yerçekimi kuvveti

Sadece en gizemli değil doğanın güçleri ama aynı zamanda en güçlüsü.

Adam ilerleme yolunda

Tarihsel olarak, olmuştur insan sen ilerlerken ilerleme yolları doğanın her zamankinden daha güçlü güçlerine hakim oldu. Yumruğunda bir sopa ve kendi fiziksel gücünden başka bir şeyi olmadığında başladı.

Ama o bilgeydi ve hayvanların fiziksel gücünü hizmetine sunarak onları evcilleştirdi. At koşusunu hızlandırdı, deve çölü geçilebilir hale getirdi, fil ise bataklık ormanını. Ancak en güçlü hayvanların bile fiziksel güçleri, doğanın güçleriyle karşılaştırıldığında ölçülemeyecek kadar küçüktür.

İlk kişi ateş unsuruna boyun eğdirdi, ancak yalnızca en zayıf versiyonlarında. Başlangıçta - yüzyıllar boyunca - yakıt olarak sadece odun kullandı - çok düşük enerji yoğun bir yakıt türü. Bir süre sonra, bu enerji kaynağından rüzgar enerjisini kullanmayı öğrendi, bir adam yelkenin beyaz kanadını havaya kaldırdı - ve hafif bir gemi dalgaların üzerinden bir kuş gibi uçtu.

Dalgalar üzerinde yelkenli

Yel değirmeninin kanatlarını rüzgarın esintilerine maruz bıraktı - ve değirmen taşlarının ağır taşları büküldü, kabuğu çıkarılmış tanelerin havanları şıngırdadı. Ancak hava jetlerinin enerjisinin konsantre olmaktan uzak olduğu herkes için açıktır. Ayrıca, hem yelken hem de yel değirmeni, rüzgarın estiğinden korkuyordu: fırtına yelkenleri yırttı ve gemileri batırdı, fırtına kanatları kırdı ve değirmenleri devirdi.

Daha sonra bile insan akan suyu fethetmeye başladı. Çark, suyun enerjisini dönme hareketine dönüştürebilen aygıtların yalnızca en ilkel değil, aynı zamanda çeşitli olanlara göre en güçsüz olanıdır.

İnsan ilerleme merdiveninde ilerliyordu ve giderek daha fazla enerjiye ihtiyaç duyuyordu.
Yeni yakıt türleri kullanmaya başladı - zaten yanan kömüre geçiş, bir kilogram yakıtın enerji yoğunluğunu 2500 kcal'den 7000 kcal'a çıkardı - neredeyse üç kat. Sonra petrol ve gaz zamanı geldi. Yine, her kilogram fosil yakıtın enerji içeriği bir buçuk ila iki kat arttı.

Buhar motorlarının yerini buhar türbinleri aldı; değirmen çarkları hidrolik türbinlerle değiştirildi. Sonra adam elini bölünebilir uranyum atomuna uzattı. Bununla birlikte, yeni bir enerji türünün ilk kullanımının trajik sonuçları oldu - 1945'te Hiroşima'nın nükleer alevi dakikalar içinde 70 bin insanın kalbini yaktı.

1954'te dünyanın ilk Sovyet nükleer santrali faaliyete geçti ve uranyum gücünü elektrik akımının radyan gücüne dönüştürdü. Ve bir kilogram uranyumun, bir kilogram en iyi yağdan iki milyon kat daha fazla enerji içerdiğine dikkat edilmelidir.

Bu, fiziksel olarak adlandırılabilecek, temelde yeni bir ateşti, çünkü bu tür inanılmaz miktarda enerjinin doğuşuna yol açan süreçleri inceleyenler fizikçilerdi.
Uranyum tek nükleer yakıt değildir. Daha güçlü bir yakıt türü zaten kullanılıyor - hidrojen izotopları.

Ne yazık ki, insan henüz hidrojen-helyum nükleer alevini bastırmayı başaramadı. Tamamen yanan ateşini anlık olarak nasıl ateşleyeceğini biliyor, bir uranyum patlamasının parlaması ile bir hidrojen bombasındaki reaksiyonu ateşe veriyor. Ancak daha yakın ve daha yakın bilim adamları, hidrojen izotoplarının çekirdeklerinin helyum çekirdeklerine füzyonunun bir sonucu olarak bir elektrik akımı üretecek bir hidrojen reaktörü görüyorlar.

Yine bir kişinin her bir kilogram yakıttan alabileceği enerji miktarı neredeyse on kat artacaktır. Fakat bu adım, insan gücünün doğa güçleri üzerindeki gelecek tarihindeki son adım mı olacak?

Değil! Önde - yerçekimi enerji formunun ustalığı. Doğa tarafından, hidrojen-helyum füzyonunun enerjisinden bile daha ihtiyatlı bir şekilde paketlenmiştir. Bugün, bir kişinin tahmin edebileceği en yoğun enerji şeklidir.

Orada, bilimin en ileri sınırlarının ötesinde henüz hiçbir şey görünmüyor. Ve enerji santrallerinin bir kişi için çalışacağını güvenle söyleyebilsek de, yerçekimi enerjisini elektrik akımına (veya belki bir jet motoru memesinden uçan bir gaz akışına veya her yerde bulunan silikon ve oksijen atomlarının planlı dönüşümüne) işleyerek. ultra nadir metallerin atomlarına kadar), böyle bir enerji santralinin (roket motoru, fiziksel reaktör) detayları hakkında henüz bir şey söyleyemeyiz.

Galaksilerin doğuşunun kökenlerinde evrensel yerçekimi kuvveti

Evrensel yerçekimi kuvveti, galaksilerin doğuşunun kökenindedir. Akademisyen V.A. Ambartsumyan'ın inandığı gibi yıldız öncesi maddeden. Ayrıca doğumda kendilerine tahsis edilen yıldız yakıtını harcayarak zamanlarını tüketen yıldızları da söndürür.

Evet, etrafınıza bakın: Dünyadaki her şey büyük ölçüde bu güç tarafından kontrol ediliyor.

Gezegenimizin katmanlı yapısını belirleyen odur - litosfer, hidrosfer ve atmosferin değişimi. Altında ve hepimizin var olduğu için kalın bir hava gazı tabakası tutan odur.

Yerçekimi olmasaydı, Dünya, Güneş etrafındaki yörüngesinden hemen çıkacak ve küre, merkezkaç kuvvetleri tarafından parçalanarak parçalanacaktı. Bir dereceye kadar evrensel çekim kuvvetine bağlı olmayacak bir şey bulmak zordur.

Elbette, çok dikkatli insanlar olan eski filozoflar, yukarıya atılan bir taşın her zaman geri geldiğini fark etmekten geri duramazlardı. MÖ 4. yüzyılda Platon bunu, evrendeki tüm maddelerin benzer maddelerin çoğunun yoğunlaştığı yere yöneldiği gerçeğiyle açıklamıştır: atılan bir taş yere düşer veya dibe iner, dökülen su en yakın gölete sızar veya denize doğru yol alan bir nehre, ateşin dumanı akraba bulutlarına koşar.

Platon'un bir öğrencisi olan Aristoteles, tüm cisimlerin özel ağırlık ve hafiflik özelliklerine sahip olduğunu açıkladı. Ağır cisimler - taşlar, metaller - evrenin merkezine koşar, ışık - ateş, duman, buharlar - çevreye. Evrensel yerçekimi kuvvetiyle ilişkili bazı fenomenleri açıklayan bu hipotez, 2 bin yıldan fazla bir süredir varlığını sürdürmektedir.

Bilim adamları yerçekimi kuvveti hakkında

sorusunu gündeme getiren muhtemelen ilk kişidir. yerçekimi kuvveti gerçekten bilimsel, Rönesans'ın dehasıydı - Leonardo da Vinci. Leonardo, yerçekiminin yalnızca Dünya'nın özelliği olmadığını, birçok yerçekimi merkezi olduğunu ilan etti. Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin, ağırlık merkezine olan mesafeye bağlı olduğunu öne sürdü.

Copernicus, Galileo, Kepler, Robert Hooke'un çalışmaları, evrensel yerçekimi yasası fikrine daha da yaklaştırdı, ancak son formülasyonunda bu yasa sonsuza dek Isaac Newton adıyla ilişkilendirildi.

Isaac Newton'un yerçekimi kuvveti

4 Ocak 1643'te doğdu. Cambridge Üniversitesi'nden mezun oldu, sonra bekar oldu - bir bilim ustası.

Bundan sonraki her şey sonsuz bir bilimsel eser zenginliğidir. Ancak ana eseri, 1687'de yayınlanan ve genellikle "Başlangıçlar" olarak adlandırılan "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" dir. Büyük olanın formüle edilmesi onlardadır. Muhtemelen herkes onu liseden hatırlıyordur.

Bütün cisimler birbirlerine, bu cisimlerin kütlelerinin çarpımı ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı bir kuvvetle çekilirler...

Bu formülasyonun bazı hükümleri Newton'un öncülleri tarafından tahmin edilebilirdi, ancak henüz kimseye bütünüyle verilmedi. Dünya'nın Ay'a ve Güneş'e olan çekiciliğini tüm gezegen sistemine yaymak için bu parçaları tek bir bütün halinde birleştirmek için Newton'un dehasına ihtiyaç vardı.

Newton, daha önce Kepler tarafından keşfedilen gezegenlerin tüm hareket yasalarını evrensel yerçekimi yasasından çıkardı. Onlar sadece onun sonuçlarıydı. Üstelik Newton, yalnızca Kepler yasalarının değil, aynı zamanda (üç veya daha fazla cismin dünyasında) bu yasalardan sapmaların da evrensel yerçekiminin sonucu olduğunu gösterdi... Bu, bilimin büyük bir zaferiydi.

Görünüşe göre, dünyaları hareket ettiren doğanın ana kuvveti, hava moleküllerinin, elmaların ve Güneş'in tabi olduğu kuvvet nihayet keşfedildi ve matematiksel olarak tanımlandı. Dev, ölçülemeyecek kadar büyük Newton tarafından atılan adımdı.

Parlak bir bilim adamının çalışmalarının ilk popülerleştiricisi, Voltaire takma adıyla dünyaca ünlü Fransız yazar Francois Marie Arouet, Newton'un düşen bir elmaya baktığında aniden kendi adını taşıyan bir yasanın varlığını tahmin ettiğini söyledi.

Newton bu elmadan hiç bahsetmedi. Ve bugün bu güzel efsaneyi çürüterek vakit kaybetmeye değmez. Ve görünüşe göre Newton, mantıksal akıl yürütme yoluyla doğanın büyük gücünü kavramaya başladı. "Başlangıçlar"ın ilgili bölümüne dahil edilmiş olması muhtemeldir.

Yerçekimi kuvveti çekirdeğin uçuşunu etkiler

Diyelim ki çok yüksek bir dağda, tepesi atmosferin dışında kalacak kadar yüksek, devasa bir topçu kurduk. Namlusu, kürenin yüzeyine kesinlikle paralel yerleştirildi ve ateşlendi. Arkı tanımlama çekirdek yere düşer.

Şarjı artırıyoruz, barutun kalitesini artırıyoruz, bir şekilde bir sonraki atıştan sonra çekirdeği daha yüksek bir hızda hareket ettiriyoruz. Çekirdek tarafından tanımlanan yay düzleşir. Çekirdek, dağımızın eteğinden çok daha uzağa düşer.

Ayrıca şarjı artırıyoruz ve ateş ediyoruz. Çekirdek o kadar yumuşak bir yörünge boyunca uçar ki, kürenin yüzeyine paralel olarak iner. Çekirdek artık Dünya'ya düşemez: Düştüğü aynı hızla, Dünya onun altından kaçar. Ve gezegenimizin etrafındaki halkayı tanımladıktan sonra, çekirdek hareket noktasına geri döner.

Bu arada silah çıkarılabilir. Sonuçta, çekirdeğin dünya etrafındaki uçuşu bir saatten fazla sürecek. Ve sonra çekirdek hızla dağın tepesinden geçecek ve Dünya'nın etrafında yeni bir daireye gidecek. Düş, eğer anlaştığımız gibi, çekirdek herhangi bir hava direnci yaşamazsa, asla başaramayacaktır.

Bunun için çekirdek hızı 8 km/sn'ye yakın olmalıdır. Ve eğer çekirdeğin uçuş hızını arttırırsanız? Önce dünya yüzeyinin eğriliğinden daha yumuşak bir yay çizerek uçacak ve Dünya'dan uzaklaşmaya başlayacaktır. Aynı zamanda, Dünya'nın yerçekiminin etkisi altındaki hızı azalacaktır.

Ve son olarak, dönerek, Dünya'ya geri düşmeye başlayacak, ancak onun yanından uçacak ve artık bir daire değil, bir elips tamamlayacak. Çekirdek, Dünya'nın Güneş etrafında, yani bir elips boyunca, gezegenimizin merkezinin bulunacağı odaklardan birinde hareket ettiği gibi, Dünya'nın etrafında hareket edecektir.

Çekirdeğin başlangıç ​​hızını daha da arttırırsak, elips daha fazla gerilir. Bu elipsi, çekirdeğin Ay yörüngesine, hatta çok daha uzağa ulaşacağı şekilde germek mümkündür. Ancak bu çekirdeğin ilk hızı 11,2 km/s'yi geçene kadar Dünya'nın uydusu olarak kalacaktır.

Ateşlendiğinde 11.2 km / s'nin üzerinde bir hız alan çekirdek, parabolik bir yörünge boyunca sonsuza dek Dünya'dan uçacak. Bir elips kapalı bir eğri ise, o zaman bir parabol sonsuza giden iki dalı olan bir eğridir. Bir elips boyunca ilerlerken, ne kadar uzun olursa olsun, kaçınılmaz olarak sistematik olarak başlangıç ​​noktasına geri döneceğiz. Bir parabol boyunca ilerlerken asla başlangıç ​​noktasına geri dönmeyeceğiz.

Ancak Dünya'yı bu hızla terk eden çekirdek, henüz sonsuza uçamayacaktır. Güneş'in güçlü yerçekimi, uçuş yörüngesini bükecek, bir gezegenin yörüngesi gibi kendi etrafında kapanacaktır. Çekirdek, kendi gezegen ailemizde küçük bir gezegen olan Dünya'nın kız kardeşi olacak.

Çekirdeği gezegen sisteminin dışına yönlendirmek, güneş çekiminin üstesinden gelmek için ona 16.7 km/s'den daha fazla bir hız söylemek ve bu hıza Dünya'nın kendi hareket hızı eklenecek şekilde yönlendirmek gerekir. .

Yaklaşık 8 km / s hıza (bu hız, silahımızın ateş ettiği dağın yüksekliğine bağlıdır) dairesel hız olarak adlandırılır, 8 ila 11,2 km / s arasındaki hızlar eliptik, 11.2 ila 16.7 km / s arası parabolik, ve bu sayının üzerinde - özgürleştirici hızlar.

Burada bu hızların verilen değerlerinin sadece Dünya için geçerli olduğunu da eklemek gerekir. Mars'ta yaşasaydık, dairesel hıza ulaşmamız çok daha kolay olurdu - orada sadece 3,6 km / s ve parabolik hız 5 km / s'den sadece biraz fazla.

Öte yandan, çekirdeği Jüpiter'den bir uzay uçuşunda Dünya'dan göndermek çok daha zor olurdu: bu gezegendeki dairesel hız 42,2 km / s ve hatta parabolik hız 61,8 km / s!

Güneş'in sakinlerinin dünyalarını terk etmeleri çok zor olurdu (tabii ki böyle bir şey varsa). Bu devin dairesel hızı 437.6 olmalı ve ayrılma hızı - 618.8 km / s!

Böylece Newton, 17. yüzyılın sonunda, Montgolfier kardeşler tarafından sıcak havayla doldurulmuş sıcak hava balonunun ilk uçuşundan yüz yıl önce, Wright kardeşlerin uçağının ilk uçuşlarından iki yüz yıl önce ve neredeyse dörtte biri. İlk sıvı roketlerin kalkışından binyıl önce, uydular ve uzay gemileri için gökyüzüne giden yolu işaret etti.

Yerçekimi kuvveti her kürenin doğasında vardır

Kullanarak yerçekimi kanunu bilinmeyen gezegenler keşfedildi, güneş sisteminin kökenine dair kozmogonik hipotezler oluşturuldu. Bahçedeki yıldızları, gezegenleri, elmaları ve atmosferdeki gaz moleküllerini kontrol eden doğanın ana gücü keşfedilmiş ve matematiksel olarak anlatılmıştır.

Ancak evrensel yerçekimi mekanizmasını bilmiyoruz. Newton yerçekimi açıklamaz, ancak görsel olarak gezegensel hareketin mevcut durumunu temsil eder.

Evrenin tüm bedenlerinin etkileşimine neyin neden olduğunu bilmiyoruz. Ve Newton'un bu sebeple ilgilenmediği de söylenemez. Uzun yıllar onun olası mekanizması üzerinde düşündü.

Bu arada, bu gerçekten de son derece gizemli bir güçtür. Yüz milyonlarca kilometrelik bir alanda kendini gösteren, ilk bakışta herhangi bir maddi oluşumdan yoksun, yardımıyla etkileşim aktarımını açıklayabilen bir güç.

Newton'un hipotezleri

Ve Newton başvurdu hipotez tüm Evreni doldurduğu iddia edilen belirli bir eterin varlığı hakkında. 1675'te, Dünya'nın cazibesini, tüm Evreni dolduran eterin, sürekli akışlar halinde Dünya'nın merkezine koşarak, bu hareketteki tüm nesneleri yakalayarak ve bir yerçekimi kuvveti yaratmasıyla açıkladı. Aynı eter akışı Güneş'e koşar ve gezegenleri, kuyruklu yıldızları sürükleyerek eliptik yörüngelerini sağlar ...

Kesinlikle matematiksel olarak mantıklı bir hipotez olmasına rağmen çok inandırıcı değildi. Ama şimdi, 1679'da Newton, yerçekimi mekanizmasını açıklayan yeni bir hipotez yarattı. Bu kez esire, gezegenlerin yakınında ve onlardan uzakta farklı bir konsantrasyona sahip olma özelliği bahşeder. Gezegenin merkezinden ne kadar uzak olursa, eterin o kadar yoğun olduğu varsayılır. Ve tüm maddi cisimleri daha yoğun katmanlarından daha az yoğun olanlara sıkıştırma özelliğine sahiptir. Ve tüm bedenler Dünya'nın yüzeyine sıkılır.

1706'da Newton, esirin varlığını kesin bir dille reddeder. 1717'de tekrar eterin sıkıştırılması hipotezine geri döner.

Newton'un dahiyane beyni, büyük gizemin çözümü için savaştı ve onu bulamadı. Bu, bir yandan diğer yana böyle keskin atışları açıklar. Newton şöyle derdi:

Ben hipotez kurmuyorum.

Her ne kadar daha yeni doğrulayabilmiş olsak da, bu tamamen doğru olmasa da, kesinlikle başka bir şey söyleyebiliriz: Newton, tartışmasız şeyleri, kararsız ve tartışmalı hipotezlerden açıkça ayırt edebildi. Ve Elementler'de büyük yasanın bir formülü vardır, ancak onun mekanizmasını açıklamaya yönelik hiçbir girişim yoktur.
Büyük fizikçi bu bilmeceyi geleceğin adamına miras bıraktı. 1727'de öldü.
Bugün dahi çözülmemiştir.

Newton yasasının fiziksel özü hakkındaki tartışma iki yüzyıl sürdü. Ve belki de bu tartışma, kendisine sorulan tüm soruları tam olarak yanıtlasaydı, yasanın özünü ilgilendirmeyecekti.

Ancak işin gerçeği, zamanla bu yasanın evrensel olmadığı ortaya çıktı. Bunu veya bu fenomeni açıklayamadığı durumlar olduğu. Örnekler verelim.

Seeliger'in hesaplamalarında yerçekimi kuvveti

Bunlardan ilki Seeliger paradoksu. Evrenin sonsuz ve tekdüze madde ile dolu olduğunu göz önünde bulunduran Seeliger, Newton yasasına göre, sonsuz Evrenin sonsuz büyük kütlesinin tamamının bir noktada yarattığı evrensel yerçekimi kuvvetini hesaplamaya çalıştı.

Saf matematik açısından bu kolay bir iş değildi. En karmaşık dönüşümlerin tüm zorluklarının üstesinden gelen Seeliger, istenen evrensel yerçekimi kuvvetinin Evrenin yarıçapı ile orantılı olduğunu buldu. Ve bu yarıçap sonsuza eşit olduğundan, yerçekimi kuvveti sonsuz büyük olmalıdır. Ancak bunu pratikte göremiyoruz. Bu, evrensel çekim yasasının tüm evren için geçerli olmadığı anlamına gelir.

Bununla birlikte, paradoks için başka açıklamalar da mümkündür. Örneğin, maddenin tüm Evreni eşit olarak doldurmadığını, ancak yoğunluğunun giderek azaldığını ve nihayet çok uzaklarda bir yerde hiç maddenin bulunmadığını varsayabiliriz. Ancak böyle bir resmi hayal etmek, genellikle saçma olan, maddesiz uzayın var olma olasılığını kabul etmek demektir.

Yerçekimi kuvvetinin, mesafenin karesinin artmasından daha hızlı zayıfladığını varsayabiliriz. Ancak bu, Newton yasasının şaşırtıcı uyumu konusunda şüphe uyandırıyor. Hayır ve bu açıklama bilim adamlarını tatmin etmedi. Paradoks bir paradoks olarak kaldı.

Merkür hareketinin gözlemleri

Başka bir gerçek, Newton yasasıyla açıklanmayan evrensel yerçekimi kuvvetinin eylemi, Merkür'ün hareketinin gözlemlenmesi- gezegene en yakın. Newton yasasına göre kesin hesaplamalar, Merkür'ün Güneş'e en yakın hareket ettiği elipsin noktası olan perehelion'un 100 yılda 531 yay saniyesi kayması gerektiğini gösterdi.

Ve gökbilimciler bu kaymanın 573 ark saniyeye eşit olduğunu buldular. Bu fazlalık - 42 ark saniyesi - bilim adamları tarafından sadece Newton yasasından kaynaklanan formüller kullanılarak açıklanamadı.

Hem Seeliger paradoksunu hem de Merkür'ün perhelionunun yer değiştirmesini ve diğer birçok paradoksal fenomeni ve açıklanamaz gerçekleri açıkladı. Albert Einstein, tüm zamanların en büyük olmasa da en büyük fizikçilerinden biri. Can sıkıcı küçük şeyler arasında şu soru vardı: eterik rüzgar.

Albert Michelson'ın Deneyleri

Bu sorunun doğrudan yerçekimi sorunuyla ilgili olmadığı görülüyordu. Optikle, ışıkla ilgiliydi. Daha doğrusu, hızının tanımına.

Işık hızını ilk belirleyen Danimarkalı astronomdu. Olaf Römer Jüpiter'in uydularının tutulmasını izlemek. Bu, 1675 gibi erken bir tarihte oldu.

Amerikalı fizikçi Albert Michelson 18. yüzyılın sonunda, tasarladığı aparatı kullanarak, ışığın karasal koşullardaki hızının bir dizi tespitini gerçekleştirdi.

1927'de ışık hızını 299796 + 4 km/s olarak verdi ki bu o zamanlar için mükemmel bir kesinlikti. Ama işin özü farklı. 1880'de eterik rüzgarı araştırmaya karar verdi. Sonunda, varlığıyla hem yerçekimi etkileşiminin iletimini hem de ışık dalgalarının iletimini açıklamaya çalıştıkları o eterin varlığını kurmak istedi.

Michelson muhtemelen zamanının en dikkat çekici deneycisiydi. Mükemmel bir donanımı vardı. Ve başarıdan neredeyse emindi.

Deneyimin özü

Bir deneyim böyle düşünülmüştü. Dünya yörüngesinde yaklaşık 30 km/sn hızla hareket etmektedir.. Havada hareket eder. Bu, alıcının önündeki bir kaynaktan gelen ışığın Dünya'nın hareketine göre hızının, diğer taraftaki bir kaynaktan daha büyük olması gerektiği anlamına gelir. İlk durumda, ışık hızına eterik rüzgarın hızı eklenmelidir; ikinci durumda, ışık hızı bu değer kadar azalmalıdır.

Işını iki eşit akıma böldü ve onları karşılıklı olarak dik yönlerde yönlendirdi: meridyen boyunca ve paralel boyunca. Aynalardan yansıyan ışınlar geri döndü. Paralel boyunca giden ışın, meridyen ışınına eklendiğinde eterik rüzgarın etkisine maruz kalsaydı, girişim saçakları ortaya çıkmalıydı, iki ışının dalgaları aynı fazda kaymış olurdu.

Bununla birlikte, Michelson için her iki ışının yollarını tam olarak aynı olacak şekilde büyük bir doğrulukla ölçmek zordu. Bu nedenle aparatı parazit saçakları olmayacak şekilde yaptı ve ardından 90 derece döndürdü.

Meridyon demeti enlemesine ve tam tersi oldu. Eterik bir rüzgar varsa, göz merceğinin altında siyah ve açık çizgiler görünmelidir! Ama değildiler. Belki de cihazı döndürürken bilim adamı onu hareket ettirdi.

Öğleden sonra kurdu ve düzeltti. Sonuçta, bunun yanında bir eksen etrafında da dönüyor. Ve bu nedenle, günün farklı saatlerinde, enlemsel ışın, yaklaşmakta olan eterik rüzgara göre farklı bir konuma sahiptir. Şimdi, aparat kesinlikle hareketsiz olduğunda, deneyin doğruluğuna ikna edilebilir.

Yine girişim saçakları yoktu. Deney birçok kez yapıldı ve Michelson ve onunla birlikte o zamanın tüm fizikçileri şaşırdı. Eterik rüzgar algılanmadı! Işık her yöne aynı hızda gitti!

Bunu kimse açıklayamadı. Michelson deneyi tekrar tekrar tekrarladı, ekipmanı geliştirdi ve sonunda neredeyse inanılmaz bir ölçüm doğruluğu elde etti, deneyin başarısı için gerekenden daha büyük bir büyüklük sırası. Ve yine hiçbir şey!

Albert Einstein'ın Deneyleri

Bir sonraki büyük adım yerçekimi kuvveti bilgisi yaptı Albert Einstein.
Albert Einstein'a bir keresinde soruldu:

Özel görelilik teorinize nasıl ulaştınız? Hangi koşullar altında parlak bir fikir buldunuz? Bilim adamı cevap verdi: “Bana her zaman durum böyleymiş gibi geldi.

Belki açık sözlü olmak istemiyordu, belki de can sıkıcı muhataptan kurtulmak istiyordu. Ancak Einstein'ın zaman, uzay ve hız arasındaki bağlantı fikrinin doğuştan geldiğini hayal etmek zor.

Hayır, elbette, ilk başta şimşek kadar parlak bir önsezi vardı. Sonra gelişme başladı. Hayır, bilinen fenomenlerle çelişki yoktur. Ve sonra, fiziksel bir dergide yayınlanan formüllerle dolu beş sayfa çıktı. Fizikte yeni bir çağ açan sayfalar.

Uzayda uçan bir uzay gemisi hayal edin. Sizi hemen uyaracağız: Yıldız gemisi çok tuhaf, bilim kurgu hikayelerinde okumadığınız türden. Uzunluğu 300 bin kilometre ve hızı, diyelim ki, 240 bin km / s. Ve bu uzay gemisi, uzaydaki ara platformlardan birinin yanında durmadan uçuyor. Son hızla.

Yolculardan biri elinde bir saatle yıldız gemisinin güvertesinde duruyor. Ve sen ve ben, okuyucu, bir platformda duruyoruz - uzunluğu bir yıldız gemisinin boyutuna, yani 300 bin kilometreye karşılık gelmelidir, aksi takdirde ona yapışamaz. Bir de elimizde bir saat var.

Yıldız gemisinin pruvasının platformumuzun arka kenarına ulaştığı anda, onu çevreleyen alanı aydınlatan bir fenerin parladığını fark ettik. Bir saniye sonra bir ışık huzmesi platformumuzun ön kenarına ulaştı. Bundan şüphemiz yok, çünkü ışığın hızını biliyoruz ve saatteki tam olarak karşılık gelen anı saptamayı başardık. Ve bir yıldız gemisinde...

Ama yıldız gemisi de ışık huzmesine doğru uçtu. Ve platformun ortasına yakın bir yerdeyken ışığın kıçını aydınlattığını kesinlikle gördük. Işık huzmesinin geminin pruvasından kıç tarafına kadar 300 bin kilometreyi kapsamadığını kesinlikle gördük.

Ancak yıldız gemisinin güvertesindeki yolcular başka bir şeyden emindir. Işınlarının pruvadan kıça kadar 300 bin kilometrelik tüm mesafeyi kapsadığından eminler. Sonuçta, bunun için bir saniye harcadı. Onlar da bunu kesinlikle doğru bir şekilde saatlerine kaydettiler. Ve başka türlü nasıl olabilirdi: Sonuçta, ışığın hızı kaynağın hızına bağlı değil ...

Nasıl yani? Sabit bir platformdan bir şey, bir yıldız gemisinin güvertesinde onlara başka bir şey mi görüyoruz? Sorun ne?

Einstein'ın görelilik kuramı

Hemen not edilmelidir: Einstein'ın görelilik kuramı ilk bakışta, dünyanın yapısı hakkındaki yerleşik fikrimizle kesinlikle çelişir. Sunmaya alıştığımız için sağduyuyla da çeliştiğini söyleyebiliriz. Bu, bilim tarihinde birçok kez olmuştur.

Ancak Dünya'nın küreselliğinin keşfi sağduyuya aykırıydı. İnsanlar nasıl olur da karşı tarafta yaşar ve uçuruma düşmez?

Bizim için Dünya'nın küreselliği şüphesiz bir gerçektir ve sağduyu açısından başka herhangi bir varsayım anlamsız ve vahşidir. Ama zamanınızdan geri adım atın, bu fikrin ilk ortaya çıkışını hayal edin ve onu kabul etmenin ne kadar zor olduğunu anlayacaksınız.

Peki, Dünya'nın hareketsiz olmadığını, yörüngesi boyunca bir gülleden onlarca kat daha hızlı uçtuğunu kabul etmek daha mı kolaydı?

Bütün bunlar sağduyunun enkazlarıydı. Bu nedenle, modern fizikçiler buna asla atıfta bulunmazlar.

Şimdi özel görelilik kuramına dönelim. Dünya onu ilk kez 1905'te az bilinen bir isim olan Albert Einstein tarafından imzalanan bir makaleden tanıdı. Ve o zamanlar sadece 26 yaşındaydı.

Einstein bu paradokstan çok basit ve mantıklı bir varsayımda bulundu: Platformdaki bir gözlemcinin bakış açısından, hareket halindeki bir arabada kol saatinizin ölçtüğünden daha az zaman geçmiştir. Arabada, zamanın geçişi, sabit platformdaki zamana kıyasla yavaşladı.

Bu varsayımdan mantıksal olarak oldukça şaşırtıcı şeyler çıktı. Tramvayda işe giden bir kişinin, aynı yoldan giden bir yayaya kıyasla, hem hızdan dolayı zamandan tasarruf ettiği hem de onun için daha yavaş gittiği ortaya çıktı.

Ancak, ebedi gençliği bu şekilde korumaya çalışmayın: Bir fayton sürücüsü olsanız ve hayatınızın üçte birini bir tramvayda geçirseniz bile, 30 yıl içinde saniyenin milyonda birinden fazlasını kazanamazsınız. Zaman kazancının fark edilir hale gelmesi için ışık hızına yakın bir hızda hareket etmek gerekir.

Cisimlerin hızlarındaki artışın kütlelerine yansıdığı ortaya çıktı. Bir cismin hızı ışık hızına ne kadar yakınsa kütlesi o kadar büyük olur. Işık hızına eşit bir cismin hızında, kütlesi sonsuza eşittir, yani Dünya'nın, Güneş'in, Galaksinin, tüm Evrenimizin kütlesinden daha büyüktür ... Bu ne kadar kütle basit bir parke taşında yoğunlaştırılarak hızlandırılabilir
Sveta!

Bu, herhangi bir maddi cismin ışık hızına eşit bir hız geliştirmesine izin vermeyen bir sınırlama getirir. Sonuçta, kütle büyüdükçe, onu dağıtmak gittikçe zorlaşıyor. Ve sonsuz bir kütle hiçbir kuvvet tarafından hareket ettirilemez.

Ancak doğa, bütün bir parçacık sınıfı için bu yasaya çok önemli bir istisna yapmıştır. Örneğin, fotonlar için. Işık hızında hareket edebilirler. Daha doğrusu, başka bir hızda hareket edemezler. Hareketsiz bir foton hayal etmek düşünülemez.

Dururken kütlesi yoktur. Ayrıca, nötrinoların bir dinlenme kütlesi yoktur ve ayrıca, Evrenimizde mümkün olan en yüksek hızda, ışığı sollamadan ve ona ayak uydurmadan uzayda sonsuz sınırsız bir uçuşa mahkumdurlar.

Özel görelilik kuramının sıraladığımız sonuçlarının her birinin şaşırtıcı, paradoksal olduğu doğru değil mi? Ve elbette her biri "sağduyuya" aykırıdır!

Ancak ilginç olan şudur: somut biçiminde değil, geniş bir felsefi konum olarak, tüm bu şaşırtıcı sonuçlar diyalektik materyalizmin kurucuları tarafından öngörülmüştür. Bu çıkarımlar ne diyor? Hareket eden bir cismin enerji ve kütle, kütle ve hız, hız ve zaman, hız ve uzunluğunu birbirine bağlayan bağlantılar hakkında…

Einstein'ın çimento (daha fazlası:) gibi, takviyeyi veya temel taşlarını birbirine bağlayan karşılıklı bağımlılığı keşfetmesi, daha önce birbirinden bağımsız görünen şeyleri ve fenomenleri birbirine bağladı ve bilim tarihinde ilk kez üzerine kurulduğu temeli yarattı. uyumlu bir bina inşa etmek mümkündür. Bu bina, evrenimizin nasıl çalıştığının bir temsilidir.

Ama önce, yine Albert Einstein tarafından yaratılan genel görelilik kuramı hakkında en azından birkaç söz.

yerçekimi çöküşü

Kozmik doğanın inanılmaz bir fenomeni hakkında konuşalım - yerçekimi çöküşü (felaket sıkıştırma) hakkında. Bu fenomen, yerçekimi kuvvetlerinin, doğada var olan başka hiçbir kuvvetin onlara karşı koyamayacağı kadar muazzam büyüklüklere ulaştığı devasa madde birikimlerinde meydana gelir.

Newton'un ünlü formülünü hatırlayın: yerçekimi kuvveti ne kadar büyükse, yerçekimi cisimleri arasındaki mesafenin karesi o kadar küçük olur. Böylece, malzeme oluşumu ne kadar yoğun olursa, boyutu ne kadar küçük olursa, yerçekimi kuvvetleri o kadar hızlı artar, yıkıcı kucaklamaları o kadar kaçınılmaz olur.

Doğanın maddenin görünüşte sınırsız sıkıştırılmasıyla mücadele ettiği kurnaz bir teknik vardır. Bunu yapmak için, süperdev yerçekimi kuvvetlerinin etki alanında zamanın akışını durdurur ve zincirlenmiş madde kütleleri, sanki garip bir uyuşuk rüyada donmuş, Evrenimizden ayrılır.

Kozmosun bu "kara deliklerinin" ilki muhtemelen çoktan keşfedilmiştir. Sovyet bilim adamları O. Kh. Huseynov ve A. Sh. Novruzova'nın varsayımına göre, bu İkizler deltasıdır - görünmez bir bileşeni olan bir çift yıldız.

Görünür bileşenin kütlesi 1.8 güneştir ve görünmez "partneri", hesaplamalara göre, görünenden dört kat daha büyük olmalıdır. Ama ondan hiçbir iz yok: Doğanın en şaşırtıcı yaratılışını, "kara delik"i görmek imkansız.

Sovyet bilim adamı Profesör K.P. Stanyukovich, “bir kalemin ucunda” dedikleri gibi, tamamen teorik yapılarla “donmuş madde” parçacıklarının çok çeşitli boyutlarda olabileceğini gösterdi.

• Kuasarlara benzer, sürekli olarak Galaksimizin 100 milyar yıldızının yaydığı kadar enerji yayan devasa oluşumları mümkündür.
• Sadece birkaç güneş kütlesine eşit, çok daha mütevazı kümeler mümkündür. Hem bunlar hem de diğer nesneler, "uyuyan" maddeden değil, sıradan maddeden ortaya çıkabilir.
• Ve kütle olarak temel parçacıklarla orantılı, tamamen farklı bir sınıfın oluşumları mümkündür.

Ortaya çıkmaları için, önce onları devasa bir baskıya maruz bırakan maddeyi tabi tutmak ve onu Schwarzschild küresinin - bir dış gözlemci için zamanın tamamen durduğu bir küre - sınırlarına sokmak gerekir. Ve bundan sonra basınç kaldırılsa bile, zamanın durduğu parçacıklar Evrenimizden bağımsız olarak var olmaya devam edecekler.

plankeonlar

Plankeonlar çok özel bir parçacık sınıfıdır. K.P.'ye göre son derece ilginç bir özelliğe sahipler. Plankeonun içine baktığımızda, maddeyi evrenimizin doğum anında olduğu gibi görebiliyorduk. Teorik hesaplamalara göre, Evrende yaklaşık 1080 plankeon, bir kenarı 10 santimetre olan bir uzay küpünde yaklaşık bir plankeon vardır. Bu arada, Stanyukovich ile aynı zamanda ve (ondan bağımsız olarak, plankeonların hipotezi Akademisyen M.A. Markov tarafından ileri sürüldü. Sadece Markov onlara farklı bir isim verdi - özdeyişler.

Plankeonların özel özellikleri, bazen temel parçacıkların paradoksal dönüşümlerini açıklamak için de kullanılabilir. İki parçacık çarpıştığında, parçaların asla oluşmadığı, ancak diğer temel parçacıkların ortaya çıktığı bilinmektedir. Bu gerçekten şaşırtıcı: Sıradan bir dünyada, bir vazoyu kırarken, asla bütün bardakları ve hatta rozetleri alamayacağız. Ancak, her temel parçacığın derinliklerinde bir plankeon, bir veya birkaç ve bazen de birçok plankeon olduğunu varsayalım.

Parçacıkların çarpışması anında, plankeonun sıkıca bağlanmış "torbası" hafifçe açılır, bazı parçacıklar içine "düşer" ve çarpışma sırasında ortaya çıktığını düşündüğümüz "dışarı atlar" yerine. Aynı zamanda, çalışkan bir muhasebeci olarak plankeon, temel parçacıklar dünyasında kabul edilen tüm "koruma yasalarını" sağlayacaktır.
Peki, evrensel yerçekimi mekanizmasının bununla ne ilgisi var?

K. P. Stanyukovich'in hipotezine göre yerçekiminden "sorumlu", temel parçacıklar tarafından sürekli olarak yayılan gravitonlar olarak adlandırılan küçük parçacıklardır. Bir güneş ışınında dans eden bir toz zerresi küreden daha küçük olduğu için, gravitonlar da ikincisinden çok daha küçüktür.

Gravitonların radyasyonu bir dizi düzenliliğe uyar. Özellikle, uzayın o bölgesine uçmak daha kolaydır. Hangisi daha az graviton içerir. Bu, uzayda iki gök cismi varsa, her ikisinin de gravitonları ağırlıklı olarak "dışarı", birbirine zıt yönlerde yayacakları anlamına gelir. Bu, bedenlerin birbirine yaklaşmasına, birbirini çekmesine neden olan bir dürtü yaratır.

Temel parçacıklarını bırakan gravitonlar, kütlenin bir kısmını yanlarında taşırlar. Ne kadar küçük olurlarsa olsunlar, kütle kaybı zamanla farkedilemez. Ama zaman düşünülemeyecek kadar büyük. Evrendeki tüm maddelerin yerçekimi alanına dönüşmesi yaklaşık 100 milyar yıl alacaktır.