แรงโน้มถ่วง

ไม่ใช่แค่ลึกลับที่สุด พลังแห่งธรรมชาติแต่ยังทรงพลังที่สุด

ผู้ชายกำลังก้าวหน้า

ตามประวัติศาสตร์แล้ว มนุษย์ในขณะที่คุณก้าวไปข้างหน้าพร้อมกัน เส้นทางแห่งความก้าวหน้าได้เข้าใจพลังแห่งธรรมชาติที่ทรงอานุภาพมากยิ่งขึ้น เขาเริ่มต้นเมื่อเขาไม่มีอะไรนอกจากกำปั้นและความแข็งแกร่งทางกายภาพของเขาเอง

แต่​เขา​ฉลาด และ​นำ​กำลัง​ของ​สัตว์​ที่​มี​กำลัง​กาย​มา​รับใช้ ม้าเร่งการวิ่งของเขา อูฐทำให้ทะเลทรายผ่านไปได้ ช้างเป็นป่าแอ่งน้ำ แต่พลังทางกายภาพของแม้แต่สัตว์ที่แข็งแรงที่สุดก็ยังมีขนาดเล็กอย่างนับไม่ถ้วนเมื่อเทียบกับพลังแห่งธรรมชาติ

คนแรกปราบธาตุแห่งไฟ แต่เฉพาะในรุ่นที่อ่อนแอที่สุดเท่านั้น ในขั้นต้น - เป็นเวลาหลายศตวรรษ - เขาใช้ไม้เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น - เชื้อเพลิงประเภทที่ใช้พลังงานต่ำมาก ต่อมาไม่นาน เขาเรียนรู้ที่จะใช้พลังงานลมจากแหล่งพลังงานนี้ ชายคนหนึ่งยกปีกสีขาวของใบเรือขึ้นไปในอากาศ และเรือลำหนึ่งก็บินเหมือนนกเหนือคลื่น

เรือใบบนคลื่น

เขาเปิดใบมีดของกังหันลมให้ถูกลมกระโชก - และหินหนักของหินโม่ก็ปั่นป่วน สากของ groats ก็สั่นสะเทือน แต่เป็นที่ชัดเจนสำหรับทุกคนว่าพลังงานของเครื่องบินไอพ่นอยู่ไกลจากการกระจุกตัว นอกจากนี้ ทั้งใบเรือและกังหันลมต่างก็กลัวลมพัด: พายุฉีกใบเรือและจมเรือ พายุหักปีกและพลิกโรงสี

ต่อมามนุษย์ก็เริ่มพิชิตสายน้ำที่ไหลเชี่ยว วงล้อไม่ได้เป็นเพียงอุปกรณ์ดั้งเดิมที่สุดที่สามารถแปลงพลังงานของน้ำเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนได้ แต่ยังเป็นอุปกรณ์ที่มีกำลังน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแบบต่างๆ

มนุษย์กำลังก้าวไปข้างหน้าบนบันไดแห่งความก้าวหน้าและต้องการพลังงานมากขึ้นเรื่อยๆ
เขาเริ่มใช้เชื้อเพลิงชนิดใหม่ - แล้วการเปลี่ยนไปใช้การเผาไหม้ถ่านหินได้เพิ่มความเข้มของพลังงานของเชื้อเพลิงหนึ่งกิโลกรัมจาก 2,500 กิโลแคลอรีเป็น 7000 กิโลแคลอรี - เกือบสามครั้ง แล้วก็ถึงเวลาสำหรับน้ำมันและก๊าซ อีกครั้ง ปริมาณพลังงานของเชื้อเพลิงฟอสซิลแต่ละกิโลกรัมเพิ่มขึ้นครึ่งหนึ่งเป็นสองเท่า

เครื่องยนต์ไอน้ำถูกแทนที่ด้วยกังหันไอน้ำ ล้อโรงสีถูกแทนที่ด้วยกังหันไฮดรอลิก จากนั้นชายคนนั้นยื่นมือไปที่อะตอมยูเรเนียมที่แตกตัวได้ อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานชนิดใหม่ครั้งแรกมีผลกระทบที่น่าเศร้า - เปลวไฟนิวเคลียร์ของฮิโรชิมาในปี 1945 เผาหัวใจมนุษย์ 70,000 คนภายในไม่กี่นาที

ในปีพ.ศ. 2497 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกของสหภาพโซเวียตได้เริ่มดำเนินการ โดยเปลี่ยนพลังของยูเรเนียมให้กลายเป็นพลังงานแผ่รังสีของกระแสไฟฟ้า และควรสังเกตว่ายูเรเนียมหนึ่งกิโลกรัมมีพลังงานมากกว่าน้ำมันที่ดีที่สุดสองล้านเท่า

มันเป็นไฟใหม่โดยพื้นฐานซึ่งอาจเรียกได้ว่าทางกายภาพเพราะเป็นนักฟิสิกส์ที่ศึกษากระบวนการที่นำไปสู่การกำเนิดของพลังงานจำนวนมหาศาลดังกล่าว
ยูเรเนียมไม่ใช่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพียงอย่างเดียว เชื้อเพลิงชนิดที่ทรงพลังกว่านั้นถูกใช้ไปแล้ว - ไอโซโทปไฮโดรเจน

น่าเสียดายที่มนุษย์ยังไม่สามารถปราบเปลวไฟนิวเคลียร์ของไฮโดรเจน-ฮีเลียมได้ เขารู้วิธีจุดไฟที่เผาไหม้จนหมดในชั่วขณะ โดยจุดไฟให้เกิดปฏิกิริยาในระเบิดไฮโดรเจนด้วยการระเบิดของยูเรเนียม แต่ใกล้เข้ามาเรื่อยๆ นักวิทยาศาสตร์เห็นเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรเจน ซึ่งจะผลิตกระแสไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการหลอมรวมของนิวเคลียสของไอโซโทปไฮโดรเจนให้เป็นนิวเคลียสของฮีเลียม

อีกครั้งปริมาณพลังงานที่บุคคลสามารถรับได้จากเชื้อเพลิงแต่ละกิโลกรัมจะเพิ่มขึ้นเกือบสิบเท่า แต่ขั้นตอนนี้จะเป็นครั้งสุดท้ายในประวัติศาสตร์ที่กำลังมาถึงของพลังมนุษย์เหนือพลังแห่งธรรมชาติหรือไม่?

ไม่! ข้างหน้า - การเรียนรู้รูปแบบแรงโน้มถ่วงของพลังงาน มันถูกบรรจุโดยธรรมชาติอย่างรอบคอบมากกว่าพลังงานของการหลอมไฮโดรเจน-ฮีเลียมด้วยซ้ำ วันนี้เป็นรูปแบบพลังงานที่เข้มข้นที่สุดที่บุคคลสามารถคาดเดาได้

ยังไม่มีอะไรปรากฏให้เห็นอีกนอกจากความล้ำหน้าของวิทยาศาสตร์ และถึงแม้ว่าเราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าโรงไฟฟ้าจะทำงานให้กับบุคคล โดยการประมวลผลพลังงานโน้มถ่วงให้เป็นกระแสไฟฟ้า (หรืออาจเป็นกระแสของก๊าซที่พุ่งออกมาจากหัวฉีดของเครื่องยนต์ไอพ่นหรือในการเปลี่ยนแปลงตามแผนของอะตอมของซิลิกอนและออกซิเจนที่แพร่หลาย ในอะตอมของโลหะหายากพิเศษ) เรายังไม่สามารถพูดอะไรเกี่ยวกับรายละเอียดของโรงไฟฟ้าดังกล่าวได้ (เครื่องยนต์จรวด เครื่องปฏิกรณ์ทางกายภาพ)

แรงดึงดูดสากลที่จุดกำเนิดกาแล็กซี

แรงดึงดูดสากลอยู่ที่จุดกำเนิดของกาแล็กซีจากเรื่องดาราดังที่นักวิชาการ V.A. Ambartsumyan เชื่อมั่น นอกจากนี้ยังดับดาวฤกษ์ที่เผาผลาญเวลาของพวกมันด้วยการใช้เชื้อเพลิงที่เป็นตัวเอกที่จัดสรรให้กับพวกมันตั้งแต่แรกเกิด

ใช่ มองไปรอบๆ ทุกสิ่งบนโลกส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยพลังนี้

เธอคือผู้กำหนดโครงสร้างชั้นของโลกของเรา - การสลับของเปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์และบรรยากาศ เธอคือผู้เก็บก๊าซในอากาศหนา ๆ ไว้ที่ด้านล่างของมันและต้องขอบคุณที่เราทุกคนมีอยู่

หากไม่มีแรงโน้มถ่วง โลกจะหลุดออกจากวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ทันที และตัวโลกเองก็จะกระจุยกระจายด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง เป็นการยากที่จะหาสิ่งใดที่จะไม่ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงสากลในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง

แน่นอน นักปรัชญาโบราณซึ่งเป็นคนที่ช่างสังเกตมาก ไม่อาจพลาดที่จะสังเกตได้ว่าก้อนหินที่ถูกโยนขึ้นไปข้างบนนั้นจะกลับมาเสมอ เพลโตในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลอธิบายสิ่งนี้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าสารทั้งหมดในจักรวาลมีแนวโน้มที่จะรวมตัวสารที่คล้ายกันส่วนใหญ่: หินที่ถูกโยนตกลงไปที่พื้นหรือลงสู่ก้นบึ้ง น้ำที่หกจะซึมเข้าไปในบ่อน้ำที่ใกล้ที่สุดหรือ ลงไปในแม่น้ำที่ไหลไปสู่ทะเล ควันไฟจะพุ่งเข้าหาเมฆที่เป็นญาติของมัน

อริสโตเติล นักศึกษาของเพลโต ชี้แจงว่า ร่างกายทั้งหมดมีคุณสมบัติพิเศษของความหนักเบาและเบา วัตถุหนัก - หิน, โลหะ - รีบไปที่ศูนย์กลางของจักรวาล, แสง - ไฟ, ควัน, ไอระเหย - ไปยังขอบ สมมติฐานนี้ซึ่งอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงสากลนั้นมีมานานกว่า 2 พันปีแล้ว

นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง

น่าจะเป็นคนแรกที่ตั้งคำถามกับ แรงโน้มถ่วงวิทยาศาสตร์จริงๆ เป็นอัจฉริยะของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา - Leonardo da Vinci เลโอนาร์โดประกาศว่าความโน้มถ่วงเป็นลักษณะเฉพาะของโลกเท่านั้น ยังมีจุดศูนย์ถ่วงอยู่หลายแห่ง และเขายังแนะนำด้วยว่าแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับระยะห่างจากจุดศูนย์ถ่วง

ผลงานของ Copernicus, Galileo, Kepler, Robert Hooke นำแนวคิดเรื่องกฎความโน้มถ่วงสากลเข้ามาใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ แต่ในการกำหนดขั้นสุดท้าย กฎข้อนี้เกี่ยวข้องกับชื่อของไอแซก นิวตันตลอดไป

Isaac Newton เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง

เกิด 4 มกราคม 1643 เขาจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ กลายเป็นปริญญาตรี จากนั้นก็เป็นวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

ทุกสิ่งที่ตามมาคือผลงานทางวิทยาศาสตร์มากมายไม่รู้จบ แต่งานหลักของเขาคือ "หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ" ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1687 และมักเรียกง่ายๆ ว่า "จุดเริ่มต้น" มันอยู่ในพวกเขาว่ายิ่งใหญ่ ทุกคนคงจำเขาได้ตั้งแต่สมัยมัธยม

วัตถุทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าหากันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลของวัตถุเหล่านี้และเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน ...

บทบัญญัติบางประการของสูตรนี้สามารถคาดการณ์ได้โดยรุ่นก่อนของนิวตัน แต่ยังไม่ได้มอบให้แก่ผู้ใดอย่างครบถ้วน อัจฉริยะของนิวตันจำเป็นต้องประกอบชิ้นส่วนเหล่านี้ให้เป็นชิ้นเดียวเพื่อกระจายแรงดึงดูดของโลกไปยังดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ - ไปยังระบบดาวเคราะห์ทั้งหมด

จากกฎความโน้มถ่วงสากล นิวตันได้รับกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ทั้งหมด ซึ่งเคปเลอร์เคยค้นพบมาก่อน พวกเขาเป็นเพียงผลที่ตามมา ยิ่งกว่านั้น นิวตันยังแสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่กฎของเคปเลอร์เท่านั้น แต่ยังมีการเบี่ยงเบนจากกฎเหล่านี้ด้วย (ในโลกของวัตถุสามตัวขึ้นไป) เป็นผลมาจากแรงโน้มถ่วงสากล ... นี่เป็นชัยชนะอันยิ่งใหญ่ของวิทยาศาสตร์

ดูเหมือนว่าพลังหลักของธรรมชาติซึ่งเคลื่อนที่โลก ในที่สุดก็ถูกค้นพบและอธิบายทางคณิตศาสตร์ แรงที่โมเลกุลของอากาศ แอปเปิ้ล และดวงอาทิตย์ตกอยู่ภายใต้ ยักษ์ที่ยิ่งใหญ่อย่างนับไม่ถ้วนคือขั้นตอนของนิวตัน

นักเขียนชาวฝรั่งเศสชื่อ Francois Marie Arouet ผู้โด่งดังคนแรกในผลงานของนักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกาจ กล่าวว่า นิวตันเดาได้ทันทีถึงการมีอยู่ของกฎหมายที่ตั้งชื่อตามเขาเมื่อเขามองดูลูกแอปเปิลที่ตกลงมา

นิวตันเองไม่เคยพูดถึงแอปเปิ้ลนี้ และวันนี้ก็ไม่คุ้มที่จะเสียเวลากับการพิสูจน์ตำนานที่สวยงามนี้ และเห็นได้ชัดว่านิวตันได้เข้าใจถึงพลังอันยิ่งใหญ่ของธรรมชาติโดยการให้เหตุผลเชิงตรรกะ มีแนวโน้มว่าจะรวมอยู่ในบทที่เกี่ยวข้องของ "จุดเริ่มต้น"

แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการบินของนิวเคลียส

สมมุติว่าบนภูเขาที่สูงมาก สูงมากจนยอดของมันหลุดจากชั้นบรรยากาศแล้ว เราได้สร้างปืนใหญ่ขนาดยักษ์ขึ้น ลำกล้องของมันถูกวางขนานกับพื้นผิวโลกอย่างเคร่งครัดแล้วยิง อธิบายส่วนโค้ง แกนตกลงสู่พื้น.

เราเพิ่มการชาร์จ ปรับปรุงคุณภาพของดินปืน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง เราทำให้แกนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงขึ้นหลังจากการยิงครั้งต่อไป ส่วนโค้งที่อธิบายโดยแกนกลางจะราบเรียบ แกนกลางตกลงมาจากตีนเขาของเรามาก

เรายังเพิ่มการชาร์จและยิง นิวเคลียสจะบินไปตามวิถีที่นุ่มนวลซึ่งตกลงมาในแนวขนานกับพื้นผิวโลก แกนกลางไม่สามารถตกลงสู่พื้นโลกได้อีกต่อไป ด้วยความเร็วเท่ากันที่มันตกลงมา โลกจึงหนีออกมาจากใต้มัน และเมื่ออธิบายวงแหวนรอบโลกของเราแล้ว แกนกลางก็กลับไปยังจุดเริ่มต้น

สามารถถอดปืนออกได้ในระหว่างนี้ ท้ายที่สุด การบินของนิวเคลียสไปทั่วโลกจะใช้เวลามากกว่าหนึ่งชั่วโมง จากนั้นแกนกลางจะกวาดอย่างรวดเร็วเหนือยอดเขาและไปยังวงกลมใหม่รอบโลก ถ้าตามที่ตกลงกันไว้ แกนกลางไม่มีแรงต้านของอากาศ มันก็จะไม่มีวันทำได้

ความเร็วแกนกลางควรใกล้เคียงกับ 8 กม./วินาที และถ้าคุณเพิ่มความเร็วของการบินของแกนกลาง? ขั้นแรก มันจะบินเป็นแนวโค้ง อ่อนโยนกว่าความโค้งของพื้นผิวโลก และเริ่มเคลื่อนตัวออกห่างจากโลก ในเวลาเดียวกัน ความเร็วของมันภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลกจะลดลง

และในที่สุด เมื่อหันกลับมา มันจะเริ่มต้นอย่างที่เป็นอยู่ เพื่อถอยกลับคืนสู่พื้นโลก แต่มันจะบินผ่านมันและจะไม่ทำให้เป็นวงกลมสมบูรณ์อีกต่อไป แต่เป็นวงรี แกนกลางจะเคลื่อนที่รอบโลกในลักษณะเดียวกับที่โลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ กล่าวคือ ตามแนววงรี หนึ่งในจุดโฟกัสที่ศูนย์กลางของโลกจะตั้งอยู่

หากเราเพิ่มความเร็วเริ่มต้นของนิวเคลียสต่อไป วงรีก็จะยืดออกมากขึ้น เป็นไปได้ที่จะยืดวงรีนี้ในลักษณะที่นิวเคลียสจะไปถึงวงโคจรของดวงจันทร์หรือไกลกว่านั้นมาก แต่จนกว่าความเร็วเริ่มต้นของนิวเคลียสนี้จะเกิน 11.2 กม./วินาที มันจะยังคงเป็นดาวเทียมของโลก

นิวเคลียสซึ่งได้รับความเร็วมากกว่า 11.2 กม. / วินาทีเมื่อยิงจะบินหนีจากโลกไปตามแนววิถีพาราโบลาตลอดไป ถ้าวงรีเป็นเส้นโค้งปิด พาราโบลาก็คือเส้นโค้งที่มีกิ่งก้านสองกิ่งไปถึงอนันต์ เคลื่อนที่ไปตามวงรีไม่ว่าจะยาวแค่ไหน เราก็จะกลับมาที่จุดเริ่มต้นอย่างเป็นระบบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เคลื่อนไปตามพาราโบลา เราจะไม่กลับไปยังจุดเริ่มต้น

แต่เมื่อออกจากโลกด้วยความเร็วนี้ นิวเคลียสก็จะยังไม่สามารถบินไปถึงอนันต์ได้ ความโน้มถ่วงอันทรงพลังของดวงอาทิตย์จะทำให้วิถีโคจรของมันจะโค้งงอไปรอบ ๆ ตัวมันเองเหมือนกับวิถีโคจรของดาวเคราะห์ แกนกลางจะกลายเป็นน้องสาวของโลก ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงเล็กในตระกูลดาวเคราะห์ของเราเอง

เพื่อควบคุมนิวเคลียสนอกระบบดาวเคราะห์ เพื่อเอาชนะแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ จำเป็นต้องบอกความเร็วมากกว่า 16.7 กม. / วินาที และกำหนดทิศทางเพื่อให้ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโลกเพิ่มขึ้นในความเร็วนี้ .

ความเร็วประมาณ 8 กม. / วินาที (ความเร็วนี้ขึ้นอยู่กับความสูงของภูเขาที่ปืนของเรายิง) เรียกว่าความเร็ววงกลม ความเร็ว 8 ถึง 11.2 กม. / วินาทีเป็นรูปวงรีจาก 11.2 ถึง 16.7 กม. / วินาทีเป็นแบบพาราโบลา , และเหนือตัวเลขนี้ - ปลดปล่อยความเร็ว

ที่นี่ควรเพิ่มว่าค่าที่กำหนดของความเร็วเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับโลกเท่านั้น หากเราอาศัยอยู่บนดาวอังคาร ความเร็วของวงกลมจะง่ายกว่ามากสำหรับเราที่จะบรรลุ - มีเพียง 3.6 กม. / วินาทีที่นั่นและความเร็วพาราโบลานั้นมากกว่า 5 กม. / วินาทีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ในทางกลับกัน การส่งนิวเคลียสในอวกาศจากดาวพฤหัสบดีจะยากกว่าการส่งจากโลกมาก: ความเร็ววงกลมบนดาวเคราะห์ดวงนี้คือ 42.2 km / s และความเร็วพาราโบลาคือ 61.8 km / s!

เป็นการยากที่สุดสำหรับผู้อยู่อาศัยในดวงอาทิตย์ที่จะออกจากโลกของพวกเขา ความเร็ววงกลมของยักษ์นี้ควรเป็น 437.6 และความเร็วในการแยก - 618.8 km / s!

ดังนั้น นิวตัน เมื่อปลายศตวรรษที่ 17 ก่อนขึ้นบอลลูนลมร้อนครั้งแรกที่พี่น้อง Montgolfier ขึ้นบินครั้งแรก สองร้อยปีก่อนเที่ยวบินแรกของพี่น้องตระกูล Wright และเกือบหนึ่งในสี่ ของสหัสวรรษก่อนการขึ้นของจรวดเหลวลำแรก ชี้ทางขึ้นไปบนฟ้าเพื่อหาดาวเทียมและยานอวกาศ

แรงดึงดูดมีอยู่ในทุกทรงกลม

โดยใช้ กฎแห่งแรงโน้มถ่วงค้นพบดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักสร้างสมมติฐานจักรวาลเกี่ยวกับที่มาของระบบสุริยะ พลังหลักของธรรมชาติซึ่งควบคุมดวงดาว ดาวเคราะห์ แอปเปิ้ลในสวน และโมเลกุลของก๊าซในชั้นบรรยากาศได้ถูกค้นพบและอธิบายทางคณิตศาสตร์แล้ว

แต่เราไม่รู้กลไกของความโน้มถ่วงสากล ความโน้มถ่วงของนิวตันไม่ได้อธิบาย แต่แสดงให้เห็นสถานะปัจจุบันของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ด้วยสายตา

เราไม่ทราบว่าอะไรเป็นสาเหตุของปฏิสัมพันธ์ของทุกร่างในจักรวาล และไม่สามารถพูดได้ว่านิวตันไม่สนใจเหตุผลนี้ เป็นเวลาหลายปีที่เขาไตร่ตรองถึงกลไกที่เป็นไปได้

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นพลังลึกลับอย่างยิ่ง พลังที่แสดงออกผ่านอวกาศหลายร้อยล้านกิโลเมตร โดยปราศจากการก่อตัวทางวัตถุใดๆ ในแวบแรก ด้วยความช่วยเหลือที่สามารถอธิบายการถ่ายโอนปฏิสัมพันธ์ได้

สมมติฐานของนิวตัน

และ นิวตันหันไป สมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของอีเธอร์บางตัวที่ถูกกล่าวหาว่าเติมเต็มจักรวาลทั้งหมด ในปี ค.ศ. 1675 เขาได้อธิบายแรงดึงดูดของโลกโดยข้อเท็จจริงที่ว่าอีเธอร์ที่เติมทั่วทั้งจักรวาลพุ่งเข้าหาศูนย์กลางของโลกในกระแสน้ำที่ต่อเนื่องกัน จับวัตถุทั้งหมดในการเคลื่อนไหวนี้และสร้างแรงโน้มถ่วง การไหลของอีเทอร์แบบเดียวกันจะพุ่งไปยังดวงอาทิตย์ และลากดาวเคราะห์ ดาวหาง ทำให้แน่ใจว่าวิถีวงรีของพวกมัน...

ไม่ใช่เรื่องน่าเชื่อนัก แม้ว่าจะเป็นสมมติฐานเชิงตรรกะทางคณิตศาสตร์อย่างแท้จริงก็ตาม แต่ตอนนี้ ในปี 1679 นิวตันได้สร้างสมมติฐานใหม่ขึ้นมาเพื่ออธิบายกลไกของแรงโน้มถ่วง คราวนี้เขามอบอีเธอร์ด้วยคุณสมบัติของการมีความเข้มข้นที่แตกต่างกันใกล้กับดาวเคราะห์และห่างไกลจากพวกมัน ยิ่งห่างจากศูนย์กลางของโลกมากเท่าไร อีเธอร์ก็จะยิ่งหนาแน่นมากขึ้นเท่านั้น และมีคุณสมบัติในการบีบวัตถุทั้งหมดออกจากชั้นที่หนาแน่นกว่าเป็นชั้นที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า และร่างทั้งหมดถูกบีบออกสู่พื้นผิวโลก

ในปี ค.ศ. 1706 นิวตันได้ปฏิเสธการมีอยู่ของอีเธอร์อย่างรุนแรง ในปี ค.ศ. 1717 เขากลับมาที่สมมติฐานของการบีบอีเธอร์อีกครั้ง

สมองอันชาญฉลาดของนิวตันต่อสู้เพื่อไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่และไม่พบมัน สิ่งนี้อธิบายการขว้างที่คมชัดจากทางด้านข้าง นิวตันเคยพูดว่า:

ฉันไม่ตั้งสมมติฐาน

และแม้ว่าในขณะที่เราตรวจสอบได้เท่านั้น แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด เราสามารถระบุอย่างอื่นได้อย่างแน่นอน: นิวตันสามารถแยกแยะสิ่งต่าง ๆ ที่เถียงไม่ได้จากสมมติฐานที่ไม่คงที่และขัดแย้งกันอย่างชัดเจน และในองค์ประกอบนั้นมีสูตรของกฎอันยิ่งใหญ่ แต่ไม่มีความพยายามที่จะอธิบายกลไกของมัน
นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ได้มอบปริศนานี้ให้กับชายแห่งอนาคต เขาเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1727
ยังไม่ได้รับการแก้ไขแม้แต่วันนี้

การอภิปรายเกี่ยวกับสาระสำคัญทางกายภาพของกฎของนิวตันใช้เวลาสองศตวรรษ และบางทีการสนทนานี้อาจไม่เกี่ยวข้องกับแก่นแท้ของกฎหมาย ถ้าเขาตอบคำถามทุกข้อที่ถามเขาทุกประการ

แต่ความจริงของเรื่องนี้ก็คือเมื่อเวลาผ่านไป มันกลับกลายเป็นว่ากฎหมายนี้ไม่เป็นสากล มีบางกรณีที่เขาไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์นี้หรือปรากฏการณ์นั้นได้ ลองยกตัวอย่าง

แรงโน้มถ่วงในการคำนวณของ Seeliger

ประการแรกคือความขัดแย้งของ Seeliger เมื่อพิจารณาว่าจักรวาลมีสสารอนันต์และเต็มไปด้วยสสารอย่างสม่ำเสมอ Seeliger พยายามคำนวณตามกฎของนิวตัน แรงโน้มถ่วงสากลที่สร้างขึ้นโดยมวลมหาศาลอนันต์ทั้งหมดของจักรวาลอนันต์ ณ จุดใดจุดหนึ่งในนั้น

ไม่ใช่เรื่องง่ายจากมุมมองของคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ หลังจากเอาชนะความยากลำบากทั้งหมดของการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนที่สุด Seeliger พบว่าแรงดึงดูดสากลที่ต้องการนั้นเป็นสัดส่วนกับรัศมีของจักรวาล และเนื่องจากรัศมีนี้เท่ากับอนันต์ แรงโน้มถ่วงจึงต้องมีมากเป็นอนันต์ อย่างไรก็ตาม เราไม่เห็นสิ่งนี้ในทางปฏิบัติ ซึ่งหมายความว่ากฎความโน้มถ่วงสากลใช้ไม่ได้กับทั้งจักรวาล

อย่างไรก็ตาม คำอธิบายอื่นๆ สำหรับความขัดแย้งก็เป็นไปได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เราสามารถสรุปได้ว่าสสารไม่ได้เติมทั่วทั้งจักรวาลเท่าๆ กัน แต่ความหนาแน่นของมันก็ค่อยๆ ลดลง และในที่สุด ที่ไหนสักแห่งที่อยู่ห่างไกลออกไปก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้นเลย แต่การจินตนาการถึงภาพดังกล่าวหมายถึงการยอมรับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของอวกาศโดยปราศจากสสาร ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นเรื่องเหลวไหล

เราสามารถสรุปได้ว่าแรงโน้มถ่วงลดลงเร็วกว่ากำลังสองของระยะทางที่เพิ่มขึ้น แต่สิ่งนี้ทำให้เกิดความสงสัยเกี่ยวกับความกลมกลืนกันอย่างน่าประหลาดใจของกฎของนิวตัน ไม่ และคำอธิบายนี้ไม่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์พอใจ ความขัดแย้งยังคงเป็นความขัดแย้ง

การสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวพุธ

ข้อเท็จจริงอีกประการหนึ่งคือการกระทำของแรงโน้มถ่วงสากลซึ่งไม่ได้อธิบายโดยกฎของนิวตัน การสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวพุธ- ใกล้โลกที่สุด การคำนวณที่ถูกต้องตามกฎของนิวตันแสดงให้เห็นว่าการโคจร (perehelion) ซึ่งเป็นจุดวงรีที่ดาวพุธเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ควรเลื่อนไป 531 อาร์ควินาทีใน 100 ปี

และนักดาราศาสตร์พบว่าการเปลี่ยนแปลงนี้มีค่าเท่ากับ 573 อาร์ควินาที ส่วนเกินนี้ - 42 อาร์ควินาที - นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้โดยใช้สูตรที่เกิดขึ้นจากกฎของนิวตันเท่านั้น

เขาอธิบายทั้งความขัดแย้งของ Seeliger และการกระจัดของ perhelion ของดาวพุธและปรากฏการณ์ที่ขัดแย้งอื่น ๆ อีกมากมายและข้อเท็จจริงที่อธิบายไม่ได้ Albert Einsteinซึ่งเป็นหนึ่งในนักฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล ท่ามกลางสิ่งเล็กน้อยที่น่ารำคาญคือคำถามของ ลมไม่มีตัวตน.

การทดลองโดย Albert Michelson

ดูเหมือนว่าคำถามนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาความโน้มถ่วง เขาเกี่ยวข้องกับทัศนศาสตร์กับแสง แม่นยำยิ่งขึ้นตามคำจำกัดความของความเร็ว

นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กเป็นคนแรกที่กำหนดความเร็วของแสง Olaf Remerดูจันทรุปราคาดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี สิ่งนี้เกิดขึ้นเร็วเท่าปี 1675

นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน อัลเบิร์ต มิเชลสันในตอนท้ายของศตวรรษที่ 18 เขาได้ดำเนินการกำหนดความเร็วของแสงภายใต้สภาวะบนบก โดยใช้อุปกรณ์ที่เขาออกแบบไว้

ในปี 1927 เขาให้ความเร็วแสงเป็น 299796 + 4 km/s ซึ่งเป็นความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมในสมัยนั้น แต่สาระสำคัญของเรื่องนั้นแตกต่างกัน ในปีพ.ศ. 2423 เขาได้ตัดสินใจสำรวจลมที่ไม่มีตัวตน ในที่สุดเขาต้องการสร้างการมีอยู่ของอีเธอร์นั้น โดยการปรากฏตัวของพวกเขาพยายามที่จะอธิบายทั้งการส่งปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงและการส่งคลื่นแสง

มิเชลสันน่าจะเป็นผู้ทดลองที่โดดเด่นที่สุดในยุคของเขา เขามีอุปกรณ์ที่ยอดเยี่ยม และเขาก็เกือบจะแน่ใจว่าจะประสบความสำเร็จ

แก่นแท้ของประสบการณ์

ประสบการณ์ถูกประสูติเช่นนี้ โลกเคลื่อนที่ในวงโคจรด้วยความเร็วประมาณ 30 กม./วินาที. เคลื่อนที่ผ่านอากาศ ซึ่งหมายความว่าความเร็วของแสงจากแหล่งกำเนิดที่อยู่ข้างหน้าเครื่องรับที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของโลกจะต้องมากกว่าจากแหล่งกำเนิดที่อยู่อีกด้านหนึ่ง ในกรณีแรก ความเร็วของลมไร้ตัวตนจะต้องบวกกับความเร็วของแสง ในกรณีที่สอง ความเร็วของแสงจะต้องลดลงตามค่านี้

เขาแยกลำแสงออกเป็นสองลำธารเท่า ๆ กันและนำพวกมันไปในทิศทางตั้งฉากร่วมกัน: ตามเส้นเมอริเดียนและตามแนวขนาน สะท้อนจากกระจก แสงสะท้อนกลับ หากลำแสงที่วิ่งไปตามเส้นขนานได้รับอิทธิพลจากลมที่ไม่มีตัวตน เมื่อเพิ่มเข้าไปในเส้นเมอริเดียน ขอบคลื่นรบกวนควรเกิดขึ้น คลื่นของคานทั้งสองจะเปลี่ยนไปเป็นเฟส

อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากสำหรับมิเชลสันในการวัดเส้นทางของรังสีทั้งสองด้วยความแม่นยำอย่างยิ่งยวดเพื่อให้พวกมันเหมือนกันทุกประการ ดังนั้น เขาจึงสร้างอุปกรณ์เพื่อไม่ให้มีขอบรบกวน แล้วหมุน 90 องศา

เส้นเมอริเดียนกลายเป็นละติจูดและกลับกัน หากมีลมไม่มีตัวตน ควรมีแถบสีดำและสีอ่อนปรากฏใต้เลนส์ใกล้ตา! แต่พวกเขาไม่ใช่ บางทีเมื่อหมุนอุปกรณ์นักวิทยาศาสตร์ก็ย้ายอุปกรณ์

เขาตั้งไว้ตอนเที่ยงและแก้ไข นอกจากความจริงที่ว่ามันยังหมุนรอบแกนด้วย ดังนั้น ในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน ลำแสงละติจูดจึงอยู่ในตำแหน่งที่ต่างออกไปเมื่อเทียบกับลมไร้ตัวตนที่กำลังมาถึง ตอนนี้ เมื่ออุปกรณ์ไม่มีการเคลื่อนไหวอย่างเข้มงวด เราสามารถมั่นใจได้ในความถูกต้องของการทดลอง

ไม่มีขอบรบกวนอีกแล้ว มีการทดลองหลายครั้ง และมิเชลสันและนักฟิสิกส์ทุกคนในสมัยนั้นก็ประหลาดใจ ไม่พบลมที่ไม่มีตัวตน! แสงเดินทางไปทุกทิศทุกทางด้วยความเร็วเท่ากัน!

ไม่มีใครสามารถอธิบายเรื่องนี้ได้ มิเชลสันทำการทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีก ปรับปรุงอุปกรณ์ และในที่สุดก็บรรลุความแม่นยำในการวัดอย่างไม่น่าเชื่อจนแทบไม่น่าเชื่อ ลำดับความสำคัญที่มากกว่าที่จำเป็นสำหรับความสำเร็จของการทดลอง และไม่มีอะไรอีกครั้ง!

การทดลองโดย อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

ก้าวต่อไปที่ยิ่งใหญ่ใน ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วงทำ Albert Einstein.
เคยมีคนถามอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ว่า

คุณมาถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของคุณได้อย่างไร? คุณคิดไอเดียเจ๋งๆ ขึ้นมาภายใต้สถานการณ์ใด นักวิทยาศาสตร์ตอบว่า: “สำหรับฉัน ดูเหมือนว่ามันจะเป็นอย่างนี้เสมอ

บางทีเขาอาจไม่ต้องการพูดตรงๆ บางทีเขาอาจต้องการกำจัดคู่สนทนาที่น่ารำคาญออกไป แต่เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าแนวคิดของไอน์สไตน์เกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างเวลา อวกาศ และความเร็วนั้นมีมาแต่กำเนิด

ไม่ แน่นอน ในตอนแรกมีลางสังหรณ์ที่สว่างราวกับสายฟ้า จากนั้นการพัฒนาก็เริ่มขึ้น ไม่ ไม่มีความขัดแย้งกับปรากฏการณ์ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว แล้วหน้าห้าหน้าที่เต็มไปด้วยสูตรก็ปรากฏขึ้น ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารทางกายภาพ หน้าที่เปิดศักราชใหม่ในวิชาฟิสิกส์

ลองนึกภาพยานอวกาศบินผ่านอวกาศ เราจะเตือนคุณทันที: เอ็นเตอร์ไพรส์นั้นแปลกประหลาดมาก แบบที่คุณยังไม่เคยอ่านในนิยายวิทยาศาสตร์ ความยาวของมันคือ 300,000 กิโลเมตรและความเร็วของมันคือ 240,000 km / s และยานอวกาศลำนี้บินผ่านหนึ่งในแพลตฟอร์มกลางในอวกาศโดยไม่หยุดนิ่ง ด้วยความเร็วเต็มที่

ผู้โดยสารคนหนึ่งยืนอยู่บนดาดฟ้าของยานอวกาศพร้อมนาฬิกา และคุณและฉันผู้อ่านกำลังยืนอยู่บนแท่น - ความยาวของมันต้องสอดคล้องกับขนาดของยานอวกาศนั่นคือ 300,000 กิโลเมตรมิฉะนั้นจะไม่สามารถยึดติดกับมันได้ และเราก็มีนาฬิกาอยู่ในมือเช่นกัน

เราสังเกตเห็นว่าในขณะที่หัวเรือของยานอวกาศพุ่งเข้าหาขอบด้านหลังของแท่นของเรานั้น ตะเกียงก็ส่องประกายบนมัน ทำให้พื้นที่รอบๆ สว่างขึ้น วินาทีต่อมา ลำแสงพุ่งมาที่ขอบด้านหน้าของแท่นของเรา เราไม่สงสัยในเรื่องนี้ เพราะเรารู้ความเร็วของแสง และเราสามารถระบุช่วงเวลาที่สอดคล้องกันบนนาฬิกาได้อย่างแม่นยำ และบนยานอวกาศ...

แต่ยานอวกาศก็บินไปทางลำแสง และเราค่อนข้างจะเห็นว่าแสงนั้นส่องสว่างที่ท้ายเรือในขณะที่มันอยู่ที่ไหนสักแห่งใกล้ตรงกลางแท่น แน่นอนเราเห็นว่าลำแสงไม่ครอบคลุม 300,000 กิโลเมตรจากหัวเรือถึงท้ายเรือ

แต่ผู้โดยสารบนดาดฟ้าของยานอวกาศนั้นมั่นใจอย่างอื่น พวกเขาแน่ใจว่าลำแสงของพวกเขาครอบคลุมระยะทางทั้งหมดจากโค้งคำนับถึงท้ายเรือ 300,000 กิโลเมตร ท้ายที่สุดเขาใช้เวลาทั้งวินาทีกับมัน พวกเขาก็บันทึกมันไว้บนนาฬิกาอย่างแม่นยำเช่นกัน และมันจะเป็นอย่างอื่นได้อย่างไร: ท้ายที่สุดความเร็วของแสงไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของแหล่งกำเนิด ...

ได้อย่างไร? เราเห็นสิ่งหนึ่งจากแพลตฟอร์มคงที่และอีกสิ่งหนึ่งบนดาดฟ้าของยานอวกาศ? เกิดอะไรขึ้น?

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์

ควรสังเกตทันที: ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เมื่อมองแวบแรก มันขัดกับแนวคิดที่เรากำหนดขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกอย่างสิ้นเชิง เราสามารถพูดได้ว่ามันขัดแย้งกับสามัญสำนึกเช่นกัน เนื่องจากเราคุ้นเคยกับการนำเสนอ สิ่งนี้เกิดขึ้นหลายครั้งในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์

แต่การค้นพบความกลมของโลกนั้นตรงกันข้ามกับสามัญสำนึก คนอยู่ฝั่งตรงข้ามไม่ตกนรกขุมได้อย่างไร?

สำหรับเรา ความกลมของโลกเป็นความจริงที่ไม่อาจปฏิเสธได้ และจากมุมมองของสามัญสำนึก การสันนิษฐานอื่นใดก็ไร้ความหมายและไร้เหตุผล แต่ย้อนเวลากลับไป ลองจินตนาการถึงการปรากฏครั้งแรกของแนวคิดนี้ แล้วคุณจะเข้าใจว่ามันยากแค่ไหนที่จะยอมรับมัน

ง่ายกว่าไหมที่จะยอมรับว่าโลกไม่ได้นิ่ง แต่บินไปตามวิถีของมันเร็วกว่าลูกกระสุนปืนใหญ่หลายสิบเท่า?

ทั้งหมดนี้เป็นซากของสามัญสำนึก ดังนั้นนักฟิสิกส์สมัยใหม่จึงไม่เคยพูดถึงเรื่องนี้

กลับไปที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ โลกจำเธอได้เป็นครั้งแรกในปี 1905 จากบทความที่ลงนามโดยชื่อที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก - อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และตอนนั้นเขาอายุเพียง 26 ปีเท่านั้น

Einstein ตั้งสมมติฐานที่เรียบง่ายและมีเหตุผลจากความขัดแย้งนี้: จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์บนแท่น เวลาผ่านไปในรถที่เคลื่อนที่น้อยกว่านาฬิกาที่คุณวัดได้ ในรถ เวลาผ่านไปช้าลงเมื่อเทียบกับเวลาบนแท่นจอดนิ่ง

สิ่งที่น่าทึ่งมากตามหลักเหตุผลจากสมมติฐานนี้ ปรากฎว่าคนที่เดินทางไปทำงานบนรถรางเมื่อเทียบกับคนเดินเท้าที่ไปทางเดียวกัน ไม่เพียงช่วยประหยัดเวลาเนื่องจากความเร็วเท่านั้น แต่ยังไปช้ากว่าสำหรับเขาด้วย

อย่างไรก็ตาม อย่าพยายามรักษาความเยาว์วัยนิรันดร์ด้วยวิธีนี้ แม้ว่าคุณจะเป็นคนขับรถม้าและใช้เวลาหนึ่งในสามของชีวิตบนรถราง ใน 30 ปี คุณจะได้รับเงินมากกว่าหนึ่งล้านวินาที เพื่อให้มองเห็นได้ทันเวลาจำเป็นต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง

ปรากฎว่าการเพิ่มขึ้นของความเร็วของร่างกายสะท้อนให้เห็นในมวลของมัน ยิ่งความเร็วของวัตถุเข้าใกล้ความเร็วแสงมากเท่าใด มวลของมันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ที่ความเร็วของร่างกายเท่ากับความเร็วแสงมวลของมันมีค่าเท่ากับอนันต์นั่นคือมันมากกว่ามวลของโลก, ดวงอาทิตย์, กาแล็กซี่, จักรวาลทั้งหมดของเรา ... นี่คือมวลเท่าใด สามารถรวมเป็นหินก้อนธรรมดาๆ เร่งความเร็วได้
สเวต้า!

สิ่งนี้กำหนดข้อ จำกัด ที่ไม่อนุญาตให้วัตถุใด ๆ พัฒนาความเร็วเท่ากับความเร็วของแสง ท้ายที่สุดเมื่อมวลโตขึ้นมันก็ยากขึ้นเรื่อย ๆ ที่จะแยกย้ายกันไป และมวลอนันต์ไม่สามารถเคลื่อนที่ด้วยแรงใดๆ ได้

อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติได้กำหนดข้อยกเว้นที่สำคัญมากสำหรับกฎนี้สำหรับอนุภาคทั้งหมด ตัวอย่างเช่นสำหรับโฟตอน พวกมันสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง แม่นยำกว่านั้น พวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วอื่นได้ เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงโฟตอนที่ไม่เคลื่อนไหว

เมื่ออยู่กับที่ก็จะไม่มีมวล นอกจากนี้ นิวตริโนไม่มีมวลพัก และพวกมันยังถูกประณามให้บินผ่านอวกาศอย่างไม่มีขอบเขตชั่วนิรันดร์ด้วยความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ในจักรวาลของเรา โดยไม่ต้องแซงแสงและตามทัน

จริงหรือที่ผลที่ตามมาของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่เราระบุไว้นั้นน่าประหลาดใจและขัดแย้งกัน! และแน่นอนว่าแต่ละคนตรงกันข้ามกับ "สามัญสำนึก"!

แต่สิ่งที่น่าสนใจคือ: ไม่ใช่ในรูปแบบที่เป็นรูปธรรม แต่เป็นตำแหน่งทางปรัชญาที่กว้าง ผู้ก่อตั้งวัตถุนิยมวิภาษวิธีคาดการณ์ถึงผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้ ความหมายเหล่านี้บอกอะไร? เกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่เชื่อมต่อระหว่างพลังงานและมวล มวลกับความเร็ว ความเร็วและเวลา ความเร็วและความยาวของวัตถุที่เคลื่อนที่...

การค้นพบการพึ่งพาอาศัยกันของไอน์สไตน์ เช่น ซีเมนต์ (เพิ่มเติม:) เชื่อมการเสริมแรงหรือศิลาฤกษ์เข้าด้วยกัน เชื่อมโยงสิ่งต่าง ๆ และปรากฏการณ์ที่แต่ก่อนดูเหมือนเป็นอิสระจากกัน และสร้างรากฐานซึ่งเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ สามารถสร้างอาคารที่กลมกลืนกันได้ อาคารหลังนี้แสดงถึงการทำงานของจักรวาลของเรา

แต่ก่อนอื่น อย่างน้อยสองสามคำเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งสร้างโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เช่นกัน

แต่ความรู้สึกหนึ่งไม่ได้พิสูจน์อะไร ท้ายที่สุด ความรู้สึกพยายามโน้มน้าวเราว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนบนท้องฟ้ารอบโลกที่ไม่เคลื่อนไหว ว่าดาวและดาวเคราะห์ทั้งหมดอยู่ห่างจากเราในท้องฟ้า ฯลฯ เท่ากัน

นักวิทยาศาสตร์ได้รับความรู้สึกเพื่อการตรวจสอบการทดลอง แม้แต่นิวตันยังคิดถึงอัตลักษณ์อันแปลกประหลาดของปรากฏการณ์ทั้งสอง เขาพยายามให้ลักษณะเชิงตัวเลขแก่พวกเขา เมื่อวัดความโน้มถ่วง และ เขาเชื่อมั่นว่าค่าของพวกเขาเสมอกันอย่างเคร่งครัด

เขาสร้างลูกตุ้มของโรงงานนำร่องด้วยวัสดุใดก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นเงิน ตะกั่ว แก้ว เกลือ ไม้ น้ำ ทอง ทราย ข้าวสาลี ผลลัพธ์ก็เหมือนกัน

หลักการเทียบเท่าซึ่งเรากำลังพูดถึงนั้นเป็นพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แม้ว่าการตีความทฤษฎีสมัยใหม่จะไม่ต้องการหลักการนี้อีกต่อไป ละเว้นการหักทางคณิตศาสตร์ที่เป็นไปตามหลักการนี้ ให้เราดำเนินการโดยตรงต่อผลบางอย่างของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

การปรากฏตัวของสสารจำนวนมากส่งผลกระทบอย่างมากต่อพื้นที่โดยรอบ มันนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวซึ่งสามารถกำหนดได้ว่าเป็นความไม่เท่าเทียมกันของพื้นที่ ความไม่สม่ำเสมอเหล่านี้ชี้นำการเคลื่อนไหวของมวลใด ๆ ที่อยู่ใกล้กับร่างกายที่ดึงดูด

มักจะใช้การเปรียบเทียบดังกล่าว ลองนึกภาพผืนผ้าใบที่กางออกอย่างแน่นหนาบนกรอบที่ขนานกับพื้นผิวโลก วางของหนักไว้บนนั้น นี่จะเป็นมวลดึงดูดที่ยิ่งใหญ่ของเรา แน่นอน เธอจะงอผืนผ้าใบและจบลงในช่องว่าง ตอนนี้กลิ้งลูกบอลบนผืนผ้าใบนี้ในลักษณะที่ส่วนหนึ่งของเส้นทางอยู่ถัดจากมวลดึงดูด ขึ้นอยู่กับวิธีการปล่อยลูกบอล สามตัวเลือกที่เป็นไปได้

1. ลูกบอลจะบินได้ไกลพอจากช่องที่เกิดจากการโก่งตัวของผืนผ้าใบและจะไม่เปลี่ยนการเคลื่อนที่ของลูกบอล
2. ลูกบอลจะสัมผัสช่องและเส้นของการเคลื่อนที่จะโค้งงอเข้าหามวลดึงดูด
3. ลูกบอลจะตกลงไปในหลุมนี้ จะไม่สามารถออกจากหลุมนี้ได้ และจะหมุนรอบมวลแรงโน้มถ่วงหนึ่งหรือสองครั้ง

จริงหรือไม่ที่ตัวเลือกที่สามจำลองการจับภาพโดยดาวหรือดาวเคราะห์ของวัตถุภายนอกอย่างไม่ระมัดระวังที่บินเข้าไปในสนามดึงดูดอย่างไม่ระมัดระวัง

และกรณีที่สองคือการโก่งตัวของวิถีของร่างกายที่บินด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วในการจับที่เป็นไปได้! กรณีแรกคล้ายกับการบินนอกขอบเขตที่ใช้งานได้จริงของสนามโน้มถ่วง ใช่ มันใช้ได้จริง เพราะในทางทฤษฎี สนามโน้มถ่วงนั้นไม่จำกัด

แน่นอนว่านี่เป็นการเปรียบเทียบที่ห่างไกลกันมาก โดยพื้นฐานแล้วเพราะไม่มีใครสามารถจินตนาการถึงการโก่งตัวของสเปซสามมิติของเราได้ ความหมายทางกายภาพของการโก่งตัวนี้หรือความโค้งอย่างที่พวกเขาพูดกันบ่อย ๆ คืออะไรไม่มีใครรู้

จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่ว่าวัตถุใดๆ สามารถเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วงตามเส้นโค้งเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เฉพาะกรณีพิเศษที่เส้นโค้งจะเปลี่ยนเป็นเส้นตรง

รัศมีของแสงก็ปฏิบัติตามกฎนี้เช่นกัน ท้ายที่สุดมันประกอบด้วยโฟตอนที่มีมวลอยู่ในเที่ยวบิน และสนามโน้มถ่วงมีผลกระทบต่อมัน เช่นเดียวกับโมเลกุล ดาวเคราะห์น้อยหรือดาวเคราะห์

ข้อสรุปที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือสนามโน้มถ่วงจะเปลี่ยนเส้นทางของเวลาเช่นกัน ใกล้มวลดึงดูดขนาดใหญ่ ในสนามโน้มถ่วงรุนแรงที่สร้างขึ้นโดยมัน กาลเวลาควรช้ากว่าที่ห่างออกไปจากมัน

คุณเห็นไหม และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเต็มไปด้วยข้อสรุปที่ขัดแย้งกันซึ่งสามารถพลิกความคิดของเราเรื่อง "สามัญสำนึก" ได้ครั้งแล้วครั้งเล่า!

แรงโน้มถ่วงถล่ม

เรามาพูดถึงปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งของธรรมชาติจักรวาลกัน - เกี่ยวกับการล่มสลายของแรงโน้มถ่วง (การกดทับอย่างหายนะ) ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของสสารขนาดมหึมา โดยที่แรงโน้มถ่วงมีระดับมหาศาลจนไม่มีแรงอื่นใดที่มีอยู่ในธรรมชาติสามารถต้านทานพวกมันได้

จำสูตรที่มีชื่อเสียงของนิวตันไว้: ยิ่งแรงโน้มถ่วงมากเท่าไร ระยะห่างระหว่างวัตถุโน้มถ่วงยิ่งน้อย ดังนั้น ยิ่งการก่อตัวของวัสดุมีความหนาแน่นมากเท่าใด ขนาดของมันก็ยิ่งเล็กลง แรงโน้มถ่วงยิ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การโอบกอดการทำลายล้างก็ยิ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้

มีเทคนิคอันชาญฉลาดที่ธรรมชาติต้องดิ้นรนกับการบีบอัดสสารที่ดูเหมือนไร้ขีดจำกัด เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มันจะหยุดช่วงเวลาในขอบเขตของการกระทำของแรงโน้มถ่วงมหาศาล และมวลสารที่ถูกพันธนาการก็ถูกปิดจากจักรวาลของเรา แช่แข็งในความฝันที่เซื่องซึมแปลก ๆ อย่างที่เคยเป็นมา

อาจมีการค้นพบ "หลุมดำ" แห่งแรกในจักรวาลแล้ว ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์โซเวียต O. Kh. Huseynov และ A. Sh. Novruzova มันคือ Gemini delta ซึ่งเป็นดาวคู่ที่มีองค์ประกอบที่มองไม่เห็น

ส่วนประกอบที่มองเห็นได้มีมวล 1.8 ดวงอาทิตย์ และ "พันธมิตร" ที่มองไม่เห็นควรมีมวลมากกว่าองค์ประกอบที่มองเห็นได้สี่เท่าตามการคำนวณ แต่ไม่มีร่องรอยของมัน: เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นการสร้างธรรมชาติที่น่าอัศจรรย์ที่สุดคือ "หลุมดำ"

ศาสตราจารย์ K.P. Stanyukovich นักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียต อย่างที่พวกเขาพูดว่า "บนปลายปากกา" แสดงให้เห็นผ่านโครงสร้างทางทฤษฎีล้วนๆ ว่าอนุภาคของ "สสารแช่แข็ง" อาจมีขนาดที่หลากหลายมาก

• การก่อตัวขนาดมหึมาของมันเป็นไปได้ คล้ายกับควาซาร์ ซึ่งแผ่พลังงานอย่างต่อเนื่องมากเท่ากับดาวฤกษ์ 100 พันล้านดวงในกาแลคซีของเราที่แผ่กระจายออกไป
• อาจมีกระจุกขนาดเล็กกว่ามาก เท่ากับมวลดวงอาทิตย์เพียงไม่กี่เท่า ทั้งสิ่งเหล่านั้นและวัตถุอื่นๆ สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยตนเองจากเรื่องธรรมดา ไม่ใช่ "การหลับ"
• และการก่อตัวของชั้นที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงนั้นสามารถเทียบได้กับมวลของอนุภาคมูลฐาน

เพื่อให้มันเกิดขึ้นได้ ก่อนอื่นต้องจัดการเรื่องที่ทำให้พวกเขาได้รับแรงกดดันมหาศาลและผลักดันมันเข้าไปในขอบเขตของทรงกลมชวาร์ซชิลด์ ซึ่งเป็นทรงกลมที่เวลาสำหรับผู้สังเกตการณ์ภายนอกหยุดลงโดยสมบูรณ์ และแม้ว่าหลังจากนั้นจะขจัดความกดดันออกไป อนุภาคที่เวลาได้หยุดลงจะยังคงดำรงอยู่โดยอิสระจากจักรวาลของเรา

plankeons

Plankeons เป็นอนุภาคที่พิเศษมาก ตามข้อมูลของ K.P. Stanyukovich ทรัพย์สินที่น่าสนใจอย่างยิ่ง: พวกมันมีสสารในตัวเองในรูปแบบที่ไม่เปลี่ยนแปลง เช่น เมื่อหลายล้านล้านปีก่อน เมื่อมองเข้าไปในแพลงก์ตอน เราสามารถเห็นสสารเหมือนตอนที่เกิดจักรวาลของเรา ตามการคำนวณทางทฤษฎี มีแพลงก์ตอนประมาณ 1080 ตัวในจักรวาล แพลงก์ออนประมาณหนึ่งตัวในลูกบาศก์ของอวกาศที่มีด้านยาว 10 เซนติเมตร ในขณะเดียวกันกับ Stanyukovich และ (โดยไม่คำนึงถึงเขาสมมติฐานของ plankeons ถูกนำเสนอโดยนักวิชาการ M.A. Markov มีเพียง Markov เท่านั้นที่ให้ชื่อที่แตกต่างกัน - คติพจน์

คุณสมบัติพิเศษของแพลงก์ตอนยังสามารถใช้เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงที่ขัดแย้งกันในบางครั้งของอนุภาคมูลฐาน เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อสองอนุภาคชนกัน ชิ้นส่วนจะไม่ก่อตัว แต่อนุภาคมูลฐานอื่น ๆ จะเกิดขึ้น สิ่งนี้น่าทึ่งมาก: ในโลกธรรมดา แจกันแตก เราจะไม่มีวันได้ถ้วยทั้งหมดหรือแม้แต่ดอกกุหลาบ แต่สมมติว่าในส่วนลึกของอนุภาคมูลฐานแต่ละอนุภาคมีแพลงก์ตอน หนึ่งหรือหลายแผ่น และบางครั้งก็มีแพลงก์ตอนจำนวนมาก

ในขณะที่เกิดการชนกันของอนุภาค "ถุง" ที่มัดแน่นของแพลงก์ตอนจะเปิดออกเล็กน้อย อนุภาคบางตัวจะ "ตกลง" เข้าไปในนั้น และแทนที่จะ "กระโดดออกมา" สิ่งที่เราคิดว่าเกิดขึ้นระหว่างการชน ในเวลาเดียวกัน plankeon ในฐานะนักบัญชีที่ขยันขันแข็งจะรับรอง "กฎหมายการอนุรักษ์" ทั้งหมดที่นำมาใช้ในโลกของอนุภาคมูลฐาน
กลไกของแรงโน้มถ่วงสากลเกี่ยวอะไรกับมัน?

"รับผิดชอบ" สำหรับแรงโน้มถ่วงตามสมมติฐานของ K. P. Stanyukovich เป็นอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่า Gravitons ซึ่งปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องโดยอนุภาคมูลฐาน Gravitons มีขนาดเล็กกว่าหลังมาก เนื่องจากฝุ่นละอองที่ลอยอยู่ในแสงแดดจะมีขนาดเล็กกว่าลูกโลก

การแผ่รังสีของกราวิตันเป็นไปตามกฎเกณฑ์หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันจะบินไปยังพื้นที่นั้นได้ง่ายกว่า ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า ซึ่งหมายความว่าหากมีเทห์ฟากฟ้าสองดวงในอวกาศ วัตถุทั้งสองจะแผ่แรงโน้มถ่วงออกไปทางทิศตรงข้ามกัน สิ่งนี้สร้างแรงกระตุ้นที่ทำให้ร่างกายเข้าหากันเพื่อดึงดูดซึ่งกันและกัน

การปล่อยอนุภาคมูลฐานออกไป แรงโน้มถ่วงจะพัดพามวลบางส่วนไปด้วย ไม่ว่าจะเล็กแค่ไหนการสูญเสียมวลก็ไม่สามารถสังเกตได้ตามเวลา แต่เวลานั้นช่างยิ่งใหญ่เหลือเกิน จะใช้เวลาประมาณ 100 พันล้านปีกว่าสสารทั้งหมดในจักรวาลจะกลายเป็นสนามโน้มถ่วง