Yerçekimi olgusu bir yasadır evrensel yerçekimi. İki cisim birbirlerine, aralarındaki mesafenin karesiyle ters, kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı bir kuvvetle etki eder.
Bu büyük yasayı matematiksel olarak formülle ifade edebiliriz.
Yerçekimi etki eder geniş mesafeler Evrende. Ancak Newton, tüm nesnelerin karşılıklı olarak çekildiğini savundu. Herhangi iki nesnenin birbirini çektiği doğru mu? Bir hayal edin, bir sandalyede otururken Dünya'nın sizi çektiği biliniyor. Peki hiç bilgisayar ile farenin birbirini çektiğini düşündünüz mü? Yoksa masanın üzerinde duran bir kalem ve tükenmez kalem mi? Bu durumda formülde kalemin kütlesini, kalemin kütlesini yerine koyarız, yerçekimi sabitini de hesaba katarak aralarındaki mesafenin karesine böleriz, kuvvetlerini elde ederiz. karşılıklı çekim. Ancak o kadar küçük olacak ki (kalem ve kurşun kalemin küçük kütleleri nedeniyle) varlığını hissetmiyoruz. Ne zaman olacağı başka bir mesele hakkında konuşuyoruz Dünya ve sandalye veya Güneş ve Dünya hakkında. Kütleler önemlidir, bu da kuvvetin etkisini zaten değerlendirebileceğimiz anlamına gelir.
Bu aynı zamanda aşağıda tartışılacak olan yerçekimi teorisi hakkındaki düşünceleri için de geçerlidir. Matematiksel temel Bu teori, iki cismin birbirini kütleleriyle ve uzaklıklarının karesiyle orantılı bir kuvvetle çektiğini belirten Newton'un yerçekimi yasasıdır. Yüzyılda yaygın olarak kabul edildi. Aşağıdaki alıntıların da gösterdiği gibi Euler bir istisna değildir.
Dolayısıyla bu durum, en ciddi nedenlerden ötürü, her şeyin arasında şunu kanıtlıyor: gök cisimleri birbirlerine karşı hareket etmelerini sağlayan genel yerçekimi hakimdir; ve bu kuvvet birbirlerine yaklaştıkça daha büyük olur. Bu gerçek inkar edilemez.
Serbest düşüşün hızlanmasını hatırlayalım. Bu çekim yasasının etkisidir. Bir kuvvetin etkisi altında bir cismin hızı ne kadar yavaş değişirse o kadar fazla olur. daha fazla kütle. Bunun sonucunda tüm cisimler aynı ivmeyle Dünya'ya düşer.
Bu görünmez eşsiz güce neden olan şey nedir? Bugün varlığı biliniyor ve kanıtlanıyor yerçekimi alanı. Yerçekimi alanının doğası hakkında daha fazla bilgiyi şu adreste bulabilirsiniz: ek malzeme konular.
Güneş ve gezegen bağlamında bunu daha kesin bir şekilde ifade ediyor. Bu nedenle, bir cismin diğerine çekilme kuvvetini yargılamak için, bu kuvvetin öncelikle çekilen cismin kütlesiyle ve çekilen cismin çekimiyle doğru orantılı olduğuna ve cismin tersi olduğuna dikkat edilmesi yeterlidir. mesafe standının karesi.
Yer çekimi kanununun formüle edilmesi haklı olarak tarihte bir dönüm noktası olarak kabul edilir doğa bilimleri Ay ve gezegenlerin hareketlerini büyük bir doğrulukla hesaplamayı mümkün kıldığından. Isaac Newton ayrıca, yarım yüzyılı aşkın bir süre önce Johannes Kepler tarafından keşfedilen gezegensel hareket yasalarının, kendisi tarafından formüle edilen hareket yasalarıyla birlikte yerçekimi yasasından türetilebileceğini gösterdi.
Bir düşünün, yerçekimi nedir? Nereden geliyor? Nedir? Elbette gezegenin Güneş'e bakıp ne kadar uzak olduğunu görmesi ve uzaklığın ters karesini bu kanuna göre hesaplaması olamaz mı?
Yer çekimi yönü
A cismi ve B cismi olsun, iki cisim vardır. A cismi B cismini çeker. A cisminin uyguladığı kuvvet B cismi üzerinde başlar ve A cismine doğru yönlendirilir. Yani B cismini “alır” ve kendisine doğru çeker. kendisi. B bedeni aynı şeyi A gövdesine “yapar”.
Newton'un esasen tartışmaya açık olmayan teorisinin, yüzyıl boyunca Avrupalı bilim adamları arasında bugün hayal bile edemeyeceğimiz bir ciddiyet ve ciddiyetle tartışmalara yol açması daha da şaşırtıcıdır. Burada önemli rol sadece gerçeklere dayalı değil aynı zamanda kişisel ve ulusal yönler. Hiç kimse bu kuvvetin varlığını inkar etmedi, ancak fizikçilerin çoğunluğu olmasa da pek çoğunun etkisi Avrupa kıtası Bu gücün nedenini bilmeden çekici güçten bahsetmek ve onunla hesaplaşmak yeterli değildi. Modern: Newton'un teorisinin bir mesafe teorisi olması rahatsızlık verici olarak algılandı.
Her beden Dünya tarafından çekilir. Dünya bedeni “alır” ve merkezine doğru çeker. Dolayısıyla bu kuvvet daima dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilir ve cismin ağırlık merkezinden uygulanır, buna yerçekimi kuvveti denir.
Hatırlanması gereken en önemli şey
1) Kanun ve formül;
2) Yer çekiminin yönü
Doğrudan Galileo Galilei ve René Descartes'la birlikte bilim insanları, yüzyıllar boyunca bu gizli nitelikler doktrininin, yani "niteliksel okültistlerin" üstesinden gelmekle övündüler. Başkalarına olağanüstü örnek Böyle gizli bir özellik, Doğanın boşluktan hoşlanmadığının ifadesidir. Evangelista Torricelli ve Blaise Pascal, sözde "korkunç vakumun" mekanik bir nedeninin, hava basıncının olduğunu gösterdiler; artık emme pompasının işleyişinin ve barometredeki cıvanın yükselmesinin nedeninin bu olduğuna inanılıyordu.
Newton gibi biri, ağır cisimlerin çekiciliğini açıklamak için yer çekimi kuvvetinden söz ettiğinde, çoğu kişi için bu, bu "niteliksel okültlere", ortaçağ sahte biliminin gizli özelliklerine, nedenlerle bağlantılı olmayan ancak kelimelerle açıklanan fenomenlere bir geri dönüş anlamına geliyordu. .
Bazı jeolojik araştırma yöntemleri, gelgit tahmini ve son zamanlarda hareket hesaplama yapay uydular Ve gezegenlerarası istasyonlar. Gezegen konumlarının önceden hesaplanması.
Gezegenlerin ve nesnelerin çekilip çekilmediğini tahmin etmeden böyle bir deneyi kendimiz yapabilir miyiz?
Yapılan bu tür doğrudan deneyim Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - İngiliz fizikçi ve kimyager)şekilde gösterilen cihazı kullanarak. Fikir, çok ince bir kuvars ipliğin üzerine iki toplu bir çubuk asmak ve ardından iki büyük kurşun topu yan taraftan onlara doğru getirmekti. Bilyaların çekiciliği ipliği hafifçe bükecektir, çünkü sıradan nesneler arasındaki çekim kuvvetleri çok zayıftır. Böyle bir cihazın yardımıyla Cavendish, her iki kütlenin kuvvetini, mesafesini ve büyüklüğünü doğrudan ölçebildi ve böylece yerçekimi sabiti G.
İlgili pasaj şuradadır Almanca çeviri. Ancak bu birçok fizikçi için tökezleyen bir engeldi. Newton, yerçekiminin fiziksel bir nedeni olduğunu göz ardı etmese de, yalnızca bunu bilmediğini söyledi; kendisi ve takipçileri, Aristoteles fiziğinin en karanlık zamanları olarak kabul ediliyor. Tıpkı Aristoteles'in yerçekiminin nedeninin, bedenin doğal yerine ulaşmak için direnmesi olduğunu öğrettiği gibi, Newton da bunu şöyle açıklıyor: benzer organlar Cazibeden bahsederken gizli özellikler. Sevilmeyen maddenin "boş uzay yoluyla" başka bir yerde madde birikimlerinin birbirini çekmesine neden olacak bir şey olduğunu nasıl bilmesi beklenir?
Uzaydaki yerçekimi alanını karakterize eden yerçekimi sabiti G'nin benzersiz keşfi, Dünya'nın, Güneş'in ve diğer gök cisimlerinin kütlesinin belirlenmesini mümkün kıldı. Bu nedenle Cavendish deneyimine "Dünyayı tartmak" adını verdi.
İlginçtir ki çeşitli kanunlar bazı fizikçiler var ortak özellikler. Elektrik yasalarına (Coulomb kuvveti) dönelim. Elektrik kuvvetleri de yükler arasında mesafenin karesiyle ters orantılıdır ve istemsiz olarak bu modelin gizlendiği düşüncesi ortaya çıkar. derin anlam. Şimdiye kadar hiç kimse yerçekimini ve elektriği iki şey olarak hayal edemedi. farklı tezahürler aynı varlık.
Bu örnekte de görüldüğü gibi, bu soru yüzyılın tüm fizik kitaplarında az çok geniş bir şekilde tartışılmaktadır. “Mekanizma” anahtardır anahtar kelime Burada. Jean-Antoine Nollet gibi fizikçilerin Newton'da gözden kaçırdığı şey, cisimlerin birbirlerine doğru hareket etmesinin mekanik nedeninin onlara doğrudan baskı veya çekme uyguladığı gerçeğiydi.
Nolle'nin yerçekimine karşı duyduğu "tiksinti", pek çok fizikçi ve filozofun, olmadığına inandıkları şeyi ortaya koymasına yol açtı. Newton fiziği yani cisimleri birbirine zorlayan kuvvetin nedeni olarak "mekanizma". Şekil 1: Descartes'ın omurgalılar teorisine göre gezegen hareketinin açıklaması: Nicolas Bion, The Use of Globes and Animals, Paris.
Buradaki kuvvet de mesafenin karesiyle ters orantılı olarak değişmektedir, ancak elektrik ve yerçekimi kuvvetlerinin büyüklüğündeki fark dikkat çekicidir. Yüklemeye çalışıyorum genel doğa Yerçekimi ve elektrik, elektriksel kuvvetlerin yer çekimi kuvvetlerine karşı öyle bir üstünlüğünü keşfediyoruz ki, her ikisinin de aynı kaynağa sahip olduğuna inanmak zor. Birinin diğerinden daha güçlü olduğunu nasıl söyleyebilirsin? Sonuçta her şey kütlenin ne olduğuna ve yükün ne olduğuna bağlıdır. Yer çekiminin ne kadar güçlü etki ettiğini tartışırken, "Şu büyüklükte bir kütle alalım" deme hakkınız yok çünkü onu kendiniz seçiyorsunuz. Ancak Doğanın bize sunduğu şeyi alırsak (onun özdeğerler ve inçlerimizle, yıllarımızla, ölçülerimizle hiçbir ilgisi olmayan ölçüler), o zaman karşılaştırabiliriz. Elektron gibi temel yüklü bir parçacığı alıyoruz. İki temel parçacıklar, iki elektron nedeniyle elektrik yükü birbirlerini aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle iterler ve yerçekimi nedeniyle mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle tekrar birbirlerine çekilirler.
Christiaan Huygens'ten Johann Bernoulli'ye, Christiane Wolf'tan Georg Bernhard Bilfinger'a kadar pek çok ünlü bilim adamı, Newton'un yerçekimi kanunu ve Kepler'in gezegen hareketi kanunlarının türetilebilmesi için Descartes'ın omurgalılar teorisini düzeltmek için boşuna çabaladılar. Yüzyılda ne olduğu, o dönemde yayınlanan çok sayıda makale, tez ve ödüllü kitaptan açıkça anlaşılmaktadır; yazarların yerçekiminin nedenini buldukları iddia edilmektedir. Özellikle Fransa'da çarpıklık teorisi yerçekimi kütlesi Her ne kadar bundan niceliksel bir yasa çıkarılamamış olsa da, bu süreç çok uzun sürdü.
Soru: Yerçekimi kuvvetinin oranı nedir? elektrik kuvveti? Yerçekimi elektriksel itme açısından, 42 sıfırlı bir sayıya karşı birdir. Bu, en derin şaşkınlığa neden olur. Bu kadar büyük bir sayı nereden gelebilir?
İnsanlar bu devasa katsayıyı diğer doğa olaylarında arıyorlar. Her türlü yoldan geçiyorlar büyük sayılar ve eğer ihtiyacın olursa büyük sayı Diyelim ki, neden Evrenin çapının protonun çapına oranını almıyorsunuz - şaşırtıcı bir şekilde, bu aynı zamanda 42 sıfırlı bir sayıdır. Ve şöyle diyorlar: belki bu katsayı orana eşit Bir protonun çapının Evrenin çapına oranı nedir? Bu ilginç bir fikir ama Evren yavaş yavaş genişledikçe, yer çekimi sabiti. Bu hipotez henüz çürütülmemiş olsa da, onun lehine herhangi bir kanıtımız yok. Aksine, bazı kanıtlar yerçekimi sabitinin bu şekilde değişmediğini ileri sürüyor. Bu devasa sayı bugüne kadar bir sır olarak kalıyor.
Bu bağlamda Euler'in yerçekimi teorisine katkısını da belirtmek gerekir. Bir matematikçi olarak Newton'un yerçekimi kanununun ay, gezegenler ve kuyruklu yıldızlar gibi gök cisimlerinin hareketlerine uygulanmasında liderdi; bir fizikçi olarak ise Newton ve takipçileri tarafından topluca saldırıya uğrayan inatçı bir Kartezyendi.
Bu onun Descartes'ın süptil maddesini ve onun girdabını çekincesiz savunduğu anlamına gelmez; ancak Descartes gibi Euler de mesafenin olamayacağına ve uzayın sadece yerçekimiyle değil, aynı zamanda diğer alışılmadık durumları da açıklayan süptil sıvıyla doldurulması gerektiğine sıkı sıkıya inanıyordu. ışık, renkler, manyetizma ve elektrik gibi olgulardan, saatten mekanik nedenlere kadar.
Einstein, yerçekimi yasalarını görelilik ilkelerine uygun olarak değiştirmek zorunda kaldı. Bu ilkelerden ilki, x mesafesinin anında aşılamayacağını, oysa Newton'un teorisine göre kuvvetlerin anında etki ettiğini belirtir. Einstein Newton'un yasalarını değiştirmek zorunda kaldı. Bu değişiklikler ve açıklamalar çok küçüktür. Bunlardan biri şudur: Işığın enerjisi olduğundan, enerji kütleye eşdeğer olduğundan ve tüm kütleler birbirini çektiğinden, ışık da çekilir ve bu nedenle Güneş'in yanından geçerken saptırılması gerekir. Gerçekte bu şekilde oluyor. Yerçekimi kuvveti de Einstein'ın teorisinde biraz değiştirildi. Ancak çekim yasasındaki bu çok küçük değişiklik, Merkür'ün hareketindeki görünürdeki bazı düzensizlikleri açıklamaya yeterlidir.
Euler'in yazışmalarında da bazı ifadeler var. Gustav Eneström'den Leonhard Euler'in eserlerinin kataloğunda bu makaleden henüz bahsedilmedi. Makalenin ilk yarısı çekim meraklılarına karşı bir polemik, mesafeyi maddeye bağlayan ve çekim kuvvetinin mekanik nedenini düşünmenin gereksiz olduğunu ilan eden Newtonculara karşı bir saat. Euler, geri dönüş konusundaki olağan itirazını yineliyor gizli nitelikler Orta Çağ'dan sonra uzaklık teorisinin sonuçları olarak gördüğü şeyleri hayal ederek Newton'u komik göstermeye çalışıyor.
Makalenin ikinci yarısı Euler'in yerçekimine ilişkin kendi açıklamasını içermektedir. Descartes gibi o da dünyanın ince bir sıvı olan eterle çevrili olduğunu savunuyor. Bu hava hakim olmalı eşit olmayan dağılım Böylece içindeki tüm cisimler basıncın daha düşük olduğu yere kaydırılır. Peki havadaki basınç farkı nasıl ortaya çıkıyor? Akışkanlar ve havanın mekaniğinden, akışkan hareketsizken her yerde aynı basıncın geçerli olduğu bilinmektedir; Basınç farklılıkları yalnızca sıvılarda meydana gelir.
Mikro dünyadaki fiziksel olaylar, dünyadaki olaylardan farklı yasalara tabidir. büyük ölçekli. Şu soru ortaya çıkıyor: Küçük ölçeklerin dünyasında yerçekimi kendini nasıl gösteriyor? Kuantum yerçekimi teorisi buna cevap verecektir. Ancak kuantum teorisi henüz yer çekimi yok. İnsanlar kuantum mekaniği ilkeleri ve belirsizlik ilkesiyle tamamen tutarlı bir yerçekimi teorisi yaratmada henüz pek başarılı olamadılar.
Dolayısıyla esirin de hareket etmesi gerekir ve Euler'e göre onun şu durumda olduğunu varsaymalıyız: sürekli hareket yerde. Kaydetmek için yerçekimi kanunu Euler'in artık yalnızca esirin basıncının merkezden uzaklıkla orantılı olarak dışarıdan arttığını varsayması gerekiyor. Eter basıncı formülünden bu yana modern yazımŞekil 2'de gösterildiği gibi görünüyor.
Şekil 4, Euler'in makalesindeki karşılık gelen hesaplamayı ve rakamı göstermektedir. Dünyanın merkezinden x kadar uzaktaki basınç için bu boyutla sonuçlanır. Bu Newton'un çekim yasasını takip eder. Daha sonra basınç farkına merkezde kutulu bir ifade verilir.
“Kuvvet nedir?” fizik şu şekilde cevap verir: “Kuvvet, maddi cisimlerin birbirleriyle veya cisimler ile diğer cisimler arasındaki etkileşiminin bir ölçüsüdür. maddi nesneler - fiziksel alanlar" Doğadaki tüm kuvvetler dörde ayrılabilir temel türler etkileşimler: güçlü, zayıf, elektromanyetik ve yerçekimi. Makalemiz bunların ne olduğunu anlatıyor yerçekimi kuvvetleri- doğadaki bu etkileşimlerin son ve belki de en yaygın türünün bir ölçüsü.
Son olarak Euler, dünyadaki diğer bulmacaların çözümünü duyuruyor. Onun eterik hipotezinden ışığın kırınımı, elektrik, kılcal kuvvetler, manyetizma ve diğer benzer olaylar için basit bir açıklama yapılmıştır. Yaklaşık beş yıl sonra Euler yerçekimi teorisini yeniden formüle etti, ancak şimdi teorisinin sınırlarını temizliyor. Esirdeki basınç düşüşünün nasıl meydana geldiğini açıklayamıyor ve "araştırmayı" pek umut edemeyeceğimizi belirtiyor. gerçek sebep böyle bir azalma elastik kuvvet eter."
Bununla birlikte, teorisinin bu şüpheli temeli ile, "tüm cisimlerin doğal olarak birbirini çekme gücüne sahip olduğunu iddia etmekten daha kolay bir şekilde kendini tatmin edebilir." Bu çalışma da anonim görünüyordu, ancak en başından beri yazarın kim olduğu biliniyordu.
Dünyanın yerçekimiyle başlayalım
Yaşayan herkes, cisimleri yeryüzüne çeken bir kuvvetin var olduğunu bilir. Genellikle yerçekimi, yerçekimi veya olarak adlandırılır. yer çekimi. Varlığı sayesinde kişi, hareketin yönünü veya bir şeyin kendisine göre konumunu belirleyen "yukarı" ve "aşağı" kavramlarını geliştirdi. dünyanın yüzeyi. Dolayısıyla, belirli bir durumda, dünyanın yüzeyinde veya yakınında, kütleli nesneleri birbirine çeken, etkilerini kozmik standartlara göre bile hem küçük hem de çok büyük herhangi bir mesafede gösteren yerçekimi kuvvetleri kendini gösterir. 
Burada Euler, kendilerini dönüşümlü olarak çekmenin tüm cisimlerin temel özelliği olduğunu iddia eden "İngiliz filozoflarına" karşı başarısızlıklarını tekrarlıyor; ve tüm cisimlerin, sanki bir duyum veya arzuları varmış gibi birbirlerine yaklaşma eğiliminde oldukları belli bir doğal eğilime sahip olduklarını ve böyle bir varsayımın saçmalığını göstermek için başka örnekler de verdiğini, Bir örnek verelim.
Eğer araba, atlar tarafından gergin olmadan takip edilseydi ve araba ile atlar arasında herhangi bir ip veya bağlı herhangi bir şey olmasaydı, arabanın böyle bir şey olması ve onların tanınmaması çok daha muhtemel olurdu. ve bu olması gerekiyordu büyülü oyun. Ancak İngilizler fikirlerinden vazgeçmiyor.
Yerçekimi ve Newton'un üçüncü yasası
Bilindiği gibi herhangi bir kuvvet, eğer fiziksel cisimlerin etkileşiminin bir ölçüsü olarak düşünülürse, daima bunlardan birine uygulanır. yani yerçekimi etkileşimi bedenler birbirleriyle, her biri, her birinin etkisinin neden olduğu bu tür yerçekimi kuvvetlerini deneyimliyor. Yalnızca iki cisim varsa (diğerlerinin etkisinin ihmal edilebileceği varsayılır), o zaman Newton'un üçüncü yasasına göre her biri diğerini aynı kuvvetle çekecektir. Böylece Ay ve Dünya birbirini çekerek, dünya denizlerinin gel-gitine neden olur. 
Bilimi büyücülükten başka bir şey olmayan Newton'un takipçilerine karşı bu tür başarısızlıklardan sonra, kendi teorisini sunmak zorunda kaldı. kendi teorisi yer çekimi. Bununla birlikte, okült bir nitelik olarak çekimin fizikten çıkarılması gerektiğini gözlemlemekle yetindi, ancak çekim yasasının türetilebileceği eterdeki basınç farklılıkları hakkında tek bir söz söylemedi. Kendini bunu gözlemlemekle sınırlandırıyor.
Bu nedenle, bedenin karşılıklı çekiciliğini eterin etkisine atfetmek daha mantıklı görünmektedir, ancak bu etkinin doğası tamamen anlaşılmaz bir özelliğe başvurulması olarak görülmemektedir. Bu beklenmedik tevazu nereden geliyor? Bu sorunun cevabını Euler'in yazışmalarında buluyoruz ve burada yayınlanmamış yazışmalardan hangi bilgileri alabileceğimize ve bu tür yazışmaları yayınlamanın mantıklı olduğuna dair etkileyici bir örnekle karşı karşıyayız.
İçindeki her gezegen güneş sistemi Aynı anda Güneş'ten ve diğer gezegenlerden gelen birçok çekim kuvvetini deneyimliyor. Elbette, yörüngesinin şeklini ve boyutunu belirleyen Güneş'in çekim kuvvetidir, ancak gökbilimciler, hareketlerinin yörüngelerine ilişkin hesaplamalarında diğer gök cisimlerinin etkisini de hesaba katarlar.
Hangisi yüksekten yere daha hızlı düşecek?
Bu kuvvetin temel özelliği, kütleleri ne olursa olsun tüm nesnelerin aynı hızla yere düşmesidir. Bir zamanlar, 16. yüzyıla kadar her şeyin tam tersi olduğuna, ağır cisimlerin hafif olanlardan daha hızlı düşmesi gerektiğine inanılıyordu. Bu yanlış kanıyı ortadan kaldırmak için Galileo Galilei, eğik Pisa Kulesi'nden farklı ağırlıktaki iki gülleyi aynı anda düşürme şeklindeki ünlü deneyini gerçekleştirmek zorunda kaldı. Deneye tanık olanların beklentilerinin aksine her iki çekirdek de yüzeye aynı anda ulaştı. Bugün her okul çocuğu bunun, yerçekiminin herhangi bir cisme, bu cismin m kütlesinden bağımsız olarak aynı serbest düşüş ivmesini g = 9,81 m/s2 vermesi ve Newton'un ikinci yasasına göre değerinin eşit olması nedeniyle gerçekleştiğini biliyor. F = mg'a kadar.
Şimdi yer çekimi teorisyeni Georges-Louis Lesage'ın adlandırdığı üçüncü isme geliyoruz. Lesage, Basel ve Paris'te tıp okudu ancak bu mesleği yapmasına izin verilmedi. memleket Fransa'dan göç etmiş bir Huguenot'un oğlu olarak Cenevre vatandaşı olmadığı için. Geçimini sağlamak için matematik ve fizik alanlarında özel dersler verdi ve çok başarılı oldu. Öğrencilerinden bazıları daha sonra kariyerlerine devam etti.
Lesage, Kartezyen omurgalı teorisinin çeşitli varyantlarına alternatif olan bir yerçekimi teorisidir. Lesage, yerçekimini boşluğu dolduran ince bir madde olarak değil, hızlı bir hareket olarak açıklıyor. ince parçacıklar aksi takdirde boş alan. Evrenin her yerinde küçük katı parçacıkların birbirleriyle hareket ettiğini öne sürüyor. yüksek hız ve her taraftan - bir tür süpernötrino gibi. Bu parçacıklar, çevre üzerindeki etkileri birbirini iptal ettiğinden, tek bir “normal” madde kütlesini etkilemezler.
Ay ve diğer gezegenlerdeki çekim kuvvetleri farklı anlamlar bu ivme. Ancak yerçekiminin onlar üzerindeki etkisinin doğası aynıdır. 
Yer çekimi ve vücut ağırlığı
İlk kuvvet doğrudan vücudun kendisine uygulanırsa, ikincisi desteğine veya süspansiyonuna uygulanır. Bu durumda elastik kuvvetler her zaman desteklerden ve süspansiyonlardan gövdelere etki eder. Aynı cisimlere uygulanan yerçekimi kuvvetleri onlara doğru etki eder.
Bir yay ile yerden yukarıya asılı bir ağırlık hayal edin. Ona iki kuvvet uygulanır: gerilmiş yayın elastik kuvveti ve yerçekimi kuvveti. Newton'un üçüncü yasasına göre yük, yaya elastik kuvvete eşit ve zıt yönlü bir kuvvetle etki eder. Bu kuvvet onun ağırlığı olacaktır. 1 kg ağırlığındaki bir yükün ağırlığı P = 1 kg ∙ 9,81 m/s 2 = 9,81 N'ye (newton) eşittir.
Yerçekimi kuvvetleri: tanım
Gezegensel hareket gözlemlerine dayanan ilk niceliksel yerçekimi teorisi, 1687'de Isaac Newton tarafından ünlü "Doğal Felsefenin İlkeleri" kitabında formüle edildi. Güneş ve gezegenlere etki eden çekim kuvvetlerinin içerdikleri madde miktarına bağlı olduğunu yazdı. Uzatıyorlar uzun mesafeler ve her zaman uzaklığın karesinin tersi olarak azalır. Bu çekim kuvvetlerini nasıl hesaplayabiliriz? Kütleleri m1 ve m2 olan ve r mesafesinde bulunan iki nesne arasındaki F kuvvetinin formülü şöyledir:
- F=Gm 1 m 2 /r 2 ,
burada G bir orantı sabiti, bir yerçekimi sabitidir.
Yer çekiminin fiziksel mekanizması
Newton teorisinden tam olarak memnun değildi, çünkü bu teori, belli bir mesafedeki cisimler arasındaki etkileşimi varsayıyordu. Büyük İngiliz'in kendisi de, bir bedenin eylemini diğerine aktarmaktan sorumlu bazı fiziksel ajanların olması gerektiğinden emindi ve bunu mektuplarından birinde oldukça açık bir şekilde belirtti. Ancak tüm uzayı kaplayan yer çekimi alanı kavramının ortaya atıldığı dönem yalnızca dört yüzyıl sonra geldi. Bugün, yerçekimi hakkında konuşurken, herhangi bir (kozmik) cismin diğer cisimlerin yerçekimi alanıyla etkileşiminden bahsedebiliriz; bunun ölçüsü, her bir cisim çifti arasında ortaya çıkan yerçekimi kuvvetleridir. Newton tarafından yukarıdaki biçimde formüle edilen evrensel çekim yasası geçerliliğini koruyor ve birçok gerçekle doğrulanıyor.
Yerçekimi teorisi ve astronomi
Problem çözmede çok başarılı bir şekilde uygulanmıştır. gök mekaniği XVIII ve XIX'in başı yüzyıl. Örneğin, Uranüs'ün yörüngesindeki bozuklukları analiz eden matematikçiler D. Adams ve W. Le Verrier, onun henüz bilinmeyen bir gezegenle etkileşimin yerçekimsel kuvvetlerine maruz kaldığını öne sürdüler. Beklenen konumunu belirttiler ve çok geçmeden Neptün, gökbilimci I. Galle tarafından orada keşfedildi. 
Ancak hâlâ bir sorun vardı. 1845'te Le Verrier, Merkür'ün yörüngesinin, Newton'un teorisinden elde edilen bu devinim sıfır değerinin aksine, yüzyılda 35 inç kadar ilerlediğini hesapladı. Sonraki ölçümler daha fazlasını verdi kesin değer 43"". (Gözlemlenen devinim aslında 570"/yüzyıldır, ancak dikkatli hesaplama, diğer tüm gezegenlerin etkisini çıkararak 43" değerini verir.)
Albert Einstein ancak 1915'te bu tutarsızlığı kendi yerçekimi teorisi çerçevesinde açıklayabildi. Büyük Güneş'in diğerleri gibi olduğu ortaya çıktı büyük vücut, çevresindeki uzay-zamanı büker. Bu etkiler gezegenlerin yörüngelerinde sapmalara neden olur, ancak en küçük gezegen ve yıldızımıza en yakın gezegen olan Merkür'de en belirgindirler.
Atalet ve yerçekimi kütleleri
Yukarıda belirtildiği gibi nesnelerin kütlelerine bakılmaksızın aynı hızla yere düştüğünü ilk gözlemleyen Galileo olmuştur. Newton'un formüllerinde kütle kavramı iki temelden gelir: farklı denklemler. İkinci yasası, m kütleli bir cisme uygulanan F kuvvetinin F = ma denklemine göre ivme verdiğini söylüyor.
Bununla birlikte, bir cisme uygulanan yerçekimi kuvveti F, F = mg formülünü karşılar; burada g, söz konusu cisimle etkileşime giren diğer cisme bağlıdır (yerçekimi hakkında konuştuğumuzda genellikle dünya). Her iki m denkleminde de bir orantı katsayısı vardır, ancak ilk durumda bu eylemsizlik kütlesidir, ikincisinde ise yerçekimidir ve hiçbir bariz sebep herhangi bir fiziksel nesne için aynı olmaları gerekir.
Ancak tüm deneyler durumun gerçekten de böyle olduğunu gösteriyor.
Einstein'ın yerçekimi teorisi
Atalet ve çekimsel kütlelerin eşitliği gerçeğini teorisinin başlangıç noktası olarak aldı. Yerçekimi alanının denklemlerini oluşturmayı başardı, ünlü denklemler Einstein ve onların yardımıyla hesaplamalar doğru değer Merkür'ün yörüngesinin devinimi için. Ayrıca Güneş'in yakınından geçen ışık ışınlarının sapması için de ölçülmüş bir değer verirler ve makroskobik kütle çekimi için de doğru sonuçları verdiklerine şüphe yoktur. Einstein'ın yerçekimi teorisi veya kendi deyimiyle genel görelilik teorisi (GR), modern bilimin en büyük zaferlerinden biridir.
Yerçekimi kuvvetleri ivmeleniyor mu?
Atalet kütlesini yerçekimi kütlesinden ayırt edemiyorsanız, yerçekimini ivmeden ayırt edemezsiniz. Yerçekimi alanı deneyi bunun yerine, yerçekiminin yokluğunda hızlanan bir asansörde gerçekleştirilebilir. Bir roketteki astronot Dünya'dan uzaklaşırken, Dünya'nınkinden birkaç kat daha büyük bir yerçekimi kuvvetiyle karşılaşır ve bunun büyük çoğunluğu ivmeden kaynaklanır.
Eğer hiç kimse yerçekimini ivmeden ayırt edemiyorsa, o zaman birincisi her zaman ivme ile yeniden üretilebilir. Yer çekiminin yerini ivmenin aldığı sisteme atalet denir. Bu nedenle alçak Dünya yörüngesindeki Ay'ın eylemsiz bir sistem olduğu da düşünülebilir. Ancak yerçekimi alanı değiştikçe bu sistem noktadan noktaya farklılık gösterecektir. (Ay örneğinde çekim alanı bir noktadan diğerine yön değiştirmektedir.) Çekimin yokluğunda fiziğin yasalara uyduğu, uzay ve zamanda herhangi bir noktada her zaman bir eylemsizlik sistemi bulunabileceği ilkesine denir. denklik ilkesi.
Uzay-zamanın geometrik özelliklerinin bir tezahürü olarak yerçekimi
Yerçekimi kuvvetlerinin ivme olarak kabul edilebilmesi eylemsizlik sistemleri Noktadan noktaya değişen koordinatlar, yerçekiminin geometrik bir kavram olduğu anlamına gelir.
Uzay-zamanın kavisli olduğunu söylüyoruz. Bir top düşünün düz yüzey. Üzerine etki eden herhangi bir kuvvet olmadığında duracak veya sürtünme yoksa düzgün bir şekilde hareket edecektir. Yüzey kavisli ise top hızlanacak ve en alçak noktaya doğru hareket edecektir. en kısa yol. Benzer şekilde Einstein'ın teorisi de dört boyutlu uzay-zamanın kavisli olduğunu ve bir cismin bu kavisli uzayda dört boyutlu olarak hareket ettiğini belirtir. jeodezik çizgi, en kısa yola karşılık gelir. Bu nedenle yerçekimi alanı ve ona etki eden kuvvetler fiziksel bedenler Yerçekimi kuvvetleri, büyük cisimlerin yakınında en güçlü şekilde değişen, uzay-zamanın özelliklerine bağlı olan geometrik niceliklerdir.
