Физика гравитации. Закон всемирного тяготения. Квантовая механика не учитывает гравитацию

Явление гравитации - это закон всемирного тяготения. Два тела действуют друг на друга с силой, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению их масс.

Математически мы можем выразить этот великий закон формулой



Тяготение действует на огромных расстояниях во Вселенной . Но Ньютон утверждал, что взаимно притягиваются все предметы. А правда ли, что любые два предмета притягивают друг друга? Только представьте, известно, что Земля притягивает вас, сидящих на стуле. Но задумывались ли о том, что компьютер и мышка притягивают друг друга? Или карандаш и ручка, лежащие на столе? В этом случае в формулу подставляем массу ручки, массу карандаша, делим на квадрат расстояния между ними, с учетом гравитационной постоянной, получаем силу их взаимного притяжения. Но, она выйдет на столько маленькой (из-за маленьких масс ручки и карандаша), что мы не ощущаем ее наличие. Другое дело, когда речь идет о Земле и стуле, или Солнце и Земле. Массы значительные, а значит действие силы мы уже можем оценить.

Это также относится к его размышлениям о теории гравитации, о которых будет сказано ниже. Математической основой этой теории является ньютоновский закон тяготения, в котором говорится, что два тела притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массам и пропорциональной квадрату их расстояний. Века широкое признание. Эйлер не является исключением, как показывают следующие цитаты.

Таким образом, это обстоятельство доказывает по самым жестким причинам, что среди всех небесных тел преобладает общая тяготение, посредством которой они движутся друг против друга; и что эта сила тем больше, чем ближе друг к другу. Этот факт нельзя отрицать.

Вспомним об ускорении свободного падения . Это и есть действие закона притяжения. Под действием силы тело изменяет скорость тем медленнее, чем больше масса. В результате, все тела падают на Землю с одинаковым ускорением.

Чем вызвана эта невидимая уникальная сила? На сегодняшний день известно и доказано существование гравитационного поля. Узнать больше о природе гравитационного поля можно в дополнительном материале темы.

В контексте солнца и планеты он формулирует это более точно. Чтобы, таким образом, судить о силе, с которой одно тело притягивается к другому, нужно только заметить, что эта сила прежде всего в правильной пропорции с массой притягиваемого тела и с притяжением притянутого и обратным к квадрату Расстояние стенд.

Формулировка закона тяготения справедливо рассматривается как веха в истории естественных наук, поскольку она позволила с большой точностью вычислить движения Луны и планет. Исаак Ньютон также показал, что законы движения планеты, найденные более чем полвека назад Иоганном Кеплером, можно вывести из закона тяготения в сочетании с законами движения, сформулированными им.

Задумайтесь, что такое тяготение? Откуда оно? Что оно собой представляет? Ведь не может быть так, что планета смотрит на Солнце, видит, насколько оно удалено, подсчитывает обратный квадрат расстояния в соответствии с этим законом?

Направление силы притяжения

Есть два тела, пусть тело А и В. Тело А притягивает тело В. Сила, с которой тело А воздействует, начинается на теле B и направлена в сторону тела А. То есть как бы "берет" тело B и тянет к себе. Тело В "проделывает" то же самое с телом А.

Тем более удивительно, что по своей сути бесспорная теория Ньютона привела к противоречию между учеными Европы в веке, с остротой и остротой, которую мы едва ли можем себе представить сегодня. Здесь важную роль сыграли не только фактические, но и личные и национальные аспекты. Никто не отрицал существования этой силы, но влияние многих, если не большинство, физиков на европейском континенте было недостаточно, чтобы говорить о привлекательной силе и считаться с ней, не зная причины этой власти. Современное: было воспринято как раздражение, что теория Ньютона была теорией расстояния.



Каждое тело притягивается Землей. Земля "берет" тело и тянет к своему центру. Поэтому эта сила всегда будет направлена вертикально вниз, и приложена она с центра тяжести тела, называют ее силой тяжести.

Главное запомнить

1) Закон и формулу;
2) Направление силы тяжести

Непосредственно с Галилео Галилеем и Рене Декарт ученые и столетия гордились тем, что преодолели эту доктрину скрытых качеств, «качественных оккультистов». Другим выдающимся примером такого скрытого свойства является утверждение, что Природа имеет отвращение к пустоте. Евангелиста Торричелли и Блейз Паскаль показали, что предполагаемый «ужасный вакуум» имел механическую причину, давление воздуха, которое отныне считалось причиной функционирования всасывающего насоса и повышения ртути в барометре.

Когда, как и Ньютон, один говорил о силе притяжения, чтобы объяснить притяжение тяжелых тел, для многих это было возвращение к этим «качественным оккультам», скрытым чертам средневековой лженауки, явлениям, не связанным с причинами, но объясняемыми словами.

Некоторые методы геологической разведки, предсказание приливов и в последнее время расчет движения искусственных спутников и межпланетных станций. Заблаговременное вычисление положения планет.

Можем ли мы сами поставить такой опыт, а не гадать, притягиваются ли планеты, предметы?

Такой прямой опыт сделал Кавендиш (Генри Кавендиш (1731-1810) - английский физик и химик) при помощи прибора, который показан на рисунке. Идея состояла в том, чтобы подвесить на очень тонкой кварцевой нити стержень с двумя шарами и затем поднести к ним сбоку два больших свинцовых шара. Притяжение шаров слегка перекрутит нить - слегка, потому что силы притяжения между обычными предметами очень слабы. При помощи такого прибора Кавендишу удалось непосредственно измерить силу, расстояние и величину обеих масс и, таким образом, определить постоянную тяготения G .

Соответствующий отрывок находится в немецком переводе. Но это был камнем преткновения для многих физиков. Хотя Ньютон не исключил, что существует физическая причина тяжести, он только говорит, что не знает этого, он и его последователи считаются самыми темными Времена аристотелевской физики. Подобно тому, как Аристотель учил, что причиной тяжести является пребывание тела, чтобы достичь своего естественного места, Ньютон приписывает подобные тела скрытые свойства, когда говорит о притяжении. Как нелюбимая материя «через пустое пространство» должна знать, что в другом месте есть что-то, и что должно заставлять накопления материи привлекать друг друга?

Уникальное открытие постоянной тяготения G, которая характеризует гравитационное поле в пространстве, позволила определить массу Земли, Солнца и других небесных тел. Поэтому Кавендиш назвал свой опыт "взвешиванием Земли".

Интересно, что у различных законов физики есть некоторые общие черты. Обратимся к законам электричества (сила Кулона) . Электрические силы также обратно пропорциональны квадрату расстояния, но уже между зарядами , и невольно возникает мысль, что в этой закономерности таится глубокий смысл. До сих пор никому не удалось представить тяготение и электричество как два разных проявления одной и той же сущности.

Этот вопрос обсуждается более или менее широко во всех книгах физики века, как показывает этот пример. «Механизм» - вот ключевое ключевое слово здесь. Какие физики, такие как Жан-Антуан Нолле, пропустили в Ньютоне, были фактом механической причины перемещения тел друг к другу, что оказывает прямое давление или тянет на них.

«Отвращение» Нолле в связи с гравитацией побудило многочисленных физиков и философов предоставить, по их мнению, то, что, по их мнению, не было ньютоновской физикой, а именно «механизм» как причина силы, которая заставляет тела вместе. Рисунок 1: Объяснение движения планет по теории позвоночных Декарта, из: Николас Бион, «Использование глобусов и животных», Париж.

Сила и тут изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, но разница в величине электрических сил и сил тяготения поразительна. Пытаясь установить общую природу тяготения и электричества, мы обнаруживаем такое превосходство электрических сил над силами тяготения, что трудно поверить, будто у тех и у других один и тот же источник. Как можно говорить, что одно действует сильнее другого? Ведь все зависит от того, какова масса и каков заряд. Рассуждая о том, насколько сильно действует тяготение, вы не вправе говорить: "Возьмем массу такой-то величины", потому что вы выбираете ее сами. Но если мы возьмем то, что предлагает нам сама Природа (ее собственные числа и меры, которые не имеют ничего общего с нашими дюймами, годами, с нашими мерами), тогда мы сможем сравнивать. Мы возьмем элементарную заряженную частицу, такую, например, как электрон. Две элементарные частицы, два электрона, за счет электрического заряда отталкивают друг друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, а за счет гравитации притягиваются друг к другу опять-таки с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния.

Многие известные ученые, от Христиана Гюйгенса до Иоганна Бернулли до Кристиан Вольф и Георг Бернхард Бильфингер, тщетно пытались исправить теорию позвоночных Декарта таким образом, что можно было бы вывести закон тяготения Ньютона и законы Кеплера планетарного движения. Век, видно из многочисленных статей, диссертаций и призовых книг, опубликованных в то время, авторы которых утверждают, что нашли причину гравитации. В частности, во Франции теория закрученной гравитационной массы длилась очень долго, хотя из нее не могло быть получено никаких количественных законов.

Вопрос: каково отношение силы тяготения к электрической силе? Тяготение относится к электрическому отталкиванию, как единица к числу с 42 нулями. Это вызывает глубочайшее недоумение. Откуда могло взяться такое огромное число?

Люди ищут этот огромный коэффициент в других явлениях природы. Они перебирают всякие большие числа, а если вам нужно большое число, почему не взять, скажем, отношение диаметра Вселенной к диаметру протона - как ни удивительно, это тоже число с 42 нулями. И вот говорят: может быть, этот коэффициент и равен отношению диаметра протона к диаметру Вселенной? Это интересная мысль, но, поскольку Вселенная постепенно расширяется, должна меняться и постоянная тяготения. Хотя эта гипотеза еще не опровергнута, у нас нет никаких свидетельств в ее пользу. Наоборот, некоторые данные говорят о том, что постоянная тяготения не менялась таким образом. Это громадное число по сей день остается загадкой.

В этом контексте также следует отметить вклад Эйлера в теорию гравитации. Будучи математиком, он был лидером в применении гравитационного закона Ньютона к движению небесных тел, таких как луна, планеты и кометы, тогда как в качестве физика он был упрямым картезианцем, атакованным Ньютоном и его последователями в массовом порядке.

Это не означает, что он защищал тонкую материю Декарта и ее вихрь без оговорок, но, как Декарт, Эйлер также был твердо уверен, что не может быть расстояния и что пространство должно быть заполнено тонкой жидкостью, а не только гравитацией, но также объясняет другие нехарактерные явления, такие как свет, цвета, магнетизм и электричество, час к механическим причинам.

Эйнштейну пришлось видоизменить законы тяготения в соответствии с принципами относительности. Первый из этих принципов гласит, что расстояние х нельзя преодолеть мгновенно, тогда как по теории Ньютона силы действуют мгновенно. Эйнштейну пришлось изменить законы Ньютона. Эти изменения, уточнения очень малы. Одно из них состоит вот в чем: поскольку свет имеет энергию, энергия эквивалентна массе, а все массы притягиваются, - свет тоже притягивается и, значит, проходя мимо Солнца, должен отклоняться. Так оно и происходит на самом деле. Сила тяготения тоже слегка изменена в теории Эйнштейна. Но этого очень незначительного изменения в законе тяготения как раз достаточно, чтобы объяснить некоторые кажущиеся неправильности в движении Меркурия.

Есть также некоторые выражения в переписке Эйлера. Эссе еще не упоминалось в каталоге работ Леонарда Эйлера из Густава Энестрема. Первая половина статьи - полемика против аттракционистов, час против ньютоновцев, которые приписывают расстояние до материи и заявляют, что излишне думать о механической причине гравитационной силы. Эйлер повторяет обычное возражение о возвращении к скрытым качествам средневековья, а затем пытается сделать ньютонов смешным, воображая, что он считает последствиями теории расстояния.

Вторая половина статьи содержит собственное объяснение гравитации Эйлера. Как Декарт, он утверждает, что земля окружена тонкой жидкостью, эфиром. В этом эфире должно преобладать неравномерное распределение давления, чтобы все тела, находящиеся в нем, были сдвинуты туда, где давление ниже. Но как возникает разница давления в эфире? Из механики жидкостей и воздуха известно, что одно и то же давление преобладает повсюду, когда жидкость находится в состоянии покоя; Разности давлений возникают только в случае текучих жидкостей.

Физические явления в микромире подчиняются иным законам, нежели явления в мире больших масштабов. Встает вопрос: как проявляется тяготение в мире малых масштабов? На него ответит квантовая теория гравитации. Но квантовой теории гравитации еще нет. Люди пока не очень преуспели в создании теории тяготения, полностью согласованной с квантовомеханическими принципами и с принципом неопределенности.

Таким образом, эфир также должен двигаться, и, согласно Эйлеру, мы должны предположить, что он находится в постоянном движении по земле. Чтобы сохранить гравитационный закон, Эйлеру теперь нужно только постулировать, что давление эфира увеличивается внешне, пропорционально расстоянию от центра. Поскольку его формула для эфирного давления в современной орфографии выглядит, как показано на рис.

На рисунке 4 показан соответствующий расчет и рисунок в эссе Эйлера. Для давления на расстоянии х от центра земли это приводит к размеру. Отсюда следует ньютоновский закон тяготения. Для разности давлений затем получается обрамленное выражение в центре.

На вопрос «Что такое сила?» физика отвечает так: «Сила есть мера взаимодействия вещественных тел между собой или между телами и другими материальными объектами - физическими полями». Все силы в природе могут быть отнесены к четырем фундаментальным видам взаимодействий: сильному, слабому, электромагнитному и гравитационному. Наша статья рассказывает о том, что представляют собой гравитационные силы - мера последнего и, пожалуй, наиболее широко распространенного в природе вида этих взаимодействий.

Наконец, Эйлер объявляет о решении дальнейших мировых головоломок. Из его эфирной гипотезы дается простое объяснение дифракции света, электричества, капиллярных сил, магнетизма и других подобных явлений. Примерно через пять лет Эйлер переформулировал свою теорию гравитации, но теперь он очищает границы своей теории. Он не может объяснить, как происходит падение давления в эфире, и отмечает, что мы едва ли можем надеяться когда-либо «исследовать истинную причину такого уменьшения упругой силы эфира».

Тем не менее, с этой сомнительной основой его теории, он может «довольствоваться собой легче, чем если бы просто притворялся, что все тела, естественно, наделены способностью привлекать друг друга». Эта работа тоже казалась анонимной, но с самого начала было известно, кем был автор.

Начнем с притяжения земли

Всем живущим известно, что существует сила, которая притягивает объекты к земле. Она обычно именуется гравитацией, силой тяжести или земным притяжением. Благодаря ее наличию у человека возникли понятия «верх» и «низ», определяющие направление движения или расположения чего-либо относительно земной поверхности. Так в частном случае, на поверхности земли или вблизи нее, проявляют себя гравитационные силы, которые притягивают объекты, обладающие массой, друг к другу, проявляя свое действие на любых как самых малых, так и очень больших, даже по космическим меркам, расстояниях.

Здесь Эйлер повторяет свои неудачи против «английских философов», которые утверждают, что существенное свойство всех тел привлекать себя поочередно; и что все тела имеют как бы определенную естественную склонность друг к другу, посредством которой они стремятся приблизиться друг к другу, как если бы у них была сенсация или желание, и он представляет другие примеры, чтобы проиллюстрировать абсурдность такого предположения, Приведем пример.

Если за каретой должны были следовать лошади, не будучи напряженными, и не было бы веревки или чего-либо связанного между колесницей и лошадьми, было бы гораздо более вероятно, что колесница будет чем-то вроде, чтобы они не были известны, и это должно было быть волшебной игрой. Но англичане не оставляют своего мнения.

Сила тяжести и третий закон Ньютона

Как известно, любая сила, если она рассматривается как мера взаимодействия физических тел, всегда приложена к какому-нибудь из них. Так и в гравитационном взаимодействии тел друг с другом, каждое из них испытывает такие виды гравитационных сил, которые вызваны влиянием каждого из них. Если тел всего два (предполагается, что действием всех других можно пренебречь), то каждое из них по третьему закону Ньютона будет притягивать другое тело с одинаковой силой. Так Луна и Земля притягивают друг друга, следствием чего являются приливы и отливы земных морей.

После таких неудач против последователей Ньютона, чья наука есть не что иное, как колдовство, он должен был представить свою собственную теорию гравитации. Однако он удовлетворился наблюдением, что нужно изгнать притяжение как оккультное качество из физики, но не говорит ни слова о различиях давления в эфире, из которого может быть получен гравитационный закон. Он ограничивается наблюдением, что.

Таким образом, представляется более разумным приписывать обратное притяжение тела к действию эфира, хотя природа этого эффекта не рассматривается как прибежище к совершенно непонятной собственности. Откуда возникает эта неожиданная скромность? Ответ на этот вопрос встречается в переписке Эйлера, и здесь у нас есть впечатляющий пример того, какую информацию мы можем взять из неопубликованных соответствий, и что имеет смысл опубликовать такие соответствия.

Каждая планета в Солнечной системе испытывает сразу несколько сил притяжения со стороны Солнца и других планет. Конечно, определяет форму и размеры ее орбиты именно сила притяжения Солнца, но и влияние остальных небесных тел астрономы учитывают в своих расчетах траекторий их движения.

Что быстрее упадет на землю с высоты?

Главной особенностью этой силы является то, что все объекты падают на землю с одной скоростью, независимо от их массы. Когда-то, вплоть до 16-го ст., считалось, что все наоборот - более тяжелые тела должны падать быстрее, чем легкие. Чтобы развеять это заблуждение Галилео Галилею пришлось выполнить свой знаменитый опыт по одновременному сбрасыванию двух пушечных ядер разного веса с наклонной Пизанской башни. Вопреки ожиданиям свидетелей эксперимента оба ядра достигли поверхности одновременно. Сегодня каждый школьник знает, что это произошло благодаря тому, что сила тяжести сообщает любому телу одно и то же ускорение свободного падения g = 9,81 м/с 2 независимо от массы m этого тела, а величина ее по второму закону Ньютона равна F = mg.

Теперь мы переходим к третьему названию, названному гравитационным теоретиком Жоржем-Луисом Лесажем. Лесаж изучал медицину в Базеле и Париже, но ему не разрешалось заниматься этой профессией в своем родном городе, поскольку он не был гражданином Женевы, как сын гугенота, иммигрировавший из Франции. Чтобы обеспечить себе средства к существованию, он дал частные уроки по математике и физике и был очень успешным. Некоторые из его учеников позже сделали карьеру.

Лесаж - теория гравитации, которая является альтернативой различным вариантам декартской теории позвоночных. Лесаж не объясняет гравитацию тонким веществом, заполняющим пространство, а быстрым движением мелких частиц в противном случае пустым пространством. Он предполагает, что во всей вселенной мелкие твердые частицы движутся с высокой скоростью и со всех сторон - как вид сверхнейтрино. Эти частицы не влияют на единое тело «нормального» вещества, поскольку их воздействие на среду отменяется друг от друга.

Гравитационные силы на Луне и на других планетах имеют разные значения этого ускорения. Однако характер действия силы тяжести на них такой же.

Сила тяжести и вес тела

Если первая сила приложена непосредственно к самому телу, то вторая к его опоре или подвесу. В этой ситуации на тела со стороны опор и подвесов всегда действуют силы упругости. Гравитационные силы, приложенные к тем же телам, действуют им навстречу.

Представьте себе груз, подвешенный над землей на пружине. К нему приложены две силы: сила упругости растянутой пружины и сила тяжести. Согласно третьему закону Ньютона груз действует на пружину с силой, равной и противоположной силе упругости. Эта сила и будет его весом. У груза массой 1 кг вес равен Р = 1 кг ∙ 9,81 м/с 2 = 9,81 Н (ньютон).

Гравитационные силы: определение

Первая количественная теория гравитации, основанная на наблюдениях движения планет, была сформулирована Исааком Ньютоном в 1687 году в его знаменитых "Началах натуральной философии". Он писал, что силы притяжения, которые действуют на Солнце и планеты, зависят от количества вещества, которое они содержат. Онираспространяются на большие расстояния и всегда уменьшаются как величины, обратные квадрату расстояния. Как же можно вычислить эти гравитационные силы? Формула для силы F между двумя объектами с массами m 1 и m 2 , находящимися на расстоянии r, такова:

  • F=Gm 1 m 2 /r 2 ,
    где G — константа пропорциональности, гравитационная постоянная.


Физический механизм гравитации

Ньютон был не полностью удовлетворен своей теорией, поскольку она предполагала взаимодействие между притягивающимися телами на расстоянии. Сам великий англичанин был уверен, что должен существовать некий физический агент, ответственный за передачу действия одного тела на другое, о чем он вполне ясно высказался в одном из своих писем. Но время, когда было введено понятие гравитационного поля, которое пронизывает все пространство, наступило лишь через четыре столетия. Сегодня, говоря о гравитации, мы можем говорить о взаимодействии любого (космического) тела с гравитационным полем других тел, мерой которого и служат возникающие между каждой парой тел гравитационные силы. Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном в вышеприведенной форме, остается верным и подтверждается множеством фактов.

Теория гравитации и астрономия

Она была очень успешно применена к решению задач небесной механики во время XVIII и начале XIX века. К примеру, математики Д. Адамс и У. Леверье, анализируя нарушения орбиты Урана, предположили, что на него действуют гравитационные силы взаимодействия с еще неизвестной планетой. Ими было указано ее предполагаемое положение, и вскоре астрономом И. Галле там был обнаружен Нептун.

Хотя оставалась одна проблема. Леверье в 1845 году рассчитал, что орбита Меркурия прецессирует на 35"" за столетие, в отличие от нулевого значения этой прецессии, получаемого по теории Ньютона. Последующие измерения дали более точное значение 43"". (Наблюдаемая прецессия равна действительно 570""/век, но кропотливый расчет, позволяющий вычесть влияние от всех других планет, дает значение 43"".)

Только в 1915 г. Альберт Эйнштейн смог объяснить это несоответствие в рамках созданной им теории гравитации. Оказалось, что массивное Солнце, как и любое другое массивное тело, искривляет пространство-время в своей окрестности. Эти эффекты вызывают отклонения в орбитах планет, но у Меркурия, как самой малой и ближайшей к нашей звезде планете, они проявляются сильнее всего.

Инерционная и гравитационная массы

Как уже отмечалось выше, Галилей был первым, кто наблюдал, что объекты падают на землю с одинаковой скоростью, независимо от их массы. В формулах Ньютона понятие массы происходит от двух разных уравнений. Второй его закон говорит, что сила F, приложенная к телу с массой m, дает ускорение по уравнению F = ma.

Однако сила тяжести F, приложенная к телу, удовлетворяет формуле F = mg, где g зависит от другого тела, взаимодействующего с рассматриваемым (земли обычно, когда мы говорим о силе тяжести). В обоих уравнений m есть коэффициент пропорциональности, но в первом случае это инерционная масса, а во втором - гравитационная, и нет никакой очевидной причины, что они должны быть одинаковыми для любого физического объекта.

Однако все эксперименты показывают, что это действительно так.

Теория гравитации Эйнштейна

Он взял факт равенства инерционной и гравитационной масс как отправную точку для своей теории. Ему удалось построить уравнения гравитационного поля, знаменитые уравнения Эйнштейна, и с их помощью вычислить правильное значение для прецессии орбиты Меркурия. Они также дают измеренное значение отклонения световых лучей, которые проходят вблизи Солнца, и нет никаких сомнений в том, что из них следуют правильные результаты для макроскопической гравитации. Теория гравитации Эйнштейна, или общая теория относительности (ОТО), как он сам ее назвал, является одним из величайших триумфов современной науки.

Гравитационные силы - это ускорение?

Если вы не можете отличить инерционную массу от гравитационной, то вы не можете отличить и гравитацию от ускорения. Эксперимент в гравитационном поле вместо этого может быть выполнен в ускоренно движущемся лифте в отсутствии гравитации. Когда космонавт в ракете ускоряется, удаляясь от земли, он испытывает силу тяжести, которая в несколько раз больше земной, причем подавляющая ее часть приходит от ускорения.

Если никто не может отличить гравитацию от ускорения, то первую всегда можно воспроизвести путем ускорения. Система, в которой ускорение заменяет силу тяжести, называется инерциальной. Поэтому Луну на околоземной орбите также можно рассматривать как инерциальную систему. Однако эта система будет отличаться от точки к точке, поскольку изменяется гравитационное поле. (В примере с Луной гравитационное поле изменяет направление из одной точки в другую.) Принцип, согласно которому всегда можно найти инерциальную систему в любой точке пространства и времени, в которой физика подчиняется законам в отсутствии гравитации, называется принципом эквивалентности.

Гравитация как проявление геометрических свойств пространства-времени

Тот факт, что гравитационные силы можно рассматривать как ускорения в инерциальных системах координат, которые отличаются от точки к точке, означает, что гравитация - это геометрическое понятие.


Мы говорим, что пространство-время искривляется. Рассмотрим мяч на плоской поверхности. Он будет покоиться или, если нет никакого трения, равномерно двигаться при отсутствии действия каких-либо сил на него. Если поверхность искривляется, мяч ускорится и будет двигаться до самой низкой точки, выбирая кратчайший путь. Аналогичным образом теория Эйнштейна утверждает, что четырехмерное пространство-время искривлено, и тело движется в этом искривленном пространстве по геодезической линии, которой соответствует кратчайший путь. Поэтому гравитационное поле и действующие в нем на физические тела гравитационные силы - это геометрические величины, зависящие от свойств пространства-времени, которые наиболее сильно изменяются вблизи массивных тел.



Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!