարմնի կողմնորոշման վրա: Գտածոները կարող են հանգեցնել նոր ռազմավարության և տիեզերագնացներին օգնել տիեզերքում միկրոգրավիտացիայի դեմ պայքարելու համար:

2. Երկիր վերադառնալը դժվար է

Տիեզերագնացների փորձը ցույց է տալիս, որ անցումը դեպի զրոյական ձգողականություն կարող է դժվար լինել մարմնի համար, քանի որ մկանները ատրոֆիայի են ենթարկվում, իսկ ոսկորները կորցնում են ոսկրային զանգվածը՝ ձգողականության բացակայության դեպքում: NASA-ի տվյալներով՝ տիեզերագնացները կարող են ամսական կորցնել իրենց ոսկրային զանգվածի մինչև 1%-ը տիեզերքում։

Երբ տիեզերագնացները վերադառնում են Երկիր, նրանց մարմնին և ուղեղին որոշ ժամանակ է պահանջվում վերականգնելու համար: Արյան ճնշումը, որը տարածության մեջ հավասարաչափ բաշխվում է ողջ մարմնով մեկ, կրկին պետք է հարմարվի երկրային պայմաններին, որոնց դեպքում սիրտը պետք է աշխատի, որպեսզի ապահովի արյան հոսքը դեպի ուղեղ։

Երբեմն տիեզերագնացները պետք է զգալի ջանքեր գործադրեն դա անելու համար. 2006 թվականին տիեզերագնաց Հայդեմարի Ստեֆանիշին-Պայպերը վայր ընկավ ողջույնի արարողության ժամանակ ISS-ից վերադառնալու հաջորդ օրը:

Հոգեբանական ադապտացիան կարող է նույնքան դժվար լինել: 1973 թվականին տիեզերագնաց Ջեք Լուսման Skylab 2 տիեզերանավից ասաց, որ պատահաբար կոտրել է Երկրի վրա իր առաջին օրերի ընթացքում Երկրի վրա գտնվող շիշը. նա պարզապես բաց թողեց շիշը՝ մոռանալով, որ այն կընկնի և կկոտրվի չսկսել լողալ տարածության մեջ:

3. Օգտագործեք Պլուտոն նիհարելու համար

Պլուտոնը պարզապես մոլորակ չէ, այն նաև նիհարելու լավ միջոց է՝ այն մարդը, որի քաշը երկրի վրա 68 կգ է, գաճաճ մոլորակի վրա կշռում է ոչ ավելի, քան 4,5 կգ: Հակառակ էֆեկտը տեղի կունենա Յուպիտերի վրա՝ այնտեղ նույն մարդը կկշռի 160,5 կգ։

Մոլորակը, որը մարդկությունը, ամենայն հավանականությամբ, կայցելի մոտ ապագայում՝ Մարսը, նույնպես կուրախացնի հետազոտողներին թեթևության զգացումով. Մարսի ձգողականությունը կազմում է Երկիր մոլորակի միայն 38%-ը, ինչը նշանակում է, որ 68 կգ կշռող մեր մարդը այնտեղ «կնիհարի»։ 26 կգ.

4. Ձգողության ուժը նույնը չէ նույնիսկ Երկրի վրա

Նույնիսկ Երկրի վրա ձգողականությունը միշտ չէ, որ նույնն է, քանի որ մեր մոլորակը իրականում կատարյալ գունդ չէ, նրա զանգվածը հավասարաչափ բաշխված չէ, իսկ անհավասար զանգվածը նշանակում է անհավասար ձգողականություն:

Առեղծվածային գրավիտացիոն անոմալիաներից մեկը նկատվում է Կանադայի Հադսոն Բեյ շրջանում։ Այս տարածքը ավելի ցածր խտություն ունի մոլորակի այլ շրջանների համեմատ, և 2007 թվականի ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ դրա պատճառը սառցադաշտերի աստիճանական հալումն է։

Սառույցը, որը ծածկել է այս տարածքը վերջին սառցե դարաշրջանում, վաղուց հալվել է, բայց Երկիրը լիովին չի վերականգնվել դրանից: Քանի որ տարածքի վրա ձգողական ուժը համաչափ է այս տարածքի մակերեսի զանգվածին, սառույցը մի ժամանակ «տեղափոխել» է Երկրի զանգվածի մի մասը: Երկրի ընդերքի աննշան դեֆորմացիան, Երկրի թիկնոցում մագմայի շարժման հետ մեկտեղ, բացատրում է նաև ձգողականության նվազումը։

5. Առանց ձգողականության որոշ բակտերիաներ կդառնան ավելի մահացու

Սալմոնելլան, որը սովորաբար կապված է սննդային թունավորման հետ կապված բակտերիաների հետ, միկրոգրավիտացիայի պայմաններում երեք անգամ ավելի վտանգավոր է դառնում: Չգիտես ինչու, ձգողականության բացակայությունը փոխեց առնվազն 167 Salmonella գեների և դրանց 73 սպիտակուցների ակտիվությունը: Մկները, որոնց դիտավորյալ սնվում էին սալմոնելայով վարակված սննդով զրոյական գրավիտացիայի պայմաններում, շատ ավելի արագ հիվանդացան, թեև նրանք ավելի քիչ բակտերիաներ էին կուլ տալիս՝ համեմատած Երկրի վրա:

6. Սև անցքեր գալակտիկաների կենտրոններում

Այսպես կոչված, քանի որ ոչինչ, նույնիսկ լույսը, չի կարող փախչել իրենց գրավիտացիոն դաշտից, սև խոռոչները, թերևս, Տիեզերքի ամենակործանարար առարկաներն են: Մեր գալակտիկայի կենտրոնում կա երեք միլիոն արևի զանգված ունեցող զանգվածային սև անցք, սակայն, ըստ Չինական համալսարանի գիտնական Տացույա Ինուի տեսության, այս սև խոռոչը մեզ համար վտանգ չի ներկայացնում. այն շատ հեռու է և համեմատած մյուս սև խոռոչների հետ, մեր Աղեղնավոր-Ա-ն համեմատաբար փոքր է:

Բայց երբեմն դա ցույց է տալիս. 2008թ.-ին մոտ 300 տարի առաջ արձակված էներգիայի բռնկումը հասավ Երկիր, իսկ մի քանի հազար տարի առաջ նյութի փոքր քանակություն (մերկուրիի զանգվածով համեմատելի) ընկավ սև խոռոչ, ինչը հանգեցրեց. ևս մեկ բռնկում: