Forca e gravitetit. Masa si gur themeli i teorisë. Rreth rëndësisë së vlerës G

Forca gravitacionale është forca me të cilën trupat e një mase të caktuar që ndodhen në një distancë të caktuar nga njëri-tjetri tërhiqen nga njëri-tjetri.

Shkencëtari anglez Isaac Newton zbuloi ligjin në 1867 graviteti universal. Ky është një nga ligjet themelore të mekanikës. Thelbi i këtij ligji është si më poshtë:çdo dy grimca materiale tërhiqen nga njëra-tjetra me një forcë drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të tyre dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

Forca e gravitetit është forca e parë që një person ndjeu. Kjo është forca me të cilën Toka vepron në të gjithë trupat që ndodhen në sipërfaqen e saj. Dhe çdo person e ndjen këtë forcë si peshën e tij.

Ligji i gravitetit

Ekziston një legjendë që Njutoni zbuloi ligjin e gravitetit universal krejt rastësisht, ndërsa ecte në mbrëmje në kopshtin e prindërve të tij. Njerëz kreativë janë vazhdimisht në kërkim, dhe zbulimet shkencore- kjo nuk është pasqyrë e menjëhershme, por fryt i punës mendore afatgjatë. I ulur nën një pemë molle, Njutoni po mendonte një ide tjetër dhe papritmas një mollë i ra në kokë. Njutoni kuptoi se molla ra si rezultat i forcës gravitacionale të Tokës. “Por pse Hëna nuk bie në Tokë? - mendoi ai. "Kjo do të thotë se ka një forcë tjetër që vepron mbi të që e mban atë në orbitë." Kështu i famshëm ligji i gravitetit universal.

Shkencëtarët që kishin studiuar më parë rrotullimin e trupave qiellorë besonin se trupat qiellorë u nënshtrohen disa ligjeve krejtësisht të ndryshme. Kjo do të thotë, supozohej se ka ligje krejtësisht të ndryshme të gravitetit në sipërfaqen e Tokës dhe në hapësirë.

Njutoni kombinoi këto lloje të propozuara të gravitetit. Duke analizuar ligjet e Keplerit që përshkruajnë lëvizjen e planetëve, ai arriti në përfundimin se forca e tërheqjes lind midis çdo trupi. Kjo do të thotë, si molla që ra në kopsht, ashtu edhe planetët në hapësirë ​​veprojnë nga forca që i binden të njëjtit ligj - ligjit të gravitetit universal.

Njutoni vërtetoi se ligjet e Keplerit zbatohen vetëm nëse ekziston një forcë tërheqëse midis planetëve. Dhe kjo forcë është drejtpërdrejt proporcionale me masat e planetëve dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

Forca e tërheqjes llogaritet me formulë F=G m 1 m 2 / r 2

m 1 – masa e trupit të parë;

m 2– masa e trupit të dytë;

r – distanca ndërmjet trupave;

G – koeficienti i proporcionalitetit, i cili quhet konstante gravitacionale ose konstante e gravitetit universal.

Vlera e saj u përcaktua në mënyrë eksperimentale. G= 6,67 10 -11 Nm 2 / kg 2

Nëse dy pika materiale me masë të barabartë me njësinë e masës ndodhen në një distancë, e barabartë me një distancë, atëherë ato tërhiqen me një forcë të barabartë me G.

Forcat e tërheqjes janë forcat gravitacionale. Ata quhen gjithashtu forcat gravitacionale. Ata i nënshtrohen ligjit të gravitetit universal dhe shfaqen kudo, pasi të gjithë trupat kanë masë.

Graviteti

Forca gravitacionale pranë sipërfaqes së Tokës është forca me të cilën të gjithë trupat tërhiqen nga Toka. Ata e thërrasin atë gravitetit. Konsiderohet konstante nëse distanca e trupit nga sipërfaqja e Tokës është e vogël në krahasim me rrezen e Tokës.

Që nga forca e gravitetit, e cila është forcë gravitacionale, varet nga masa dhe rrezja e planetit, pastaj në planetë të ndryshëm do të jetë ndryshe. Që nga rrezja e Hënës më pak se rreze Toka, atëherë forca e gravitetit në Hënë është 6 herë më e vogël se në Tokë. Në Jupiter, përkundrazi, graviteti është 2.4 herë më shumë fuqi gravitetit në Tokë. Por pesha e trupit mbetet konstante, pavarësisht se ku matet.

Shumë njerëz ngatërrojnë kuptimin e peshës dhe gravitetit, duke besuar se graviteti është gjithmonë i barabartë me peshën. Por kjo nuk është e vërtetë.

Forca me të cilën trupi shtyp në mbështetëse ose shtrin pezullimin është pesha. Nëse hiqni suportin ose pezullimin, trupi do të fillojë të bjerë me nxitim rënia e lirë nën ndikimin e gravitetit. Forca e gravitetit është proporcionale me masën e trupit. Ajo llogaritet me formulëF= m g , Ku m– pesha trupore, g - nxitimi i gravitetit.

Pesha e trupit mund të ndryshojë dhe ndonjëherë të zhduket fare. Le të imagjinojmë se jemi në një ashensor në katin e fundit. Ashensori ia vlen. Në këtë moment, pesha jonë P dhe forca e gravitetit F me të cilën na tërheq Toka janë të barabarta. Por sapo ashensori filloi të lëvizte poshtë me nxitim A , pesha dhe graviteti nuk janë më të barabarta. Sipas ligjit të dytë të Njutonitmg+ P = ma. Р =m g -ma.

Nga formula është e qartë se pesha jonë u zvogëlua ndërsa lëviznim poshtë.

Në momentin kur ashensori mori shpejtësinë dhe filloi të lëvizte pa nxitim, pesha jonë përsëri e barabartë me forcën gravitetit. Dhe kur ashensori filloi të ngadalësohej, nxitimi A u bë negative dhe pesha u rrit. Fillon mbingarkesa.

Dhe nëse trupi lëviz poshtë me përshpejtimin e rënies së lirë, atëherë pesha do të bëhet plotësisht zero.

Në a=g R=mg-ma= mg - mg=0

Kjo është një gjendje pa peshë.

Pra, pa përjashtim, të gjithë trupat materialë në Univers i binden ligjit të gravitetit universal. Dhe planetët rreth Diellit, dhe të gjithë trupat që ndodhen pranë sipërfaqes së Tokës.

Ndërveprimi gravitacional

Detyra më e thjeshtë mekanika qielloreështë bashkëveprimi gravitacional i dy trupave pika ose sferikë në hapësirën boshe. Ky problem në kuadrin e mekanikës klasike zgjidhet analitikisht në formë të mbyllur; rezultati i zgjidhjes së tij shpesh formulohet në formën e tre Ligjet e Keplerit.

Ndërsa numri i trupave që ndërveprojnë rritet, detyra bëhet në mënyrë dramatike më e ndërlikuar. Po, tashmë i famshëm problem me tre trupa(domethënë lëvizje tre trupa me masa jo zero) nuk mund të zgjidhet në mënyrë analitike në pamje e përgjithshme. Me një zgjidhje numerike, paqëndrueshmëria e zgjidhjeve në lidhje me kushtet fillestare. Në aplikim për sistemi diellor ky paqëndrueshmëri e bën të pamundur parashikimin e saktë të lëvizjes së planetëve në shkallë më të mëdha se njëqind milionë vjet.

Në disa raste të veçanta, është e mundur të gjendet një zgjidhje e përafërt. Më i rëndësishmi është rasti kur masa e një trupi është dukshëm më e madhe se masa e trupave të tjerë (shembuj: sistemi diellor dhe dinamika unazat e Saturnit). Në këtë rast, si një përafrim i parë, mund të supozojmë se trupat e dritës nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe lëvizin përgjatë trajektoreve Kepleriane rreth trupit masiv. Ndërveprimet ndërmjet tyre mund të merren parasysh brenda kornizës teoria e shqetësimeve dhe mesatare me kalimin e kohës. Në këtë rast mund të shfaqen dukuri jo të parëndësishme, si p.sh rezonancat , tërheqës , rastësi etj. Një shembull i mirë fenomene të tilla - strukturë komplekse unazat e Saturnit.

Pavarësisht përpjekjeve për të përshkruar me saktësi sjelljen e sistemit nga numër i madh duke tërhequr trupa me përafërsisht të njëjtën masë, kjo nuk mund të bëhet për shkak të fenomenit kaos dinamik.

Fusha të forta gravitacionale

Në fusha të forta gravitacionale, si dhe kur lëvizni në një fushë gravitacionale me shpejtësi relativiste, efektet fillojnë të shfaqen relativiteti i përgjithshëm(OTO):

• ndryshim gjeometria hapësirë-kohë;
  • si pasojë, devijimi i ligjit të gravitetit nga Njutoniani;
  • dhe në raste ekstreme - dukuri vrimat e zeza ;
• vonesa e potencialeve të lidhura me finale shpejtësia e përhapjes së shqetësimeve gravitacionale ;
  • si pasojë, shfaqja e valëve gravitacionale;
• efektet e jolinearitetit: graviteti tenton të ndërveprojë me vetveten, pra parimi i mbivendosjes V fusha të forta nuk ekzekutohet më.

Rrezatimi gravitacional

Një nga parashikimet e rëndësishme të relativitetit të përgjithshëm është rrezatimi gravitacional, prania e të cilave ende nuk është konfirmuar nga vëzhgimet e drejtpërdrejta. Megjithatë, ka prova të rëndësishme indirekte në favor të ekzistencës së tij, përkatësisht: humbjet e energjisë në afërsi sisteme të dyfishta që përmbajnë objekte kompakte gravituese (si p.sh yjet neutron ose vrimat e zeza), në veçanti në sistemi i famshëm PSR B1913+16(Hulse-Taylor pulsar) - janë në përputhje të mirë me modelin e relativitetit të përgjithshëm, në të cilin kjo energji mbartet pikërisht nga rrezatimi gravitacional.

Rrezatimi gravitacional mund të gjenerohet vetëm nga sisteme me variabël katërpolëshe ose me lart momente shumëpolëshe, ky fakt sugjeron se rrezatimi gravitacional i shumicës burimet natyrore drejtuar, gjë që e ndërlikon ndjeshëm zbulimin e saj. Fuqia e gravitetit n-burimi i fushës është proporcional nëse shumëpoli është i tipit elektrik dhe - nëse shumëpoli është i tipit magnetik, ku vështë shpejtësia karakteristike e lëvizjes së burimeve në sistemin rrezatues, dhe c- shpejtësia e dritës. Pra, momenti dominues do të jetë momenti katërpolësh lloji elektrik, dhe fuqia e rrezatimit përkatës është e barabartë me:

ku - tensor Momenti katërpolësh i shpërndarjes së masës sistemi rrezatues. Konstanta (1/W) na lejon të vlerësojmë rendin e madhësisë së fuqisë së rrezatimit.

Që nga viti 1969 (eksperimentet e Weber-it) anglisht)), po bëhen përpjekje për të zbuluar drejtpërdrejt rrezatimin gravitacional. Në SHBA, Evropë dhe Japoni në momenti aktual ka disa detektorë operativë me bazë tokësore ( LIGO , VIRGJËRESHA, TAMA ( anglisht), GEO 600), si dhe një projekt hapësinor detektor gravitacional LISA(Laser Interferometer Space Antenna - laser interferometric space antenna). Një detektor me bazë tokësore në Rusi është duke u zhvilluar në Qendra Shkencore Hulumtimi i valëve gravitacionale "Dulkyn" i Republikës Tatarstani.

Efektet delikate të gravitetit

Matja e lakimit të hapësirës në orbitën e Tokës (vizatim i artistit)

Përveç efekteve klasike tërheqje gravitacionale dhe zgjerimi i kohës teoria e përgjithshme e relativitetit parashikon ekzistencën e manifestimeve të tjera të gravitetit, të cilat në kushtet tokësore janë shumë të dobëta dhe për këtë arsye zbulimi dhe verifikimi i tyre eksperimental është shumë i vështirë. Deri vonë, tejkalimi i këtyre vështirësive dukej përtej aftësive të eksperimentuesve.

Midis tyre, në veçanti, mund të përmendim tërheqja e kornizave inerciale(ose Efekti Lense-Thirring) dhe fushë gravitomagnetike. NË 2005 pajisje automatike NASA Sonda e gravitetit B kreu një eksperiment precizion të paparë për të matur këto efekte pranë Tokës. Përpunimi i të dhënave të marra u krye deri në maj 2011 dhe konfirmoi ekzistencën dhe madhësinë e efekteve të precesionit dhe zvarritjes gjeodezike. sistemet inerciale duke numëruar, edhe pse me një saktësi disi më të vogël se sa supozohej fillimisht.

Pas punës intensive për të analizuar dhe nxjerrë zhurmën e matjes, rezultatet përfundimtare të misionit u njoftuan në një konferencë shtypi në NASA-TV më 4 maj. 2011 dhe botuar në Letrat e rishikimit fizik. Vlera e matur e precesionit gjeodezik ishte −6601.8±18.3 milisekonda harqe në vit, dhe efekti i mbështjelljes - −37,2±7,2 milisekonda harqe në vit (krh. vlerat teorike−6606.1 mas/vit dhe −39.2 mas/vit).

Teoritë klasike të gravitetit

Për faktin se efektet kuantike Forcat gravitacionale janë jashtëzakonisht të vogla edhe në kushtet më ekstreme eksperimentale dhe vëzhguese ende nuk ka vëzhgime të besueshme të tyre. Vlerësimet teorike tregojnë se në shumicën dërrmuese të rasteve është e mundur të kufizohet përshkrim klasik ndërveprimi gravitacional.

Ekziston një kanonik modern teoria klasike graviteti - teoria e përgjithshme e relativitetit, dhe shumë hipoteza dhe teori sqaruese të shkallëve të ndryshme të zhvillimit, që konkurrojnë me njëra-tjetrën. Të gjitha këto teori bëjnë parashikime shumë të ngjashme brenda përafrimit në të cilin aktualisht kryhen testet eksperimentale. Më poshtë përshkruan disa bazë, më të zhvilluara ose teoritë e njohura gravitetit.

Teoria e përgjithshme e relativitetit

Në qasjen standarde të teorisë së përgjithshme të relativitetit (GTR), graviteti fillimisht konsiderohet jo si një ndërveprim i forcës, por si një manifestim i lakimit të hapësirës-kohës. Kështu, në relativitetin e përgjithshëm, graviteti interpretohet si një efekt gjeometrik, dhe hapësirë-koha konsiderohet brenda kornizës së një jo-Euklidiane. Gjeometria Riemanniane (më saktë pseudo-Riemanniane).. Fusha gravitacionale (një përgjithësim i potencialit gravitacional të Njutonit), ndonjëherë i quajtur edhe fusha gravitacionale, identifikohet në relativitetin e përgjithshëm me fushën metrike tensore - metrikë hapësirë-kohë katërdimensionale, dhe forca e fushës gravitacionale- Me lidhje affine hapësirë-kohë e përcaktuar nga metrika.

Problemi standard i relativitetit të përgjithshëm është përcaktimi i përbërësve të tenzorit metrikë, të cilët së bashku përcaktojnë vetitë gjeometrike hapësirë-kohë, sipas shpërndarjes së njohur të burimeve energji-vrull në sistemin në shqyrtim koordinatat katërdimensionale. Nga ana tjetër, njohja e metrikës lejon llogaritjen e lëvizjes së grimcave testuese, e cila është ekuivalente me njohuritë e vetive të fushës gravitacionale në një sistem të caktuar. Për shkak të natyrës tensore të ekuacioneve të relativitetit të përgjithshëm, si dhe justifikimit themelor standard për formulimin e tij, besohet se graviteti është gjithashtu i një natyre tensori. Një pasojë është se rrezatimi gravitacional duhet të jetë së paku rend katërpolësh.

Dihet se ka vështirësi në relativitetin e përgjithshëm për shkak të mosndryshueshmërisë së energjisë së fushës gravitacionale, pasi energji e dhënë nuk përshkruhet nga një tensor dhe mund të përcaktohet teorikisht në mënyra të ndryshme. Në relativitetin e përgjithshëm klasik, lind gjithashtu problemi i përshkrimit të ndërveprimit spin-orbitë (pasi rrotullimi i një objekti të zgjatur gjithashtu nuk ka përkufizim i paqartë). Besohet se ka probleme të caktuara me paqartësinë e rezultateve dhe justifikimin e konsistencës (problemi singularitetet gravitacionale).

Megjithatë, relativiteti i përgjithshëm është konfirmuar eksperimentalisht deri vonë ( 2012). Përveç kësaj, shumë qasje alternative ndaj qasjeve të Ajnshtajnit, por standarde për fizikën moderne, për formulimin e teorisë së gravitetit çojnë në një rezultat që përkon me relativitetin e përgjithshëm në përafrimin e energjisë së ulët, i cili është i vetmi që tani është i arritshëm për verifikimin eksperimental.

Teoria Einstein-Cartan

Teoria e Ajnshtajnit - Cartana(EC) u zhvillua si një shtrirje e relativitetit të përgjithshëm, duke përfshirë në brendësi një përshkrim të ndikimit në hapësirë-kohë përveç energji-momentit gjithashtu mbrapa objektet. Në teorinë EC futet përdredhja afinale dhe në vend të gjeometrisë pseudo-Riemanniane për hapësirë-kohën përdoret gjeometria Riemann-Cartan. Si rezultat, ata kalojnë nga teoria metrike në teorinë afinale të hapësirës-kohës. Ekuacionet që rezultojnë për përshkrimin e hapësirë-kohës ndahen në dy klasa. Njëri prej tyre është i ngjashëm me relativitetin e përgjithshëm, me ndryshimin se tensori i lakimit përfshin përbërës me përdredhje afine. Klasa e dytë e ekuacioneve specifikon lidhjen midis tensorit të rrotullimit dhe tensorit të rrotullimit të materies dhe rrezatimit. Ndryshimet që rezultojnë në relativitetin e përgjithshëm në kushte univers modern aq të vogla sa që edhe mënyrat hipotetike për t'i matur ato nuk janë ende të dukshme.

Pavarësisht se graviteti është ndërveprimi më i dobët midis objekteve në Univers, rëndësia e tij në fizikë dhe astronomi është e madhe, pasi është në gjendje të ndikojë objekte fizike në çdo distancë në hapësirë.

Nëse jeni të interesuar për astronominë, me siguri keni pyetur veten se çfarë është një koncept i tillë si graviteti apo ligji i gravitetit universal. Graviteti është universal ndërveprim themelor midis të gjitha objekteve në Univers.

Zbulimi i ligjit të gravitetit i atribuohet fizikantit të famshëm anglez Isaac Newton. Ndoshta shumë prej jush e dinë historinë e mollës që i ra në kokë shkencëtarit të famshëm. Sidoqoftë, nëse shikoni thellë në histori, mund të shihni se prania e gravitetit u mendua shumë përpara epokës së tij nga filozofët dhe shkencëtarët e antikitetit, për shembull, Epikuri. Sidoqoftë, ishte Njutoni ai që përshkroi i pari ndërveprimin gravitacional midis trupave fizikë brenda kornizës së mekanikës klasike. Teoria e tij u zhvillua nga një shkencëtar tjetër i famshëm, Albert Ajnshtajni, i cili në teorinë e tij të përgjithshme të relativitetit përshkroi më saktë ndikimin e gravitetit në hapësirë, si dhe rolin e tij në vazhdimësinë hapësirë-kohë.

Ligji i gravitetit universal të Njutonit thotë se forca e tërheqjes gravitacionale midis dy pikave të masës të ndara nga një distancë është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës dhe drejtpërdrejt proporcionale me të dyja masat. Forca e gravitetit është me rreze të gjatë. Kjo është, pavarësisht se si lëviz një trup me masë mekanika klasike Potenciali i tij gravitacional do të varet thjesht nga pozicioni i këtij objekti në për momentin koha. Si më shumë masë objekti, sa më e madhe fusha e tij gravitacionale - aq më e fuqishme forca gravitacionale ka. Objektet hapësinore si galaktikat, yjet dhe planetët kanë forca më e madhe tërheqje dhe, në përputhje me rrethanat, fusha gravitacionale mjaft të forta.

Fushat gravitacionale

Fusha gravitacionale e Tokës

Fusha gravitacionale është distanca brenda së cilës ndodh ndërveprimi gravitacional midis objekteve në Univers. Sa më e madhe të jetë masa e një objekti, aq më e fortë është fusha e tij gravitacionale - aq më i dukshëm ndikimi i tij tek të tjerët trupat fizikë brenda hapësirë ​​të caktuar. Fusha gravitacionale e një objekti është potencial. Thelbi i deklaratës së mëparshme është se nëse hyni energji potenciale tërheqja midis dy trupave, atëherë ajo nuk do të ndryshojë pasi të lëvizë këta të fundit përgjatë një konture të mbyllur. Prej këtu del një ligj tjetër i famshëm i ruajtjes së shumës së potencialit dhe energjia kinetike në një lak të mbyllur.

NË bota materiale fusha gravitacionale ka rëndësi të madhe. Ajo zotërohet nga të gjitha objektet materiale në Univers që kanë masë. Fusha gravitacionale mund të ndikojë jo vetëm në materie, por edhe në energji. Kjo është pikërisht për shkak të ndikimit të fushave gravitacionale kaq të mëdha objektet hapësinore, si vrimat e zeza, kuazarët dhe yjet supermasive, formohen sisteme diellore, galaktika dhe grupime të tjera astronomike, të cilat karakterizohen nga një strukturë logjike.

Të dhënat e fundit shkencore tregojnë se efekti i famshëm i zgjerimit të Universit bazohet gjithashtu në ligjet e ndërveprimit gravitacional. Në veçanti, zgjerimi i Universit lehtësohet nga fusha të fuqishme gravitacionale, si nga objektet e tij të vogla ashtu edhe ato më të mëdha.

Rrezatimi gravitacional në një sistem binar

Rrezatimi gravitacional ose vala gravitacionale është një term i futur për herë të parë në fizikë dhe kozmologji nga të famshmit shkencëtari Albert Ajnshtajni. Rrezatimi gravitacional në teorinë e gravitetit gjenerohet nga lëvizja e objekteve materiale me nxitim të ndryshueshëm. Gjatë përshpejtimit të një objekti, një valë gravitacionale duket se "shkëputet" prej tij, gjë që çon në lëkundje të fushës gravitacionale në hapësirën përreth. Ky quhet efekt valë gravitacionale.

Megjithëse valët gravitacionale parashikohen nga teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit, si dhe nga teoritë e tjera të gravitetit, ato kurrë nuk janë zbuluar drejtpërdrejt. Kjo është kryesisht për shkak të vogëlësisë së tyre ekstreme. Megjithatë, në astronomi ka prova indirekte që mund të konfirmojnë këtë efekt. Kështu, efekti i një valë gravitacionale mund të vërehet në shembullin e afrimit yje të dyfishtë. Vëzhgimet konfirmojnë se shkalla e konvergjencës së yjeve të dyfishtë varet në një farë mase nga humbja e energjisë nga këto objekte kozmike, e cila supozohet se shpenzohet në rrezatimin gravitacional. Shkencëtarët do të jenë në gjendje të konfirmojnë me besueshmëri këtë hipotezë në të ardhmen e afërt duke përdorur gjeneratën e re të teleskopëve të avancuar LIGO dhe VIRGO.

NË fizika moderne Ekzistojnë dy koncepte të mekanikës: klasike dhe kuantike. Mekanika kuantike u zhvillua relativisht kohët e fundit dhe është thelbësisht e ndryshme nga mekanika klasike. NË mekanika kuantike objektet (kuantet) nuk kanë pozicione dhe shpejtësi të përcaktuara këtu gjithçka bazohet në probabilitet. Kjo do të thotë, një objekt mund të zërë një vend të caktuar në hapësirë ​​në një moment të caktuar kohor. Se ku do të lëvizë më pas nuk mund të përcaktohet me siguri, por vetëm me një shkallë të lartë probabiliteti.

Një efekt interesant i gravitetit është se ai mund të përkulë vazhdimësinë hapësirë-kohë. Teoria e Ajnshtajnit thotë se në hapësirën rreth një grumbull energjie ose ndonjë substancë materiale hapësirë-koha është e lakuar. Prandaj, trajektorja e grimcave që bien nën ndikimin e fushës gravitacionale të kësaj substance ndryshon, gjë që bën të mundur parashikimin e trajektores së lëvizjes së tyre me një shkallë të lartë probabiliteti.

Teoritë e gravitetit

Sot shkencëtarët dinë më shumë se një duzinë teori të ndryshme gravitetit. Ato ndahen në teori klasike dhe alternative. Shumica përfaqësues të njohur E para është teoria klasike e gravitetit nga Isaac Newton, e cila u shpik nga fizikani i famshëm britanik në vitin 1666. Thelbi i saj është se trup masiv në mekanikë, ai gjeneron një fushë gravitacionale rreth vetes, e cila tërheq objekte më të vogla drejt vetes. Nga ana tjetër, këto të fundit gjithashtu kanë fushë gravitacionale, si çdo objekt tjetër material në Univers.

Tjetra teori popullore graviteti u shpik nga shkencëtari gjerman me famë botërore Albert Einstein në fillim të shekullit të 20-të. Ajnshtajni ishte në gjendje të përshkruante më saktë gravitetin si një fenomen, dhe gjithashtu të shpjegonte veprimin e tij jo vetëm në mekanikën klasike, por edhe në bota kuantike. E tij teori e përgjithshme relativiteti përshkruan aftësinë e një force të tillë si graviteti për të ndikuar në vazhdimësinë e hapësirë-kohës, si dhe në trajektoren e lëvizjes grimcat elementare në hapësirë.

Ndër teoritë alternative gravitetit vëmendjen më të madhe mbase e meriton teorinë relativiste, të cilën e ka shpikur bashkëkombasi ynë fizikan i famshëm A.A. Logunov. Ndryshe nga Ajnshtajni, Logunov argumentoi se graviteti nuk është një fushë e forcës gjeometrike, por e vërtetë, mjaft e fortë. Ndër teoritë alternative të gravitetit janë të njohura edhe skalare, bimetrike, kuazilineare dhe të tjera.

1. Për njerëzit që kanë qenë në hapësirë ​​dhe janë kthyer në Tokë, në fillim është mjaft e vështirë të mësohen me fuqinë e ndikimit gravitacional të planetit tonë. Ndonjëherë kjo zgjat disa javë.
2. Është vërtetuar se trupin e njeriut në gjendje pa peshë mund të humbasë deri në 1% të masës së palcës kockore në muaj.
3. Forca më pak tërheqëse në sistemi diellor Ndër planetët, Marsi ka më të madhin, dhe Jupiteri ka më të madhin.
4. Bakteret e njohura të salmonelës, të cilat shkaktojnë sëmundje të zorrëve, sillen më aktivisht në gjendje pa peshë dhe janë të afta të shkaktojnë ndaj trupit të njeriut shumë më tepër dëm.
5. Ndër të gjitha objektet astronomike të njohura në Univers, vrimat e zeza kanë forcën më të madhe gravitacionale. Një vrimë e zezë me madhësinë e një topi golfi mund të ketë të njëjtën forcë gravitacionale si i gjithë planeti ynë.
6. Forca e gravitetit në Tokë nuk është e njëjtë në të gjitha cepat e planetit tonë. Për shembull, në rajonin e Gjirit Hudson të Kanadasë është më e ulët se në rajonet e tjera të globit.

Forcat gravitacionale janë një nga katër llojet kryesore të forcave që manifestohen në të gjithë diversitetin e tyre ndërmjet trupa të ndryshëm si në Tokë ashtu edhe më gjerë. Përveç tyre dallojnë edhe elektromagnetike, të dobëta dhe bërthamore (të forta). Është ndoshta ekzistenca e tyre që njerëzimi e kuptoi për herë të parë. Nga ana e Tokës është njohur që nga kohërat e lashta. Megjithatë, kaluan shekuj të tërë para se njeriu të kuptonte se një ndërveprim i këtij lloji ndodh jo vetëm midis tokës dhe çdo trupi, por edhe midis objekte të ndryshme. Personi i parë që kuptoi se si funksionojnë ishte fizikani anglez I. Newton. Ishte ai që nxori të njohurin tashmë

Formula për forcën gravitacionale

Njutoni vendosi të analizojë ligjet sipas të cilave planetët lëvizin në sistem. Si rezultat, ai arriti në përfundimin se rrotullimi i trupave qiellorë rreth Diellit është i mundur vetëm nëse forcat gravitacionale veprojnë midis tij dhe vetë planetëve. Duke kuptuar se trupat qiellorë ndryshojnë nga objektet e tjera vetëm në madhësinë dhe masën e tyre, shkencëtari nxori formulën e mëposhtme:

F = f x (m 1 x m 2) / r 2, ku:

• m 1, m 2 janë masat e dy trupave;
• r është distanca ndërmjet tyre në një vijë të drejtë;
• f është konstanta gravitacionale, vlera e së cilës është 6,668 x 10 -8 cm 3 / g x sek 2.

Kështu, mund të argumentohet se çdo dy objekte tërhiqen nga njëri-tjetri. Puna e bërë nga forca gravitacionale është drejtpërdrejt proporcionale në madhësi me masat e këtyre trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën ndërmjet tyre në katror.

Karakteristikat e përdorimit të formulës

Në shikim të parë, duket se mund ta përdorni përshkrimi matematik Ligji i tërheqjes është mjaft i thjeshtë. Megjithatë, nëse mendoni për këtë, këtë formulë ka kuptim vetëm për dy masa, përmasat e të cilave janë të papërfillshme në krahasim me distancën ndërmjet tyre. Dhe aq sa mund të ngatërrohen me dy pikë. Por çfarë mund të bëhet atëherë kur distanca është e krahasueshme me madhësinë e trupave, dhe ata vetë e kanë formë të çrregullt? Ndani ato në pjesë, përcaktoni forcat gravitacionale midis tyre dhe llogaritni rezultantën? Nëse po, sa pikë duhet të merren për llogaritjen? Siç mund ta shihni, jo gjithçka është aq e thjeshtë.

Dhe nëse marrim parasysh (nga pikëpamja e matematikës) që një pikë nuk ka dimensione, atëherë kjo situatë duket krejtësisht e pashpresë. Për fat të mirë, shkencëtarët kanë gjetur një mënyrë për të bërë llogaritjet në këtë rast. Ata përdorin aparatin integral dhe thelbi i metodës është që objekti të ndahet në numër i pafund kube të vegjël masat e të cilëve janë të përqendruara në qendrat e tyre. Pastaj hartohet një formulë për të gjetur forcën rezultante dhe zbatohet një tranzicion kufizues, përmes të cilit vëllimi i secilit element përbërës zvogëlohet në një pikë (zero), dhe numri i elementeve të tillë nxiton në pafundësi. Falë kësaj teknike, u arrit të nxirren disa përfundime të rëndësishme.

1. Nëse trupi është një top (sferë), dendësia e të cilit është e njëtrajtshme, atëherë ai tërheq çdo send tjetër drejt vetes, sikur e gjithë masa e tij të jetë e përqendruar në qendër. Prandaj, me disa gabime, ky përfundim mund të zbatohet për planetët.
2. Kur dendësia e një objekti karakterizohet nga një qendër simetri sferike, ai ndërvepron me objekte të tjera sikur e gjithë masa e tij të ishte në pikën e simetrisë. Kështu, nëse merrni një top të zbrazët (për shembull, ose disa topa të folezuar brenda njëri-tjetrit (si kukulla fole), atëherë ata do të tërheqin trupa të tjerë ashtu siç do të bënte pika materiale duke i pasur ato peshë totale dhe ndodhet në qendër.