Tento článok sa zameria na históriu objavu zákona univerzálnej gravitácie. Tu sa zoznámime s biografickými informáciami zo života vedca, ktorý objavil túto fyzikálnu dogmu, zvážime jej hlavné ustanovenia, vzťah s kvantovou gravitáciou, priebeh vývoja a mnoho ďalšieho.
Genius
Sir Isaac Newton je anglický vedec. Svojho času venoval veľkú pozornosť a úsilie takým vedám ako fyzika a matematika a veľa nového priniesol aj do mechaniky a astronómie. Je právom považovaný za jedného z prvých zakladateľov fyziky v jej klasickom modeli. Je autorom základného diela „Matematické princípy prírodnej filozofie“, kde prezentoval informácie o troch zákonoch mechaniky a zákone univerzálnej gravitácie. Isaac Newton týmito dielami položil základy klasickej mechaniky. Vyvinul tiež integrálny typ, teóriu svetla. Veľa prispel aj k fyzikálnej optike a vyvinul mnoho ďalších teórií fyziky a matematiky.
zákon
Zákon univerzálnej gravitácie a história jeho objavenia siahajú ďaleko do minulosti.Jeho klasickou formou je zákon, ktorý popisuje interakciu gravitačného typu, ktorá nepresahuje rámec mechaniky.
Jej podstatou bolo, že indikátor sily F gravitačnej sily vznikajúcej medzi 2 telesami alebo bodmi hmoty m1 a m2, oddelenými od seba určitou vzdialenosťou r, je úmerný obom indikátorom hmotnosti a je nepriamo úmerný druhej mocnine vzdialenosť medzi telami:
F = G, kde symbolom G označujeme gravitačnú konštantu rovnajúcu sa 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.
Newtonova gravitácia
Predtým, ako zvážime históriu objavu zákona univerzálnej gravitácie, pozrime sa bližšie na jeho všeobecnú charakteristiku.
V teórii, ktorú vytvoril Newton, všetky telesá s veľkou hmotnosťou musia okolo seba generovať špeciálne pole, ktoré k sebe priťahuje iné objekty. Nazýva sa to gravitačné pole a má potenciál.
Teleso so sférickou symetriou tvorí mimo seba pole, podobné tomu, ktoré vytvára hmotný bod rovnakej hmotnosti nachádzajúci sa v strede telesa.
Smer trajektórie takého bodu v gravitačnom poli, vytvoreného telesom s oveľa väčšou hmotnosťou, sa riadi, poslúchajú ho aj objekty vesmíru, ako napríklad planéta alebo kométa, ktoré sa pohybujú pozdĺž elipsa alebo hyperbola. Zohľadnenie skreslenia, ktoré vytvárajú iné masívne telesá, sa berie do úvahy pomocou ustanovení teórie porúch.
Analýza presnosti
Potom, čo Newton objavil zákon univerzálnej gravitácie, musel byť mnohokrát testovaný a dokázaný. Na tento účel sa vykonalo množstvo výpočtov a pozorovaní. Po súhlase s jeho ustanoveniami a vychádzajúc z presnosti jeho ukazovateľa slúži experimentálna forma odhadu ako jasné potvrdenie GR. Meranie kvadrupólových interakcií telesa, ktoré sa otáča, ale jeho antény zostávajú nehybné, nám ukazuje, že proces zväčšovania δ závisí od potenciálu r - (1 + δ) , vo vzdialenosti niekoľkých metrov a je v limite (2,1 ± 6.2) .10-3. Množstvo ďalších praktických potvrdení umožnilo tento zákon ustanoviť a nadobudnúť jednotnú formu bez akýchkoľvek úprav. V roku 2007 bola táto dogma prekontrolovaná vo vzdialenosti menšej ako centimeter (55 mikrónov – 9,59 mm). S prihliadnutím na experimentálne chyby vedci skúmali vzdialenosť a nenašli žiadne zjavné odchýlky v tomto zákone.
Jeho platnosť potvrdilo aj pozorovanie obežnej dráhy Mesiaca vzhľadom na Zem.
Euklidovský priestor
Newtonova klasická teória gravitácie súvisí s euklidovským priestorom. Skutočná rovnosť s dostatočne vysokou presnosťou (10 -9) vzdialeností v menovateli rovnosti diskutovanej vyššie nám ukazuje euklidovský základ priestoru newtonovskej mechaniky s trojrozmernou fyzikálnou formou. V takom bode hmoty je plocha guľového povrchu presne úmerná štvorcu jeho polomeru.
Údaje z histórie
Zamyslite sa nad krátkym zhrnutím histórie objavu zákona univerzálnej gravitácie.
Nápady predložili iní vedci, ktorí žili pred Newtonom. Úvahy o ňom navštívili Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens a ďalší. Kepler predložil predpoklad, že gravitačná sila je nepriamo úmerná vzdialenosti od hviezdy Slnka a má rozloženie len v rovinách ekliptiky; podľa Descarta to bol dôsledok činnosti vírov v hrúbke éteru. Išlo o sériu odhadov, ktoré obsahovali odraz správnych odhadov o závislosti od vzdialenosti.
List od Newtona Halleymu obsahoval informáciu, že Hooke, Wren a Buyo Ismael boli predchodcami samotného Sira Isaaca. Nikomu pred ním sa však nepodarilo jednoznačne pomocou matematických metód spojiť gravitačný zákon a pohyb planét.
História objavu zákona univerzálnej gravitácie je úzko spätá s prácou „Matematické princípy prírodnej filozofie“ (1687). V tejto práci bol Newton schopný odvodiť príslušný zákon vďaka Keplerovmu empirickému zákonu, ktorý bol už v tom čase známy. Ukazuje nám, že:
- forma pohybu akejkoľvek viditeľnej planéty svedčí o prítomnosti centrálnej sily;
- príťažlivá sila centrálneho typu tvorí eliptické alebo hyperbolické dráhy.
O Newtonovej teórii
Skúmanie stručnej histórie objavu zákona univerzálnej gravitácie nás môže tiež poukázať na množstvo rozdielov, ktoré ho odlišujú od predchádzajúcich hypotéz. Newton sa zaoberal nielen zverejnením navrhovaného vzorca uvažovaného javu, ale navrhol aj model matematického typu v holistickej podobe:
- poloha na zákone gravitácie;
- postoj k zákonu pohybu;
- systematika metód matematického výskumu.
Táto triáda dokázala v pomerne presnom rozsahu skúmať aj tie najzložitejšie pohyby nebeských objektov a vytvorila tak základ pre nebeskú mechaniku. Až do začiatku Einsteinovej aktivity v tomto modeli nebola potrebná prítomnosť základného súboru opráv. Výraznejšie sa musel zlepšiť len matematický aparát.
Predmet na diskusiu
Objavený a dokázaný zákon sa stal počas celého osemnásteho storočia známym predmetom aktívnej polemiky a dôsledného skúmania. Storočie sa však skončilo všeobecným súhlasom s jeho postulátmi a výrokmi. Pomocou výpočtov zákona bolo možné presne určiť dráhy pohybu telies v nebi. Priama kontrola bola vykonaná v roku 1798. Robil to pomocou torznej váhy s veľkou citlivosťou. V histórii objavu univerzálneho gravitačného zákona je potrebné venovať osobitné miesto interpretáciám, ktoré zaviedol Poisson. Vyvinul koncepciu potenciálu gravitácie a Poissonovej rovnice, pomocou ktorej bolo možné tento potenciál vypočítať. Tento typ modelu umožnil študovať gravitačné pole v prítomnosti ľubovoľného rozloženia hmoty.
V Newtonovej teórii bolo veľa ťažkostí. Za ten hlavný by sa dala považovať nevysvetliteľnosť akcie na veľké vzdialenosti. Neexistovala presná odpoveď na otázku, ako sa príťažlivé sily posielajú cez vákuový priestor nekonečnou rýchlosťou.
"Evolúcia" práva
Počas nasledujúcich dvesto rokov a ešte viac sa mnohí fyzici pokúšali navrhnúť rôzne spôsoby, ako zlepšiť Newtonovu teóriu. Tieto snahy sa skončili triumfom v roku 1915, a to vytvorením Všeobecnej teórie relativity, ktorú vytvoril Einstein. Dokázal prekonať celý rad ťažkostí. V súlade s princípom korešpondencie sa Newtonova teória ukázala byť aproximáciou začiatku práce na teórii vo všeobecnejšej forme, ktorú je možné použiť za určitých podmienok:
- Potenciál gravitačnej povahy nemôže byť v skúmaných systémoch príliš veľký. Slnečná sústava je príkladom dodržiavania všetkých pravidiel pre pohyb nebeských telies. Relativistický jav sa nachádza v badateľnom prejave posunu perihélia.
- Ukazovateľ rýchlosti pohybu v tejto skupine systémov je v porovnaní s rýchlosťou svetla nevýznamný.
Dôkazom, že v slabom stacionárnom gravitačnom poli majú výpočty GR podobu newtonovských, je prítomnosť skalárneho gravitačného potenciálu v stacionárnom poli so slabo vyjadrenými silovými charakteristikami, ktorý je schopný splniť podmienky Poissonovej rovnice.
Kvantová stupnica
V histórii však ani vedecký objav zákona univerzálnej gravitácie, ani Všeobecná teória relativity nemohli slúžiť ako konečná gravitačná teória, pretože obe dostatočne nepopisujú procesy gravitačného typu v kvantovej mierke. Pokus o vytvorenie kvantovej gravitačnej teórie je jednou z najdôležitejších úloh súčasnej fyziky.
Z pohľadu kvantovej gravitácie je interakcia medzi objektmi vytvorená výmenou virtuálnych gravitónov. V súlade s princípom neurčitosti je energetický potenciál virtuálnych gravitónov nepriamo úmerný časovému intervalu, v ktorom existoval, od bodu emisie jedného objektu do bodu v čase, v ktorom bol absorbovaný iným bodom.
Vzhľadom na to sa ukazuje, že na malej škále vzdialeností interakcia telies znamená výmenu gravitónov virtuálneho typu. Vďaka týmto úvahám je možné uzavrieť ustanovenie o práve Newtonovho potenciálu a jeho závislosti v súlade so vzájomnou proporcionalitou vzhľadom na vzdialenosť. Analógiu medzi Coulombovými a Newtonovými zákonmi vysvetľuje skutočnosť, že hmotnosť gravitónov sa rovná nule. Hmotnosť fotónov má rovnaký význam.
Prelud
V školských osnovách je odpoveďou na otázku z histórie, ako Newton objavil zákon univerzálnej gravitácie, príbeh o padajúcom ovocí jablka. Podľa tejto legendy padol na hlavu vedca. Ide však o rozšírený omyl a v podstate sa všetko dokázalo zaobísť aj bez podobného prípadu možného poranenia hlavy. Sám Newton tento mýtus niekedy potvrdil, no v skutočnosti zákon nebol spontánnym objavom a neprišiel v návale chvíľkového vhľadu. Ako bolo napísané vyššie, vyvíjal sa dlho a prvýkrát bol prezentovaný v prácach „Princípy matematiky“, ktoré sa objavili na verejnosti v roku 1687.
Štruktúra gravitačného poľa nevyplýva z veľkosti hmotnosti planéty. Naopak, práve intenzita tohto gravitačného poľa (ako jeden z typov gravitácie), vyjadrená veľkosťou náboja poľa (zrýchlenie voľného pádu), tvorí hmotnosť planéty.
A to opäť zdôrazňuje absurdnosť vyjadrenia gravitačnej sily pomocou vzorca, ktorý sa v tradičnej fyzikálnej teórii nazýva vzorec univerzálnej gravitácie, prostredníctvom rovnosti: Fт. \u003d m * g \u003d G * (m * Mz) / R 2, kde "R" je polomer Zeme plus výška tela nad povrchom Zeme a Mz je hmotnosť Zeme, ale v skutočnosti označujúci jeho váhu (čo je opäť absurdné).
Venujte pozornosť skutočnosti, že okrem určenia „hmotnosti“ Zeme z vyššie uvedenej rovnosti sa z nej vyjadruje aj náboj gravitačného poľa (zrýchlenie voľného pádu) vo forme „g \u003d G * Mz / Rz . 2", pričom takýto vzorec nazývame akýmsi nezávislým výrazom pre zrýchlenie voľného pádu. Zároveň sa zabúda, že gravitačné zrýchlenie je vyjadrené, samozrejme, bez ohľadu na hmotnosti, na základe vzorca pre dráhu pádu telesa. gt²/2“ (a got²/4 vo fyzike rozlišovania) a - zo vzorca otáčavého kyvadla ( go = 4 piR/T 2).
Na základe absurdného vzorca g=G*Mz/Rz. 2, podľa toho bol odvodený aj absurdný Schwarzschildov vzorec, ktorý hovorí, že hviezdy majú tendenciu sa zmenšovať a v budúcnosti k nejakému druhu gravitačného kolapsu. Takéto absurdné tvrdenie viedlo k absurdnej teórii o nejakých „čiernych dierach“. A všetky tieto absurdity sú vyjadrené na pozadí faktov poklesu hmotnosti telies pri približovaní sa k stredu Zeme a - nezávislosti charakteru pádu telies od ich hmotnosti.
Napriek tomu, že Newton, vzhľadom na svoju dobu, nebol oboznámený s faktom fyzikálnych polí, v skutočnosti označil univerzálnu gravitačnú štruktúru za silu alebo vonkajší prejav celej časopriestorovej kozmickej štruktúry. Koniec koncov, odhalil závislosť veľkostí vesmírnych nábojov rotácie (nazývaných dostredivé rotačné zrýchlenie pre Mesiac a zrýchlenie voľného pádu pre Zem) na druhej mocnine polomeru medzi nimi bez zohľadnenia hmotností.
Takáto štrukturálna priestorová závislosť, vyjadruje vzájomnú centrickú vonkajšiu silovú interakciu polí a je zákonom univerzálnej gravitácie. Ale berúc do úvahy interakcie telies, a nie polia označujúce telesá a jednotlivé náboje, I. Newton vyjadril aj zákon univerzálnej gravitácie nie rotačne a štrukturálne, ale lineárne a matematicky: súčin gravitačných nábojov telies (neskôr ich nahradili hmotnosti ).
Tieto náboje v Coulombovom zákone sú už elektrické náboje a v Cavendishovom experimente sú to vonkajšie molekulárne náboje telies. A tu je ďalšie nahradenie gravitačných nábojov I. Newtona, označujúce vonkajšie pole alebo priestorovú charakteristiku (vrátane konkrétneho telesa) hmotami, charakterizujúce vnútornú charakteristiku poľa už výlučne pre telesá a viedlo k absurdnosti rovnosti „Fт. \u003d m * g \u003d G * (m * Mz) / R 2 ".
Koniec koncov, hmotnosť (v skutočnosti sa v tradičnej fyzike nerozlišuje od gravitácie) je odvodený útvar z vnútorného molekulárneho náboja hmoty tela. Na počiatočné skreslenie zákona univerzálnej gravitácie, vyjadrené v lineárnom, a nie rotačnom štrukturálnom uvažovaní sily, došlo už k skresleniu vo forme nahradenia vonkajšieho konceptu gravitačného náboja vnútorným fyzikálnym konceptom sily. omša.
To malo za následok dvojité skreslenie zákona univerzálnej gravitácie. V tomto ohľade to nemá nič spoločné s vytváraním gravitácie, pretože po prvé, univerzálna gravitácia alebo gravitácia znamená skôr rotačné štrukturálne ako lineárne zvažovanie sily. A po druhé, lineárne uvažovanie sily vyjadruje nie vnútornú charakteristiku telies a interakciu vnútorného poľa, ale vonkajšiu interakciu priestorového poľa gravitačných nábojov (pri zohľadnení ich charakteristiky rotačného poľa v dimenzii zrýchlenia rotácie).
A skutočne, sila gravitácie, pôsobiaca len na veľké kozmické telesá, a nie vo vesmíre, nemá nič spoločné so svetovou alebo univerzálnou gravitáciou. Vznik gravitácie sa samozrejme vzťahuje na gravitáciu, ale – už nepriamo cez hmotu.
Súčasne dochádza k vzniku gravitácie, ako aj akúkoľvek silu, na základe porovnania nábojov rotačného poľa samotným Newtonom je potrebné uvažovať nie lineárne alebo lineárne vektory, ale rotačne štruktúrne alebo špirálové vektory. Tretí Newtonov zákon hovorí aj o poli alebo sférickom pôvode sily, as špirálové vektory akcie a reakcie.
A dráha pádu samotného telesa, ktorá sa mení na vektor gravitácie, je dĺžka rozvinutého kruhu s polomerom rovným oblúku polkruhu opísaného priemerným polomerom Zeme. Pri uvažovaní o zákone univerzálnej gravitácie, týkajúcom sa obvodového priestoru vzájomne centrického poľa a rotačno-štrukturálneho vyjadrenia sily, bolo teda dovolené kombinovať ho s lineárnym vyjadrením sily (napr. v Coulombovom zákone a v r. podobné vyjadrenie sily externo-molekulárnej interakcie olovené gule G. Cavendishom).
A toto vyjadrenie sily sa už vzťahuje na predhmotný prechodný priestor (zaberá asi 20 % celého pozorovaného kozmického objemu) a teda odkazuje na prejav globálnej gravitačnej alebo vonkajšej mocenskej štruktúry, ale nie podľa zákona univerzálnej gravitácie. A potom sa toto lineárne označenie sily spojilo s vyjadrením gravitácie (a nie v tvare „F=m*g0“, ale v tvare „F=m*g“ bez rozlišovania medzi významom zrýchlenia voľného pádu a význam pojmu hmotnosť). Gravitačná sila sa o to viac neodvoláva na zákon univerzálnej gravitácie, označuje len priamo hmotný priestor alebo priestor hmôt, ktorý zaberá iba okolo 5% z celého pozorovaného kozmického objemu.
A iba v hmotnom priestore univerzálne guľové čiary získajú obvodové a potom priamočiare zakrivenie. Preto priama čiara, napodiv, znamená najväčšie, ale - presne priestorové zakrivenie.
Aj I. Newton na základe svojej éry videl univerzálnu kategóriu či univerzalitu, vychádzajúc len z pozemského prostredia, ako z naznačených piatich percent. V súčasnej dobe vesmírneho výskumu je už takéto vnímanie gravitácie a univerzálneho gravitačného zákona neprijateľné.
Nielen tie najzáhadnejšie sily prírody ale aj najmocnejší.
Muž na ceste k pokroku
Historicky to tak bolo človek ako sa posúvate vpred cesty pokroku ovládal stále mocnejšie prírodné sily. Začal, keď nemal nič iné ako palicu v päste a vlastnú fyzickú silu.
Ale bol múdry a do svojich služieb vniesol fyzickú silu zvierat, vďaka ktorým sa stali domácimi. Kôň zrýchlil beh, ťava urobila púšť priechodnou, slon močaristú džungľu. Ale fyzické sily aj tých najsilnejších zvierat sú v porovnaní so silami prírody nesmierne malé.
Prvá osoba si podmanila živel ohňa, ale len v jeho najslabších verziách. Spočiatku – dlhé stáročia – používal ako palivo len drevo – veľmi nízkoenergetický druh paliva. O niečo neskôr sa naučil využívať veternú energiu z tohto zdroja energie, človek zdvihol biele krídlo plachty do vzduchu - a ľahká loď preletela ako vták ponad vlny.
Plachetnica na vlnách
Lopatky veterného mlyna vystavil poryvom vetra – a ťažké kamene mlynských kameňov sa roztočili, paličky krúp rachotili. Ale každému je jasné, že energia prúdov vzduchu nie je ani zďaleka koncentrovaná. Plachta aj veterný mlyn sa navyše báli nárazov vetra: búrka roztrhala plachty a potopila lode, búrka zlomila krídla a prevrátila mlyny.
Aj neskôr začal človek dobýjať tečúcu vodu. Koleso je nielen najprimitívnejšie zo zariadení schopných premeniť energiu vody na rotačný pohyb, ale v porovnaní s rôznymi je aj najnedostatočnejšie.
Človek napredoval na rebríčku pokroku a potreboval stále viac energie.
Začal používať nové druhy palív – už prechod na spaľovanie uhlia zvýšil energetickú náročnosť kilogramu paliva z 2500 kcal na 7000 kcal – takmer trojnásobne. Potom prišiel čas ropy a zemného plynu. Energetický obsah každého kilogramu fosílneho paliva sa opäť zvýšil jeden a pol až dvakrát.
Parné stroje boli nahradené parnými turbínami; mlynské kolesá nahradili hydraulické turbíny. Potom muž natiahol ruku k štiepnemu atómu uránu. Prvé použitie nového druhu energie však malo tragické následky – jadrový plameň Hirošimy v roku 1945 spálil v priebehu niekoľkých minút 70-tisíc ľudských sŕdc.
V roku 1954 bola uvedená do prevádzky prvá sovietska jadrová elektráreň na svete, ktorá premenila silu uránu na žiarivú silu elektrického prúdu. A treba si uvedomiť, že kilogram uránu obsahuje dva milióny krát viac energie ako kilogram tej najlepšej ropy.
Išlo o zásadne nový oheň, ktorý by sa dal nazvať fyzikálnym, pretože práve fyzici študovali procesy vedúce k zrodu takého rozprávkového množstva energie.
Urán nie je jediným jadrovým palivom. Už sa používa výkonnejší typ paliva – izotopy vodíka.
Žiaľ, vodíkovo-héliový jadrový plameň sa človeku zatiaľ nepodarilo pokoriť. Vie, ako na chvíľu zapáliť svoj horiaci oheň a zapáliť reakciu vo vodíkovej bombe zábleskom výbuchu uránu. Čoraz bližšie však vedci vidia vodíkový reaktor, ktorý bude generovať elektrický prúd ako výsledok fúzie jadier izotopov vodíka na jadrá hélia.
Opäť platí, že množstvo energie, ktoré môže človek odobrať z každého kilogramu paliva, sa zvýši takmer desaťnásobne. Bude však tento krok posledným v nadchádzajúcich dejinách ľudskej moci nad prírodnými silami?
Nie! Ahead - zvládnutie gravitačnej formy energie. Príroda ho balí ešte prezieravejšie ako energia fúzie vodíka a hélia. Dnes je to najkoncentrovanejšia forma energie, o ktorej môže človek čo i len tušiť.
Nič viac tam za hranicami vedy ešte nie je viditeľné. A aj keď môžeme s istotou povedať, že elektrárne budú pracovať pre človeka, spracovanie gravitačnej energie na elektrický prúd (alebo možno na prúd plynu vylietavajúci z trysky prúdového motora alebo na plánovanú premenu všadeprítomných atómov kremíka a kyslíka do atómov ultravzácnych kovov), nevieme zatiaľ povedať nič o detailoch takejto elektrárne (raketový motor, fyzikálny reaktor).
Sila univerzálnej gravitácie pri počiatkoch zrodu galaxií
Sila univerzálnej gravitácie stojí na počiatku zrodu galaxií z predhviezdnej hmoty, ako je presvedčený akademik V.A. Ambartsumyan. Zhasne aj hviezdy, ktoré vyhoreli svoj čas, pretože minuli hviezdne palivo, ktoré im bolo pridelené pri narodení.
Áno, pozrite sa okolo seba: všetko na Zemi je do značnej miery ovládané touto silou.
Práve ona určuje vrstvenú štruktúru našej planéty – striedanie litosféry, hydrosféry a atmosféry. Práve ona drží hrubú vrstvu vzdušných plynov, na dne ktorej a vďaka ktorej všetci existujeme.
Ak by neexistovala gravitácia, Zem by sa okamžite vymanila z obežnej dráhy okolo Slnka a samotná zemeguľa by sa rozpadla na kusy, roztrhnutá odstredivými silami. Je ťažké nájsť niečo, čo by v tej či onej miere nebolo závislé od sily univerzálnej gravitácie.
Samozrejme, starovekí filozofi, veľmi pozorní ľudia, si nemohli nevšimnúť, že kameň hodený hore sa vždy vráti. Platón v 4. storočí pred Kristom to vysvetlil tak, že všetky látky vesmíru majú tendenciu tam, kde sa sústreďuje väčšina podobných látok: hodený kameň padne na zem alebo ide ku dnu, rozliata voda presiakne do najbližšieho jazierka resp. do rieky, ktorá si razí cestu k moru, dym z ohňa sa ženie k jej spriazneným oblakom.
Žiak Platóna, Aristoteles, objasnil, že všetky telesá majú špeciálne vlastnosti, ako je váha a ľahkosť. Ťažké telesá - kamene, kovy - sa ponáhľajú do stredu vesmíru, svetlo - oheň, dym, pary - na perifériu. Táto hypotéza, ktorá vysvetľuje niektoré javy spojené so silou univerzálnej gravitácie, existuje už viac ako 2 tisíc rokov.
Vedci o gravitačnej sile
Pravdepodobne prvý, kto nastolí otázku gravitačná sila skutočne vedecký, bol génius renesancie - Leonardo da Vinci. Leonardo hlásal, že gravitácia je charakteristická nielen pre Zem, že existuje veľa ťažísk. A tiež navrhol, že sila gravitácie závisí od vzdialenosti od ťažiska.
Diela Koperníka, Galilea, Keplera, Roberta Hooka priblížili a priblížili myšlienku zákona univerzálnej gravitácie, ale vo svojej konečnej formulácii je tento zákon navždy spojený s menom Isaaca Newtona.
Isaac Newton o sile gravitácie
Narodil sa 4. januára 1643. Vyštudoval University of Cambridge, stal sa bakalárom, potom - magistrom vied.
Isaac Newton Všetko, čo nasleduje, je nekonečné množstvo vedeckých prác. Ale jeho hlavným dielom sú „Matematické princípy prírodnej filozofie“, vydané v roku 1687 a zvyčajne nazývané jednoducho „Začiatky“. Práve v nich sa formuluje to veľké. Asi každý si ho pamätá zo strednej školy.
Všetky telesá sú k sebe priťahované silou, ktorá je priamo úmerná súčinu hmotností týchto telies a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi ...
Niektoré ustanovenia tejto formulácie mohli už Newtonovi predchodcovia predpokladať, no ešte nebola nikomu daná celá. Na zostavenie týchto fragmentov do jedného celku bol potrebný Newtonov génius, aby sa príťažlivosť Zeme rozšírila na Mesiac a Slnko na celý planetárny systém.
Zo zákona univerzálnej gravitácie Newton odvodil všetky zákony pohybu planét, ktoré objavil už Kepler. Boli to len jej následky. Navyše Newton ukázal, že nielen Keplerove zákony, ale aj odchýlky od týchto zákonov (vo svete troch a viacerých telies) sú výsledkom univerzálnej gravitácie... Bol to veľký triumf vedy.
Zdalo sa, že konečne bola objavená a matematicky opísaná hlavná sila prírody, ktorá hýbe svetmi, sila, ktorej podliehajú molekuly vzduchu, jablká a Slnko. Obrovský, nesmierne obrovský bol krok, ktorý urobil Newton.
Prvý popularizátor diela geniálneho vedca, francúzsky spisovateľ Francois Marie Arouet, svetoznámy pod pseudonymom Voltaire, povedal, že Newton zrazu pri pohľade na padajúce jablko uhádol existenciu zákona pomenovaného po ňom.
Sám Newton toto jablko nikdy nespomenul. A dnes sotva stojí za to strácať čas vyvracaním tejto krásnej legendy. A očividne Newton pochopil veľkú silu prírody logickým uvažovaním. Je pravdepodobné, že bol zahrnutý do zodpovedajúcej kapitoly „Začiatky“.
Gravitačná sila ovplyvňuje let jadra
Predpokladajme, že na veľmi vysokej hore, tak vysokej, že jej vrchol je už mimo atmosféry, sme postavili gigantické delostrelectvo. Jeho hlaveň bola umiestnená striktne rovnobežne s povrchom zemegule a vystrelená. Opis oblúka jadro padá na zem.
Zvyšujeme náboj, zlepšujeme kvalitu pušného prachu, tak či onak prinútime jadro sa po ďalšom výstrele pohybovať vyššou rýchlosťou. Oblúk opísaný jadrom sa stáva plochejším. Jadro spadá oveľa ďalej od úpätia našej hory.
Tiež zvyšujeme náboj a strieľame. Jadro letí po takej miernej trajektórii, že klesá rovnobežne s povrchom zemegule. Jadro už nemôže spadnúť na Zem: rovnakou rýchlosťou, akou padá, Zem spod neho uniká. A po opísaní prstenca okolo našej planéty sa jadro vráti do východiskového bodu.
Pištoľ je možné medzitým vybrať. Veď let jadra okolo zemegule potrvá viac ako hodinu. A potom jadro rýchlo prejde cez vrchol hory a prejde do nového kruhu okolo Zeme. Pád, ak, ako sme sa dohodli, jadro nepociťuje odpor vzduchu, nebude môcť nikdy.
Rýchlosť jadra by sa mala pohybovať okolo 8 km/s. A ak zvýšite rýchlosť letu jadra? Najprv poletí v oblúku, jemnejšom ako zakrivenie zemského povrchu, a začne sa od Zeme vzďaľovať. Zároveň sa zníži jeho rýchlosť pod vplyvom zemskej príťažlivosti.
A nakoniec, keď sa otočí, začne akoby klesať späť k Zemi, ale preletí okolo nej a už nedotvorí kruh, ale elipsu. Jadro sa bude pohybovať okolo Zeme presne tak, ako sa Zem pohybuje okolo Slnka, a to po elipse, v ktorej jednom z ohniskov sa bude nachádzať stred našej planéty.
Ak ďalej zvýšime počiatočnú rýchlosť jadra, elipsa sa ukáže byť viac natiahnutá. Túto elipsu je možné natiahnuť tak, že jadro dosiahne obežnú dráhu Mesiaca alebo ešte oveľa ďalej. Kým však počiatočná rýchlosť tohto jadra nepresiahne 11,2 km/s, zostane satelitom Zeme.
Jadro, ktoré pri výstrele dostalo rýchlosť vyše 11,2 km/s, navždy odletí zo Zeme po parabolickej trajektórii. Ak je elipsa uzavretá krivka, potom parabola je krivka, ktorá má dve vetvy smerujúce do nekonečna. Pohybom po elipse, bez ohľadu na to, aká môže byť predĺžená, sa nevyhnutne systematicky vrátime k východiskovému bodu. Pohybujúc sa po parabole sa nikdy nevrátime do východiskového bodu.
Ale po opustení Zeme touto rýchlosťou jadro ešte nebude schopné lietať do nekonečna. Silná gravitácia Slnka ohne trajektóriu jeho letu, uzavrie sa okolo seba ako trajektória planéty. Jadro sa stane sestrou Zeme, malou planétou v našej vlastnej rodine planét.
Aby bolo možné nasmerovať jadro mimo planetárneho systému, prekonať slnečnú príťažlivosť, je potrebné povedať mu rýchlosť viac ako 16,7 km / s a nasmerovať ho tak, aby sa k tejto rýchlosti pripočítala rýchlosť vlastného pohybu Zeme. .
Rýchlosť okolo 8 km/s (táto rýchlosť závisí od výšky hory, z ktorej naše delo strieľa) sa nazýva kruhová rýchlosť, rýchlosti od 8 do 11,2 km/s sú eliptické, od 11,2 do 16,7 km/s sú parabolické, a nad toto číslo - oslobodzujúce rýchlosti.
Tu treba dodať, že uvedené hodnoty týchto rýchlostí platia len pre Zem. Ak by sme žili na Marse, kruhovú rýchlosť by sme dosiahli oveľa ľahšie – je to tam len asi 3,6 km/s a parabolická rýchlosť je len o niečo viac ako 5 km/s.
Na druhej strane by bolo oveľa ťažšie poslať jadro vesmírnym letom z Jupitera ako zo Zeme: kruhová rýchlosť na tejto planéte je 42,2 km/s a parabolická dokonca 61,8 km/s!
Pre obyvateľov Slnka by bolo najťažšie opustiť svoj svet (ak by, samozrejme, taký mohol existovať). Kruhová rýchlosť tohto obra by mala byť 437,6 a rýchlosť separácie - 618,8 km / s!
Takže Newton na konci 17. storočia, sto rokov pred prvým letom teplovzdušného balóna naplneného teplým vzduchom bratmi Montgolfierovými, dvesto rokov pred prvými letmi lietadla bratov Wrightovcov a takmer štvrť tisícročia pred vzletom prvých rakiet na kvapalinu, ukázal cestu k oblohe pre satelity a kozmické lode.
Gravitačná sila je vlastná každej sfére
Používaním zákon gravitácie boli objavené neznáme planéty, vznikli kozmogonické hypotézy o vzniku slnečnej sústavy. Bola objavená a matematicky opísaná hlavná sila prírody, ktorá ovláda hviezdy, planéty, jablká v záhrade a molekuly plynu v atmosfére.
Ale nepoznáme mechanizmus univerzálnej gravitácie. Newtonovská gravitácia nevysvetľuje, ale vizuálne predstavuje súčasný stav pohybu planét.
Nevieme, čo spôsobuje interakciu všetkých tiel vesmíru. A nedá sa povedať, že by Newtona tento dôvod nezaujímal. Dlhé roky uvažoval nad jej možným mechanizmom.
Mimochodom, toto je skutočne mimoriadne tajomná sila. Sila, ktorá sa prejavuje v stovkách miliónov kilometrov priestoru, na prvý pohľad bez akýchkoľvek hmotných útvarov, pomocou ktorých by sa dal vysvetliť prenos interakcie.
Newtonove hypotézy
A Newton uchýlil sa k hypotéza o existencii istého éteru, ktorý údajne napĺňa celý Vesmír. V roku 1675 vysvetlil príťažlivosť Zeme tým, že éter napĺňajúci celý Vesmír sa rúti do stredu Zeme v nepretržitých prúdoch, zachytávajúc všetky objekty v tomto pohybe a vytvára gravitačnú silu. Rovnaký prúd éteru sa rúti k Slnku a ťahajúc planéty, kométy, zabezpečuje ich eliptické trajektórie...
Nebola to veľmi presvedčivá, aj keď absolútne matematicky logická hypotéza. Ale teraz, v roku 1679, Newton vytvoril novú hypotézu vysvetľujúcu mechanizmus gravitácie. Tentoraz obdarúva éter vlastnosťou mať inú koncentráciu v blízkosti planét a ďaleko od nich. Čím ďalej od stredu planéty, tým je údajne hustejší éter. A má tú vlastnosť, že vytlačí všetky hmotné telesá z ich hustejších vrstiev do menej hustých. A všetky telesá sú vytlačené na povrch Zeme.
V roku 1706 Newton ostro popiera samotnú existenciu éteru. V roku 1717 sa opäť vracia k hypotéze o vytláčaní éteru.
Geniálny mozog Newtona bojoval o riešenie veľkej záhady a nenašiel ho. To vysvetľuje také prudké hádzanie zo strany na stranu. Newton hovorieval:
Nerobím si hypotézy.
A hoci to, ako sme si mohli len overiť, nie je celkom pravda, rozhodne môžeme konštatovať niečo iné: Newton dokázal jasne odlíšiť veci, ktoré sú nespochybniteľné, od nestálych a kontroverzných hypotéz. A v Živloch je vzorec veľkého zákona, ale nie je tu žiadny pokus vysvetliť jeho mechanizmus.
Veľký fyzik odkázal túto hádanku mužovi budúcnosti. Zomrel v roku 1727.
Nevyriešilo sa to ani dnes.
Diskusia o fyzikálnej podstate Newtonovho zákona trvala dve storočia. A možno by sa táto diskusia netýkala samotnej podstaty zákona, keby odpovedal presne na všetky otázky, ktoré mu boli položené.
Faktom však je, že časom sa ukázalo, že tento zákon nie je univerzálny. Že sú prípady, keď nevie vysvetliť ten či onen jav. Uveďme si príklady.
Gravitačná sila v Seeligerových výpočtoch
Prvým z nich je Seeligerov paradox. Seeliger, ktorý považoval vesmír za nekonečný a rovnomerne naplnený hmotou, sa pokúsil vypočítať podľa Newtonovho zákona univerzálnu gravitačnú silu vytvorenú celou nekonečne veľkou hmotnosťou nekonečného vesmíru v určitom bode v ňom.
Z pohľadu čistej matematiky to nebola ľahká úloha. Po prekonaní všetkých ťažkostí najzložitejších transformácií, Seeliger zistil, že požadovaná sila univerzálnej gravitácie je úmerná polomeru vesmíru. A keďže sa tento polomer rovná nekonečnu, potom musí byť gravitačná sila nekonečne veľká. V praxi to však nevidíme. To znamená, že zákon univerzálnej gravitácie neplatí pre celý vesmír.
Možné sú však aj iné vysvetlenia paradoxu. Môžeme napríklad predpokladať, že hmota nevypĺňa rovnomerne celý vesmír, ale jej hustota postupne klesá a nakoniec niekde veľmi ďaleko nie je hmota vôbec. No predstaviť si takýto obraz znamená pripustiť možnosť existencie priestoru bez hmoty, čo je vo všeobecnosti absurdné.
Môžeme predpokladať, že gravitačná sila slabne rýchlejšie, ako rastie štvorec vzdialenosti. To však spochybňuje prekvapivú harmóniu Newtonovho zákona. Nie a toto vysvetlenie vedcov neuspokojilo. Paradox zostal paradoxom.
Pozorovania pohybu Merkúra
Ďalší fakt, pôsobenie sily univerzálnej gravitácie, nevysvetlený Newtonovým zákonom, priniesol pozorovanie pohybu Merkúra- najbližšie k planéte. Presné výpočty podľa Newtonovho zákona ukázali, že perehelion – bod elipsy, po ktorom sa Merkúr pohybuje najbližšie k Slnku – by sa mal za 100 rokov posunúť o 531 oblúkových sekúnd.
A astronómovia zistili, že tento posun sa rovná 573 oblúkovým sekundám. Tento prebytok - 42 oblúkových sekúnd - vedci tiež nedokázali vysvetliť iba pomocou vzorcov vyplývajúcich z Newtonovho zákona.
Vysvetlil ako Seeligerov paradox, tak aj premiestnenie Merkúrovho perhélia a mnohé ďalšie paradoxné javy a nevysvetliteľné skutočnosti. Albert Einstein, jeden z najväčších, ak nie najväčší fyzik všetkých čias. Medzi nepríjemné maličkosti patrila otázka éterický vietor.
Experimenty Alberta Michelsona
Zdalo sa, že táto otázka sa netýka priamo problému gravitácie. Týkal sa optiky, svetla. Presnejšie k definícii jeho rýchlosti.
Dánsky astronóm ako prvý určil rýchlosť svetla. Olaf Remer sledovanie zatmenia mesiacov Jupitera. Stalo sa tak už v roku 1675.
americký fyzik Albert Michelson na konci 18. storočia vykonal sériu stanovení rýchlosti svetla v pozemských podmienkach pomocou prístroja, ktorý navrhol.
V roku 1927 udával rýchlosť svetla 299796 + 4 km/s, čo bola na tie časy vynikajúca presnosť. Podstata veci je ale iná. V roku 1880 sa rozhodol preskúmať éterický vietor. Chcel konečne dokázať existenciu práve toho éteru, ktorého prítomnosťou sa snažili vysvetliť tak prenos gravitačnej interakcie, ako aj prenos svetelných vĺn.
Michelson bol pravdepodobne najpozoruhodnejším experimentátorom svojej doby. Mal vynikajúce vybavenie. A úspechom si bol takmer istý.
Esencia skúsenosti
Skúsenosť bol koncipovaný takto. Zem sa na svojej obežnej dráhe pohybuje rýchlosťou asi 30 km/s.. Pohybuje sa vzduchom. To znamená, že rýchlosť svetla zo zdroja, ktorý je pred prijímačom vzhľadom na pohyb Zeme, musí byť väčšia ako zo zdroja, ktorý je na druhej strane. V prvom prípade treba k rýchlosti svetla pripočítať rýchlosť éterického vetra, v druhom prípade musí rýchlosť svetla o túto hodnotu klesnúť.
Samozrejme, rýchlosť Zeme na jej obežnej dráhe okolo Slnka je len jedna desaťtisícina rýchlosti svetla. Nájsť taký malý termín je veľmi ťažké, no Michelson bol z nejakého dôvodu nazývaný kráľom presnosti. Využil dômyselný spôsob, ako zachytiť „nepolapiteľný“ rozdiel v rýchlostiach svetelných lúčov.
Lúč rozdelil na dva rovnaké prúdy a nasmeroval ich vo vzájomne kolmých smeroch: pozdĺž poludníka a pozdĺž rovnobežky. Lúče sa odrazili od zrkadiel a vrátili sa späť. Ak by na lúč idúci pozdĺž rovnobežky pôsobil vplyv éterického vetra, po pridaní k meridionálnemu lúču by mali vzniknúť interferenčné prúžky, vlny oboch lúčov by boli fázovo posunuté.
Pre Michelsona však bolo ťažké zmerať dráhy oboch lúčov s takou veľkou presnosťou, aby boli úplne rovnaké. Preto postavil aparatúru tak, aby tam neboli žiadne rušivé prúžky, a potom ju otočil o 90 stupňov.
Poludníkový lúč sa zmenil na zemepisnú šírku a naopak. Ak fúka éterický vietor, pod okulárom by sa mali objaviť čierne a svetlé pásiky! Ale neboli. Možno, že pri otáčaní zariadenia ho vedec posunul.
Napoludnie ho postavil a opravil. Veď okrem toho sa aj otáča okolo svojej osi. A preto v rôznych časoch dňa zaujíma zemepisný lúč inú polohu vzhľadom na prichádzajúci éterický vietor. Teraz, keď je prístroj prísne nehybný, možno sa presvedčiť o presnosti experimentu.
Opäť neboli žiadne interferenčné prúžky. Experiment sa uskutočnil mnohokrát a Michelson a s ním všetci fyzici tej doby boli ohromení. Éterický vietor nebol zistený! Svetlo sa šírilo všetkými smermi rovnakou rýchlosťou!
Toto si nikto nevedel vysvetliť. Michelson opakoval experiment znova a znova, vylepšoval zariadenie a nakoniec dosiahol takmer neuveriteľnú presnosť merania, rádovo väčšiu, ako bolo potrebné pre úspech experimentu. A opäť nič!
Experimenty Alberta Einsteina
Ďalší veľký krok znalosť gravitačnej sily urobil Albert Einstein.
Alberta Einsteina sa raz opýtali:
Ako ste sa dostali k vašej špeciálnej teórii relativity? Za akých okolností ste prišli na geniálny nápad? Vedec odpovedal: „Vždy sa mi zdalo, že je to tak.
Možno nechcel byť úprimný, možno sa chcel zbaviť otravného partnera. Je však ťažké si predstaviť, že Einsteinova myšlienka spojenia medzi časom, priestorom a rýchlosťou bola vrodená.
Nie, samozrejme, najprv tam bolo tušenie, jasné ako blesk. Potom začal vývoj. Nie, neexistujú žiadne rozpory so známymi javmi. A potom sa objavilo tých päť strán plných vzorcov, ktoré boli publikované vo fyzickom časopise. Stránky, ktoré otvorili novú éru fyziky.
Predstavte si vesmírnu loď letiacu vesmírom. Hneď vás varujeme: hviezdna loď je veľmi zvláštna, o ktorej ste nečítali v príbehoch sci-fi. Jeho dĺžka je 300 tisíc kilometrov a jeho rýchlosť je, povedzme, 240 tisíc km / s. A táto vesmírna loď preletí okolo jednej z medziľahlých plošín vo vesmíre bez toho, aby sa na nej zastavila. V plnej rýchlosti.
Jeden z pasažierov stojí na palube hviezdnej lode s hodinkami. A vy a ja, čitateľ, stojíme na plošine - jej dĺžka musí zodpovedať veľkosti hviezdnej lode, to znamená 300 tisíc kilometrov, inak sa na ňu nebude môcť držať. A v rukách máme aj hodinky.
Všimli sme si, že v momente, keď prova hviezdnej lode dobehla zadný okraj našej plošiny, zablikala na nej lampa, ktorá osvetlila priestor okolo nej. O sekundu neskôr dosiahol lúč svetla predný okraj našej plošiny. Nepochybujeme o tom, pretože poznáme rýchlosť svetla a podarilo sa nám presne určiť zodpovedajúci okamih na hodinách. A na hviezdnej lodi...
Hviezdna loď však tiež letela smerom k lúču svetla. A celkom určite sme videli, že svetlo osvetľovalo jeho kormu v momente, keď bola niekde blízko stredu nástupišťa. Definitívne sme videli, že lúč svetla neprešiel 300-tisíc kilometrov od provy po kormu lode.
Cestujúci na palube hviezdnej lode sú si však istí niečím iným. Sú si istí, že ich lúč pokryl celú vzdialenosť od prove po kormu 300 tisíc kilometrov. Napokon na tom strávil celú sekundu. Aj oni to absolútne presne zaznamenali na hodinky. A ako by to mohlo byť inak: koniec koncov, rýchlosť svetla nezávisí od rýchlosti zdroja ...
Ako to? Vidíme jednu vec z pevnej plošiny a druhú im na palube hviezdnej lode? Čo sa deje?
Einsteinova teória relativity
Okamžite treba poznamenať: Einsteinova teória relativity na prvý pohľad to absolútne odporuje našej zavedenej predstave o štruktúre sveta. Dá sa povedať, že to odporuje aj zdravému rozumu, ako ho zvykneme prezentovať. V histórii vedy sa to stalo mnohokrát.
Ale objav guľovitého tvaru Zeme bol v rozpore so zdravým rozumom. Ako môžu ľudia žiť na opačnej strane a nespadnúť do priepasti?
Guľovitosť Zeme je pre nás nepochybným faktom a z hľadiska zdravého rozumu je akýkoľvek iný predpoklad nezmyselný a divoký. Ale ustúpte od svojho času, predstavte si prvý výskyt tejto myšlienky a pochopíte, aké ťažké by bolo prijať ju.
No, bolo jednoduchšie priznať, že Zem nie je nehybná, ale letí po svojej dráhe desaťkrát rýchlejšie ako delová guľa?
Všetko to boli trosky zdravého rozumu. Moderní fyzici sa naň preto nikdy neodvolávajú.
Teraz späť k špeciálnej teórii relativity. Svet ju prvýkrát spoznal v roku 1905 z článku podpísaného málo známym menom – Albert Einstein. A to mal vtedy len 26 rokov.
Einstein z tohto paradoxu urobil veľmi jednoduchý a logický predpoklad: z pohľadu pozorovateľa na plošine prešlo v idúcom aute menej času, ako namerali vaše náramkové hodinky. V aute sa plynutie času v porovnaní s časom na stojacom nástupišti spomalilo.
Z tohto predpokladu logicky vyplývali celkom úžasné veci. Ukázalo sa, že človek cestujúci do práce v električke v porovnaní s chodcom idúcim rovnakou cestou nielen šetrí čas vďaka rýchlosti, ale ide mu to aj pomalšie.
Nesnažte sa však týmto spôsobom zachovať večnú mladosť: aj keď sa stanete kočičiarom a tretinu života strávite v električke, za 30 rokov získate sotva viac ako milióntinu sekundy. Aby sa zisk v čase stal viditeľným, je potrebné pohybovať sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.
Ukazuje sa, že zvýšenie rýchlosti telies sa odráža v ich hmotnosti. Čím je rýchlosť telesa bližšia k rýchlosti svetla, tým väčšia je jeho hmotnosť. Pri rýchlosti telesa rovnajúcej sa rýchlosti svetla sa jeho hmotnosť rovná nekonečnu, čiže je väčšia ako hmotnosť Zeme, Slnka, Galaxie, celého nášho Vesmíru... Toľko hmoty môže byť sústredený v jednoduchej dlažobnej kocke, čím sa zrýchľuje na rýchlosť
Sveta!
To ukladá obmedzenie, ktoré neumožňuje žiadnemu hmotnému telu vyvinúť rýchlosť rovnajúcu sa rýchlosti svetla. Koniec koncov, ako hmota rastie, je čoraz ťažšie ju rozptýliť. A nekonečná hmota sa nedá pohnúť žiadnou silou.
Príroda však urobila z tohto zákona veľmi dôležitú výnimku pre celú triedu častíc. Napríklad pre fotóny. Môžu sa pohybovať rýchlosťou svetla. Presnejšie povedané, nemôžu sa pohybovať žiadnou inou rýchlosťou. Je nemysliteľné predstaviť si nehybný fotón.
Keď stojí, nemá hmotnosť. Neutrína tiež nemajú pokojovú hmotnosť a sú tiež odsúdené na večný neobmedzený let vesmírom maximálnou možnou rýchlosťou v našom Vesmíre bez toho, aby predbiehali svetlo a držali s ním krok.
Nie je pravda, že každý z nami uvedených dôsledkov špeciálnej teórie relativity je prekvapivý, paradoxný! A každý, samozrejme, je v rozpore so „zdravým rozumom“!
Ale tu je to zaujímavé: nie vo svojej konkrétnej podobe, ale ako široké filozofické stanovisko, všetky tieto úžasné dôsledky predpovedali zakladatelia dialektického materializmu. Čo hovoria tieto implikácie? O spojeniach, ktoré prepájajú energiu a hmotnosť, hmotnosť a rýchlosť, rýchlosť a čas, rýchlosť a dĺžku pohybujúceho sa objektu...
Einsteinov objav vzájomnej závislosti, ako je cement (viac:), spájajúci výstuže alebo základné kamene, spájal veci a javy, ktoré sa predtým zdali byť na sebe nezávislé, a vytvoril základ, na ktorom sa po prvý raz v histórii vedy opierala. možné postaviť harmonickú budovu. Táto budova je znázornením toho, ako funguje náš vesmír.
Najprv však aspoň pár slov o všeobecnej teórii relativity, ktorú vytvoril aj Albert Einstein.
Albert Einstein Tento názov – všeobecná teória relativity – celkom nezodpovedá obsahu teórie, o ktorej bude reč. Vytvára vzájomnú závislosť medzi priestorom a hmotou. Zrejme by bolo správnejšie to nazvať teória časopriestoru, alebo teória gravitácie.
Ale toto meno sa tak zblížilo s Einsteinovou teóriou, že aj nastolenie otázky jeho nahradenia sa mnohým vedcom zdá neslušné.
Všeobecná teória relativity stanovila vzájomnú závislosť medzi hmotou a časom a priestorom, ktoré ju obsahujú. Ukázalo sa, že priestor a čas si nielenže nemožno predstaviť ako existujúci oddelene od hmoty, ale ich vlastnosti závisia aj od hmoty, ktorá ich napĺňa.
Východiskový bod diskusie
Preto možno len špecifikovať východiskový bod diskusie a vyvodiť niekoľko dôležitých záverov.
Na začiatku vesmírnej cesty nečakaná katastrofa zničila knižnicu, filmový fond a ďalšie úložiská mysle, pamäti ľudí lietajúcich vesmírom. A povaha pôvodnej planéty je v zmene storočí zabudnutá. Dokonca aj zákon univerzálnej gravitácie je zabudnutý, pretože raketa letí v medzigalaktickom priestore, kde ju takmer necítiť.
Lodné motory však fungujú suverénne, zásoba energie v batériách je prakticky neobmedzená. Loď sa väčšinou pohybuje zotrvačnosťou a jej obyvatelia sú zvyknutí na beztiažový stav. Ale niekedy zapnú motory a spomalia alebo zrýchlia pohyb lode. Keď prúdové dýzy šľahajú do prázdna bezfarebným plameňom a loď sa pohybuje zrýchleným tempom, obyvatelia cítia, že ich telá ťažia, sú nútení chodiť okolo lode a nelietať po chodbách.
A teraz je let blízko dokončenia. Loď letí k jednej z hviezd a padá na obežnú dráhu najvhodnejšej planéty. Hviezdne lode zhasnú, kráčajú po sviežej zelenej zemi a neustále zažívajú rovnaký pocit ťažkosti, známy z čias, keď sa loď pohybovala zrýchleným tempom.
Ale planéta sa pohybuje rovnomerne. Nemôže k nim letieť s konštantným zrýchlením 9,8 m/s2! A majú prvý predpoklad, že gravitačné pole (gravitačná sila) a zrýchlenie majú rovnaký účinok a možno majú spoločnú povahu.
Žiadny z našich pozemských súčasníkov nebol na takom dlhom lete, ale mnohí ľudia pocítili fenomén „váženia“ a „odľahčenia“ svojich tiel. Už obyčajný výťah, keď sa pohybuje zrýchleným tempom, vytvára tento pocit. Pri zostupe cítite náhly úbytok hmotnosti, pri stúpaní naopak podlaha tlačí na nohy väčšou silou ako zvyčajne.
Ale jeden pocit nič nedokazuje. Koniec koncov, vnemy sa nás snažia presvedčiť, že Slnko sa pohybuje na oblohe okolo nehybnej Zeme, že všetky hviezdy a planéty sú v rovnakej vzdialenosti od nás, na nebeskej klenbe atď.
Vedci podrobili senzácie experimentálnemu overeniu. Dokonca aj Newton sa zamyslel nad zvláštnou identitou týchto dvoch fenoménov. Snažil sa im dať číselné charakteristiky. Po meraní gravitácie a , bol presvedčený, že ich hodnoty sú vždy navzájom prísne rovnaké.
Z akýchkoľvek materiálov vyrobil kyvadlá pilotného zariadenia: zo striebra, olova, skla, soli, dreva, vody, zlata, piesku, pšenice. Výsledok bol rovnaký.
Princíp ekvivalencie, o ktorom hovoríme, je základom všeobecnej teórie relativity, hoci moderný výklad teórie už tento princíp nepotrebuje. Vynechajúc matematické dedukcie, ktoré z tohto princípu vyplývajú, pristúpme priamo k niektorým dôsledkom všeobecnej teórie relativity.
Prítomnosť veľkých hmôt hmoty výrazne ovplyvňuje okolitý priestor. Vedie v ňom k takým zmenám, ktoré možno definovať ako nehomogenity priestoru. Tieto nehomogenity riadia pohyb akýchkoľvek hmôt, ktoré sú blízko priťahujúceho telesa.
Zvyčajne sa uchýlite k takejto analógii. Predstavte si plátno pevne natiahnuté na rám rovnobežný so zemským povrchom. Dajte na to veľkú váhu. Toto bude naša veľká priťahujúca masa. Tá, samozrejme, ohne plátno a skončí v nejakom výklenku. Teraz guľôčku prevaľujte cez toto plátno tak, aby časť jej dráhy ležala vedľa priťahujúcej hmoty. V závislosti od spôsobu odpálenia lopty sú možné tri možnosti.
- Lopta poletí dostatočne ďaleko od vybrania vytvoreného vychýlením plátna a nezmení svoj pohyb.
- Lopta sa dotkne vybrania a línie jej pohybu sa ohýbajú smerom k priťahujúcej hmote.
- Lopta spadne do tohto otvoru, nebude sa môcť z neho dostať a urobí jednu alebo dve otáčky okolo gravitujúcej hmoty.
Nie je pravda, že tretia možnosť veľmi krásne modeluje zachytenie cudzieho telesa hviezdou alebo planétou nedbalo prileteného do ich príťažlivého poľa?
A druhým prípadom je ohyb trajektórie telesa letiaceho rýchlosťou väčšou ako je možná rýchlosť zachytenia! Prvý prípad je podobný lietaniu mimo praktického dosahu gravitačného poľa. Áno, je to praktické, pretože teoreticky je gravitačné pole neobmedzené.
Samozrejme, toto je veľmi vzdialená analógia, predovšetkým preto, že nikto si nevie reálne predstaviť vychýlenie nášho trojrozmerného priestoru. Aký je fyzikálny význam tohto vychýlenia alebo zakrivenia, ako sa často hovorí, nikto nevie.
Zo všeobecnej teórie relativity vyplýva, že každé hmotné teleso sa môže pohybovať v gravitačnom poli len po zakrivených čiarach. Len v osobitných prípadoch sa krivka mení na priamku.
Tomuto pravidlu sa riadi aj lúč svetla. Koniec koncov, pozostáva z fotónov, ktoré majú počas letu určitú hmotnosť. A gravitačné pole má naň vplyv, rovnako ako na molekulu, asteroid či planétu.
Ďalším dôležitým záverom je, že gravitačné pole mení aj priebeh času. V blízkosti veľkej priťahujúcej hmoty, v silnom gravitačnom poli ňou vytvorenom, by čas mal byť pomalší ako preč od nej.
Vidíte, a všeobecná teória relativity je plná paradoxných záverov, ktoré môžu znova a znova prevrátiť naše predstavy o „zdravom rozume“!
Gravitačný kolaps
Povedzme si niečo o úžasnom fenoméne kozmickej povahy – o gravitačnom kolapse (katastrofickej kompresii). K tomuto javu dochádza v gigantických nahromadeniach hmoty, kde gravitačné sily dosahujú také obrovské veľkosti, že im žiadne iné sily existujúce v prírode nedokážu odolať.
Pamätajte na slávny Newtonov vzorec: čím väčšia je gravitačná sila, tým menšia je štvorec vzdialenosti medzi gravitačnými telesami. Čím je teda hmotný útvar hustejší, tým je jeho veľkosť menšia, čím rýchlejšie rastú gravitačné sily, tým nevyhnutnejšie je ich deštruktívne objatie.
Existuje prefíkaná technika, pomocou ktorej príroda zápasí so zdanlivo neobmedzeným stláčaním hmoty. K tomu zastavuje samotný beh času vo sfére pôsobenia superobrovských gravitačných síl a spútané masy hmoty sú akoby vypnuté z nášho Vesmíru, zamrznuté v podivnom letargickom sne.
Prvá z týchto „čiernych dier“ kozmu už bola pravdepodobne objavená. Podľa predpokladu sovietskych vedcov O.Kh.Husejnova a A.Sh.Novruzovej ide o deltu Blížencov - dvojhviezdu s jednou neviditeľnou zložkou.
Viditeľná zložka má hmotnosť 1,8 solar a jej neviditeľný „parťák“ by mal byť podľa výpočtov štyrikrát hmotnejší ako viditeľný. Ale nie sú po ňom žiadne stopy: nie je možné vidieť najúžasnejší výtvor prírody, „čiernu dieru“.
Sovietsky vedec profesor K.P. Stanyukovich, ako sa hovorí, „na špičke pera“, prostredníctvom čisto teoretických konštrukcií ukázal, že častice „zamrznutej hmoty“ môžu byť veľmi rôznorodé.
- Jeho gigantické formácie sú možné, podobne ako kvazary, ktoré nepretržite vyžarujú toľko energie, koľko vyžaruje všetkých 100 miliárd hviezd našej Galaxie.
- Možné sú oveľa skromnejšie zhluky, ktoré sa rovnajú iba niekoľkým solárnym hmotám. Tie aj iné predmety môžu samy vzniknúť z bežnej, nie „spiacej“ hmoty.
- A sú možné formácie úplne inej triedy, úmerné hmotnosti elementárnym časticiam.
Aby mohli vzniknúť, je potrebné hmotu, ktorá ich vytvára, najskôr podrobiť gigantickému tlaku a zahnať ju do hraníc Schwarzschildovej sféry – sféry, kde sa čas pre vonkajšieho pozorovateľa úplne zastaví. A aj keby sa potom tlak dokonca odstránil, častice, pre ktoré sa zastavil čas, budú naďalej existovať nezávisle od nášho vesmíru.
plankeons
Plankeóny sú veľmi špeciálnou triedou častíc. Majú podľa K. P. Stanyukoviča mimoriadne zaujímavú vlastnosť: nosia v sebe hmotu v nezmenenej forme, ako tomu bolo pred miliónmi a miliardami rokov. Pri pohľade do vnútra plankeónu sme mohli vidieť hmotu takú, aká bola v čase zrodu nášho vesmíru. Podľa teoretických výpočtov je vo vesmíre asi 1080 plankeónov, približne jeden plankeón v kocke priestoru so stranou 10 centimetrov. Mimochodom, v rovnakom čase ako Stanyukovich a (bez ohľadu na neho, hypotézu plankeónov predložil akademik M.A. Markov. Iba Markov im dal iné meno - maximóny.
Špeciálne vlastnosti plankeónov možno využiť aj na vysvetlenie niekedy paradoxných premien elementárnych častíc. Je známe, že pri zrážke dvoch častíc sa nikdy nevytvoria fragmenty, ale vznikajú iné elementárne častice. To je naozaj úžasné: v bežnom svete, keď rozbijeme vázu, nikdy nezískame celé šálky alebo dokonca rozety. Predpokladajme však, že v hĺbke každej elementárnej častice je plankeón, jeden alebo niekoľko, a niekedy aj veľa plankeónov.
V momente zrážky častíc sa pevne zviazané „vrecko“ plankeónu mierne pootvorí, nejaké častice doň „spadnú“ a namiesto „vyskočia“ tie, ktoré považujeme za vzniknuté pri zrážke. Plankeon zároveň ako usilovný účtovník zabezpečí všetky „ochranárske zákony“ prijaté vo svete elementárnych častíc.
No a čo s tým má spoločné mechanizmus univerzálnej gravitácie?
„Zodpovedné“ za gravitáciu sú podľa hypotézy K. P. Stanyukoviča drobné častice, takzvané gravitóny, nepretržite emitované elementárnymi časticami. Gravitóny sú o toľko menšie ako tie druhé, ako je zrnko prachu tancujúce v slnečnom lúči menšie ako zemeguľa.
Žiarenie gravitónov sa riadi množstvom zákonitostí. Najmä ľahšie lietajú do tejto oblasti vesmíru. Ktorý obsahuje menej gravitónov. To znamená, že ak sú vo vesmíre dve nebeské telesá, obe budú vyžarovať gravitóny prevažne „von“, v opačných smeroch. Vznikne tak impulz, ktorý spôsobí, že sa telá k sebe približujú, priťahujú.
Napriek tomu, že gravitácia je najslabšou interakciou medzi objektmi vo vesmíre, jej význam vo fyzike a astronómii je obrovský, pretože je schopná ovplyvňovať fyzické objekty v akejkoľvek vzdialenosti vo vesmíre.
Ak máte radi astronómiu, pravdepodobne ste sa zamysleli nad otázkou, čo je taký pojem ako gravitácia alebo zákon univerzálnej gravitácie. Gravitácia je univerzálna základná interakcia medzi všetkými objektmi vo vesmíre.
Objav gravitačného zákona sa pripisuje slávnemu anglickému fyzikovi Isaacovi Newtonovi. Pravdepodobne mnohí z vás poznajú príbeh jablka, ktoré padlo na hlavu slávneho vedca. Ak sa však pozriete hlboko do histórie, môžete vidieť, že o prítomnosti gravitácie dlho pred jeho érou uvažovali filozofi a vedci staroveku, napríklad Epikuros. Napriek tomu to bol Newton, kto ako prvý opísal gravitačnú interakciu medzi fyzickými telesami v rámci klasickej mechaniky. Jeho teóriu rozpracoval ďalší slávny vedec – Albert Einstein, ktorý vo svojej všeobecnej teórii relativity presnejšie opísal vplyv gravitácie vo vesmíre, ako aj jej úlohu v časopriestorovom kontinuu.
Newtonov zákon univerzálnej gravitácie hovorí, že sila gravitačnej príťažlivosti medzi dvoma hmotnými bodmi oddelenými vzdialenosťou je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti a priamo úmerná obom hmotám. Gravitačná sila má veľký dosah. To znamená, že bez ohľadu na to, ako sa teleso s hmotnosťou pohybuje, v klasickej mechanike bude jeho gravitačný potenciál závisieť čisto od polohy tohto objektu v danom časovom okamihu. Čím väčšia je hmotnosť objektu, tým väčšie je jeho gravitačné pole - tým silnejšia je gravitačná sila. Takéto kozmické objekty, ako sú galaxie, hviezdy a planéty, majú najväčšiu príťažlivú silu, a teda pomerne silné gravitačné polia.
Gravitačné polia
Gravitačné pole Zeme
Gravitačné pole je vzdialenosť, v ktorej prebieha gravitačná interakcia medzi objektmi vo vesmíre. Čím väčšia je hmotnosť objektu, tým silnejšie je jeho gravitačné pole – tým je jeho vplyv na iné fyzické telá v určitom priestore zreteľnejší. Gravitačné pole objektu je potenciálne. Podstatou predchádzajúceho tvrdenia je, že ak zavedieme potenciálnu energiu príťažlivosti medzi dve telesá, potom sa nezmení potom, čo sa telesá budú pohybovať po uzavretom obryse. Odtiaľto vychádza ďalší známy zákon zachovania súčtu potenciálnej a kinetickej energie v uzavretom okruhu.
V hmotnom svete má veľký význam gravitačné pole. Vlastnia ho všetky hmotné objekty vo vesmíre, ktoré majú hmotnosť. Gravitačné pole môže ovplyvňovať nielen hmotu, ale aj energiu. Vplyvom gravitačných polí takých veľkých vesmírnych objektov, akými sú čierne diery, kvazary a supermasívne hviezdy, vznikajú slnečné sústavy, galaxie a iné astronomické zhluky, ktoré sa vyznačujú logickou štruktúrou.
Najnovšie vedecké údaje ukazujú, že slávny efekt rozpínania vesmíru je založený aj na zákonoch gravitačnej interakcie. Rozšírenie vesmíru je uľahčené najmä silnými gravitačnými poľami, a to tak malými, ako aj jeho najväčšími objektmi.
Gravitačné žiarenie v binárnom systéme
Gravitačné žiarenie alebo gravitačná vlna je termín, ktorý prvýkrát zaviedol do fyziky a kozmológie slávny vedec Albert Einstein. Gravitačné žiarenie v teórii gravitácie vzniká pohybom hmotných objektov s premenlivým zrýchlením. Počas zrýchlenia objektu sa gravitačná vlna od neho akoby „odtrhne“, čo vedie k kolísaniu gravitačného poľa v okolitom priestore. Toto sa nazýva efekt gravitačných vĺn.
Hoci gravitačné vlny predpovedá Einsteinova všeobecná teória relativity, ako aj iné teórie gravitácie, nikdy neboli priamo detekované. Je to spôsobené predovšetkým ich extrémnou malosťou. V astronómii však existujú nepriame dôkazy, ktoré môžu tento efekt potvrdiť. Na príklade priblíženia dvojhviezd možno teda pozorovať vplyv gravitačnej vlny. Pozorovania potvrdzujú, že rýchlosť približovania sa dvojhviezd do určitej miery závisí od straty energie týchto vesmírnych objektov, ktorá sa pravdepodobne vynakladá na gravitačné žiarenie. Túto hypotézu budú môcť vedci v blízkej budúcnosti spoľahlivo potvrdiť pomocou novej generácie ďalekohľadov Advanced LIGO a VIRGO.
V modernej fyzike existujú dva koncepty mechaniky: klasická a kvantová. Kvantová mechanika bola odvodená relatívne nedávno a zásadne sa líši od klasickej mechaniky. V kvantovej mechanike nemajú objekty (kvantá) žiadne konkrétne polohy a rýchlosti, všetko je tu založené na pravdepodobnosti. To znamená, že objekt môže v určitom časovom bode zaberať určité miesto v priestore. Nedá sa spoľahlivo určiť, kam sa bude ďalej pohybovať, ale len s vysokou mierou pravdepodobnosti.
Zaujímavým účinkom gravitácie je, že môže ohýbať časopriestorové kontinuum. Einsteinova teória hovorí, že v priestore okolo zväzku energie alebo akejkoľvek materiálnej látky je časopriestor zakrivený. V súlade s tým sa mení trajektória častíc, ktoré spadajú pod vplyvom gravitačného poľa tejto látky, čo umožňuje predpovedať trajektóriu ich pohybu s vysokou mierou pravdepodobnosti.
Teórie gravitácie
Dnes vedci poznajú viac ako tucet rôznych teórií gravitácie. Delia sa na klasické a alternatívne teórie. Najznámejším predstaviteľom prvej z nich je klasická teória gravitácie od Isaaca Newtona, ktorú vynašiel slávny britský fyzik už v roku 1666. Jeho podstata spočíva v tom, že masívne teleso v mechanike generuje okolo seba gravitačné pole, ktoré k sebe priťahuje menšie predmety. Tie majú zase gravitačné pole, ako všetky ostatné hmotné objekty vo vesmíre.
Ďalšia populárna teória gravitácie bola vynájdená svetoznámym nemeckým vedcom Albertom Einsteinom na začiatku 20. storočia. Einsteinovi sa podarilo presnejšie popísať gravitáciu ako jav a tiež vysvetliť jej pôsobenie nielen v klasickej mechanike, ale aj v kvantovom svete. Jeho všeobecná teória relativity popisuje schopnosť takej sily, akou je gravitácia, ovplyvňovať časopriestorové kontinuum, ako aj trajektóriu elementárnych častíc v priestore.
Spomedzi alternatívnych teórií gravitácie patrí relativistická teória, ktorú vynašiel náš krajan, slávny fyzik A.A. Logunov. Na rozdiel od Einsteina Logunov tvrdil, že gravitácia nie je geometrické, ale skutočné, pomerne silné fyzikálne silové pole. Z alternatívnych teórií gravitácie sú známe aj skalárne, bimetrické, kvázilineárne a iné.
- Pre ľudí, ktorí boli vo vesmíre a vrátili sa na Zem, je spočiatku dosť ťažké zvyknúť si na silu gravitačného vplyvu našej planéty. Niekedy to trvá aj niekoľko týždňov.
- Je dokázané, že ľudské telo v stave beztiaže môže stratiť až 1% hmoty kostnej drene za mesiac.
- Spomedzi planét má Mars najmenšiu príťažlivú silu v slnečnej sústave a Jupiter najväčšiu.
- Známe baktérie salmonely, ktoré sú pôvodcami črevných ochorení, sa v stave beztiaže správajú aktívnejšie a môžu ľudskému organizmu napáchať oveľa väčšie škody.
- Zo všetkých známych astronomických objektov vo vesmíre majú čierne diery najväčšiu gravitačnú silu. Čierna diera veľkosti golfovej loptičky by mohla mať rovnakú gravitačnú silu ako celá naša planéta.
- Gravitačná sila na Zemi nie je vo všetkých kútoch našej planéty rovnaká. Napríklad v oblasti Hudsonovho zálivu v Kanade je nižšia ako v iných regiónoch zemegule.
Ako hovorievala postava zo sovietskych filmových klasikov: „Nie je čas, priatelia, aby sme si zahrali na Williama Isaaca, rozumiete našim Shakespearovi a Newtonovi?
Myslím, že už bolo načase.
Newton je považovaný za jedného z najväčších vedeckých mozgov v histórii ľudstva. Práve „Matematické princípy prírodnej filozofie“ položili základ „vedeckého svetonázoru“, ktorý sa postupne rozvinul do militantného materializmu, ktorý sa stal základom vedeckej paradigmy na celé stáročia.
Právo na jedinečnosť pravdy sa argumentovalo „presným poznaním“ o javoch okolitého sveta. Zákon univerzálnej gravitácie Isaaca Newtona sa stal základom tohto najviac „nezvratného a presného poznania“. To je všetko na základoch, na ktoré narazíme! - Ukážme, že v prírode v skutočnosti neexistuje gravitačný zákon a celá budova modernej fyziky nie je postavená ani na piesku, ale na močiari.
Aby sme demonštrovali nekonzistentnosť Newtonovej hypotézy o vzájomnej príťažlivosti hmoty, stačí jedna jediná výnimka. Uvedieme niekoľko a začneme tým najzrejmejším a ľahko overiteľným – pohybom Mesiaca po jeho obežnej dráhe. Vzorce, ktoré pozná každý stredoškolský kurz, a výpočet má k dispozícii piatak. Údaje na výpočet možno získať aspoň z Wikipédie a potom ich porovnať s vedeckými referenčnými knihami.
Podľa zákona je pohyb nebeských telies na obežných dráhach spôsobený silou príťažlivosti medzi hmotnosťami telies a vzájomnou rýchlosťou telies. Pozrime sa teda, kam smeruje výslednica príťažlivých síl Zeme a Slnka pôsobiaca na Mesiac v momente, keď Mesiac preletí medzi Zemou a Slnkom (aspoň v momente zatmenia Slnka).
Sila príťažlivosti, ako viete, je určená vzorcom:
G - gravitačná konštanta
m, M - telesné hmotnosti
R - vzdialenosť medzi telesami
Zoberte si z referenčných kníh:
gravitačná konštanta, ktorá sa rovná približne 6,6725 × 10 −11 m³ / (kg s²).
hmotnosť Mesiaca - 7,3477 × 10 22 kg
hmotnosť Slnka - 1,9891 × 10 30 kg
hmotnosť Zeme - 5,9737 × 10 24 kg
vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom = 380 000 000 m
vzdialenosť medzi Mesiacom a Slnkom = 149 000 000 000 m
Nahradením týchto údajov do vzorca dostaneme:
Príťažlivá sila medzi Zemou a Mesiacom = 6,6725 × 10 - 11 x 7,3477 x 10 22 x 5,9737 x 1024 / 380000000 2 = 2,028 x 1020 H
Príťažlivá sila medzi Mesiacom a Slnkom =6,6725 × 10 - 11 x 7,3477 10 22 x 1,9891 10 30 / 149000000000 2 = 4,39 x 10 20 H
Podľa prísnych vedeckých údajov a výpočtov je teda sila príťažlivosti medzi Slnkom a Mesiacom v čase prechodu Mesiaca medzi Zemou a Slnkom viac ako dvakrát väčšia ako medzi Zemou a Mesiacom. . A potom by mal Mesiac pokračovať vo svojej dráhe na obežnej dráhe okolo Slnka, ak by platili rovnaké zákony univerzálnej gravitácie. To znamená, že zákon, ktorý napísal Newton pre Mesiac, nie je dekrét.
Poznamenávame tiež, že Mesiac nevykazuje svoje atraktívne vlastnosti vo vzťahu k Zemi: dokonca aj v časoch Laplacea boli vedci zmätení správaním morského prílivu a odlivu, ktorý nijako nezávisí od Mesiaca.
Ešte jeden fakt. Mesiac, ktorý sa pohybuje okolo Zeme, by musel ovplyvňovať trajektóriu Zeme - ťahaním Zeme zo strany na stranu svojou gravitáciou, v dôsledku čoho by trajektória Zeme mala byť kľukatá, ťažisko systému Mesiac-Zem. by sa mal pohybovať striktne pozdĺž elipsy:
Žiaľ, nič také sa nenašlo, hoci moderné metódy umožňujú spoľahlivo určiť toto posunutie na stranu Slnka a späť rýchlosťou asi 12 metrov za sekundu. Len keby to naozaj existovalo.
Nedošlo ani k poklesu hmotnosti tiel pri ponorení do ultrahlbokých mín.
Prvý pokus o testovanie teórie hromadnej gravitácie sa uskutočnil na pobreží Indického oceánu, kde sa na jednej strane nachádza najvyšší kamenný hrebeň sveta Himaláje a na druhej strane oceánska misa naplnená oveľa menším množstvom masívna voda. Ale bohužiaľ. olovnica smerom do Himalájí nevybočuje!
Navyše ultracitlivé zariadenia – gravimetre – nezistia rozdiel v gravitácii testovacieho telesa v rovnakej výške nad horami alebo nad morom – aj keď je hĺbka niekoľko kilometrov. A potom vedecký svet, aby zachránil zaužívanú teóriu, prišiel s jej podporou - hovoria, že dôvodom je "izostáza" - hovoria, že pod morom sú hustejšie skaly a pod horami voľné skaly, a ich hustota je presne taká, aby sa všetko zmestilo pod odpoveď, ktorú vedec potrebuje. Je to len pieseň!
Ale keby to bol jediný príklad vo vedeckom svete prispôsobenia okolitej reality predstavám manželov s vysokým obočím. Dá sa tiež uviesť do očí bijúci príklad vynájdenej „elementárnej častice“ – neutrína, ktoré bolo vynájdené na vysvetlenie „hmotného defektu“ v jadrovej fyzike. Ešte skôr prišli s „latentným teplom kryštalizácie“ v tepelnej technike.
Ale to sme odbočili od „univerzálnej gravitácie“. Ďalším príkladom, kde sa predpovede tejto teórie nedajú odhaliť, je absencia spoľahlivo nainštalovaných satelitov okolo asteroidov. Po oblohe lietajú mraky, ale ani jeden z nich nemá satelity! Pokusy dostať umelé satelity na obežnú dráhu asteroidov skončili neúspechom. Prvý pokus – sondu NEAR vyhnali k asteroidu Eros Američania. Premrhané. Druhým pokusom bola sonda Hayabusa („Falcon“), Japonci poslali k asteroidu itokawa a tiež z toho nič nebolo.
Podobných príkladov je oveľa viac, ale nebudeme nimi zahlcovať text. Vráťme sa k ďalšiemu problému vedeckého poznania: je vždy možné v princípe zistiť pravdu - aspoň niekedy vôbec.
Nie vždy. Uveďme príklad založený na rovnakej „univerzálnej gravitácii“. Ako viete, rýchlosť svetla je konečná, v dôsledku toho vidíme vzdialené objekty nie tam, kde sa momentálne nachádzajú, ale vidíme ich v bode, z ktorého vychádzal lúč svetla, ktorý sme videli. Mnohé hviezdy možno vôbec nie, svieti len ich svetlo - otrepaná téma. Ale gravitácia – ako rýchlo sa šíri? Dokonca aj Laplaceovi sa podarilo zistiť, že gravitácia zo Slnka nepochádza z miesta, kde ju vidíme, ale z iného bodu. Po analýze údajov nazhromaždených v tom čase Laplace zistil, že „gravitácia“ sa šíri rýchlejšie ako svetlo o najmenej sedem rádov! Moderné merania posunuli rýchlosť šírenia gravitácie ešte ďalej – minimálne o 11 rádov vyššiu ako rýchlosť svetla.
Existujú silné podozrenia, že „gravitácia“ sa vo všeobecnosti šíri okamžite. Ale ak je to skutočne tak, ako to zistiť - koniec koncov, akékoľvek merania sú teoreticky nemožné bez nejakej chyby. Nikdy sa teda nedozvieme, či je táto rýchlosť konečná alebo nekonečná. A svet, v ktorom má limit a svet, v ktorom je neobmedzený, sú „dva veľké rozdiely“ a nikdy sa nedozvieme, v akom svete to žijeme! Toto je hranica, ktorá je stanovená pre vedecké poznanie. Prijať ten či onen uhol pohľadu je úlohou viery, úplne iracionálnej, nepodliehajúcej žiadnej logike. Akákoľvek logika je viera vo „vedecký obraz sveta“, ktorý je založený na „zákone univerzálnej gravitácie“, ktorý existuje iba v hlavách zombie a ktorý sa neprejavuje vo svete okolo nás...
Teraz nechajme Newtonov zákon a na záver uvedieme jasný príklad toho, že zákony objavené na Zemi nie sú v žiadnom prípade univerzálne pre zvyšok Vesmíru.
Pozrime sa na ten istý mesiac. Najlepšie za splnu mesiaca. Prečo Mesiac vyzerá ako kotúč – skôr ako palacinka než buchta, ktorej tvar má.
Koniec koncov, je to guľa a guľa, ak je osvetlená zo strany fotografa, vyzerá asi takto: v strede - oslnenie, potom osvetlenie klesne, obraz je tmavší smerom k okrajom disku.
Na Mesiaci je osvetlenie na oblohe rovnomerné - v strede aj po okrajoch sa stačí pozerať na oblohu. Môžete použiť dobrý ďalekohľad alebo fotoaparát so silným optickým "zoomom", príklad takejto fotografie je uvedený na začiatku článku. Fotené so 16-násobným priblížením. Tento obrázok je možné spracovať v akomkoľvek grafickom editore, čím sa zvyšuje kontrast, aby sa zabezpečilo, že všetko je pravdivé. navyše jas na okrajoch disku v hornej a dolnej časti je dokonca o niečo vyšší ako v strede, kde by mal byť podľa teórie maximálny.
Tu máme príklad toho, že zákony optiky na Mesiaci a na Zemi sú úplne odlišné! Z nejakého dôvodu Mesiac odráža všetko prichádzajúce svetlo smerom k Zemi. Nemáme dôvod rozširovať zákonitosti odhalené v podmienkach Zeme na celý Vesmír. Nie je pravda, že fyzikálne „konštanty“ sú vlastne konštanty a v priebehu času sa nemenia.
Všetko vyššie uvedené ukazuje, že „teórie“ „čiernych dier“, „Higgsových bozónov“ a oveľa viac nie sú ani sci-fi, ale jednoducho nezmysel, viac ako teória, že Zem spočíva na korytnačkách, slonoch a veľrybách ...
