قانون الجاذبية. العلماء حول قوة الجاذبية

كان نيوتن أول من أثبت أن سقوط حجر على الأرض ، وحركة الكواكب حول الشمس ، وحركة القمر حول الأرض ناتجة عن قوة أو تفاعل جاذبية.

يتم التفاعل بين الأجسام عن بعد عن طريق مجال الجاذبية الذي أنشأته. بفضل عدد من الحقائق التجريبية ، تمكن نيوتن من إثبات اعتماد قوة الجذب بين جسمين على المسافة بينهما. ينص قانون نيوتن ، المسمى قانون الجذب العام ، على أن أي جسمين ينجذبان إلى بعضهما البعض بقوة تتناسب مع ناتج كتلتهما وتتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما. يُطلق على القانون اسم عالمي أو عالمي ، حيث يصف تفاعل الجاذبية بين زوج من أي أجسام في الكون لها كتلة. هذه القوى ضعيفة للغاية ، لكن لا توجد حواجز أمامها.

القانون بالمعنى الحرفي هو:

الجاذبية

يبلغ العالم عن نفس التسارع g = 9.8m / s2 لجميع الأجسام التي تسقط على الأرض ، وهو ما يسمى تسارع السقوط الحر. وهذا يعني أن الأرض تعمل وتجذب كل الأجسام بقوة تسمى الجاذبية. هذا نوع خاص من قوى الجاذبية العامة. قوة الجاذبية ، تعتمد على كتلة الجسم م ، وتقاس بالكيلوجرام (كجم). يتم أخذ القيمة g = 9.8m / s2 كتقريب ؛ عند خطوط عرض مختلفة وعند خطوط طول مختلفة ، تتغير قيمتها قليلاً بسبب حقيقة أن:

• يختلف نصف قطر الأرض من القطب إلى خط الاستواء (مما يؤدي إلى انخفاض قيمة g عند خط الاستواء بنسبة 0.18٪) ؛
• يعتمد تأثير الطرد المركزي الناتج عن الدوران على خط العرض الجغرافي (يقلل القيمة بنسبة 0.34٪).

انعدام الوزن

افترض أن الجسم يقع تحت تأثير الجاذبية. القوى الأخرى لا تعمل على ذلك. هذه الحركة تسمى السقوط الحر. في الفترة الزمنية التي يعمل فيها Fstrand فقط على الجسم ، سيكون الجسم في حالة انعدام الوزن. في السقوط الحر ، يختفي وزن الشخص.

الوزن هو القوة التي يمتد بها الجسم التعليق أو يعمل على دعم أفقي.

يعاني المظلي من حالة انعدام الوزن أثناء القفز ، أو شخص أثناء قفزة تزلج ، أو سقوط راكب طائرة في حفرة هوائية. نشعر بانعدام الوزن فقط لفترة قصيرة جدًا ، لبضع ثوانٍ فقط. لكن رواد الفضاء في مركبة فضائية تطير في المدار ومحركاتها متوقفة عن العمل يعانون من انعدام الوزن لفترة طويلة. المركبة الفضائية في حالة سقوط حر ، وتتوقف الأجسام عن العمل على الدعم أو التعليق - فهي في حالة انعدام الوزن.

أقمار صناعية أرضية

من الممكن التغلب على جاذبية الأرض إذا كان للجسم سرعة معينة. باستخدام قانون الجاذبية ، يمكن للمرء أن يحدد السرعة التي لن يسقط بها جسم كتلته m ، يدور في مدار دائري حول الكوكب ، وسيكون قمره الصناعي. ضع في اعتبارك حركة الجسم في دائرة حول الأرض. يتأثر الجسم بقوة الجاذبية الأرضية. من قانون نيوتن الثاني لدينا:

بما أن الجسم يتحرك في دائرة مع تسارع الجاذبية:

حيث r هو نصف قطر المدار الدائري ، R = 6400 km هو نصف قطر الأرض ، و h هو الارتفاع فوق سطح الأرض حيث يتحرك القمر الصناعي. القوة F المؤثرة على جسم كتلته م تساوي ، حيث Mz = 5.98 * 1024 كجم هي كتلة الأرض.
نملك: . التعبير عن السرعة سوف يتم استدعاؤها الكونية الأولى هي أدنى سرعة ، وعند اتصالها بالجسم ، يصبح قمرًا صناعيًا للأرض (AES).

ويسمى أيضا دائري. نأخذ الارتفاع يساوي 0 ونوجد هذه السرعة ، فهي تساوي تقريبًا:
إنها تساوي سرعة قمر صناعي يدور حول الأرض في مدار دائري في حالة عدم وجود مقاومة الغلاف الجوي.
يتضح من الصيغة أن سرعة القمر الصناعي لا تعتمد على كتلته ، مما يعني أن أي جسم يمكن أن يصبح قمرًا صناعيًا.
إذا أعطيت الجسم سرعة أكبر ، فسوف يتغلب على جاذبية الأرض.

تسمى السرعة الكونية الثانية بأقل سرعة والتي تمكن الجسم من التغلب على جاذبية الأرض دون تأثير أي قوى إضافية ويصبح قمرًا صناعيًا للشمس.

هذه السرعة كانت تسمى القطع المكافئ ، وهي تقابل المسار المكافئ للجسم في مجال جاذبية الأرض (إذا لم تكن هناك مقاومة في الغلاف الجوي). يمكن حسابه من الصيغة:

هنا r هي المسافة من مركز الأرض إلى موقع الإطلاق.
على سطح الارض . هناك سرعة أخرى يستطيع الجسم من خلالها مغادرة النظام الشمسي وتصفح مساحات الفضاء.

السرعة الكونية الثالثة ، وهي أقل سرعة تسمح للمركبة الفضائية بالتغلب على جاذبية الشمس ومغادرة النظام الشمسي.

هذه السرعة

بأي قانون ستشنقني؟
- ونشنق الجميع وفقًا لقانون واحد - قانون الجاذبية الكونية.

قانون الجاذبية

ظاهرة الجاذبية هي قانون الجاذبية الكونية. جسمان يعملان على بعضهما البعض بقوة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما وتتناسب طرديًا مع ناتج كتلتيهما.

رياضيا ، يمكننا التعبير عن هذا القانون العظيم بالصيغة

تعمل الجاذبية على مسافات شاسعة في الكون. لكن نيوتن جادل في أن جميع الأشياء تنجذب بشكل متبادل. هل صحيح أن أي جسمين يجذبان بعضهما البعض؟ فقط تخيل ، من المعروف أن الأرض تجذبك وأنت جالس على كرسي. لكن هل فكرت يومًا في حقيقة أن الكمبيوتر والفأر يجذبان بعضهما البعض؟ أم قلم رصاص وقلم على الطاولة؟ في هذه الحالة ، نستبدل كتلة القلم ، كتلة القلم في الصيغة ، ونقسمها على مربع المسافة بينهما ، مع الأخذ في الاعتبار ثابت الجاذبية ، نحصل على قوة الجذب المتبادل بينهما. لكنها ستخرج صغيرة جدًا (بسبب الكتل الصغيرة للقلم الرصاص والقلم الرصاص) بحيث لا نشعر بوجودها. شيء آخر هو عندما يتعلق الأمر بالأرض والكرسي ، أو الشمس والأرض. الجماهير كبيرة ، مما يعني أنه يمكننا بالفعل تقييم تأثير القوة.

دعونا نفكر في تسارع السقوط الحر. هذا هو عمل قانون الجاذبية. تحت تأثير القوة ، يتغير الجسم بسرعة أبطأ ، وكلما زادت الكتلة. نتيجة لذلك ، تسقط جميع الأجسام على الأرض بنفس التسارع.

ما هو سبب هذه القوة الفريدة غير المرئية؟ حتى الآن ، فإن وجود مجال الجاذبية معروف ومثبت. يمكنك معرفة المزيد عن طبيعة مجال الجاذبية في المادة الإضافية حول هذا الموضوع.

فكر في ماهية الجاذبية. من اين هي؟ ما أنه لا يمثل؟ بعد كل شيء ، لا يمكن أن ينظر الكوكب إلى الشمس ، ويرى إلى أي مدى تمت إزالته ، ويحسب المربع العكسي للمسافة وفقًا لهذا القانون؟

اتجاه الجاذبية

هناك جسمان ، لنفترض أن الجسد أ وب. الجسم أ يجذب الجسم ب. القوة التي يبدأ بها الجسم أ على الجسم ب ويوجه نحو الجسم أ. أي أنه "يأخذ" الجسم ب ويسحبه نحو نفسه . الجسم ب "يفعل" الشيء نفسه مع الجسم أ.

تنجذب الأرض إلى كل جسد. الأرض "تأخذ" الجسد وتسحبه نحو مركزه. لذلك ، فإن هذه القوة ستوجه دائمًا عموديًا إلى الأسفل ، ويتم تطبيقها من مركز ثقل الجسم ، وتسمى الجاذبية.

الشيء الرئيسي الذي يجب تذكره

بعض طرق الاستكشاف الجيولوجي والتنبؤ بالمد والجزر ومؤخرًا حساب حركة الأقمار الصناعية والمحطات بين الكواكب. الحساب المبكر لموقع الكواكب.

هل يمكننا إجراء مثل هذه التجربة بأنفسنا ، وعدم تخمين ما إذا كانت الكواكب والأجسام تنجذب؟

مثل هذه التجربة المباشرة كافنديش (هنري كافنديش (1731-1810) - فيزيائي وكيميائي إنجليزي)باستخدام الجهاز الموضح في الشكل. كانت الفكرة هي تعليق قضيب به كرتان على خيط كوارتز رفيع جدًا ثم إحضار كرتين كبيرتين إلى جانبهما. سيؤدي جاذبية الكرات إلى لف الخيط قليلاً - قليلاً ، لأن قوى الجذب بين الأشياء العادية ضعيفة جدًا. بمساعدة مثل هذه الأداة ، تمكن كافنديش من قياس القوة والمسافة والحجم لكلتا الكتلتين بشكل مباشر ، وبالتالي تحديد ثابت الجاذبية G.

الاكتشاف الفريد لثابت الجاذبية G ، الذي يميز مجال الجاذبية في الفضاء ، جعل من الممكن تحديد كتلة الأرض والشمس والأجرام السماوية الأخرى. لذلك ، أطلق كافنديش على تجربته اسم "وزن الأرض".

من المثير للاهتمام أن قوانين الفيزياء المختلفة لها بعض السمات المشتركة. دعنا ننتقل إلى قوانين الكهرباء (قوة كولوم). تتناسب القوى الكهربائية أيضًا عكسياً مع مربع المسافة ، ولكن بالفعل بين الشحنات ، وينشأ الفكر لا إراديًا أن هذا النمط له معنى عميق. حتى الآن ، لم يتمكن أحد من تقديم الجاذبية والكهرباء كمظهرين مختلفين لنفس الجوهر.

تختلف القوة هنا أيضًا عكسيًا مع مربع المسافة ، لكن الاختلاف في مقدار القوى الكهربائية وقوى الجاذبية كبير جدًا. في محاولة لتأسيس الطبيعة المشتركة للجاذبية والكهرباء ، وجدنا مثل هذا التفوق للقوى الكهربائية على قوى الجاذبية بحيث يصعب تصديق أن كلاهما لهما نفس المصدر. كيف يمكنك القول أن أحدهما أقوى من الآخر؟ بعد كل شيء ، كل هذا يتوقف على ما هي الكتلة وما هي الشحنة. بالحجج حول كيفية تأثير الجاذبية القوية ، ليس لديك الحق في أن تقول: "لنأخذ كتلة بهذا الحجم وكذا ،" لأنك تختارها بنفسك. لكن إذا أخذنا ما تقدمه لنا الطبيعة بنفسها (أرقامها ومقاييسها ، التي لا علاقة لها بالبوصات والسنوات والمقاييس) ، فيمكننا المقارنة. سوف نأخذ الجسيم المشحون الأولي ، على سبيل المثال ، الإلكترون. جسيمان أوليان ، إلكترونان ، بسبب الشحنة الكهربائية يتنافران بقوة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما ، وبسبب الجاذبية ينجذبان إلى بعضهما البعض مرة أخرى بقوة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما. مسافه: بعد.

سؤال: ما هي نسبة قوة الجاذبية إلى القوة الكهربائية؟ يرتبط الجاذبية بالتنافر الكهربائي حيث أن الواحد لرقم به 42 صفراً. هذا محير للغاية. من أين يمكن أن يأتي هذا العدد الهائل؟

يبحث الناس عن هذا العامل الضخم في ظواهر طبيعية أخرى. إنهم يمرون بجميع أنواع الأعداد الكبيرة ، وإذا كنت تريد عددًا كبيرًا ، فلماذا لا تأخذ ، على سبيل المثال ، نسبة قطر الكون إلى قطر البروتون - من المدهش أن هذا أيضًا رقم به 42 صفراً. ويقولون: ربما هذا المعامل يساوي نسبة قطر البروتون إلى قطر الكون؟ هذه فكرة مثيرة للاهتمام ، ولكن مع توسع الكون تدريجياً ، يجب أن يتغير ثابت الجاذبية أيضًا. على الرغم من أن هذه الفرضية لم يتم دحضها بعد ، إلا أنه ليس لدينا أي دليل لصالحها. على العكس من ذلك ، تشير بعض الأدلة إلى أن ثابت الجاذبية لم يتغير بهذه الطريقة. لا يزال هذا العدد الهائل لغزا حتى يومنا هذا.

كان على أينشتاين تعديل قوانين الجاذبية وفقًا لمبادئ النسبية. يقول أول هذه المبادئ أنه لا يمكن التغلب على المسافة x على الفور ، بينما وفقًا لنظرية نيوتن ، تعمل القوى على الفور. كان على أينشتاين أن يغير قوانين نيوتن. هذه التغييرات والتحسينات صغيرة جدًا. أحدها هو: بما أن الضوء له طاقة ، فإن الطاقة تعادل الكتلة ، وكل الكتل تتجاذب ، فإن الضوء أيضًا يجذب ، وبالتالي ، عند مروره بالشمس ، يجب أن ينحرف. هذه هي الطريقة التي يحدث بها بالفعل. تم تعديل قوة الجاذبية أيضًا بشكل طفيف في نظرية أينشتاين. لكن هذا التغيير الطفيف في قانون الجاذبية يكفي فقط لشرح بعض الشذوذ الظاهر في حركة عطارد.

تخضع الظواهر الفيزيائية في العالم المصغر لقوانين أخرى غير الظواهر في عالم المقاييس الكبيرة. السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تظهر الجاذبية نفسها في عالم المقاييس الصغيرة؟ سوف تجيب عليه نظرية الجاذبية الكمومية. لكن لا توجد نظرية كمية للجاذبية حتى الآن. لم ينجح الناس بعد في إنشاء نظرية الجاذبية التي تتوافق تمامًا مع مبادئ ميكانيكا الكم ومع مبدأ عدم اليقين.

وفقًا لقوانين نيوتن ، فإن حركة الجسم بالتسارع ممكنة فقط تحت تأثير القوة. لان تتحرك الأجسام الساقطة بعجلة موجهة نحو الأسفل ، ثم تتأثر بقوة الانجذاب إلى الأرض. ولكن ليس فقط الأرض لها خاصية التصرف على جميع الأجسام بقوة الجاذبية. اقترح إسحاق نيوتن أن قوى الجذب تعمل بين جميع الأجسام. هذه القوى تسمى قوى الجاذبيةأو الجاذبيةالقوات.

بعد تمديد القوانين المعمول بها - اعتماد قوة جذب الأجسام إلى الأرض على المسافات بين الأجسام وعلى كتل الأجسام المتفاعلة ، التي تم الحصول عليها نتيجة للملاحظات - اكتشف نيوتن في عام 1682 قانون الجاذبية:تنجذب جميع الأجسام إلى بعضها البعض ، وتتناسب قوة الجاذبية العامة طرديًا مع ناتج كتل الأجسام وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما:

يتم توجيه نواقل قوى الجاذبية العامة على طول الخط المستقيم الذي يربط بين الأجسام. يسمى عامل التناسب G ثابت الجاذبية (ثابت الجاذبية العام)ويساوي

.

الجاذبيةتسمى قوة الجاذبية المؤثرة من الأرض على جميع الأجسام:

.

يترك
هي كتلة الأرض ، و
هو نصف قطر الأرض. ضع في اعتبارك اعتماد تسارع السقوط الحر على ارتفاع الارتفاع فوق سطح الأرض:

وزن الجسم. انعدام الوزن

وزن الجسم -القوة التي يضغط بها الجسم على دعامة أو تعليق بسبب انجذاب هذا الجسم إلى الأرض. يتم تطبيق وزن الجسم على الدعامة (التعليق). يعتمد مقدار وزن الجسم على كيفية تحرك الجسم مع الدعم (التعليق).

وزن الجسم ، أي القوة التي يعمل بها الجسم على الدعم ، والقوة المرنة التي يعمل بها الدعم على الجسم ، وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، متساوية في القيمة المطلقة ومعاكسة في الاتجاه.

إذا كان الجسم في وضع السكون على دعامة أفقية أو يتحرك بشكل موحد ، فإن قوة الجاذبية وقوة المرونة من جانب الدعم فقط تؤثر عليه ، وبالتالي فإن وزن الجسم يساوي قوة الجاذبية (لكن هذه القوى يتم تطبيقها على هيئات مختلفة):

.

مع الحركة المتسارعة ، لن يكون وزن الجسم مساويًا لقوة الجاذبية. ضع في اعتبارك حركة جسم كتلته م تحت تأثير الجاذبية والمرونة مع التسارع. وفقًا لقانون نيوتن الثاني:

إذا كانت عجلة الجسم موجهة نحو الأسفل ، فإن وزن الجسم يكون أقل من قوة الجاذبية ؛ إذا كانت عجلة الجسم موجهة لأعلى ، فإن كل الأجسام تكون أكبر من قوة الجاذبية.

تسمى الزيادة في وزن الجسم الناتجة عن الحركة المتسارعة للدعم أو التعليق الزائد.

إذا كان الجسم يتساقط بحرية ، فإنه من الصيغة * يترتب على ذلك أن وزن الجسم يساوي صفرًا. يسمى اختفاء الوزن أثناء حركة الدعم مع تسارع السقوط الحر انعدام الوزن.

تُلاحظ حالة انعدام الوزن في طائرة أو مركبة فضائية عندما تتحرك مع تسارع السقوط الحر ، بغض النظر عن سرعة حركتها. خارج الغلاف الجوي للأرض ، عندما يتم إيقاف تشغيل المحركات النفاثة ، تعمل قوة الجاذبية العامة فقط على المركبة الفضائية. تحت تأثير هذه القوة ، تتحرك المركبة الفضائية وجميع الأجسام الموجودة فيها بنفس التسارع ؛ لذلك ، لوحظت ظاهرة انعدام الوزن في السفينة.

حركة الجسم تحت تأثير الجاذبية. حركة الأقمار الصناعية. السرعة الكونية الأولى

إذا كان معامل إزاحة الجسم أقل بكثير من المسافة إلى مركز الأرض ، فيمكن اعتبار قوة الجاذبية العامة أثناء الحركة ثابتة ، ويتم تسريع حركة الجسم بشكل منتظم. أبسط حالة لحركة جسم تحت تأثير الجاذبية هي السقوط الحر بسرعة ابتدائية صفرية. في هذه الحالة ، يتحرك الجسم مع تسارع السقوط الحر باتجاه مركز الأرض. إذا كانت هناك سرعة ابتدائية غير موجهة عموديًا ، فإن الجسم يتحرك على طول مسار منحني (القطع المكافئ ، إذا لم تؤخذ مقاومة الهواء في الاعتبار).

عند سرعة ابتدائية معينة ، يمكن لجسم يُلقى عرضيًا على سطح الأرض ، تحت تأثير الجاذبية في حالة عدم وجود غلاف جوي ، أن يتحرك في دائرة حول الأرض دون أن يسقط عليها ودون الابتعاد عنها. هذه السرعة تسمى السرعة الكونية الأولىوالجسد يتحرك بهذه الطريقة - ساتل أرضي اصطناعي (AES).

دعنا نحدد السرعة الكونية الأولى للأرض. إذا كان الجسم تحت تأثير الجاذبية يتحرك حول الأرض بشكل موحد في دائرة ، فإن تسارع السقوط الحر هو تسارع الجاذبية:

.

ومن ثم فإن السرعة الكونية الأولى هي

.

يتم تحديد السرعة الكونية الأولى لأي جرم سماوي بنفس الطريقة. يمكن إيجاد تسارع السقوط الحر على مسافة R من مركز جرم سماوي باستخدام قانون نيوتن الثاني وقانون الجاذبية العامة:

.

لذلك ، فإن السرعة الكونية الأولى على مسافة R من مركز جرم سماوي كتلته M تساوي

.

لإطلاق قمر صناعي في مدار قريب من الأرض ، يجب أولاً إخراجه من الغلاف الجوي. لذلك ، تنطلق سفن الفضاء عموديًا. على ارتفاع 200 - 300 كم من سطح الأرض ، حيث يكون الغلاف الجوي مخلخلاً وليس له أي تأثير تقريبًا على حركة القمر الصناعي ، يقوم الصاروخ بالدوران ويبلغ القمر الصناعي بالسرعة الكونية الأولى في الاتجاه العمودي عمودي.

كلنا نسير على الأرض لأنها تجذبنا. إذا لم تجتذب الأرض جميع الأجسام الموجودة على سطحها ، فإننا ، بعد أن صدناها ، سنطير بعيدًا في الفضاء. لكن هذا لا يحدث ، والجميع يعرف عن وجود الجاذبية الأرضية.

هل نجتذب الأرض؟ لونا يجذب!

هل نجذب الأرض نحونا؟ سؤال سخيف ، صحيح؟ لكن دعنا نرى. هل تعلم ما هو المد والجزر في البحار والمحيطات؟ كل يوم ، تغادر المياه الساحل وتتجول لعدة ساعات ، ثم تعود كما لو لم يحدث شيء.

لذا فإن الماء في هذا الوقت ليس معروفًا أين ، ولكن في منتصف المحيط تقريبًا. هناك ما يشبه جبل من الماء. لا يصدق ، أليس كذلك؟ الماء ، الذي يميل إلى الانتشار ، لا يتدفق من تلقاء نفسه فحسب ، بل يشكل أيضًا الجبال. وتتركز كتلة ضخمة من الماء في هذه الجبال.

فقط ضع في اعتبارك الحجم الإجمالي للمياه التي تتحرك بعيدًا عن الساحل أثناء المد المنخفض ، وستفهم أننا نتحدث عن كميات هائلة. ولكن إذا حدث هذا ، فلا بد أن يكون هناك سبب ما. وهناك سبب. السبب يكمن في حقيقة أن القمر يجذب هذه المياه.

أثناء دورانه حول الأرض ، يمر القمر فوق المحيطات ويسحب مياه المحيط نحوه. القمر يدور حول الأرض لأنها تجذبها الأرض. لكن اتضح أنها هي نفسها تجذب الأرض لنفسها في نفس الوقت. ومع ذلك ، فإن الأرض كبيرة جدًا بالنسبة لها ، لكن تأثيرها يكفي لنقل المياه في المحيطات.

قوة وقانون الجاذبية العالمية: المفهوم والصيغة

والآن دعنا نذهب إلى أبعد من ذلك ونفكر: إذا كان جسمان ضخمان قريبان ، وكلاهما يجذب بعضهما البعض ، فليس من المنطقي افتراض أن الأجسام الأصغر ستجذب بعضها البعض أيضًا؟ هل هو فقط أنهم أصغر بكثير وقوتهم الجذابة ستكون صغيرة؟

اتضح أن هذا الافتراض صحيح تمامًا. بين جميع الأجسام في الكون توجد قوى جذب أو ، بعبارة أخرى ، قوى جاذبية عالمية.

كان إسحاق نيوتن أول من اكتشف وصاغ مثل هذه الظاهرة في شكل قانون. يقول قانون الجاذبية الكونية: كل الأجسام تنجذب لبعضها البعض ، بينما قوة جاذبيتها تتناسب طرديًا مع كتلة كل جسم وتتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما:

F = G * (m_1 * m_2) / ص ^ 2 ،

حيث F هي قيمة متجه قوة الجذب بين الأجسام ، و m_1 و m_2 هي كتل هذه الأجسام ، و r هي المسافة بين الأجسام ، و G هي ثابت الجاذبية.

ثابت الجاذبية يساوي عدديًا القوة الموجودة بين أجسام كتلتها 1 كجم والموجودة على مسافة متر واحد. تم العثور على هذه القيمة بشكل تجريبي: G = 6.67 * 〖10〗 ^ (- 11) N * m ^ 2⁄ 〖kg〗 ^ 2.

بالعودة إلى سؤالنا الأصلي ، "هل نحن نسحب الأرض؟" ، يمكننا بثقة الإجابة بـ "نعم". وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، نجذب الأرض بنفس القوة التي تجذبنا إليها الأرض. يمكن حساب هذه القوة من قانون الجاذبية العامة.

ووفقًا لقانون نيوتن الثاني ، يتم التعبير عن تأثير الأجسام على بعضها البعض بأي قوة في شكل التسارع الذي ينقلونه لبعضهم البعض. لكن التسارع الذي يتم نقله يعتمد على كتلة الجسم.

كتلة الأرض عظيمة ، وتعطينا تسارع السقوط الحر. وكتلتنا لا تذكر مقارنة بالأرض ، وبالتالي فإن التسارع الذي نعطيه للأرض يساوي صفرًا تقريبًا. هذا هو سبب انجذابنا للأرض ونسير عليها وليس العكس.

ليس فقط الأكثر غموضا قوى الطبيعةولكن أيضًا الأقوى.

رجل في طريقه للتقدم

تاريخيا ، كان كذلك بشريوأنت تمضي قدمًا مسارات التقدمأتقن قوى الطبيعة الأكثر قوة من أي وقت مضى. بدأ عندما لم يكن لديه سوى عصا في قبضته وقوته الجسدية.

لكنه كان حكيمًا ، وجلب القوة الجسدية للحيوانات إلى خدمته ، وجعلها منزلية. سارع الحصان في الجري ، وجعل الجمل الصحراء سالكة ، والفيل هو غابة المستنقعات. لكن القوى الفيزيائية حتى لأقوى الحيوانات صغيرة بما لا يقاس مقارنة بقوى الطبيعة.

أخضع الشخص الأول عنصر النار ، ولكن فقط في أضعف نسخه. في البداية - لعدة قرون - استخدم الخشب فقط كوقود - وهو نوع وقود منخفض للغاية كثيف الطاقة. بعد ذلك بقليل ، تعلم استخدام طاقة الرياح من مصدر الطاقة هذا ، ورفع رجل الجناح الأبيض للشراع في الهواء - وحلقت سفينة خفيفة مثل الطيور فوق الأمواج.

مركب شراعي على الأمواج

لقد عرّض ريش الطاحونة لهبوب الرياح - ونسج الحجارة الثقيلة من أحجار الرحى ، وصدمت مدقات الحبيبات. لكن من الواضح للجميع أن طاقة الطائرات النفاثة بعيدة عن أن تكون مركزة. بالإضافة إلى ذلك ، كان كل من الشراع وطاحونة الهواء خائفين من هبوب الرياح: فقد مزقت العاصفة الأشرعة وأغرقت السفن ، وكسرت العاصفة الأجنحة وقلبت الطواحين.

حتى في وقت لاحق ، بدأ الإنسان في قهر المياه المتدفقة. العجلة ليست فقط أكثر الأجهزة بدائية القادرة على تحويل طاقة الماء إلى حركة دورانية ، ولكنها أيضًا الأكثر ضعفًا مقارنة بالعديد من الأجهزة.

كان الإنسان يتقدم على سلم التقدم ويحتاج إلى المزيد والمزيد من الطاقة.
بدأ في استخدام أنواع جديدة من الوقود - أدى الانتقال بالفعل إلى حرق الفحم إلى زيادة كثافة الطاقة لكل كيلوغرام من الوقود من 2500 كيلو كالوري إلى 7000 كيلو كالوري - ما يقرب من ثلاث مرات. ثم جاء وقت النفط والغاز. مرة أخرى ، زاد محتوى الطاقة لكل كيلوغرام من الوقود الأحفوري بمقدار واحد ونصف إلى ضعفين.

تم استبدال المحركات البخارية بتوربينات بخارية ؛ تم استبدال عجلات المطحنة بالتوربينات الهيدروليكية. ثم مد الرجل يده إلى ذرة اليورانيوم القابلة للانشطار. ومع ذلك ، فإن الاستخدام الأول لنوع جديد من الطاقة كان له عواقب مأساوية - فاللهب النووي لهيروشيما في عام 1945 أحرق 70 ألف قلب بشري في غضون دقائق.

في عام 1954 ، بدأ تشغيل أول محطة سوفيتية للطاقة النووية في العالم ، مما أدى إلى تحويل طاقة اليورانيوم إلى طاقة مشعة للتيار الكهربائي. وتجدر الإشارة إلى أن كيلوغرام من اليورانيوم يحتوي على طاقة تزيد بمقدار مليوني مرة عن كيلوغرام من أفضل أنواع النفط.

لقد كان حريقًا جديدًا في الأساس ، والذي يمكن تسميته فيزيائيًا ، لأن الفيزيائيين هم من درسوا العمليات التي أدت إلى ولادة مثل هذه الكميات الهائلة من الطاقة.
اليورانيوم ليس الوقود النووي الوحيد. يتم بالفعل استخدام نوع أقوى من الوقود - نظائر الهيدروجين.

لسوء الحظ ، لم يتمكن الإنسان بعد من إخضاع اللهب النووي للهيدروجين والهيليوم. إنه يعرف كيف يشعل نيرانه المحترقة للحظات ، ويشعل النار في رد فعل قنبلة هيدروجينية مع وميض انفجار اليورانيوم. لكن أقرب وأقرب ، يرى العلماء مفاعل هيدروجين ، والذي سيولد تيارًا كهربائيًا نتيجة اندماج نوى نظائر الهيدروجين في نوى الهيليوم.

مرة أخرى ، ستزيد كمية الطاقة التي يمكن أن يأخذها الشخص من كل كيلوغرام من الوقود بمقدار عشرة أضعاف تقريبًا. لكن هل ستكون هذه الخطوة الأخيرة في التاريخ القادم للقوة البشرية على قوى الطبيعة؟

لا! إلى الأمام - التمكن من شكل الجاذبية للطاقة. يتم تعبئتها بحكمة بطبيعتها أكثر من طاقة اندماج الهيدروجين والهيليوم. اليوم هي أكثر أشكال الطاقة تركيزًا التي يمكن لأي شخص تخمينها.

لا يوجد شيء آخر مرئي هناك ، بخلاف أحدث ما توصل إليه العلم. وعلى الرغم من أننا نستطيع أن نقول بثقة أن محطات الطاقة ستعمل من أجل شخص ما ، ومعالجة طاقة الجاذبية إلى تيار كهربائي (أو ربما إلى تيار من الغاز يتطاير من فوهة محرك نفاث ، أو إلى التحول المخطط له في كل مكان من ذرات السيليكون والأكسجين في ذرات المعادن النادرة للغاية) ، لا يمكننا حتى الآن قول أي شيء عن تفاصيل مثل هذه المحطة لتوليد الطاقة (محرك صاروخي ، مفاعل فيزيائي).

قوة الجاذبية الكونية في نشأة المجرات

ترجع قوة الجاذبية الكونية إلى نشوء ولادة المجراتأمبارتسوميان الأكاديمي V.A. Ambartsumyan مقتنع بذلك. كما أنه يطفئ النجوم التي أحرقت وقتها ، بعد أن استهلكت الوقود النجمي المخصص لها عند الولادة.

نعم ، انظر حولك: كل شيء على الأرض يتم التحكم فيه إلى حد كبير بواسطة هذه القوة.

هي التي تحدد البنية الطبقية لكوكبنا - تناوب الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي. هي التي تحتفظ بطبقة سميكة من غازات الهواء ، في قاعها وبفضلها نحن جميعًا موجودون.

إذا لم تكن هناك جاذبية ، ستندلع الأرض على الفور من مدارها حول الشمس ، وستنهار الكرة الأرضية نفسها ، وتمزقها قوى الطرد المركزي. من الصعب العثور على أي شيء لا يعتمد بدرجة أو بأخرى على قوة الجاذبية العامة.

بالطبع ، لم يستطع الفلاسفة القدامى ، وهم أناس شديدو الملاحظة ، إلا أن يلاحظوا أن الحجر الذي يُلقى إلى الأعلى يعود دائمًا. أوضح أفلاطون في القرن الرابع قبل الميلاد هذا من خلال حقيقة أن جميع مواد الكون تميل إلى حيث تتركز معظم المواد المماثلة: يسقط الحجر على الأرض أو يذهب إلى القاع ، ويتسرب الماء المنسكب إلى أقرب بركة أو في نهر يشق طريقه إلى البحر ، يندفع دخان النار إلى غيومها المشابهة.

أوضح تلميذ أفلاطون ، أرسطو ، أن جميع الأجسام لها خصائص خاصة للثقل والخفة. الأجسام الثقيلة - الأحجار والمعادن - تندفع إلى مركز الكون ، والضوء - النار ، والدخان ، والأبخرة - إلى المحيط. هذه الفرضية ، التي تفسر بعض الظواهر المرتبطة بقوة الجاذبية العامة ، موجودة منذ أكثر من ألفي عام.

العلماء حول قوة الجاذبية

ربما كان أول من طرح السؤال قوة الجاذبيةعلميًا حقًا ، كان عبقرية عصر النهضة - ليوناردو دافنشي. أعلن ليوناردو أن الجاذبية هي سمة ليس فقط للأرض ، وأن هناك العديد من مراكز الجاذبية. واقترح أيضًا أن قوة الجاذبية تعتمد على المسافة إلى مركز الجاذبية.

جعلت أعمال كوبرنيكوس وجاليليو وكبلر وروبرت هوك أقرب وأقرب إلى فكرة قانون الجاذبية الكونية ، ولكن في صيغته النهائية ، ارتبط هذا القانون إلى الأبد باسم إسحاق نيوتن.

إسحاق نيوتن عن قوة الجاذبية

من مواليد 4 يناير 1643. تخرج من جامعة كامبريدج ، وأصبح على درجة البكالوريوس ، ثم - ماجستير في العلوم.

كل ما يلي هو ثروة لا حصر لها من الأعمال العلمية. لكن عمله الرئيسي هو "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية" ، الذي نُشر عام 1687 وعادة ما يُسمى ببساطة "البدايات". في نفوسهم صاغ العظيم. ربما يتذكره الجميع من المدرسة الثانوية.

تنجذب جميع الأجسام إلى بعضها البعض بقوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتل هذه الأجسام وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينها ...

كان من الممكن توقع بعض بنود هذه الصيغة من قبل أسلاف نيوتن ، لكنها لم تُعط بعد لأي شخص في مجملها. كانت عبقرية نيوتن ضرورية لتجميع هذه الأجزاء في كل واحد من أجل نشر جاذبية الأرض للقمر والشمس - إلى نظام الكواكب بأكمله.

اشتق نيوتن من قانون الجاذبية الكونية جميع قوانين حركة الكواكب التي اكتشفها كبلر من قبل. كانت مجرد عواقبه. علاوة على ذلك ، أظهر نيوتن أنه ليس فقط قوانين كبلر ، ولكن أيضًا الانحرافات عن هذه القوانين (في عالم ثلاثة أجسام أو أكثر) هي نتيجة الجاذبية العالمية ... كان هذا انتصارًا عظيمًا للعلم.

يبدو أن القوة الرئيسية للطبيعة ، التي تحرك العوالم ، تم اكتشافها أخيرًا ووصفها رياضيًا ، القوة التي تخضع لها جزيئات الهواء والتفاح والشمس. كانت الخطوة التي اتخذها نيوتن عملاقة وضخمة بما لا يقاس.

قال أول مروج لعمل عالم لامع ، الكاتب الفرنسي فرانسوا ماري أرويه ، المشهور عالميًا تحت الاسم المستعار فولتير ، إن نيوتن توقع فجأة وجود قانون سمي باسمه عندما نظر إلى تفاحة تتساقط.

لم يذكر نيوتن نفسه هذه التفاحة أبدًا. ومن الصعب إضاعة الوقت اليوم في دحض هذه الأسطورة الجميلة. ومن الواضح أن نيوتن توصل إلى فهم القوة العظيمة للطبيعة من خلال التفكير المنطقي. من المحتمل أنه تم تضمينه في الفصل المقابل من "البدايات".

تؤثر قوة الجاذبية على طيران النواة

لنفترض أنه على جبل مرتفع للغاية ، بحيث يكون قمته بالفعل خارج الغلاف الجوي ، فقد أنشأنا قطعة مدفعية عملاقة. تم وضع البرميل الخاص به بشكل موازٍ تمامًا لسطح الكرة الأرضية وإطلاقه. وصف القوس يقع القلب على الأرض.

نحن نزيد الشحنة ، ونحسن جودة البارود ، بطريقة أو بأخرى نجعل اللب يتحرك بسرعة أعلى بعد الطلقة التالية. يصبح القوس الموصوف من قبل القلب أكثر انبساطًا. يقع اللب بعيدًا عن سفح جبلنا.

نحن أيضا نزيد الشحنة و نطلق النار. تطير النواة على طول مسار لطيف بحيث تنخفض موازية لسطح الكرة الأرضية. لم يعد بإمكان اللب أن يسقط على الأرض: بنفس السرعة التي يسقط بها ، تهرب الأرض من تحته. وبعد وصف الحلقة حول كوكبنا ، يعود القلب إلى نقطة الانطلاق.

يمكن إزالة البندقية في غضون ذلك. بعد كل شيء ، ستستغرق رحلة النواة حول العالم أكثر من ساعة. وبعد ذلك سوف يكتسح اللب بسرعة أعلى الجبل ويذهب إلى دائرة جديدة حول الأرض. السقوط ، إذا لم يواجه اللب ، كما اتفقنا ، أي مقاومة للهواء ، فلن يكون قادرًا على ذلك أبدًا.

يجب أن تكون السرعة الأساسية لهذا قريبة من 8 كم / ثانية. وإذا قمت بزيادة سرعة تحليق النواة؟ سيطير أولاً في قوس ، أكثر رقة من انحناء سطح الأرض ، ويبدأ في الابتعاد عن الأرض. في الوقت نفسه ، ستنخفض سرعته تحت تأثير جاذبية الأرض.

وأخيرًا ، عند الالتفاف ، سيبدأ ، كما كان ، بالعودة إلى الأرض ، لكنه سوف يطير عبره ولن يكمل بعد ذلك دائرة ، بل قطع ناقص. سيتحرك اللب حول الأرض تمامًا بنفس الطريقة التي تتحرك بها الأرض حول الشمس ، أي على طول القطع الناقص ، في أحد بؤرة مركز كوكبنا.

إذا قمنا بزيادة السرعة الابتدائية للنواة ، فسيصبح القطع الناقص أكثر تمددًا. من الممكن تمديد هذا القطع الناقص بحيث تصل النواة إلى مدار القمر أو أبعد من ذلك بكثير. ولكن حتى تتجاوز السرعة الابتدائية لهذه النواة 11.2 كم / ث ، فإنها ستبقى قمرًا صناعيًا للأرض.

النواة ، التي تلقت سرعتها أكثر من 11.2 كم / ثانية عند إطلاقها ، ستطير إلى الأبد بعيدًا عن الأرض على طول مسار مكافئ. إذا كان القطع الناقص منحنى مغلق ، فإن القطع المكافئ هو منحنى له فرعين ينتقلان إلى ما لا نهاية. بالتحرك على طول القطع الناقص ، بغض النظر عن مدى طوله ، سنعود حتما بشكل منهجي إلى نقطة البداية. عند التحرك على طول القطع المكافئ ، لن نعود أبدًا إلى نقطة البداية.

ولكن ، بعد أن تركت الأرض بهذه السرعة ، لن تتمكن النواة بعد من الطيران إلى ما لا نهاية. ستؤدي الجاذبية القوية للشمس إلى انحناء مسار رحلتها ، وتقترب من نفسها مثل مسار كوكب. سيصبح اللب أخت الأرض ، كوكب صغير في عائلتنا من الكواكب.

من أجل توجيه النواة خارج النظام الكوكبي ، للتغلب على الانجذاب الشمسي ، من الضروري إخبارها بسرعة تزيد عن 16.7 كم / ثانية ، وتوجيهها بحيث تضاف سرعة حركة الأرض إلى هذه السرعة. .

سرعة حوالي 8 كم / ث (تعتمد هذه السرعة على ارتفاع الجبل الذي تطلق منه مدفعنا) سرعة دائرية ، والسرعات من 8 إلى 11.2 كم / ث بيضاوية الشكل ، من 11.2 إلى 16.7 كم / ث هي قطع مكافئ ، وفوق هذا الرقم - سرعات محررة.

هنا يجب أن نضيف أن القيم المعطاة لهذه السرعات صالحة فقط للأرض. إذا عشنا على كوكب المريخ ، فسيكون من الأسهل علينا تحقيق السرعة الدائرية - فهي لا تتعدى 3.6 كم / ثانية ، وسرعة القطع المكافئ تزيد قليلاً عن 5 كم / ثانية.

من ناحية أخرى ، سيكون إرسال النواة في رحلة فضائية من كوكب المشتري أكثر صعوبة بكثير من إرساله من الأرض: السرعة الدائرية على هذا الكوكب تبلغ 42.2 كم / ثانية ، وسرعة القطع المكافئ هي 61.8 كم / ثانية!

سيكون من الأصعب على سكان الشمس مغادرة عالمهم (إذا كان هذا موجودًا بالطبع). يجب أن تكون السرعة الدائرية لهذا العملاق 437.6 وسرعة الفصل 618.8 كم / ث!

إذن نيوتن في نهاية القرن السابع عشر ، قبل مائة عام من أول رحلة لمنطاد الهواء الساخن ملأه الأخوان مونتغولفييه بالهواء الدافئ ، قبل مائتي عام من الرحلات الأولى لطائرة الأخوين رايت ، وما يقرب من الربع قبل ألف عام من انطلاق الصواريخ السائلة الأولى ، أشارت إلى الطريق إلى السماء للأقمار الصناعية وسفن الفضاء.

قوة الجاذبية متأصلة في كل مجال

باستخدام قانون الجاذبيةتم اكتشاف كواكب غير معروفة ، وتم إنشاء فرضيات نشأة الكون عن أصل النظام الشمسي. تم اكتشاف القوة الرئيسية للطبيعة ، التي تتحكم في النجوم والكواكب والتفاح في الحديقة وجزيئات الغاز في الغلاف الجوي ، ووصفها رياضيًا.

لكننا لا نعرف آلية الجاذبية العامة. لا يفسر الجاذبية النيوتونية ، ولكنه يمثل بصريًا الحالة الحالية لحركة الكواكب.

لا نعرف ما الذي يسبب تفاعل جميع أجسام الكون. ولا يمكن القول إن نيوتن لم يكن مهتمًا بهذا السبب. لسنوات عديدة ، فكر في آليتها المحتملة.

بالمناسبة ، هذه بالفعل قوة غامضة للغاية. قوة تتجلى من خلال مئات الملايين من الكيلومترات من الفضاء ، خالية من أي تكوينات مادية للوهلة الأولى ، والتي يمكن بواسطتها تفسير نقل التفاعل.

فرضيات نيوتن

و نيوتنلجأ الى فرضيةحول وجود أثير معين يُزعم أنه يملأ الكون بأكمله. في عام 1675 ، أوضح جاذبية الأرض بحقيقة أن الأثير الذي يملأ الكون كله يندفع إلى مركز الأرض في تدفقات مستمرة ، ويلتقط جميع الأشياء في هذه الحركة ويخلق قوة الجاذبية. يندفع نفس تدفق الأثير إلى الشمس ويسحب الكواكب والمذنبات ويضمن مساراتها الإهليلجية ...

لم تكن فرضية مقنعة للغاية ، على الرغم من كونها فرضية منطقية رياضية تمامًا. لكن الآن ، في عام 1679 ، ابتكر نيوتن فرضية جديدة تشرح آلية الجاذبية. هذه المرة يمنح الأثير خاصية وجود تركيز مختلف بالقرب من الكواكب وبعيدًا عنها. كلما ابتعدنا عن مركز الكوكب ، من المفترض أن يكون الأثير أكثر كثافة. وله خاصية الضغط على جميع الأجسام المادية من طبقاتها الأكثر كثافة إلى طبقات أقل كثافة. ويتم ضغط جميع الأجسام على سطح الأرض.

في عام 1706 ، أنكر نيوتن بشدة وجود الأثير ذاته. في عام 1717 عاد مرة أخرى إلى فرضية ضغط الأثير.

حارب عقل نيوتن العبقري على حل اللغز العظيم ولم يجدها. وهذا ما يفسر هذا القذف الحاد من جانب إلى آخر. اعتاد نيوتن أن يقول:

أنا لا أضع فرضيات.

وعلى الرغم من أننا كنا قادرين فقط على التحقق ، فإن هذا ليس صحيحًا تمامًا ، يمكننا بالتأكيد أن نذكر شيئًا آخر: كان نيوتن قادرًا على التمييز بوضوح بين الأشياء التي لا جدال فيها وبين الفرضيات غير المستقرة والمثيرة للجدل. وفي العناصر توجد صيغة للقانون العظيم ، لكن لا توجد محاولة لشرح آليته.
لقد ترك الفيزيائي العظيم هذا اللغز لرجل المستقبل. توفي عام 1727.
لم يتم حلها حتى اليوم.

استغرق النقاش حول الجوهر المادي لقانون نيوتن قرنين. وربما لا يتعلق هذا النقاش بجوهر القانون ، إذا أجاب بالضبط على جميع الأسئلة التي طرحت عليه.

لكن حقيقة الأمر هي أنه بمرور الوقت اتضح أن هذا القانون ليس عالميًا. أن هناك حالات لا يستطيع فيها تفسير هذه الظاهرة أو تلك. دعنا نعطي أمثلة.

قوة الجاذبية في حسابات سيليجر

أولها هو مفارقة سيليجر. بالنظر إلى أن الكون غير محدود ومليء بالمادة بشكل موحد ، حاول سيليجر أن يحسب ، وفقًا لقانون نيوتن ، قوة الجاذبية العالمية الناتجة عن الكتلة الكبيرة اللانهائية الكاملة للكون اللامتناهي في مرحلة ما فيه.

لم تكن مهمة سهلة من وجهة نظر الرياضيات البحتة. بعد التغلب على جميع صعوبات التحولات الأكثر تعقيدًا ، وجد سيليجر أن القوة المرغوبة للجاذبية العامة تتناسب مع نصف قطر الكون. وبما أن نصف القطر هذا يساوي ما لا نهاية ، فلا بد أن قوة الجاذبية كبيرة بشكل غير محدود. ومع ذلك ، فإننا لا نرى هذا في الممارسة. هذا يعني أن قانون الجاذبية الكونية لا ينطبق على الكون بأسره.

ومع ذلك ، هناك تفسيرات أخرى للمفارقة ممكنة أيضًا. على سبيل المثال ، يمكننا أن نفترض أن المادة لا تملأ الكون بأكمله بالتساوي ، ولكن كثافتها تتناقص تدريجيًا ، وفي النهاية ، في مكان بعيد جدًا لا توجد مادة على الإطلاق. لكن تخيل مثل هذه الصورة يعني الاعتراف بإمكانية وجود الفضاء بدون مادة ، وهو أمر سخيف بشكل عام.

يمكننا أن نفترض أن قوة الجاذبية تضعف أسرع من زيادة مربع المسافة. لكن هذا يلقي بظلال من الشك على الانسجام المفاجئ لقانون نيوتن. لا ، وهذا التفسير لم يرضي العلماء. ظلت المفارقة مفارقة.

ملاحظات حركة عطارد

حقيقة أخرى ، فعل قوة الجاذبية الكونية ، التي لم يفسرها قانون نيوتن ، جلبت مراقبة حركة عطارد- الأقرب إلى الكوكب. أظهرت الحسابات الدقيقة وفقًا لقانون نيوتن أن perehelion - نقطة القطع الناقص التي يتحرك على طولها عطارد بالقرب من الشمس - يجب أن تتحول بمقدار 531 ثانية قوسية في 100 عام.

ووجد علماء الفلك أن هذا التحول يساوي 573 ثانية قوسية. هذا الفائض - 42 ثانية قوسية - لا يمكن أيضًا تفسيره من قبل العلماء ، باستخدام الصيغ فقط الناشئة عن قانون نيوتن.

شرح كل من مفارقة سيليجر ، وإزاحة عطارد ، والعديد من الظواهر المتناقضة الأخرى والحقائق التي لا يمكن تفسيرها البرت اينشتاين، أحد أعظم الفيزيائيين ، إن لم يكن أعظمهم في كل العصور. من بين الأشياء الصغيرة المزعجة كانت مسألة الرياح الأثيرية.

تجارب ألبرت ميكلسون

يبدو أن هذا السؤال لا يتعلق مباشرة بمشكلة الجاذبية. كان متعلقًا بالبصريات والضوء. بتعبير أدق ، لتحديد سرعته.

كان عالم الفلك الدنماركي أول من حدد سرعة الضوء. أولاف ريمرمشاهدة كسوف أقمار المشتري. حدث هذا في وقت مبكر من عام 1675.

فيزيائي أمريكي ألبرت ميكلسونفي نهاية القرن الثامن عشر ، أجرى سلسلة من عمليات تحديد سرعة الضوء في ظل الظروف الأرضية ، باستخدام الجهاز الذي صممه.

في عام 1927 ، أعطى سرعة الضوء 299796 + 4 كم / ثانية ، وهي دقة ممتازة لتلك الأوقات. لكن جوهر الأمر مختلف. في عام 1880 قرر التحقيق في الريح الأثيرية. لقد أراد أخيرًا إثبات وجود هذا الأثير ذاته ، والذي من خلال وجوده حاولوا شرح كل من انتقال تفاعل الجاذبية وانتقال موجات الضوء.

ربما كان ميكلسون أبرز مجرب في عصره. كان لديه معدات ممتازة. وكان على يقين من النجاح.

جوهر الخبرة

خبرةتم تصوره على هذا النحو. تتحرك الأرض في مدارها بسرعة حوالي 30 كم / ثانية.. يتحرك في الهواء. هذا يعني أن سرعة الضوء من المصدر الذي يسبق المستقبل بالنسبة لحركة الأرض يجب أن تكون أكبر من سرعة المصدر الموجود على الجانب الآخر. في الحالة الأولى ، يجب إضافة سرعة الرياح الأثيرية إلى سرعة الضوء ؛ في الحالة الثانية ، يجب أن تنخفض سرعة الضوء بهذه القيمة.

بطبيعة الحال ، فإن سرعة الأرض في مدارها حول الشمس ليست سوى واحد على عشرة آلاف من سرعة الضوء. العثور على مثل هذا المصطلح الصغير أمر صعب للغاية ، ولكن لسبب ما كان يُطلق على ميكلسون لقب ملك الدقة. لقد استخدم طريقة بارعة لالتقاط الاختلاف "المراوغ" في سرعات أشعة الضوء.

قام بتقسيم الحزمة إلى تيارين متساويين ووجههما في اتجاهات متعامدة بشكل متبادل: على طول خط الزوال وعلى طول الخط المتوازي. انعكست الأشعة من المرايا. إذا تعرضت الحزمة التي تسير على طول الخط المتوازي لتأثير الرياح الأثيرية ، فعند إضافتها إلى الحزمة الزوال ، يجب أن تكون أطراف التداخل قد نشأت ، وكانت موجات الحزمتين قد تحولت في الطور.

ومع ذلك ، كان من الصعب على ميكلسون قياس مسارات كلا الشعاعين بدقة كبيرة بحيث تكون متطابقة تمامًا. لذلك ، قام ببناء الجهاز بحيث لا يكون هناك هامش تداخل ، ثم قلبه 90 درجة.

أصبح شعاع الزوال خطيًا والعكس صحيح. إذا كانت هناك رياح أثيرية ، فيجب أن تظهر خطوط سوداء وخفيفة تحت العدسة! لكنهم لم يكونوا كذلك. ربما ، عند قلب الجهاز ، حركه العالم.

أقامها ظهرا وثبتها. بعد كل شيء ، إلى جانب حقيقة أنه يدور أيضًا حول محور. وبالتالي ، في أوقات مختلفة من اليوم ، تحتل الحزمة العرضية موقعًا مختلفًا بالنسبة للرياح الأثيرية القادمة. الآن ، عندما يكون الجهاز ثابتًا تمامًا ، يمكن إقناع المرء بدقة التجربة.

لم يكن هناك تدخل هامش مرة أخرى. تم إجراء التجربة عدة مرات ، وقد اندهش ميكلسون ومعه جميع علماء الفيزياء في ذلك الوقت. لم يتم الكشف عن الرياح الأثيرية! سافر الضوء في جميع الاتجاهات بنفس السرعة!

لم يتمكن أحد من شرح هذا. كرر ميكلسون التجربة مرارًا وتكرارًا ، وحسّن المعدات ، وحقق أخيرًا دقة قياس لا تصدق تقريبًا ، بترتيب من حيث الحجم أكبر مما كان ضروريًا لنجاح التجربة. ومرة أخرى لا شيء!

تجارب ألبرت أينشتاين

الخطوة الكبيرة التالية في معرفة قوة الجاذبيةفعلت البرت اينشتاين.
سُئل ألبرت أينشتاين ذات مرة:

كيف توصلت إلى نظريتك النسبية الخاصة؟ تحت أي ظروف أتيت بفكرة رائعة؟ أجاب العالم: "لقد بدا لي دائمًا أن هذا هو الحال.

ربما لم يكن يريد أن يكون صريحًا ، ربما أراد التخلص من المحاور المزعج. لكن من الصعب تخيل أن فكرة أينشتاين عن الروابط بين الزمان والمكان والسرعة كانت فطرية.

لا ، بالطبع ، في البداية كان هناك حدس ساطع مثل البرق. ثم بدأ التطور. لا ، لا يوجد تناقضات مع الظواهر المعروفة. ثم ظهرت تلك الصفحات الخمس المليئة بالصيغ ، والتي نُشرت في مجلة مادية. الصفحات التي فتحت حقبة جديدة في الفيزياء.

تخيل مركبة فضائية تطير في الفضاء. سنحذرك على الفور: المركبة الفضائية غريبة للغاية ، من النوع الذي لم تقرأ عنه في قصص الخيال العلمي. يبلغ طوله 300 ألف كيلومتر ، وسرعته ، لنقل ، 240 ألف كيلومتر في الثانية. وتحلق هذه المركبة الفضائية عبر إحدى المنصات الوسيطة في الفضاء ، دون التوقف عندها. بأقصى سرعة.

يقف أحد الركاب على سطح المركبة الفضائية بساعة. وأنت ، أيها القارئ ، نقف على منصة - يجب أن يتوافق طولها مع حجم مركبة فضائية ، أي 300 ألف كيلومتر ، وإلا فلن تتمكن من الالتصاق بها. ولدينا أيضًا ساعة في أيدينا.

نلاحظ أنه في اللحظة التي اصطدم فيها قوس المركبة الفضائية بالحافة الخلفية لمنصتنا ، ومض فانوس عليها ، وأضاء الفضاء المحيط به. بعد ثانية ، وصل شعاع من الضوء إلى الحافة الأمامية لمنصتنا. لا نشك في هذا ، لأننا نعرف سرعة الضوء ، وقد تمكنا من تحديد اللحظة المقابلة بالضبط على مدار الساعة. وعلى مركبة فضائية ...

لكن المركبة الفضائية طارت أيضًا نحو شعاع الضوء. ورأينا بالتأكيد أن الضوء أضاء مؤخرته في الوقت الذي كان فيه في مكان ما بالقرب من منتصف المنصة. لقد رأينا بالتأكيد أن شعاع الضوء لا يغطي 300 ألف كيلومتر من مقدمة السفينة إلى مؤخرة السفينة.

لكن الركاب على ظهر المركبة الفضائية واثقون من شيء آخر. إنهم على يقين من أن شعاعهم غطى المسافة الكاملة من القوس إلى المؤخرة البالغة 300 ألف كيلومتر. بعد كل شيء ، أمضى ثانية كاملة على ذلك. هم ، أيضًا ، قاموا بتسجيله بدقة تامة على ساعاتهم. وكيف يمكن أن يكون الأمر غير ذلك: فبعد كل شيء ، لا تعتمد سرعة الضوء على سرعة المصدر ...

كيف ذلك؟ نرى شيئًا واحدًا من منصة ثابتة وآخر لهم على سطح مركبة فضائية؟ ما الأمر؟

نظرية النسبية لأينشتاين

يجب ملاحظة ما يلي على الفور: نظرية النسبية لأينشتاينللوهلة الأولى ، يتناقض تمامًا مع فكرتنا الراسخة عن بنية العالم. يمكننا القول أنه يتعارض أيضًا مع الفطرة السليمة ، كما تعودنا على تقديمها. لقد حدث هذا مرات عديدة في تاريخ العلم.

لكن اكتشاف كروية الأرض كان مخالفًا للحس السليم. كيف يمكن للناس أن يعيشوا على الجانب الآخر ولا يسقطون في الهاوية؟

بالنسبة لنا ، فإن كروية الأرض حقيقة لا شك فيها ، ومن وجهة نظر الفطرة السليمة ، فإن أي افتراض آخر لا معنى له ووحشي. لكن تراجع عن وقتك ، تخيل أول ظهور لهذه الفكرة ، وسوف تفهم مدى صعوبة قبولها.

حسنًا ، هل كان من الأسهل الاعتراف بأن الأرض ليست ثابتة ، ولكنها تطير على طول مسارها أسرع بعشرات المرات من قذيفة المدفع؟

كل هذه كانت حطام للفطرة السليمة. لذلك ، لم يشر إليه علماء الفيزياء الحديثون أبدًا.

نعود الآن إلى نظرية النسبية الخاصة. تعرف عليها العالم لأول مرة في عام 1905 من خلال مقال وقع عليه اسم غير معروف - ألبرت أينشتاين. وكان يبلغ من العمر 26 عامًا فقط في ذلك الوقت.

قدم أينشتاين افتراضًا بسيطًا ومنطقيًا من هذه المفارقة: من وجهة نظر مراقب على المنصة ، مر وقت أقل في سيارة متحركة مقارنة بساعة يدك. في السيارة ، تباطأ مرور الوقت مقارنة بالوقت على المنصة الثابتة.

أشياء مدهشة جدا تتبع منطقيا من هذا الافتراض. اتضح أن الشخص الذي يسافر للعمل في الترام ، مقارنةً بالمشاة يسير في نفس الطريق ، لا يوفر الوقت فقط بسبب السرعة ، ولكنه أيضًا يمضي ببطء أكثر بالنسبة له.

ومع ذلك ، لا تحاول الحفاظ على الشباب الأبدي بهذه الطريقة: حتى لو أصبحت سائق عربة وقضيت ثلث حياتك في الترام ، فلن تكسب خلال 30 عامًا سوى جزء من المليون من الثانية. لكي يصبح كسب الوقت ملحوظًا ، من الضروري التحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

اتضح أن الزيادة في سرعة الأجسام تنعكس في كتلتها. كلما اقتربت سرعة الجسم من سرعة الضوء ، زادت كتلته. عند سرعة جسم تساوي سرعة الضوء ، كتلته تساوي اللانهاية ، أي أنها أكبر من كتلة الأرض والشمس والمجرة وكوننا بأكمله ... هذا هو مقدار الكتلة يمكن أن تتركز في حصاة بسيطة ، مما يؤدي إلى تسريعها
سفيتا!

هذا يفرض قيودًا لا تسمح لأي جسم مادي بتطوير سرعة مساوية لسرعة الضوء. بعد كل شيء ، مع نمو الكتلة ، يصبح تفريقها أكثر صعوبة. والكتلة اللانهائية لا يمكن تحريكها بأي قوة.

ومع ذلك ، فقد قدمت الطبيعة استثناءً مهمًا جدًا لهذا القانون لفئة كاملة من الجسيمات. على سبيل المثال ، بالنسبة للفوتونات. يمكنهم التحرك بسرعة الضوء. بتعبير أدق ، لا يمكنهم التحرك بأي سرعة أخرى. من غير المعقول تخيل فوتون ثابت.

عندما تكون ثابتة ، ليس لها كتلة. أيضًا ، ليس للنيوترينوات كتلة راحة ، كما أنها محكوم عليها برحلة أبدية غير مقيدة عبر الفضاء بأقصى سرعة ممكنة في كوننا ، دون تجاوز الضوء ومواكبة ذلك.

أليس صحيحًا أن كل نتيجة من نتائج النظرية النسبية الخاصة التي سردناها هي مفاجئة ومتناقضة! وكل منها ، بالطبع ، يتعارض مع "الفطرة السليمة"!

ولكن هذا مثير للاهتمام: ليس في شكله الملموس ، ولكن كموقف فلسفي واسع ، كل هذه النتائج المذهلة تنبأ بها مؤسسو المادية الديالكتيكية. ماذا تقول هذه الآثار؟ حول الوصلات التي تربط الطاقة والكتلة والكتلة والسرعة والسرعة والوقت وسرعة وطول الجسم المتحرك ...

لقد ربط اكتشاف أينشتاين للاعتماد المتبادل ، مثل الأسمنت (المزيد :) ، وربط التعزيزات ، أو أحجار الأساس معًا الأشياء والظواهر التي بدت سابقًا مستقلة عن بعضها البعض وخلق الأساس الذي كان عليه لأول مرة في تاريخ العلم ممكن لبناء مبنى متناغم. هذا المبنى هو تمثيل لكيفية عمل كوننا.

لكن أولاً ، بضع كلمات على الأقل حول النظرية العامة للنسبية ، التي أنشأها أيضًا ألبرت أينشتاين.

هذا الاسم - النظرية العامة للنسبية - لا يتوافق تمامًا مع محتوى النظرية التي سيتم مناقشتها. يؤسس الترابط بين الفضاء والمادة. يبدو أنه سيكون من الأصح تسميته نظرية الزمكان، أو نظرية الجاذبية.

لكن هذا الاسم نما بشكل وثيق مع نظرية أينشتاين لدرجة أن إثارة مسألة استبداله الآن تبدو غير لائقة للعديد من العلماء.

أنشأت النظرية العامة للنسبية الترابط بين المادة والزمان والمكان اللذين يحتويان عليهما. اتضح أن المكان والزمان لا يمكن تخيلهما على أنهما موجودان بشكل منفصل عن المادة فحسب ، ولكن خصائصهما تعتمد أيضًا على المادة التي تملأهما.

نقطة الانطلاق للمناقشة

لذلك ، يمكن للمرء أن يحدد فقط نقطة الانطلاق للمناقشةواستخلاص بعض الاستنتاجات المهمة.

في بداية رحلة الفضاء ، دمرت كارثة غير متوقعة المكتبة وصندوق الأفلام ومستودعات أخرى للعقل ، وذاكرة الأشخاص الذين يسافرون عبر الفضاء. وتنسى طبيعة الكوكب الأصلي مع تغير القرون. يُنسى حتى قانون الجاذبية الكونية ، لأن الصاروخ يطير في الفضاء بين المجرات ، حيث يكاد لا يشعر به.

ومع ذلك ، فإن محركات السفينة تعمل بشكل رائع ، وإمدادات الطاقة في البطاريات غير محدودة عمليًا. في معظم الأوقات ، تتحرك السفينة بفعل القصور الذاتي ، واعتاد سكانها على انعدام الوزن. لكن في بعض الأحيان يقومون بتشغيل المحركات وإبطاء أو تسريع حركة السفينة. عندما تتصاعد النفاثات النفاثة في الفراغ بلهب عديم اللون وتتحرك السفينة بمعدل متسارع ، يشعر السكان أن أجسادهم أصبحت ثقيلة ، ويضطرون إلى التجول حول السفينة وعدم الطيران عبر الممرات.

والآن اقتربت الرحلة من الاكتمال. تحلق السفينة إلى أحد النجوم وتسقط في مدارات الكوكب الأنسب. تنطلق السفن الفضائية ، تمشي على أرض خضراء جديدة ، وتعاني باستمرار من نفس الشعور بالثقل ، وهو أمر مألوف منذ الوقت الذي كانت فيه السفينة تتحرك بوتيرة متسارعة.

لكن الكوكب يتحرك بالتساوي. لا يمكن أن تطير باتجاههم مع تسارع ثابت قدره 9.8 م / ث 2! ولديهم الافتراض الأول بأن مجال الجاذبية (قوة الجاذبية) والتسارع يعطيان نفس التأثير ، وربما لهما طبيعة مشتركة.

لم يكن أي من معاصرينا الأرضيين في رحلة طويلة كهذه ، لكن الكثير من الناس شعروا بظاهرة "وزن" و "تفتيح" أجسادهم. بالفعل المصعد العادي ، عندما يتحرك بوتيرة متسارعة ، يخلق هذا الشعور. عند النزول ، تشعر بفقدان الوزن بشكل مفاجئ ؛ وعند الصعود ، على العكس من ذلك ، تضغط الأرضية على ساقيك بقوة أكبر من المعتاد.

لكن شعورًا واحدًا لا يثبت شيئًا. بعد كل شيء ، تحاول الأحاسيس إقناعنا بأن الشمس تتحرك في السماء حول الأرض الثابتة ، وأن جميع النجوم والكواكب على مسافة واحدة منا ، في السماء ، إلخ.

أخضع العلماء الأحاسيس للتحقق التجريبي. حتى نيوتن فكر في الهوية الغريبة للظاهرتين. حاول أن يمنحهم الخصائص العددية. بعد أن قام بقياس الجاذبية ، كان مقتنعًا بأن قيمها دائمًا متساوية تمامًا مع بعضها البعض.

من أي مادة كان يصنعها البندولات للنبات التجريبي: من الفضة ، والرصاص ، والزجاج ، والملح ، والخشب ، والماء ، والذهب ، والرمل ، والقمح. وكانت النتيجة نفسها.

مبدأ التكافؤ، الذي نتحدث عنه ، هو أساس النظرية العامة للنسبية ، على الرغم من أن التفسير الحديث للنظرية لم يعد بحاجة إلى هذا المبدأ. بحذف الاستنتاجات الرياضية التي تتبع هذا المبدأ ، دعونا ننتقل مباشرة إلى بعض نتائج النظرية العامة للنسبية.

يؤثر وجود كتل كبيرة من المادة بشكل كبير على الفضاء المحيط. إنه يؤدي إلى مثل هذه التغييرات فيه ، والتي يمكن تعريفها على أنها عدم تجانس في الفضاء. توجه عدم التجانس هذه حركة أي كتل قريبة من الجسم الجاذب.

عادة ما يلجأ إلى مثل هذا القياس. تخيل لوحة قماشية مشدودة بإحكام على إطار موازٍ لسطح الأرض. ضع عليها ثقلاً ثقيلاً. ستكون هذه كتلة جذبنا الكبيرة. هي ، بالطبع ، سوف تنحني القماش وينتهي بها الأمر في بعض الاستراحة. الآن قم بتدوير الكرة فوق هذه اللوحة بحيث يقع جزء من مسارها بجوار كتلة الجاذبية. اعتمادًا على كيفية إطلاق الكرة ، هناك ثلاثة خيارات ممكنة.

1. ستطير الكرة بعيدًا بما يكفي عن التجويف الناتج عن انحراف اللوحة القماشية ولن تغير حركتها.
2. سوف تلمس الكرة التجويف وتنحني خطوط حركتها نحو كتلة الجاذبية.
3. ستسقط الكرة في هذه الحفرة ولن تتمكن من الخروج منها وستحدث دورة أو دورتين حول كتلة الجاذبية.

أليس صحيحًا أن الخيار الثالث يصور بشكل جميل جدًا التقاط نجم أو كوكب لجسم غريب يتم نقله بلا مبالاة إلى مجال جاذبيته؟

والحالة الثانية هي انحناء مسار جسم يطير بسرعة أكبر من سرعة الالتقاط المحتملة! الحالة الأولى تشبه الطيران خارج النطاق العملي لحقل الجاذبية. نعم ، إنه عملي ، لأن مجال الجاذبية من الناحية النظرية غير محدود.

بالطبع ، هذا تشبيه بعيد جدًا ، في المقام الأول لأنه لا يمكن لأحد أن يتخيل حقًا انحراف فضاءنا ثلاثي الأبعاد. ما هو المعنى المادي لهذا الانحراف ، أو الانحناء ، كما يقولون في كثير من الأحيان ، لا أحد يعرف.

يستنتج من النظرية العامة للنسبية أن أي جسم مادي يمكنه التحرك في مجال الجاذبية فقط على طول الخطوط المنحنية. فقط في حالات خاصة ، يتحول المنحنى إلى خط مستقيم.

يخضع شعاع الضوء أيضًا لهذه القاعدة. بعد كل شيء ، يتكون من فوتونات لها كتلة معينة أثناء الطيران. ومجال الجاذبية له تأثيره عليها ، وكذلك على جزيء أو كويكب أو كوكب.

استنتاج آخر مهم هو أن مجال الجاذبية يغير أيضًا مسار الزمن. بالقرب من كتلة جاذبة كبيرة ، في مجال جاذبية قوي أنشأته ، يجب أن يكون مرور الوقت أبطأ من الابتعاد عنه.

كما ترى ، والنظرية النسبية العامة مليئة بالاستنتاجات المتناقضة التي يمكن أن تقلب أفكارنا عن "الفطرة السليمة" مرارًا وتكرارًا!

انهيار الجاذبية

دعونا نتحدث عن ظاهرة مذهلة ذات طبيعة كونية - عن انهيار الجاذبية (الانضغاط الكارثي). تحدث هذه الظاهرة في التراكمات الهائلة للمادة ، حيث تصل قوى الجاذبية إلى مثل هذه الأحجام الهائلة بحيث لا يمكن لأي قوى أخرى موجودة في الطبيعة أن تقاومها.

تذكر صيغة نيوتن الشهيرة: كلما زادت قوة الجاذبية ، قل مربع المسافة بين الأجسام الجاذبة. وهكذا ، كلما أصبح تكوين المادة أكثر كثافة ، كلما كان حجمها أصغر ، زادت سرعة قوى الجاذبية ، كلما كان احتضانها المدمر أكثر حتمية.

هناك تقنية ماكرة تكافح بواسطتها الطبيعة مع الضغط اللامحدود للمادة. للقيام بذلك ، فإنه يوقف مجرى الزمن في مجال عمل قوى الجاذبية العملاقة ، وكتل المادة المقيدة ، كما كانت ، معزولة عن كوننا ، مجمدة في حلم غريب خامل.

من المحتمل أن يكون قد تم بالفعل اكتشاف أول هذه "الثقوب السوداء" في الكون. وفقًا لافتراض العلماء السوفييت O. Kh. Huseynov و A. Sh. Novruzova ، إنها دلتا الجوزاء - نجمة مزدوجة ذات مكون واحد غير مرئي.

تبلغ كتلة العنصر المرئي 1.8 شمسيًا ، ويجب أن يكون "الشريك" غير المرئي ، وفقًا للحسابات ، أكبر بأربع مرات من الكتلة المرئية. لكن لا توجد آثار لذلك: من المستحيل رؤية أكثر مخلوقات الطبيعة روعة ، "الثقب الأسود".

العالم السوفيتي البروفيسور ك.ب. ستانيوكوفيتش ، كما يقولون ، "على رأس قلم" ، أظهر من خلال التركيبات النظرية البحتة أن جسيمات "المادة المجمدة" يمكن أن تكون متنوعة للغاية في الحجم.

• إن تكويناته العملاقة ممكنة ، على غرار الكوازارات ، حيث تشع باستمرار قدرًا من الطاقة يماثل ما تشع به جميع النجوم البالغ عددها 100 مليار في مجرتنا.
• من الممكن وجود كتل أكثر تواضعًا ، تساوي عددًا قليلاً من الكتل الشمسية. كل من هذه الأشياء وغيرها يمكن أن تنشأ من مادة عادية وليست "نائمة".
• ومن الممكن تشكيلات من فئة مختلفة تمامًا ، بما يتناسب مع الكتلة مع الجسيمات الأولية.

من أجل ظهورها ، من الضروري أولاً إخضاع المادة التي تجعلها تخضع لضغط هائل ودفعها إلى حدود مجال شوارزشيلد - وهو مجال يتوقف فيه الوقت لمراقب خارجي تمامًا. وحتى إذا تم إزالة الضغط بعد ذلك ، فإن الجسيمات التي توقف من أجلها الزمن ستستمر في الوجود بشكل مستقل عن كوننا.

بلانكيونس

الألواح الخشبية هي فئة خاصة جدًا من الجسيمات. يمتلكون ، وفقًا لـ K.P. Stanyukovich ، خاصية مثيرة للاهتمام للغاية: فهم يحملون المادة في حد ذاتها في شكل غير متغير ، كما كان الحال منذ ملايين ومليارات السنين. بالنظر داخل اللوح الخشبي ، يمكننا رؤية المادة كما كانت في وقت ولادة كوننا. وفقًا للحسابات النظرية ، يوجد حوالي 1080 بلانكيونًا في الكون ، أي ما يقرب من لوح واحد في مكعب من الفضاء يبلغ ضلعه 10 سنتيمترات. بالمناسبة ، في نفس الوقت مع Stanyukovich و (بغض النظر عنه ، طرح الأكاديمي MA Markov فرضية الألواح الخشبية. فقط ماركوف أعطى لهم اسمًا مختلفًا - الأقوال المأثورة.

يمكن أيضًا استخدام الخصائص الخاصة للبلانكيون لشرح التحولات المتناقضة للجسيمات الأولية في بعض الأحيان. من المعروف أنه عندما يصطدم جسيمان ، لا تتشكل الشظايا أبدًا ، ولكن تنشأ جسيمات أولية أخرى. هذا مدهش حقًا: في العالم العادي ، عندما نكسر المزهرية ، لن نحصل على أكواب كاملة أو حتى وريدات. لكن لنفترض أنه يوجد في أعماق كل جسيم أولي لوح بلانكيون ، واحد أو عدة ، وأحيانًا العديد من الألواح.

في لحظة اصطدام الجسيمات ، يفتح "كيس" اللوح الخشبي المربوط بإحكام قليلاً ، و "تسقط" بعض الجسيمات فيه ، وبدلاً من "القفز" ، تلك التي نعتبرها نشأت أثناء الاصطدام. في الوقت نفسه ، ستضمن اللوح الخشبي ، بصفته محاسبًا مجتهدًا ، جميع "قوانين الحفظ" المعتمدة في عالم الجسيمات الأولية.
حسنًا ، ما علاقة آلية الجاذبية العامة بها؟

"المسؤولة" عن الجاذبية ، وفقًا لفرضية K.P.Stanyukovich ، هي جسيمات دقيقة ، تسمى الجرافيتونات ، تنبعث باستمرار من الجسيمات الأولية. الجرافيتون أصغر بكثير من الأخير ، حيث أن ذرة من الغبار تتراقص في شعاع الشمس أصغر من الكرة الأرضية.

يخضع إشعاع الجرافيتون لعدد من الانتظامات. على وجه الخصوص ، من الأسهل الطيران إلى تلك المنطقة من الفضاء. الذي يحتوي على عدد أقل من الجرافيتونات. هذا يعني أنه إذا كان هناك جرمان سماويان في الفضاء ، فسيقوم كلاهما بإشعاع الجرافيتونات في الغالب "إلى الخارج" ، في اتجاهين معاكسين لبعضهما البعض. هذا يخلق دافعًا يدفع الأجسام إلى الاقتراب من بعضها البعض ، لجذب بعضها البعض.