Artikel ini akan fokus pada sejarah penemuan hukum gravitasi universal. Di sini kita akan berkenalan dengan informasi biografis dari kehidupan ilmuwan yang menemukan dogma fisik ini, mempertimbangkan ketentuan utamanya, hubungannya dengan gravitasi kuantum, jalannya perkembangan, dan banyak lagi.
Jenius
Sir Isaac Newton adalah seorang ilmuwan Inggris. Pada suatu waktu, ia mencurahkan banyak perhatian dan upaya pada ilmu-ilmu seperti fisika dan matematika, dan juga membawa banyak hal baru ke dalam mekanika dan astronomi. Dia dianggap sebagai salah satu pendiri fisika pertama dalam model klasiknya. Dia adalah penulis karya mendasar "Prinsip Matematika Filsafat Alam", di mana dia mempresentasikan informasi tentang tiga hukum mekanika dan hukum gravitasi universal. Isaac Newton meletakkan dasar mekanika klasik dengan karya-karya ini. Dia juga mengembangkan tipe integral, teori cahaya. Dia juga memberikan banyak kontribusi pada optik fisik dan mengembangkan banyak teori lain dalam fisika dan matematika.
Hukum
Hukum gravitasi universal dan sejarah penemuannya jauh ke masa lalu Bentuk klasiknya adalah hukum yang menggambarkan interaksi jenis gravitasi yang tidak melampaui kerangka mekanika.
Esensinya adalah bahwa indikator gaya F dari tarikan gravitasi yang timbul antara 2 benda atau titik materi m1 dan m2, dipisahkan satu sama lain dengan jarak tertentu r, sebanding dengan kedua indikator massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara tubuh:
F = G, di mana dengan simbol G kita menyatakan konstanta gravitasi sama dengan 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.
gravitasi Newton
Sebelum mempertimbangkan sejarah penemuan hukum gravitasi universal, mari kita lihat lebih dekat ciri-ciri umumnya.
Dalam teori yang diciptakan oleh Newton, semua benda dengan massa besar harus menghasilkan medan khusus di sekelilingnya, yang menarik benda lain ke dirinya sendiri. Ini disebut medan gravitasi, dan memiliki potensi.
Benda dengan simetri bola membentuk medan di luar dirinya, mirip dengan yang diciptakan oleh titik material dengan massa yang sama yang terletak di tengah benda.
Arah lintasan titik seperti itu di medan gravitasi, yang diciptakan oleh benda dengan massa yang jauh lebih besar, tunduk padanya Objek alam semesta, seperti, misalnya, planet atau komet, juga mematuhinya, bergerak di sepanjang elips atau hiperbola. Akuntansi untuk distorsi yang dibuat oleh benda masif lainnya diperhitungkan dengan menggunakan ketentuan teori perturbasi.
Menganalisis Akurasi
Setelah Newton menemukan hukum gravitasi universal, itu harus diuji dan dibuktikan berkali-kali. Untuk ini, sejumlah perhitungan dan pengamatan dilakukan. Setelah menyetujui ketentuannya dan berdasarkan keakuratan indikatornya, bentuk estimasi eksperimental berfungsi sebagai konfirmasi yang jelas dari GR. Pengukuran interaksi quadrupole dari benda yang berputar, tetapi antenanya tetap tidak bergerak, menunjukkan kepada kita bahwa proses peningkatan δ bergantung pada potensi r - (1 + δ) , pada jarak beberapa meter dan berada dalam batas (2,1 ± 6.2) .10 -3 . Sejumlah konfirmasi praktis lainnya memungkinkan undang-undang ini dibuat dan mengambil bentuk tunggal, tanpa modifikasi apa pun. Pada tahun 2007, dogma ini diperiksa ulang pada jarak kurang dari satu sentimeter (55 mikron-9,59 mm). Mempertimbangkan kesalahan eksperimental, para ilmuwan memeriksa jarak dan tidak menemukan penyimpangan yang jelas dalam hukum ini.
Pengamatan orbit Bulan sehubungan dengan Bumi juga menegaskan validitasnya.
ruang Euclidean
Teori gravitasi klasik Newton terkait dengan ruang Euclidean. Kesetaraan aktual dengan akurasi yang cukup tinggi (10 -9) dari ukuran jarak dalam penyebut persamaan yang dibahas di atas menunjukkan kepada kita dasar Euclidean ruang mekanika Newton, dengan bentuk fisik tiga dimensi. Pada titik materi seperti itu, luas permukaan bola persis sebanding dengan kuadrat jari-jarinya.
Data dari sejarah
Simak rangkuman singkat sejarah penemuan hukum gravitasi universal.
Gagasan dikemukakan oleh ilmuwan lain yang hidup sebelum Newton. Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens dan lainnya mengunjungi refleksi tentangnya. Kepler mengemukakan asumsi bahwa gaya gravitasi berbanding terbalik dengan jarak dari bintang Matahari dan hanya tersebar di bidang ekliptika; menurut Descartes, itu adalah konsekuensi dari aktivitas vortisitas dalam ketebalan eter. Ada serangkaian tebakan yang berisi refleksi dari tebakan yang benar tentang ketergantungan jarak.
Sepucuk surat dari Newton kepada Halley berisi informasi bahwa Hooke, Wren dan Buyo Ismail adalah pendahulu dari Sir Isaac sendiri. Namun, tidak seorang pun sebelum dia berhasil dengan jelas, dengan bantuan metode matematika, menghubungkan hukum gravitasi dan gerak planet.
Sejarah penemuan hukum gravitasi universal terkait erat dengan karya "Prinsip Matematika Filsafat Alam" (1687). Dalam karya ini, Newton dapat menurunkan hukum tersebut berkat hukum empiris Kepler, yang sudah dikenal saat itu. Dia menunjukkan kepada kita bahwa:
- bentuk pergerakan planet yang terlihat menunjukkan adanya kekuatan pusat;
- gaya tarik tipe sentral membentuk orbit elips atau hiperbolik.
Tentang teori Newton
Penelaahan terhadap sejarah singkat penemuan hukum gravitasi universal juga dapat mengarahkan kita pada sejumlah perbedaan yang membedakannya dari hipotesis sebelumnya. Newton terlibat tidak hanya dalam publikasi formula yang diusulkan dari fenomena yang sedang dipertimbangkan, tetapi juga mengusulkan model tipe matematika dalam bentuk holistik:
- posisi pada hukum gravitasi;
- posisi pada hukum gerak;
- sistematika metode penelitian matematika.
Triad ini mampu menyelidiki bahkan pergerakan benda langit yang paling kompleks hingga tingkat yang cukup akurat, sehingga menciptakan dasar untuk mekanika langit. Hingga awal aktivitas Einstein dalam model ini, tidak diperlukan adanya serangkaian koreksi fundamental. Hanya peralatan matematika yang harus ditingkatkan secara signifikan.
Obyek diskusi
Hukum yang ditemukan dan dibuktikan, sepanjang abad ke-18, menjadi subjek kontroversi aktif yang terkenal dan pengawasan yang cermat. Namun, abad itu berakhir dengan kesepakatan umum dengan postulat dan pernyataannya. Dengan menggunakan perhitungan hukum, dimungkinkan untuk secara akurat menentukan jalur pergerakan benda di surga. Pemeriksaan langsung dilakukan pada tahun 1798. Dia melakukan ini menggunakan keseimbangan tipe torsi dengan sensitivitas tinggi. Dalam sejarah penemuan hukum gravitasi universal, tempat khusus harus diberikan pada interpretasi yang diperkenalkan oleh Poisson. Dia mengembangkan konsep potensi gravitasi dan persamaan Poisson, yang memungkinkan untuk menghitung potensi ini. Jenis model ini memungkinkan untuk mempelajari medan gravitasi di hadapan distribusi materi yang sewenang-wenang.
Ada banyak kesulitan dalam teori Newton. Yang utama dapat dianggap sebagai tindakan jarak jauh yang tidak dapat dijelaskan. Tidak ada jawaban pasti untuk pertanyaan tentang bagaimana gaya tarik dikirim melalui ruang hampa dengan kecepatan tak terbatas.
"Evolusi" hukum
Selama dua ratus tahun berikutnya, dan bahkan lebih, upaya dilakukan oleh banyak fisikawan untuk mengusulkan berbagai cara untuk menyempurnakan teori Newton. Upaya tersebut berakhir dengan kemenangan pada tahun 1915, yaitu terciptanya Teori Relativitas Umum yang diciptakan oleh Einstein. Dia mampu mengatasi seluruh rangkaian kesulitan. Sesuai dengan prinsip korespondensi, teori Newton ternyata merupakan perkiraan awal pengerjaan teori dalam bentuk yang lebih umum, yang dapat diterapkan dalam kondisi tertentu:
- Potensi sifat gravitasi tidak boleh terlalu besar dalam sistem yang diteliti. Tata surya adalah contoh kepatuhan terhadap semua aturan pergerakan benda langit. Fenomena relativistik menemukan dirinya dalam manifestasi nyata dari pergeseran perihelion.
- Indikator kecepatan gerak pada kelompok sistem ini tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan cahaya.
Bukti bahwa dalam medan gravitasi stasioner lemah perhitungan GR berbentuk Newtonian adalah adanya potensi gravitasi skalar dalam medan stasioner dengan karakteristik gaya yang dinyatakan lemah, yang mampu memenuhi kondisi persamaan Poisson.
Skala Kuantum
Namun, dalam sejarah, baik penemuan ilmiah hukum gravitasi universal, maupun Teori Relativitas Umum tidak dapat berfungsi sebagai teori gravitasi terakhir, karena keduanya tidak menggambarkan secara memadai proses jenis gravitasi pada skala kuantum. Upaya untuk menciptakan teori gravitasi kuantum adalah salah satu tugas terpenting fisika kontemporer.
Dari sudut pandang gravitasi kuantum, interaksi antar objek tercipta melalui pertukaran graviton virtual. Sesuai dengan prinsip ketidakpastian, potensi energi graviton virtual berbanding terbalik dengan interval waktu keberadaannya, dari titik pancaran oleh satu objek ke titik waktu di mana energi tersebut diserap oleh titik lain.
Mengingat hal ini, ternyata pada jarak skala kecil, interaksi benda memerlukan pertukaran graviton tipe virtual. Berkat pertimbangan ini, dimungkinkan untuk menyimpulkan ketentuan tentang hukum potensi Newton dan ketergantungannya sesuai dengan kebalikan proporsionalitas terhadap jarak. Analogi antara hukum Coulomb dan Newton dijelaskan oleh fakta bahwa berat graviton sama dengan nol. Berat foton memiliki arti yang sama.
Khayalan
Dalam kurikulum sekolah, jawaban atas pertanyaan sejarah, bagaimana Newton menemukan hukum gravitasi universal, adalah kisah buah apel yang jatuh. Menurut legenda ini, itu jatuh di kepala seorang ilmuwan. Namun, ini adalah kesalahpahaman yang tersebar luas, dan pada kenyataannya, semuanya dapat dilakukan tanpa kasus serupa dari kemungkinan cedera kepala. Newton sendiri terkadang membenarkan mitos ini, tetapi pada kenyataannya hukum bukanlah penemuan spontan dan tidak datang dalam ledakan wawasan sesaat. Seperti yang tertulis di atas, itu dikembangkan untuk waktu yang lama dan pertama kali disajikan dalam karya "Prinsip Matematika", yang muncul di layar publik pada tahun 1687.
Struktur medan gravitasi tidak berasal dari besarnya massa planet. Sebaliknya, intensitas medan gravitasi inilah (sebagai salah satu jenis gravitasi), yang dinyatakan oleh besarnya muatan medan (percepatan jatuh bebas), yang membentuk massa planet.
Dan ini sekali lagi menekankan absurditas ekspresi gaya gravitasi dengan rumus, yang disebut dalam teori fisika tradisional rumus gravitasi universal, melalui persamaan: Ft. \u003d m * g \u003d G * (m * Mz) / R 2, di mana "R" adalah jari-jari Bumi ditambah tinggi benda di atas permukaan Bumi, dan Mz adalah massa Bumi, tetapi sebenarnya menunjukkan bobotnya (yang sekali lagi tidak masuk akal).
Perhatikan fakta bahwa selain menentukan "massa" Bumi dari persamaan di atas, muatan medan gravitasi (percepatan jatuh bebas) juga dinyatakan darinya dalam bentuk "g \u003d G * Mz / Rz . 2 ", menyebut rumus semacam itu semacam ekspresi independen untuk percepatan jatuh bebas. Pada saat yang sama, dilupakan bahwa percepatan gravitasi diekspresikan, tentu saja, tanpa kelonggaran massa, berdasarkan rumus jalur jatuhnya benda " gt²/2" (dan gtentangt²/4 dalam fisika pembedaan) dan - dari rumus pendulum yang berputar ( go=4piR/T 2).
Berdasarkan rumus absurd g=G*Mz/Rz. 2, oleh karena itu, rumus Schwarzschild yang absurd juga diturunkan, yang menyatakan bahwa bintang cenderung menyusut dan, di masa depan, mengalami semacam keruntuhan gravitasi. Pernyataan absurd seperti itu mengarah pada teori absurd tentang beberapa "lubang hitam". Dan semua absurditas ini diekspresikan dengan latar belakang fakta penurunan berat benda saat mendekati pusat bumi dan - kemandirian sifat jatuhnya benda dari massanya.
Terlepas dari kenyataan bahwa Newton, karena waktunya, tidak terbiasa dengan fakta medan fisik, dia sebenarnya menunjuk struktur gravitasi universal sebagai gaya atau manifestasi eksternal dari seluruh struktur kosmik spatio-temporal. Bagaimanapun, dia mengungkapkan ketergantungan besaran muatan ruang rotasi (disebut percepatan rotasi sentripetal untuk Bulan dan percepatan jatuh bebas untuk Bumi) pada kuadrat jari-jari di antara mereka tanpa memperhitungkan massa.
Ketergantungan spasial struktural seperti itu, mengekspresikan interaksi gaya eksternal yang saling berpusat pada medan dan merupakan hukum gravitasi universal. Tetapi, dengan mempertimbangkan interaksi benda, dan bukan bidang yang menunjukkan benda dan muatan individu, I. Newton juga menyatakan hukum gravitasi universal tidak secara rotasi dan struktural, tetapi secara linier dan matematis: hasil kali muatan gravitasi benda (kemudian digantikan oleh massa ).
Muatan dalam hukum Coulomb ini sudah menjadi muatan listrik, dan dalam eksperimen Cavendish muatan tersebut adalah muatan molekul eksternal dari benda. Dan inilah penggantian lebih lanjut dari muatan gravitasi I. Newton, yang menunjukkan medan luar atau karakteristik spasial (termasuk benda tertentu) dengan massa, yang mencirikan karakteristik medan dalam yang sudah eksklusif dari benda, dan menyebabkan absurditas persamaan “Fт. \u003d m * g \u003d G * (m * Mz) / R 2 ".
Lagi pula, massa (tidak benar-benar dibedakan dalam fisika tradisional dari gravitasi) adalah formasi turunan dari muatan molekul internal zat tubuh. Jadi, pada distorsi awal hukum gravitasi universal, yang diekspresikan dalam pertimbangan gaya struktural linier, bukan rotasi, distorsi sudah diberlakukan dalam bentuk substitusi konsep eksternal muatan gravitasi dengan konsep fisik internal dari massa.
Hal ini mengakibatkan distorsi ganda dari hukum gravitasi universal. Dalam hal ini, ini tidak ada hubungannya dengan pembentukan gravitasi, karena, pertama, gravitasi universal atau gravitasi berarti struktur rotasi daripada pertimbangan gaya linier. Dan, kedua, pertimbangan linier gaya tidak mengungkapkan karakteristik internal benda dan interaksi medan internal, tetapi interaksi medan spasial eksternal dari muatan gravitasi (dengan mempertimbangkan karakteristik medan rotasinya, dalam dimensi percepatan rotasi).
Dan, memang, gaya gravitasi, yang hanya bekerja pada benda kosmik besar, dan bukan di luar angkasa, tidak ada hubungannya dengan dunia atau gravitasi universal. Pembentukan gravitasi, tentu saja, mengacu pada gravitasi, tetapi - sudah secara tidak langsung melalui massa.
Pada saat yang sama, pembentukan gravitasi, juga kekuatan apapun, berdasarkan perbandingan muatan medan rotasi oleh Newton sendiri, perlu dipertimbangkan bukan vektor linier atau linier, tetapi vektor struktural atau spiral secara rotasi. Hukum ketiga Newton juga berbicara tentang medan atau asal mula gaya, seperti vektor spiral aksi dan reaksi.
Dan jalur jatuhnya benda itu sendiri, yang berubah menjadi vektor gravitasi, adalah panjang lingkaran yang dikembangkan dengan jari-jari sama dengan busur setengah lingkaran yang dijelaskan oleh jari-jari rata-rata Bumi. Jadi, dalam mempertimbangkan hukum gravitasi universal, yang berkaitan dengan ruang medan melingkar yang saling berpusat dan dengan ekspresi gaya struktural-rotasi, diizinkan untuk menggabungkannya dengan ekspresi gaya linier (misalnya, dalam hukum Coulomb dan dalam ekspresi serupa dari gaya bola timbal interaksi eksternal-molekul oleh G. Cavendish).
Dan ekspresi gaya ini sudah mengacu pada ruang transisi pra-massa (menempati sekitar 20% dari seluruh volume kosmik yang diamati) dan karenanya mengacu pada manifestasi dari gravitasi global atau struktur kekuatan eksternal, tetapi tidak dengan hukum gravitasi universal. Dan kemudian penunjukan gaya linier ini digabungkan dengan ekspresi gravitasi (dan bukan dalam bentuk "F=m*g0", tetapi dalam bentuk "F=m*g" tanpa membedakan arti percepatan jatuh bebas dan makna konsep massa). Terlebih lagi, gaya gravitasi tidak mengacu pada hukum gravitasi universal, yang hanya menunjukkan secara langsung ruang massa atau ruang massa, yang hanya menempati sekitar 5% dari seluruh volume kosmik yang diamati.
Dan hanya di ruang massa garis bola universal mendapatkan keliling, dan kemudian kelengkungan bujursangkar. Oleh karena itu, garis lurus, anehnya, berarti yang terbesar, tetapi justru kelengkungan spasial.
Juga, I. Newton, berdasarkan zamannya, melihat kategori universal atau universalitas, hanya berjalan dari lingkungan duniawi, seperti dari lima persen yang ditunjukkan. Pada penelitian ruang angkasa saat ini, persepsi gravitasi seperti itu dan hukum gravitasi universal tidak lagi dapat diterima.
Bukan hanya yang paling misterius kekuatan alam tetapi juga yang paling kuat.
Manusia dalam perjalanan menuju kemajuan
Secara historis, itu pernah terjadi manusia saat Anda bergerak maju jalur kemajuan menguasai kekuatan alam yang semakin kuat. Dia mulai ketika dia tidak memiliki apa-apa selain tongkat di tinjunya dan kekuatan fisiknya sendiri.
Tapi dia bijak, dan dia menggunakan kekuatan fisik hewan untuk melayaninya, menjadikan mereka peliharaan. Kuda mempercepat larinya, unta membuat padang pasir bisa dilewati, gajah membuat hutan berawa. Tetapi kekuatan fisik dari hewan terkuat sekalipun sangat kecil dibandingkan dengan kekuatan alam.
Orang pertama menaklukkan elemen api, tetapi hanya dalam versi yang paling lemah. Awalnya - selama berabad-abad - dia hanya menggunakan kayu sebagai bahan bakar - jenis bahan bakar dengan energi yang sangat rendah. Beberapa saat kemudian, dia belajar menggunakan energi angin dari sumber energi ini, seorang pria mengangkat sayap putih layarnya ke udara - dan sebuah kapal ringan terbang seperti burung di atas ombak.
Perahu layar di atas ombak
Dia memaparkan bilah kincir angin ke hembusan angin - dan batu-batu berat dari batu gilingan berputar, alu menir berderak. Tetapi jelas bagi semua orang bahwa energi jet udara masih jauh dari terkonsentrasi. Selain itu, baik layar maupun kincir angin takut akan hembusan angin: badai merobek layar dan menenggelamkan kapal, badai mematahkan sayap dan membalikkan pabrik.
Belakangan, manusia mulai menaklukkan air yang mengalir. Roda bukan hanya perangkat yang paling primitif yang mampu mengubah energi air menjadi gerakan rotasi, tetapi juga yang paling lemah dibandingkan berbagai perangkat lainnya.
Manusia bergerak maju di tangga kemajuan dan membutuhkan lebih banyak energi.
Dia mulai menggunakan jenis bahan bakar baru - peralihan ke pembakaran batu bara telah meningkatkan intensitas energi satu kilogram bahan bakar dari 2500 kkal menjadi 7000 kkal - hampir tiga kali lipat. Kemudian tibalah saatnya untuk minyak dan gas. Sekali lagi, kandungan energi dari setiap kilogram bahan bakar fosil meningkat satu setengah hingga dua kali lipat.
Mesin uap digantikan oleh turbin uap; roda pabrik digantikan oleh turbin hidrolik. Kemudian pria itu mengulurkan tangannya ke atom uranium fisil. Namun, penggunaan pertama jenis energi baru memiliki konsekuensi yang tragis - api nuklir Hiroshima pada tahun 1945 membakar 70 ribu hati manusia dalam hitungan menit.
Pada tahun 1954, pembangkit listrik tenaga nuklir Soviet pertama di dunia mulai beroperasi, mengubah tenaga uranium menjadi tenaga pancaran arus listrik. Dan perlu dicatat bahwa satu kilogram uranium mengandung energi dua juta kali lebih banyak daripada satu kilogram minyak terbaik.
Itu adalah api baru yang fundamental, yang bisa disebut fisik, karena fisikawanlah yang mempelajari proses yang mengarah pada kelahiran energi yang begitu luar biasa.
Uranium bukan satu-satunya bahan bakar nuklir. Jenis bahan bakar yang lebih kuat sudah digunakan - isotop hidrogen.
Sayangnya, manusia belum mampu menaklukkan nyala nuklir hidrogen-helium. Dia tahu bagaimana menyalakan apinya yang membara untuk sesaat, membakar reaksi dalam bom hidrogen dengan kilatan ledakan uranium. Namun semakin dekat, para ilmuwan melihat reaktor hidrogen, yang akan menghasilkan arus listrik sebagai hasil dari fusi inti isotop hidrogen menjadi inti helium.
Sekali lagi, jumlah energi yang dapat diambil seseorang dari setiap kilogram bahan bakar akan meningkat hampir sepuluh kali lipat. Tetapi apakah langkah ini akan menjadi yang terakhir dalam sejarah kekuasaan manusia atas kekuatan alam yang akan datang?
Bukan! Di depan - penguasaan bentuk energi gravitasi. Itu bahkan dikemas dengan lebih hati-hati oleh alam daripada energi fusi hidrogen-helium sekalipun. Saat ini, ini adalah bentuk energi paling terkonsentrasi yang bahkan dapat ditebak oleh seseorang.
Tidak ada lagi yang terlihat di sana, di luar ilmu pengetahuan yang mutakhir. Dan meskipun kami dapat dengan yakin mengatakan bahwa pembangkit listrik akan bekerja untuk seseorang, memproses energi gravitasi menjadi arus listrik (atau mungkin menjadi aliran gas yang terbang keluar dari nosel mesin jet, atau menjadi transformasi terencana dari atom silikon dan oksigen yang ada di mana-mana menjadi atom logam ultra-langka), kami belum bisa mengatakan apa-apa tentang perincian pembangkit listrik semacam itu (mesin roket, reaktor fisik).
Gaya gravitasi universal pada asal-usul kelahiran galaksi
Gaya gravitasi universal adalah asal-usul kelahiran galaksi dari materi prestellar, seperti yang diyakini oleh akademisi V.A. Ambartsumyan. Itu juga memadamkan bintang-bintang yang telah menghabiskan waktunya, menghabiskan bahan bakar bintang yang diberikan kepada mereka saat lahir.
Ya, lihat sekeliling: segala sesuatu di Bumi sebagian besar dikendalikan oleh gaya ini.
Dialah yang menentukan struktur berlapis planet kita - pergantian litosfer, hidrosfer, dan atmosfer. Dialah yang menyimpan lapisan gas udara yang tebal, di dasarnya dan berkat itu kita semua ada.
Jika tidak ada gravitasi, Bumi akan segera keluar dari orbitnya mengelilingi Matahari, dan bola dunia itu sendiri akan hancur berantakan oleh gaya sentrifugal. Sulit untuk menemukan sesuatu yang, pada tingkat tertentu, tidak bergantung pada gaya gravitasi universal.
Tentu saja, para filsuf kuno, orang-orang yang sangat jeli, tidak bisa tidak memperhatikan bahwa batu yang dilempar ke atas selalu kembali. Plato pada abad ke-4 SM menjelaskan hal ini dengan fakta bahwa semua zat di alam semesta cenderung ke tempat sebagian besar zat serupa terkonsentrasi: batu yang terlempar jatuh ke tanah atau jatuh ke dasar, air yang tumpah merembes ke kolam terdekat atau ke sungai yang menuju ke laut , asap api mengalir ke awan kerabatnya.
Murid Plato, Aristoteles, mengklarifikasi bahwa semua benda memiliki sifat khusus berat dan ringan. Benda berat - batu, logam - mengalir ke pusat alam semesta, cahaya - api, asap, uap - ke pinggiran. Hipotesis yang menjelaskan beberapa fenomena yang terkait dengan gaya gravitasi universal ini telah ada selama lebih dari 2 ribu tahun.
Ilmuwan tentang gaya gravitasi
Mungkin yang pertama mengajukan pertanyaan gaya gravitasi benar-benar ilmiah, adalah kejeniusan Renaisans - Leonardo da Vinci. Leonardo menyatakan bahwa gravitasi bukan hanya karakteristik Bumi, bahwa ada banyak pusat gravitasi. Dan dia juga mengemukakan bahwa gaya gravitasi bergantung pada jarak ke pusat gravitasi.
Karya Copernicus, Galileo, Kepler, Robert Hooke semakin mendekatkan diri pada gagasan hukum gravitasi universal, namun dalam rumusan akhirnya hukum ini selamanya dikaitkan dengan nama Isaac Newton.
Isaac Newton tentang gaya gravitasi
Lahir 4 Januari 1643. Dia lulus dari Universitas Cambridge, menjadi sarjana, kemudian menjadi master sains.
Ishak Newton Segala sesuatu yang mengikuti adalah kekayaan karya ilmiah yang tak ada habisnya. Tetapi karya utamanya adalah "Prinsip Matematika Filsafat Alam", yang diterbitkan pada tahun 1687 dan biasanya disebut "Awal". Di dalam merekalah yang hebat dirumuskan. Mungkin semua orang mengingatnya sejak sekolah menengah.
Semua benda tertarik satu sama lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan produk massa benda-benda ini dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka ...
Beberapa ketentuan rumusan ini dapat diantisipasi oleh pendahulu Newton, tetapi belum diberikan kepada siapa pun secara keseluruhan. Kejeniusan Newton diperlukan untuk menyusun pecahan-pecahan ini menjadi satu kesatuan untuk menyebarkan daya tarik Bumi ke Bulan, dan Matahari - ke seluruh sistem planet.
Dari hukum gravitasi universal, Newton memperoleh semua hukum gerak planet, yang ditemukan sebelumnya oleh Kepler. Mereka hanyalah konsekuensinya. Selain itu, Newton menunjukkan bahwa tidak hanya hukum Kepler, tetapi juga penyimpangan dari hukum ini (di dunia dengan tiga benda atau lebih) adalah hasil dari gravitasi universal ... Ini adalah kemenangan besar sains.
Tampaknya kekuatan utama alam, yang menggerakkan dunia, akhirnya ditemukan dan dijelaskan secara matematis, kekuatan yang menjadi sasaran molekul udara, apel, dan Matahari. Raksasa, sangat besar adalah langkah yang diambil oleh Newton.
Pemopuler pertama karya ilmuwan brilian, penulis Prancis Francois Marie Arouet, yang terkenal di dunia dengan nama samaran Voltaire, mengatakan bahwa Newton tiba-tiba menebak keberadaan hukum yang dinamai menurut namanya ketika dia melihat apel yang jatuh.
Newton sendiri tidak pernah menyebut apel ini. Dan hampir tidak ada gunanya membuang-buang waktu hari ini untuk menyangkal legenda yang indah ini. Dan, rupanya, Newton memahami kekuatan besar alam melalui penalaran logis. Kemungkinan besar itu dimasukkan dalam bab "Awal" yang sesuai.
Gaya gravitasi mempengaruhi penerbangan inti
Misalkan di gunung yang sangat tinggi, begitu tinggi sehingga puncaknya sudah keluar dari atmosfer, kita telah memasang artileri raksasa. Larasnya ditempatkan sejajar dengan permukaan dunia dan ditembakkan. Menggambarkan busur intinya jatuh ke tanah.
Kami meningkatkan muatan, meningkatkan kualitas bubuk mesiu, dengan satu atau lain cara kami membuat inti bergerak dengan kecepatan lebih tinggi setelah tembakan berikutnya. Busur yang dijelaskan oleh inti menjadi lebih datar. Inti jatuh lebih jauh dari kaki gunung kita.
Kami juga meningkatkan muatan dan menembak. Nukleus terbang di sepanjang lintasan yang begitu lembut sehingga turun sejajar dengan permukaan bola dunia. Inti tidak bisa lagi jatuh ke Bumi: dengan kecepatan yang sama dengan jatuhnya, Bumi lolos dari bawahnya. Dan, setelah mendeskripsikan cincin di sekitar planet kita, intinya kembali ke titik keberangkatan.
Sementara itu, pistol bisa dilepas. Lagi pula, penerbangan inti di seluruh dunia akan memakan waktu lebih dari satu jam. Dan kemudian intinya akan dengan cepat menyapu puncak gunung dan pergi ke lingkaran baru di sekitar Bumi. Jatuh, jika, seperti yang kita sepakati, inti tidak mengalami hambatan udara, tidak akan pernah bisa.
Kecepatan inti untuk ini harus mendekati 8 km/detik. Dan jika Anda meningkatkan kecepatan penerbangan inti? Pertama-tama ia akan terbang membentuk busur, lebih lembut dari kelengkungan permukaan bumi, dan mulai menjauh dari Bumi. Pada saat yang sama, kecepatannya di bawah pengaruh gravitasi bumi akan berkurang.
Dan, akhirnya, berbalik, ia akan mulai, seolah-olah, jatuh kembali ke Bumi, tetapi ia akan terbang melewatinya dan tidak lagi membentuk lingkaran, melainkan elips. Inti akan bergerak mengelilingi Bumi dengan cara yang persis sama seperti Bumi bergerak mengelilingi Matahari, yaitu sepanjang elips, di salah satu fokus di mana pusat planet kita akan berada.
Jika kita semakin meningkatkan kecepatan awal inti, elips akan menjadi lebih meregang. Dimungkinkan untuk meregangkan elips ini sedemikian rupa sehingga nukleus mencapai orbit bulan atau bahkan lebih jauh. Namun hingga kecepatan awal nukleus ini melebihi 11,2 km/detik, nukleus ini akan tetap menjadi satelit Bumi.
Nukleus, yang menerima kecepatan lebih dari 11,2 km / s saat ditembakkan, akan selamanya terbang menjauh dari Bumi di sepanjang lintasan parabola. Jika elips adalah kurva tertutup, maka parabola adalah kurva yang memiliki dua cabang menuju tak terhingga. Bergerak di sepanjang elips, tidak peduli seberapa memanjangnya, kita pasti akan kembali ke titik awal secara sistematis. Bergerak sepanjang parabola, kita tidak akan pernah kembali ke titik awal.
Tapi, setelah meninggalkan Bumi dengan kecepatan ini, nukleus belum bisa terbang hingga tak terbatas. Gravitasi Matahari yang kuat akan membengkokkan lintasan penerbangannya, menutup dirinya sendiri seperti lintasan planet. Inti akan menjadi saudara perempuan Bumi, sebuah planet kecil di keluarga planet kita sendiri.
Untuk mengarahkan nukleus ke luar sistem planet, untuk mengatasi tarikan matahari, perlu dikatakan kecepatannya lebih dari 16,7 km / s, dan mengarahkannya sehingga kecepatan gerak Bumi sendiri ditambahkan ke kecepatan ini. .
Kecepatan sekitar 8 km / dtk (kecepatan ini bergantung pada ketinggian gunung tempat senjata kita menembak) disebut kecepatan melingkar, kecepatan dari 8 hingga 11,2 km / dtk berbentuk elips, dari 11,2 hingga 16,7 km / dtk parabola , dan di atas angka ini - kecepatan yang membebaskan.
Di sini harus ditambahkan bahwa nilai yang diberikan dari kecepatan ini hanya berlaku untuk Bumi. Jika kita tinggal di Mars, kecepatan melingkar akan jauh lebih mudah untuk kita capai - di sana hanya sekitar 3,6 km / s, dan kecepatan parabola hanya sedikit lebih dari 5 km / s.
Di sisi lain, akan jauh lebih sulit untuk mengirim nukleus dalam penerbangan luar angkasa dari Jupiter daripada dari Bumi: kecepatan melingkar di planet ini adalah 42,2 km / s, dan kecepatan parabola bahkan 61,8 km / s!
Akan sangat sulit bagi penghuni Matahari untuk meninggalkan dunia mereka (jika, tentu saja, dunia seperti itu bisa ada). Kecepatan melingkar raksasa ini seharusnya 437,6, dan kecepatan pisah - 618,8 km / s!
Jadi Newton pada akhir abad ke-17, seratus tahun sebelum penerbangan pertama balon udara panas yang diisi udara hangat oleh Montgolfier bersaudara, dua ratus tahun sebelum penerbangan pertama pesawat Wright bersaudara, dan hampir seperempat dari satu milenium sebelum lepas landas dari roket cair pertama, menunjukkan jalan ke langit untuk satelit dan pesawat ruang angkasa.
Gaya gravitasi melekat di setiap bidang
Dengan menggunakan hukum gravitasi planet tak dikenal ditemukan, hipotesis kosmogonik tentang asal usul tata surya dibuat. Kekuatan utama alam, yang mengendalikan bintang, planet, apel di taman, dan molekul gas di atmosfer, telah ditemukan dan dijelaskan secara matematis.
Tapi kita tidak tahu mekanisme gravitasi universal. Gravitasi Newton tidak menjelaskan, tetapi secara visual mewakili keadaan gerak planet saat ini.
Kami tidak tahu apa yang menyebabkan interaksi semua benda di Semesta. Dan tidak bisa dikatakan Newton tidak tertarik dengan alasan ini. Selama bertahun-tahun dia merenungkan kemungkinan mekanismenya.
Ngomong-ngomong, ini memang kekuatan yang sangat misterius. Sebuah kekuatan yang memanifestasikan dirinya melalui ruang ratusan juta kilometer, tanpa formasi material apa pun pada pandangan pertama, dengan bantuan yang dapat menjelaskan transfer interaksi.
hipotesis Newton
Dan newton terpaksa hipotesa tentang keberadaan eter tertentu yang diduga memenuhi seluruh Semesta. Pada tahun 1675, dia menjelaskan ketertarikan pada Bumi dengan fakta bahwa eter yang memenuhi seluruh Semesta mengalir deras ke pusat Bumi dalam aliran yang terus menerus, menangkap semua objek dalam gerakan ini dan menciptakan gaya gravitasi. Aliran eter yang sama mengalir ke Matahari dan, menyeret planet-planet, komet, memastikan lintasan elipsnya...
Itu bukan hipotesis yang sangat meyakinkan, meskipun benar-benar logis secara matematis. Namun kini, pada tahun 1679, Newton membuat hipotesis baru yang menjelaskan mekanisme gravitasi. Kali ini dia menganugerahi eter dengan sifat memiliki konsentrasi berbeda di dekat planet dan jauh darinya. Semakin jauh dari pusat planet, eter dianggap semakin padat. Dan ia memiliki sifat memeras semua benda material dari lapisan yang lebih padat menjadi lapisan yang kurang padat. Dan semua benda terjepit ke permukaan bumi.
Pada 1706, Newton dengan tajam menyangkal keberadaan eter. Pada 1717 dia kembali lagi ke hipotesis pemerasan eter.
Otak cerdik Newton memperebutkan solusi dari misteri besar dan tidak menemukannya. Ini menjelaskan lemparan tajam dari sisi ke sisi. Newton biasa mengatakan:
Saya tidak membuat hipotesis.
Dan meskipun, karena kami hanya dapat memverifikasi, ini tidak sepenuhnya benar, kami pasti dapat menyatakan hal lain: Newton dapat dengan jelas membedakan hal-hal yang tidak dapat disangkal dari hipotesis yang tidak stabil dan kontroversial. Dan di dalam Elements terdapat rumusan hukum agung, namun tidak ada upaya untuk menjelaskan mekanismenya.
Fisikawan hebat mewariskan teka-teki ini kepada manusia masa depan. Dia meninggal pada tahun 1727.
Itu belum terpecahkan bahkan hari ini.
Diskusi tentang esensi fisik hukum Newton memakan waktu dua abad. Dan mungkin diskusi ini tidak akan menyentuh inti dari hukum, jika dia menjawab dengan tepat semua pertanyaan yang diajukan kepadanya.
Namun faktanya lama kelamaan ternyata hukum ini tidak universal. Bahwa ada kalanya dia tidak bisa menjelaskan fenomena ini atau itu. Mari kita beri contoh.
Gaya gravitasi dalam perhitungan Seeliger
Yang pertama adalah paradoks Seeliger. Mempertimbangkan Alam Semesta tidak terbatas dan diisi secara seragam dengan materi, Seeliger mencoba menghitung, menurut hukum Newton, gaya gravitasi universal yang diciptakan oleh seluruh massa Alam Semesta tak terbatas yang sangat besar di beberapa titik di dalamnya.
Itu bukanlah tugas yang mudah dari sudut pandang matematika murni. Setelah mengatasi semua kesulitan dari transformasi yang paling kompleks, Seeliger menemukan bahwa gaya gravitasi universal yang diinginkan sebanding dengan jari-jari Semesta. Dan karena jari-jari ini sama dengan tak terhingga, gaya gravitasi pasti sangat besar. Namun, kami tidak melihat ini dalam praktiknya. Artinya hukum gravitasi universal tidak berlaku untuk seluruh alam semesta.
Namun, penjelasan lain untuk paradoks juga dimungkinkan. Misalnya, kita dapat berasumsi bahwa materi tidak mengisi seluruh Semesta secara merata, tetapi kerapatannya berangsur-angsur berkurang dan, akhirnya, di suatu tempat yang sangat jauh tidak ada materi sama sekali. Tetapi membayangkan gambaran seperti itu berarti mengakui kemungkinan adanya ruang tanpa materi, yang pada umumnya tidak masuk akal.
Kita dapat berasumsi bahwa gaya gravitasi melemah lebih cepat daripada peningkatan kuadrat jarak. Tetapi hal ini menimbulkan keraguan atas keharmonisan yang mengejutkan dari hukum Newton. Tidak, dan penjelasan ini tidak memuaskan para ilmuwan. Paradoks tetap menjadi paradoks.
Pengamatan pergerakan Merkurius
Fakta lain yang dibawa oleh aksi gaya gravitasi universal, yang tidak dijelaskan oleh hukum Newton pengamatan gerak Merkurius- paling dekat dengan planet ini. Perhitungan tepat menurut hukum Newton menunjukkan bahwa perehelion - titik elips di mana Merkurius bergerak paling dekat dengan Matahari - harus bergeser 531 detik busur dalam 100 tahun.
Dan para astronom telah menemukan bahwa pergeseran ini sama dengan 573 detik busur. Kelebihan ini - 42 detik busur - juga tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan, hanya dengan menggunakan rumus yang muncul dari hukum Newton.
Dia menjelaskan paradoks Seeliger, dan perpindahan perhelion Merkurius, dan banyak fenomena paradoks lainnya serta fakta yang tidak dapat dijelaskan. Albert Einstein, salah satu fisikawan terhebat, jika bukan fisikawan terhebat sepanjang masa. Di antara hal-hal kecil yang mengganggu adalah pertanyaan tentang angin halus.
Eksperimen oleh Albert Michelson
Tampaknya pertanyaan ini tidak secara langsung menyangkut masalah gravitasi. Dia berhubungan dengan optik, dengan cahaya. Lebih tepatnya, definisi kecepatannya.
Astronom Denmark adalah orang pertama yang menentukan kecepatan cahaya. Olaf Remer menyaksikan gerhana bulan-bulan Jupiter. Ini terjadi pada awal 1675.
fisikawan Amerika Albert Michelson pada akhir abad ke-18, dia melakukan serangkaian penentuan kecepatan cahaya dalam kondisi terestrial, dengan menggunakan peralatan yang dia rancang.
Pada tahun 1927, dia memberikan kecepatan cahaya sebagai 299796 + 4 km/dtk, yang merupakan akurasi yang sangat baik pada masa itu. Tetapi esensi masalahnya berbeda. Pada tahun 1880 dia memutuskan untuk menyelidiki angin halus. Dia ingin akhirnya menetapkan keberadaan eter itu, yang dengannya mereka mencoba menjelaskan transmisi interaksi gravitasi dan transmisi gelombang cahaya.
Michelson mungkin adalah eksperimen paling luar biasa pada masanya. Dia memiliki peralatan yang sangat baik. Dan dia hampir yakin akan sukses.
Esensi pengalaman
Sebuah pengalaman dikandung seperti ini. Bumi bergerak dalam orbitnya dengan kecepatan sekitar 30 km/detik.. Bergerak melalui udara. Ini berarti bahwa kecepatan cahaya dari sumber yang berada di depan penerima relatif terhadap gerak bumi harus lebih besar daripada dari sumber yang berada di sisi lain. Dalam kasus pertama, kecepatan angin halus harus ditambahkan ke kecepatan cahaya, dalam kasus kedua, kecepatan cahaya harus dikurangi dengan nilai ini.
Tentu saja, kecepatan Bumi dalam orbitnya mengelilingi Matahari hanya sepersepuluh ribu kecepatan cahaya. Menemukan istilah sekecil itu sangat sulit, tetapi Michelson disebut raja presisi karena suatu alasan. Dia menggunakan cara yang cerdik untuk menangkap perbedaan kecepatan sinar cahaya yang "sulit dipahami".
Dia membagi balok menjadi dua aliran yang sama dan mengarahkannya ke arah yang saling tegak lurus: di sepanjang meridian dan di sepanjang paralel. Dipantulkan dari cermin, sinarnya kembali. Jika balok yang berjalan paralel mengalami pengaruh angin halus, ketika ditambahkan ke balok meridional, pinggiran interferensi seharusnya muncul, gelombang kedua balok akan bergeser fase.
Namun, sulit bagi Michelson untuk mengukur jalur kedua sinar dengan sangat akurat sehingga keduanya persis sama. Oleh karena itu, ia membangun peralatan tersebut agar tidak ada pinggiran yang mengganggu, lalu memutarnya 90 derajat.
Sinar meridional menjadi garis lintang dan sebaliknya. Jika ada angin halus, garis-garis hitam dan terang akan muncul di bawah lensa mata! Tapi ternyata tidak. Mungkin, saat memutar perangkat, ilmuwan memindahkannya.
Dia mengaturnya pada siang hari dan memperbaikinya. Lagi pula, selain fakta itu, itu juga berputar di sekitar sumbu. Dan oleh karena itu, pada waktu yang berbeda dalam sehari, balok lintang menempati posisi yang berbeda relatif terhadap angin halus yang datang. Sekarang, ketika peralatan benar-benar tidak bergerak, seseorang dapat diyakinkan tentang keakuratan eksperimen tersebut.
Tidak ada pinggiran gangguan lagi. Eksperimen itu dilakukan berkali-kali, dan Michelson, serta semua fisikawan pada masa itu, tercengang. Angin halus tidak terdeteksi! Cahaya bergerak ke segala arah dengan kecepatan yang sama!
Tidak ada yang bisa menjelaskan hal ini. Michelson mengulangi percobaan itu berulang kali, menyempurnakan peralatan, dan akhirnya mencapai akurasi pengukuran yang hampir luar biasa, urutan besarnya lebih besar dari yang diperlukan untuk keberhasilan percobaan. Dan sekali lagi tidak ada!
Eksperimen oleh Albert Einstein
Langkah besar berikutnya pengetahuan tentang gaya gravitasi telah melakukan Albert Einstein.
Albert Einstein pernah ditanya:
Bagaimana Anda sampai pada teori relativitas khusus Anda? Dalam situasi apa Anda mendapatkan ide cemerlang? Ilmuwan itu menjawab: “Bagi saya selalu seperti ini masalahnya.
Mungkin dia tidak mau terus terang, mungkin dia ingin menyingkirkan lawan bicara yang menyebalkan itu. Tetapi sulit membayangkan bahwa gagasan Einstein tentang hubungan antara waktu, ruang, dan kecepatan adalah bawaan.
Tidak, tentu saja, awalnya ada firasat, seterang kilat. Kemudian pembangunan dimulai. Tidak, tidak ada kontradiksi dengan fenomena yang diketahui. Dan kemudian lima halaman penuh formula itu muncul, yang diterbitkan dalam jurnal fisik. Halaman yang membuka era baru dalam fisika.
Bayangkan sebuah pesawat ruang angkasa terbang melintasi ruang angkasa. Kami akan segera memperingatkan Anda: kapal luar angkasa itu sangat aneh, jenis yang belum pernah Anda baca di cerita fiksi ilmiah. Panjangnya 300 ribu kilometer, dan kecepatannya, katakanlah, 240 ribu km / s. Dan pesawat luar angkasa ini terbang melewati salah satu platform perantara di luar angkasa, tanpa berhenti di situ. Dengan kecepatan penuh.
Salah satu penumpang berdiri di geladak kapal luar angkasa dengan arloji. Dan Anda dan saya, pembaca, berdiri di atas platform - panjangnya harus sesuai dengan ukuran kapal luar angkasa, yaitu 300 ribu kilometer, jika tidak maka tidak akan dapat menempel padanya. Dan kami juga memiliki jam tangan di tangan kami.
Kami memperhatikan bahwa pada saat haluan kapal luar angkasa menangkap tepi belakang platform kami, sebuah lentera menyala di atasnya, menerangi ruang yang mengelilinginya. Sedetik kemudian, seberkas cahaya mencapai tepi depan platform kami. Kami tidak meragukan ini, karena kami mengetahui kecepatan cahaya, dan kami telah berhasil menentukan dengan tepat momen yang sesuai pada jam. Dan di kapal luar angkasa...
Tapi kapal luar angkasa itu juga terbang menuju berkas cahaya. Dan kami benar-benar melihat bahwa cahaya menerangi buritannya pada saat ia berada di suatu tempat di dekat tengah peron. Kami benar-benar melihat bahwa pancaran cahaya tidak menempuh jarak 300 ribu kilometer dari haluan hingga buritan kapal.
Tapi penumpang di geladak kapal luar angkasa yakin akan hal lain. Mereka yakin pancaran mereka menempuh seluruh jarak dari haluan hingga buritan sejauh 300 ribu kilometer. Bagaimanapun, dia menghabiskan satu detik penuh untuk itu. Mereka juga merekamnya dengan sangat akurat di jam tangan mereka. Dan bagaimana bisa sebaliknya: bagaimanapun juga, kecepatan cahaya tidak bergantung pada kecepatan sumbernya ...
Bagaimana? Kami melihat satu hal dari platform tetap, dan hal lain dari mereka di geladak kapal luar angkasa? Apa masalahnya?
teori relativitas Einstein
Perlu dicatat segera: teori relativitas Einstein pada pandangan pertama, itu benar-benar bertentangan dengan gagasan kita yang sudah mapan tentang struktur dunia. Kita dapat mengatakan bahwa itu juga bertentangan dengan akal sehat, seperti yang biasa kita sajikan. Ini telah terjadi berkali-kali dalam sejarah sains.
Tetapi penemuan kebulatan Bumi bertentangan dengan akal sehat. Bagaimana orang bisa hidup di seberang dan tidak jatuh ke dalam jurang?
Bagi kami, kebulatan Bumi adalah fakta yang tidak diragukan lagi, dan dari sudut pandang akal sehat, asumsi lain apa pun tidak ada artinya dan liar. Tetapi mundurlah dari waktu Anda, bayangkan kemunculan pertama ide ini, dan Anda akan mengerti betapa sulitnya menerimanya.
Nah, apakah lebih mudah untuk mengakui bahwa Bumi bukannya tidak bergerak, tetapi terbang di sepanjang lintasannya puluhan kali lebih cepat daripada bola meriam?
Semua ini adalah reruntuhan akal sehat. Karena itu, fisikawan modern tidak pernah merujuknya.
Sekarang kembali ke teori relativitas khusus. Dunia mengenalinya untuk pertama kalinya pada tahun 1905 dari sebuah artikel yang ditandatangani oleh nama yang kurang dikenal - Albert Einstein. Dan dia baru berusia 26 tahun saat itu.
Einstein membuat asumsi yang sangat sederhana dan logis dari paradoks ini: dari sudut pandang seorang pengamat di peron, lebih sedikit waktu yang berlalu dalam mobil yang bergerak daripada yang diukur oleh jam tangan Anda. Di dalam mobil, perjalanan waktu melambat dibandingkan dengan waktu di platform stasioner.
Hal-hal yang cukup menakjubkan secara logis mengikuti asumsi ini. Ternyata seseorang yang bepergian untuk bekerja dengan trem, dibandingkan dengan pejalan kaki yang berjalan dengan cara yang sama, tidak hanya menghemat waktu karena kecepatannya, tetapi juga berjalan lebih lambat untuknya.
Namun, jangan mencoba mempertahankan awet muda dengan cara ini: bahkan jika Anda menjadi pengemudi kereta dan menghabiskan sepertiga hidup Anda di trem, dalam 30 tahun Anda akan memperoleh hampir sepersejuta detik. Agar perolehan waktu menjadi nyata, Anda perlu bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya.
Ternyata peningkatan kecepatan benda tercermin dari massanya. Semakin dekat kecepatan benda dengan kecepatan cahaya, semakin besar massanya. Pada kecepatan benda yang sama dengan kecepatan cahaya, massanya sama dengan tak terhingga, yaitu lebih besar dari massa Bumi, Matahari, Galaksi, seluruh Alam Semesta kita ... Ini adalah berapa banyak massa dapat dikonsentrasikan dalam batu bulat sederhana, mempercepatnya menjadi cepat
Sveta!
Ini memberlakukan batasan yang tidak memungkinkan benda material apa pun untuk mengembangkan kecepatan yang setara dengan kecepatan cahaya. Lagi pula, seiring bertambahnya massa, semakin sulit untuk membubarkannya. Dan massa tak terhingga tidak dapat digerakkan oleh gaya apa pun.
Namun, alam telah membuat pengecualian yang sangat penting terhadap hukum ini untuk seluruh kelas partikel. Misalnya, untuk foton. Mereka bisa bergerak dengan kecepatan cahaya. Lebih tepatnya, mereka tidak bisa bergerak dengan kecepatan lain. Tidak terpikirkan untuk membayangkan foton yang tidak bergerak.
Saat diam, ia tidak memiliki massa. Selain itu, neutrino tidak memiliki massa diam, dan mereka juga dikutuk untuk penerbangan abadi tanpa batas melalui ruang angkasa dengan kecepatan semaksimal mungkin di Alam Semesta kita, tanpa menyalip cahaya dan mengikutinya.
Bukankah setiap konsekuensi dari teori relativitas khusus yang kami cantumkan mengejutkan, paradoks! Dan masing-masing, tentu saja, bertentangan dengan "akal sehat"!
Tapi inilah yang menarik: bukan dalam bentuknya yang konkret, tetapi sebagai posisi filosofis yang luas, semua konsekuensi menakjubkan ini telah diramalkan oleh para pendiri materialisme dialektika. Apa implikasi ini katakan? Tentang hubungan yang menghubungkan energi dan massa, massa dan kecepatan, kecepatan dan waktu, kecepatan dan panjang benda bergerak…
Penemuan Einstein tentang saling ketergantungan, seperti semen (selengkapnya :), menghubungkan tulangan bersama, atau batu pondasi, menghubungkan bersama benda-benda dan fenomena yang sebelumnya tampak tidak bergantung satu sama lain dan menciptakan landasan yang untuk pertama kalinya dalam sejarah sains didirikan. mungkin untuk membangun bangunan yang harmonis. Bangunan ini adalah representasi dari bagaimana alam semesta kita bekerja.
Tapi pertama-tama, setidaknya beberapa kata tentang teori relativitas umum, yang juga diciptakan oleh Albert Einstein.
Albert Einstein Nama ini - teori relativitas umum - tidak sepenuhnya sesuai dengan isi teori yang akan dibahas. Ini menetapkan saling ketergantungan antara ruang dan materi. Rupanya akan lebih tepat menyebutnya teori ruang-waktu, atau teori gravitasi.
Tetapi nama ini telah berkembang sangat dekat dengan teori Einstein sehingga bahkan mengajukan pertanyaan untuk menggantinya sekarang tampak tidak senonoh bagi banyak ilmuwan.
Teori relativitas umum menetapkan saling ketergantungan antara materi dan waktu dan ruang yang mengandungnya. Ternyata ruang dan waktu tidak hanya tidak dapat dibayangkan sebagai eksis yang terpisah dari materi, tetapi sifat-sifatnya juga bergantung pada materi yang mengisinya.
Titik awal diskusi
Oleh karena itu, seseorang hanya dapat menentukan titik awal diskusi dan menarik beberapa kesimpulan penting.
Di awal perjalanan luar angkasa, bencana tak terduga menghancurkan perpustakaan, dana film, dan gudang pikiran lainnya, ingatan orang-orang yang terbang melintasi angkasa. Dan sifat planet asalnya dilupakan dalam pergantian abad. Bahkan hukum gravitasi universal pun dilupakan, karena roket terbang di ruang intergalaksi yang hampir tidak terasa.
Namun, mesin kapal bekerja dengan sangat baik, pasokan energi di baterainya praktis tidak terbatas. Sebagian besar waktu, kapal bergerak dengan inersia, dan penghuninya terbiasa dengan bobot. Namun terkadang mereka menyalakan mesin dan memperlambat atau mempercepat pergerakan kapal. Ketika nosel jet berkobar ke dalam kehampaan dengan nyala api yang tidak berwarna dan kapal bergerak dengan kecepatan yang dipercepat, penduduk merasa tubuh mereka menjadi berat, mereka terpaksa berjalan mengelilingi kapal, dan tidak terbang melewati koridor.
Dan sekarang penerbangan hampir selesai. Kapal terbang ke salah satu bintang dan jatuh ke orbit planet yang paling cocok. Kapal luar angkasa keluar, berjalan di atas tanah hijau segar, terus-menerus mengalami perasaan berat yang sama, yang biasa terjadi sejak kapal bergerak dengan kecepatan yang dipercepat.
Tapi planet ini bergerak secara merata. Itu tidak bisa terbang ke arah mereka dengan percepatan konstan 9,8 m/s2! Dan mereka memiliki asumsi pertama bahwa medan gravitasi (gaya gravitasi) dan percepatan memberikan efek yang sama, dan mungkin memiliki sifat yang sama.
Tidak ada orang sezaman kita yang melakukan penerbangan yang begitu lama, tetapi banyak orang merasakan fenomena "menimbang" dan "meringankan" tubuh mereka. Lift biasa, saat bergerak dengan kecepatan yang dipercepat, menciptakan perasaan ini. Saat turun, Anda tiba-tiba merasakan penurunan berat badan, saat naik, sebaliknya, lantai menekan kaki Anda dengan kekuatan lebih dari biasanya.
Tapi satu perasaan tidak membuktikan apapun. Lagipula, sensasi mencoba meyakinkan kita bahwa Matahari bergerak di langit mengelilingi Bumi yang tidak bergerak, bahwa semua bintang dan planet berada pada jarak yang sama dari kita, di cakrawala, dll.
Para ilmuwan mengalami sensasi untuk verifikasi eksperimental. Bahkan Newton memikirkan identitas aneh dari kedua fenomena tersebut. Dia mencoba memberi mereka karakteristik numerik. Setelah mengukur gravitasi dan , dia yakin bahwa nilainya selalu sama satu sama lain.
Dari bahan apa pun dia membuat pendulum pabrik percontohan: dari perak, timah, kaca, garam, kayu, air, emas, pasir, gandum. Hasilnya sama.
Prinsip kesetaraan, yang sedang kita bicarakan, adalah dasar dari teori relativitas umum, meskipun interpretasi modern dari teori tersebut tidak lagi membutuhkan prinsip ini. Menghilangkan deduksi matematis yang mengikuti prinsip ini, mari kita lanjutkan langsung ke beberapa konsekuensi dari teori relativitas umum.
Kehadiran massa materi yang besar sangat mempengaruhi ruang sekitarnya. Ini mengarah pada perubahan seperti itu di dalamnya, yang dapat didefinisikan sebagai ketidakhomogenan ruang. Ketidakhomogenan ini mengarahkan pergerakan massa apa pun yang dekat dengan benda yang menarik.
Biasanya menggunakan analogi seperti itu. Bayangkan sebuah kanvas direntangkan rapat pada bingkai yang sejajar dengan permukaan bumi. Taruh beban berat di atasnya. Ini akan menjadi massa penarik besar kita. Dia, tentu saja, akan membengkokkan kanvas dan berakhir di beberapa tempat istirahat. Sekarang gulingkan bola di atas kanvas ini sedemikian rupa sehingga bagian jalurnya terletak di sebelah massa yang menarik. Bergantung pada bagaimana bola akan diluncurkan, tiga opsi dimungkinkan.
- Bola akan terbang cukup jauh dari ceruk yang diciptakan oleh defleksi kanvas dan tidak akan mengubah pergerakannya.
- Bola akan menyentuh ceruk, dan garis pergerakannya akan membengkok ke arah massa yang menarik.
- Bola akan jatuh ke dalam lubang ini, tidak akan bisa keluar darinya, dan akan membuat satu atau dua putaran mengelilingi massa gravitasi.
Bukankah benar bahwa opsi ketiga dengan sangat indah memodelkan penangkapan oleh bintang atau planet dari benda asing yang diterbangkan secara sembarangan ke bidang daya tariknya?
Dan kasus kedua adalah pembengkokan lintasan tubuh yang terbang dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan tangkap yang mungkin! Kasus pertama mirip dengan terbang di luar jangkauan praktis medan gravitasi. Ya praktis, karena secara teoritis medan gravitasi tidak terbatas.
Tentu saja, ini analogi yang sangat jauh, terutama karena tidak ada yang benar-benar dapat membayangkan defleksi ruang tiga dimensi kita. Apa arti fisik dari defleksi, atau kelengkungan ini, seperti yang sering mereka katakan, tidak ada yang tahu.
Ini mengikuti dari teori relativitas umum bahwa benda material apa pun dapat bergerak dalam medan gravitasi hanya di sepanjang garis lengkung. Hanya dalam kasus khusus, kurva berubah menjadi garis lurus.
Sinar cahaya juga mematuhi aturan ini. Bagaimanapun, itu terdiri dari foton yang memiliki massa tertentu dalam penerbangan. Dan medan gravitasi berpengaruh padanya, juga pada molekul, asteroid, atau planet.
Kesimpulan penting lainnya adalah medan gravitasi juga mengubah arah waktu. Di dekat massa penarik yang besar, dalam medan gravitasi kuat yang diciptakannya, perjalanan waktu seharusnya lebih lambat daripada menjauhinya.
Anda lihat, dan teori relativitas umum penuh dengan kesimpulan paradoks yang dapat menjungkirbalikkan gagasan kita tentang "akal sehat" lagi dan lagi!
Keruntuhan gravitasi
Mari kita bicara tentang fenomena luar biasa yang bersifat kosmik - tentang keruntuhan gravitasi (kompresi katastropik). Fenomena ini terjadi dalam akumulasi materi yang sangat besar, di mana gaya gravitasi mencapai besaran yang sangat besar sehingga tidak ada gaya lain yang ada di alam yang dapat menahannya.
Ingat rumus Newton yang terkenal: semakin besar gaya gravitasi, semakin kecil kuadrat jarak antara benda-benda yang tertarik. Jadi, semakin padat formasi material, semakin kecil ukurannya, semakin cepat gaya gravitasi meningkat, semakin tak terelakkan pelukan destruktifnya.
Ada teknik licik yang digunakan alam untuk melawan kompresi materi yang tampaknya tak terbatas. Untuk melakukan ini, ia menghentikan jalannya waktu di bidang aksi gaya gravitasi supergiant, dan massa materi yang terbelenggu, seolah-olah, dimatikan dari Semesta kita, membeku dalam mimpi lesu yang aneh.
Yang pertama dari "lubang hitam" kosmos ini mungkin telah ditemukan. Menurut asumsi ilmuwan Soviet O. Kh. Huseynov dan A. Sh. Novruzova, itu adalah delta Gemini - bintang ganda dengan satu komponen tak terlihat.
Komponen yang terlihat memiliki massa 1,8 matahari, dan "pasangannya" yang tidak terlihat, menurut perhitungan, harus empat kali lebih masif daripada yang terlihat. Tapi tidak ada jejaknya: tidak mungkin melihat ciptaan alam yang paling menakjubkan, "lubang hitam".
Ilmuwan Soviet Profesor K.P. Stanyukovich, seperti yang mereka katakan, "di ujung pena", menunjukkan melalui konstruksi teoretis murni bahwa partikel "materi beku" bisa sangat beragam ukurannya.
- Formasi raksasanya dimungkinkan, mirip dengan quasar, terus memancarkan energi sebanyak yang dipancarkan oleh 100 miliar bintang di Galaksi kita.
- Gumpalan yang jauh lebih sederhana dimungkinkan, sama dengan hanya beberapa massa matahari. Baik objek tersebut maupun objek lainnya dapat muncul dengan sendirinya dari materi biasa, bukan materi "tidur".
- Dan formasi dari kelas yang sama sekali berbeda dimungkinkan, sepadan dengan massanya dengan partikel elementer.
Agar mereka muncul, pertama-tama perlu tunduk pada materi yang membuat mereka mencapai tekanan raksasa dan mendorongnya ke batas lingkup Schwarzschild - sebuah lingkup di mana waktu bagi pengamat eksternal berhenti sepenuhnya. Dan bahkan jika setelah itu tekanannya dihilangkan, partikel-partikel yang waktunya telah berhenti akan terus ada secara independen dari Alam Semesta kita.
plankeon
Plankeon adalah kelas partikel yang sangat spesial. Mereka memiliki, menurut K.P. Stanyukovich, sifat yang sangat menarik: mereka membawa materi dalam diri mereka dalam bentuk yang tidak berubah, seperti jutaan dan milyaran tahun yang lalu. Melihat ke dalam plankeon, kita dapat melihat materi sebagaimana adanya pada saat kelahiran alam semesta kita. Menurut perhitungan teoretis, ada sekitar 1080 plankeon di alam semesta, kira-kira satu plankeon dalam ruang kubus dengan sisi 10 sentimeter. Ngomong-ngomong, pada saat yang sama dengan Stanyukovich dan (terlepas dari dia, hipotesis plankeon diajukan oleh Akademisi M.A. Markov. Hanya Markov yang memberi mereka nama yang berbeda - maximon.
Sifat khusus plankeon juga dapat digunakan untuk menjelaskan transformasi paradoks partikel dasar. Diketahui bahwa ketika dua partikel bertabrakan, fragmen tidak pernah terbentuk, tetapi partikel elementer lainnya muncul. Ini sungguh menakjubkan: di dunia biasa, memecahkan vas, kita tidak akan pernah mendapatkan cangkir utuh atau bahkan mawar. Tetapi misalkan di kedalaman setiap partikel elementer terdapat plankeon, satu atau beberapa, dan terkadang banyak plankeon.
Pada saat partikel bertabrakan, "kantong" plankeon yang diikat erat terbuka sedikit, beberapa partikel akan "jatuh" ke dalamnya, dan bukannya "melompat" yang kita anggap muncul selama tumbukan. Pada saat yang sama, plankeon, sebagai akuntan yang rajin, akan memastikan semua "hukum konservasi" diadopsi di dunia partikel dasar.
Nah, apa hubungannya dengan mekanisme gravitasi universal?
"Bertanggung jawab" atas gravitasi, menurut hipotesis K. P. Stanyukovich, adalah partikel-partikel kecil, yang disebut graviton, yang terus menerus dipancarkan oleh partikel elementer. Graviton jauh lebih kecil daripada yang terakhir, seperti setitik debu yang menari-nari di bawah sinar matahari lebih kecil dari bola dunia.
Radiasi graviton mematuhi sejumlah keteraturan. Secara khusus, mereka lebih mudah terbang ke wilayah ruang angkasa itu. Yang mengandung lebih sedikit graviton. Ini berarti bahwa jika ada dua benda langit di luar angkasa, keduanya akan memancarkan graviton terutama "ke luar", dengan arah yang berlawanan satu sama lain. Ini menciptakan dorongan yang menyebabkan tubuh saling mendekat, menarik satu sama lain.
Terlepas dari kenyataan bahwa gravitasi adalah interaksi terlemah antara objek di alam semesta, signifikansinya dalam fisika dan astronomi sangat besar, karena ia mampu memengaruhi objek fisik pada jarak berapa pun di ruang angkasa.
Jika Anda menyukai astronomi, Anda mungkin berpikir tentang pertanyaan tentang apa itu konsep gravitasi atau hukum gravitasi universal. Gravitasi adalah interaksi fundamental universal antara semua objek di alam semesta.
Penemuan hukum gravitasi dikaitkan dengan fisikawan Inggris terkenal Isaac Newton. Mungkin banyak dari Anda yang mengetahui kisah tentang sebuah apel yang jatuh di atas kepala seorang ilmuwan terkenal. Namun demikian, jika Anda melihat jauh ke dalam sejarah, Anda dapat melihat bahwa keberadaan gravitasi telah dipikirkan jauh sebelum zamannya oleh para filsuf dan ilmuwan zaman kuno, misalnya Epicurus. Namun demikian, Newtonlah yang pertama kali mendeskripsikan interaksi gravitasi antara benda-benda fisik dalam kerangka mekanika klasik. Teorinya dikembangkan oleh ilmuwan terkenal lainnya - Albert Einstein, yang dalam teori relativitas umumnya lebih akurat menggambarkan pengaruh gravitasi di ruang angkasa, serta perannya dalam kontinum ruang-waktu.
Hukum gravitasi universal Newton mengatakan bahwa gaya tarikan gravitasi antara dua titik massa yang dipisahkan oleh jarak berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dan berbanding lurus dengan kedua massa. Gaya gravitasi bersifat jangka panjang. Artinya, terlepas dari bagaimana benda bermassa bergerak, dalam mekanika klasik potensi gravitasinya akan bergantung murni pada posisi benda ini pada saat tertentu. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar medan gravitasinya - semakin kuat gaya gravitasi yang dimilikinya. Objek kosmik seperti galaksi, bintang, dan planet memiliki gaya tarik-menarik terbesar dan, karenanya, medan gravitasi yang cukup kuat.
Bidang gravitasi
Medan gravitasi bumi
Medan gravitasi adalah jarak di mana interaksi gravitasi antara objek di alam semesta terjadi. Semakin besar massa suatu objek, semakin kuat medan gravitasinya - semakin terlihat pengaruhnya terhadap benda fisik lain dalam ruang tertentu. Medan gravitasi suatu benda berpotensi. Inti dari pernyataan sebelumnya adalah bahwa jika kita memasukkan energi potensial tarikan antara dua benda, maka itu tidak akan berubah setelah yang terakhir bergerak di sepanjang kontur tertutup. Dari sini muncul hukum kekekalan lain yang terkenal dari jumlah energi potensial dan kinetik dalam sirkuit tertutup.
Di dunia material, medan gravitasi sangat penting. Itu dimiliki oleh semua benda material di alam semesta yang memiliki massa. Medan gravitasi tidak hanya dapat memengaruhi materi, tetapi juga energi. Karena pengaruh medan gravitasi dari objek luar angkasa besar seperti lubang hitam, quasar, dan bintang supermasif, tata surya, galaksi, dan gugus astronomi lainnya terbentuk, yang dicirikan oleh struktur logis.
Data ilmiah terbaru menunjukkan bahwa efek terkenal dari perluasan alam semesta juga didasarkan pada hukum interaksi gravitasi. Secara khusus, perluasan alam semesta difasilitasi oleh medan gravitasi yang kuat, baik benda kecil maupun benda terbesarnya.
Radiasi gravitasi dalam sistem biner
Radiasi gravitasi atau gelombang gravitasi adalah istilah yang pertama kali diperkenalkan ke dalam fisika dan kosmologi oleh ilmuwan terkenal Albert Einstein. Radiasi gravitasi dalam teori gravitasi dihasilkan oleh pergerakan benda material dengan percepatan variabel. Selama percepatan objek, gelombang gravitasi seolah-olah "melepas" darinya, yang menyebabkan fluktuasi medan gravitasi di ruang sekitarnya. Ini disebut efek gelombang gravitasi.
Meskipun gelombang gravitasi diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein, serta teori gravitasi lainnya, mereka tidak pernah terdeteksi secara langsung. Ini terutama karena ukurannya yang sangat kecil. Namun, ada bukti tidak langsung dalam astronomi yang dapat memastikan efek ini. Dengan demikian, efek gelombang gravitasi dapat diamati pada contoh pendekatan bintang biner. Pengamatan mengkonfirmasi bahwa laju pendekatan bintang biner sampai batas tertentu bergantung pada hilangnya energi benda-benda luar angkasa ini, yang mungkin dihabiskan untuk radiasi gravitasi. Para ilmuwan akan dapat mengkonfirmasi hipotesis ini dengan andal dalam waktu dekat dengan bantuan teleskop generasi baru LIGO dan VIRGO.
Dalam fisika modern, ada dua konsep mekanika: klasik dan kuantum. Mekanika kuantum diturunkan relatif baru dan secara fundamental berbeda dari mekanika klasik. Dalam mekanika kuantum, objek (kuanta) tidak memiliki posisi dan kecepatan yang pasti, semua yang ada di sini didasarkan pada probabilitas. Artinya, suatu benda dapat menempati tempat tertentu di ruang angkasa pada titik waktu tertentu. Tidak mungkin untuk menentukan dengan andal ke mana dia akan pindah selanjutnya, tetapi hanya dengan tingkat probabilitas yang tinggi.
Efek gravitasi yang menarik adalah dapat membengkokkan kontinum ruang-waktu. Teori Einstein mengatakan bahwa di dalam ruang di sekitar sekumpulan energi atau zat material apa pun, ruang-waktu melengkung. Dengan demikian, lintasan partikel yang berada di bawah pengaruh medan gravitasi zat ini berubah, yang memungkinkan untuk memprediksi lintasan pergerakannya dengan tingkat probabilitas yang tinggi.
Teori gravitasi
Saat ini, para ilmuwan mengetahui lebih dari selusin teori gravitasi yang berbeda. Mereka dibagi menjadi teori klasik dan alternatif. Perwakilan paling terkenal dari yang pertama adalah teori gravitasi klasik oleh Isaac Newton, yang ditemukan oleh fisikawan Inggris terkenal pada tahun 1666. Esensinya terletak pada fakta bahwa benda masif dalam mekanika menghasilkan medan gravitasi di sekelilingnya, yang menarik benda-benda yang lebih kecil ke dirinya sendiri. Pada gilirannya, yang terakhir juga memiliki medan gravitasi, seperti benda material lainnya di alam semesta.
Teori gravitasi populer berikutnya ditemukan oleh ilmuwan Jerman terkenal dunia Albert Einstein pada awal abad ke-20. Einstein berhasil mendeskripsikan gravitasi dengan lebih akurat sebagai sebuah fenomena, dan juga menjelaskan aksinya tidak hanya dalam mekanika klasik, tetapi juga di dunia kuantum. Teori relativitas umumnya menggambarkan kemampuan gaya seperti gravitasi untuk memengaruhi kontinum ruang-waktu, serta lintasan partikel elementer di ruang angkasa.
Di antara teori gravitasi alternatif, teori relativistik, yang ditemukan oleh rekan kami, fisikawan terkenal A.A. Logunov. Tidak seperti Einstein, Logunov berpendapat bahwa gravitasi bukanlah geometris, tetapi medan gaya fisik yang nyata dan cukup kuat. Di antara teori gravitasi alternatif, skalar, bimetrik, quasi-linear dan lain-lain juga dikenal.
- Bagi orang-orang yang pernah berada di luar angkasa dan kembali ke Bumi, pada awalnya cukup sulit untuk membiasakan diri dengan gaya pengaruh gravitasi planet kita. Terkadang butuh beberapa minggu.
- Terbukti bahwa tubuh manusia dalam keadaan tidak berbobot dapat kehilangan hingga 1% massa sumsum tulang per bulan.
- Di antara planet-planet, Mars memiliki gaya tarik-menarik paling kecil di tata surya, dan Jupiter memiliki gaya tarik terbesar.
- Bakteri salmonella yang terkenal, yang merupakan penyebab penyakit usus, berperilaku lebih aktif dalam keadaan tidak berbobot dan dapat menyebabkan lebih banyak kerusakan pada tubuh manusia.
- Di antara semua objek astronomi yang diketahui di alam semesta, lubang hitam memiliki gaya gravitasi terbesar. Lubang hitam seukuran bola golf bisa memiliki gaya gravitasi yang sama dengan seluruh planet kita.
- Gaya gravitasi di Bumi tidak sama di semua penjuru planet kita. Misalnya, di wilayah Teluk Hudson di Kanada, angkanya lebih rendah daripada wilayah lain di dunia.
Seperti yang biasa dikatakan oleh karakter dari film klasik Soviet, "Bukankah sudah waktunya, teman-teman, bagi kita untuk menyerang William Isaac, apakah Anda mengerti, eh, Shakespeare dan Newton kita?"
Saya pikir sudah waktunya.
Newton dianggap sebagai salah satu pemikir ilmiah terbesar dalam sejarah umat manusia. Itu adalah "Prinsip Matematika Filsafat Alam" yang meletakkan dasar bagi "pandangan dunia ilmiah", yang secara bertahap berkembang menjadi materialisme militan, yang menjadi dasar paradigma ilmiah selama berabad-abad.
Hak atas keunikan kebenaran diperdebatkan oleh "pengetahuan yang akurat" tentang fenomena dunia sekitar. Hukum Gravitasi Universal Isaac Newton menjadi dasar dari "pengetahuan pasti dan tidak dapat diubah" ini. Itu saja di atas fondasi yang akan kita pukul! - Mari kita tunjukkan bahwa sebenarnya tidak ada hukum gravitasi di alam, dan seluruh bangunan fisika modern bahkan dibangun bukan di atas pasir, tetapi di atas rawa.
Untuk menunjukkan ketidakkonsistenan hipotesis Newton tentang daya tarik timbal balik materi, satu pengecualian saja sudah cukup. Kami akan memberikan beberapa, dan mulai dengan yang paling jelas dan mudah diverifikasi - dengan pergerakan Bulan di orbitnya. Rumus diketahui oleh masing-masing kursus sekolah menengah, dan perhitungannya tersedia untuk siswa kelas lima. Data untuk perhitungan setidaknya dapat diambil dari Wikipedia, dan kemudian dicocokkan dengan buku referensi ilmiah.
Menurut Hukum, pergerakan benda langit dalam orbit disebabkan oleh gaya tarik-menarik antara massa benda dan kecepatan benda relatif satu sama lain. Jadi, mari kita lihat ke mana arah resultan gaya tarik-menarik dari Bumi dan Matahari, yang bekerja di Bulan pada saat Bulan terbang di antara Bumi dan Matahari (setidaknya pada saat gerhana matahari).
Gaya tarik-menarik, seperti yang Anda ketahui, ditentukan oleh rumus:
G - konstanta gravitasi
m, M - massa tubuh
R - jarak antar benda
Ambil dari buku referensi:
konstanta gravitasi, sama dengan sekitar 6,6725 × 10 −11 m³ / (kg s²).
massa bulan - 7,3477 × 10 22 kg
massa Matahari - 1,9891 × 10 30 kg
massa Bumi - 5,9737 × 10 24 kg
jarak antara bumi dan bulan = 380.000.000 m
jarak antara Bulan dan Matahari = 149.000.000.000 m
Mengganti data ini ke dalam rumus, kita mendapatkan:
Gaya tarik-menarik antara Bumi dan Bulan = 6,6725×10 - 11 x 7,3477 x 10 22 x 5,9737 x 10 24 / 380000000 2 = 2,028 x 10 20 H
Gaya tarik-menarik antara Bulan dan Matahari =6,6725×10 - 11 x 7,3477 10 22 x 1,9891 10 30 / 149000000000 2 = 4,39 x 10 20 H
Jadi, menurut data dan perhitungan ilmiah yang ketat, gaya tarik-menarik antara Matahari dan Bulan, pada saat lintasan Bulan antara Bumi dan Matahari, lebih dari dua kali lipat antara Bumi dan Bulan. . Dan kemudian Bulan harus melanjutkan jalurnya di orbit mengelilingi Matahari, jika hukum gravitasi universal yang sama benar. Artinya, hukum yang ditulis Newton untuk Bulan bukanlah sebuah dekrit.
Kami juga mencatat bahwa Bulan tidak menunjukkan sifatnya yang menarik dalam hubungannya dengan Bumi: bahkan di zaman Laplace, para ilmuwan dibuat bingung oleh perilaku pasang surut laut, yang sama sekali tidak bergantung pada Bulan.
Satu fakta lagi. Bulan, bergerak mengelilingi Bumi, harus mempengaruhi lintasan yang terakhir - menyeret Bumi dari sisi ke sisi dengan gravitasinya, akibatnya, lintasan Bumi harus zigzag, pusat massa sistem Bulan-Bumi harus bergerak ketat di sepanjang elips:
Namun, sayangnya, hal semacam itu tidak ditemukan, meskipun metode modern memungkinkan perpindahan ke sisi Matahari dan sebaliknya, dengan kecepatan sekitar 12 meter per detik, dapat dilakukan dengan andal. Kalau saja itu benar-benar ada.
Juga tidak ada penurunan bobot tubuh saat dibenamkan di ranjau yang sangat dalam.
Upaya pertama untuk menguji teori gravitasi massa dilakukan di pantai Samudra Hindia, di mana, di satu sisi, terdapat punggungan batu Himalaya tertinggi di dunia, dan di sisi lain, sebuah mangkuk samudra berisi lebih sedikit air masif. Tapi, sayangnya. garis tegak lurus menuju Himalaya tidak menyimpang!
Selain itu, perangkat ultra-sensitif - gravimeter - tidak mendeteksi perbedaan gravitasi benda uji pada ketinggian yang sama di atas gunung atau di atas laut - meskipun ada kedalaman beberapa kilometer. Dan kemudian dunia ilmiah, untuk menyelamatkan teori yang sudah dikenal, muncul dengan dukungan untuk itu - mereka mengatakan alasannya adalah "isostasis" - mereka mengatakan ada bebatuan yang lebih padat di bawah laut, dan bebatuan lepas di bawah pegunungan, dan kerapatannya sedemikian rupa sehingga sesuai dengan segala sesuatu di bawah jawaban yang dibutuhkan ilmuwan. Itu hanya sebuah lagu!
Tetapi jika ini adalah satu-satunya contoh di dunia ilmiah untuk menyesuaikan realitas di sekitarnya dengan gagasan para suami yang berwawasan tinggi tentangnya. Seseorang juga dapat memberikan contoh mencolok tentang "partikel dasar" yang ditemukan - neutrino, yang ditemukan untuk menjelaskan "cacat massa" dalam fisika nuklir. Bahkan sebelumnya, mereka menemukan "panas laten kristalisasi" dalam rekayasa panas.
Tapi kami menyimpang dari "gravitasi universal". Contoh lain di mana prediksi teori ini gagal dideteksi adalah tidak adanya satelit yang dipasang dengan andal di sekitar asteroid. Awan terbang melintasi langit, tetapi tidak satu pun dari mereka memiliki satelit! Upaya untuk menempatkan satelit buatan ke orbit asteroid berakhir dengan kegagalan. Upaya pertama - wahana DEKAT didorong ke asteroid Eros oleh orang Amerika. Sia-sia. Upaya kedua adalah penyelidikan Hayabusa ("Falcon"), Jepang mengirim itokawa ke asteroid, dan tidak ada hasilnya juga.
Ada banyak lagi contoh serupa, tetapi kami tidak akan membebani teks dengannya. Mari kita beralih ke masalah pengetahuan ilmiah lainnya: apakah selalu mungkin untuk menetapkan kebenaran pada prinsipnya - setidaknya sama sekali.
Tidak tidak selalu. Mari kita beri contoh berdasarkan "gravitasi universal" yang sama. Seperti yang Anda ketahui, kecepatan cahaya terbatas, akibatnya, kita melihat objek yang jauh bukan di tempat mereka berada saat ini, tetapi kita melihatnya di titik awal sinar cahaya yang kita lihat. Banyak bintang, mungkin tidak sama sekali, hanya cahayanya yang menyala - topik yang sudah usang. Tapi gravitasi - seberapa cepat merambat? Bahkan Laplace berhasil membuktikan bahwa gravitasi dari Matahari tidak datang dari tempat yang kita lihat, melainkan dari titik lain. Setelah menganalisis data yang terkumpul pada saat itu, Laplace menemukan bahwa "gravitasi" merambat lebih cepat dari cahaya setidaknya tujuh kali lipat! Pengukuran modern telah mendorong kecepatan rambat gravitasi lebih jauh - setidaknya 11 kali lipat lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Ada kecurigaan kuat bahwa "gravitasi" menyebar secara umum secara instan. Tetapi jika ini benar-benar terjadi, lalu bagaimana cara menetapkannya - lagipula, pengukuran apa pun secara teoritis tidak mungkin dilakukan tanpa kesalahan. Jadi kita tidak akan pernah tahu apakah kecepatan ini terbatas atau tidak terbatas. Dan dunia yang memiliki batas dan dunia yang tidak terbatas adalah "dua perbedaan besar", dan kita tidak akan pernah tahu dunia seperti apa yang kita tinggali! Ini adalah batas yang ditetapkan untuk pengetahuan ilmiah. Menerima sudut pandang ini atau itu adalah tugas iman, sama sekali tidak rasional, tidak sesuai dengan logika apa pun. Betapa menentang logika apa pun adalah keyakinan pada "gambaran ilmiah dunia", yang didasarkan pada "hukum gravitasi universal", yang hanya ada di kepala zombie, dan yang tidak memanifestasikan dirinya di dunia sekitar kita ...
Sekarang mari kita tinggalkan hukum Newton, dan sebagai kesimpulan kami akan memberikan contoh yang jelas tentang fakta bahwa hukum yang ditemukan di Bumi sama sekali tidak universal untuk alam semesta lainnya.
Mari kita lihat bulan yang sama. Sebaiknya saat bulan purnama. Mengapa Bulan terlihat seperti cakram - lebih mirip pancake daripada roti, bentuknya.
Bagaimanapun, itu adalah bola, dan bola, jika diterangi dari sisi fotografer, terlihat seperti ini: di tengah - silau, maka iluminasi akan turun, gambar menjadi lebih gelap ke arah tepi disk.
Di bulan, iluminasi di langit seragam - baik di tengah maupun di sepanjang tepinya, cukup untuk melihat ke langit. Anda dapat menggunakan teropong yang bagus atau kamera dengan "zoom" optik yang kuat, contoh foto seperti itu diberikan di awal artikel. Itu diambil dengan zoom 16x. Gambar ini dapat diproses di editor grafis apa pun, meningkatkan kontras untuk memastikan semuanya benar. selain itu, kecerahan di tepi disk di bagian atas dan bawah bahkan sedikit lebih tinggi daripada di tengah, yang menurut teori harus maksimal.
Di sini kami memiliki contoh fakta bahwa hukum optik di Bulan dan di Bumi sama sekali berbeda! Untuk beberapa alasan, bulan memantulkan semua cahaya yang masuk ke Bumi. Kami tidak punya alasan untuk memperluas keteraturan yang terungkap dalam kondisi Bumi ke seluruh Alam Semesta. Bukan fakta bahwa "konstanta" fisik sebenarnya adalah konstanta dan tidak berubah seiring waktu.
Semua hal di atas menunjukkan bahwa "teori" tentang "lubang hitam", "Higgs boson", dan banyak lagi bahkan bukan fiksi ilmiah, tetapi hanya omong kosong, lebih dari teori bahwa bumi bertumpu pada kura-kura, gajah, dan paus ...
