Що таке закон всесвітнього тяжіння ухвала. Сила тяжіння та сила всесвітнього тяжіння
Закон Ньютона невипадково названий всесвітнім. Сфера його дії не обмежена Землею та навіть Сонячною системою. Він визначає взаємодію будь-яких тіл у Всесвіті: зірок, планет, супутників, комет, метеоритів.
Чому яблука падають униз?
У той час, коли молодий учений Ісаак Ньютон отримав ступінь бакалавра, в Англії спалахнула епідемія чуми. Кембриджський університет закрили, і Ньютон вирушив у маєток своєї матері. Два роки, що він там провів, повністю змінили науку на той час, тому що Ньютон зробив кілька фундаментальних відкриттів, у тому числі вивів закон всесвітнього тяжіння.
Як він розповідав у старості, думка про існування закону всесвітнього тяжіння прийшла до нього, коли він дивився, як з дерев падають стиглі яблука. У той момент на небі було видно Місяць. І ось, дивлячись на Місяць, який, як він знав, обертається навколо Землі, і на яблука, що падають униз, Ньютон раптом зрозумів, що і в тому, і в іншому випадку діє та сама сила. Ця сила змушує земні предмети падати вниз, і вона утримує супутник Землі на орбіті, не дозволяючи йому помчати в космос.
Кажуть, історія з падінням яблука на голову Ньютона не більш ніж міф. Але достовірно відомо, що вчений любив вдаватися до роздумів у яблуневому саду своєї матері.
Це було найбільше відкриття, що з математичною точністю пояснило рух небесних об'єктів і багато явищ, що відбувалися на Землі. Сила тяжіння (тяжіння) - одна з найуніверсальніших у природі. Вона діє між будь-якими об'єктами, що мають масу. Оскільки матерії без маси немає, то винятків цієї сили немає. Якби ми могли бачити тяжіння у вигляді ниток, то у будь-якій точці простору спостерігалося б незліченну кількість таких ниток, що пов'язують усе з усім. "Відгородитися" від сили тяжіння неможливо, не існує жодних захисних екранів, які були б перешкодою для цієї всюдисущої сили.
"Природа проста і не розкошує зайвими причинами." Ісаак Ньютон
Нескінченне падіння
Ньютон був не першим, хто помітив, що тіла падають на Землю. Ще Галілей вивчав прискорення вільного падіння. Але він вважав, що сила тяжіння діє лише Землі, максимум - поширюється до Місяця. Кеплер, який відкрив закони руху планет, був упевнений, що ці закони діють лише у космосі. І лише геній Ньютона дозволив об'єднати «земне» та «небесне». Ньютон став першим, хто довів, що і Землі, й у космосі діють однакові сили та однакові закони, і найважливіший їх - закон всесвітнього тяжіння.
Щоб краще зрозуміти єдність цього закону, можна провести уявний експеримент. Уявімо, що ми стоїмо на краю високого урвища, поруч із старовинною гарматою, і біля наших ніг лежать важкі чавунні ядра. Якщо просто зіштовхнути ядро з обриву, воно впаде вертикально вниз. Якщо ж вистрілити ядром з гармати, воно теж впаде, але спочатку полетить уперед і опише в повітрі дугу. Тут на ядро, крім сили тяжіння, діє інша сила, яка надала йому початкове прискорення.
Тепер спробуємо уявити, що наша надпотужна гармата може вистрілити ядро з такою силою, щоб воно облетіло навколо Землі і знову повернулося у вихідну точку. Що станеться у цьому випадку? Ядро не впаде, а продовжить рухатися навколо нашої планети круговою орбітою. Виходить, ми створили штучний супутник.
Ця книга Ньютона – одна з найважливіших в історії людства. Назва її у перекладі з латині означає «Математичні засади натуральної філософії».
Насправді рух Місяця навколо Землі, Землі навколо Сонця або штучного супутника навколо планети - це постійне «падіння», викликане силою гравітації та пояснюється законом всесвітнього тяжіння. Через те, що швидкість руху дуже висока, менше тіло не падає на більше, прагнучи переміщатися по прямій лінії. Але полетіти вони теж не можуть, тому що їх тримає всюдисуща сила тяжіння - та сама, що змушує яблука падати вниз.
«Він не дозволяв собі ніякого відпочинку та перепочинку… вважав втраченим щогодини, не присвячений заняттям… Думаю, його чимало засмучувала необхідність витрачати час на їжу та сон», - згадував про Ньютона його помічник.
Я вирішив у міру сил та можливостей докладніше зупинитися на освітленні наукової спадщиниакадеміка Миколи Вікторовича Левашова, бо бачу, що його роботи сьогодні ще не мають того попиту, яким вони мали б користуватися в суспільстві справді вільних і розумних людей. Люди ще не розуміютьцінності та важливості його книг та статей, тому що не здогадуються про ступінь обману, в якому ми живемо останні пару століть; не розуміють, що відомості про природу, які ми вважаємо звичними і тому дійсними, є помилковими на 100%; і нав'язані вони нам навмисно, щоб приховати правду і не дати нам розвиватися у правильному напрямку.
Закон загального тяжіння
А навіщо нам розбиратися із цією гравітацією? Хіба ми про неї чогось ще не знаємо. Ну що ви! Ми вже дуже багато знаємо про гравітацію! Наприклад, Вікіпедія люб'язно повідомляє нам, що « Гравітація (тяжіння, всесвітнє, тяжіння) (від латів. gravitas – «тяжкість») – універсальна фундаментальна взаємодія між усіма матеріальними тілами. У наближенні малих швидкостей і слабкої гравітаційної взаємодії описується теорією тяжіння Ньютона, у випадку описується загальної теорією відносності Ейнштейна…»Тобто. простіше кажучи, ця Інтернет-бовтанка повідомляє, що гравітація - це взаємодія між усіма матеріальними тілами, а ще простіше - взаємне тяжінняматеріальних тіл одне до одного.
Появі такої думки ми зобов'язані тов. Ісааку Ньютону, якому приписують відкриття 1687 року «Закону загального тяжіння», За яким всі тіла нібито притягуються один до одного пропорційно їх масам і обернено пропорційно квадрату відстані між ними. Тішить вже те, що тов. Ісаак Ньютон описаний у Педії, як високоосвічений вчений, на відміну від тов. , якому приписують відкриття електрики…
Цікаво поглянути на розмірність «Сили тяжіння» або «Сили тяжіння», що випливає із тов. Ісаака Ньютона, що має такий вигляд: F =m 1 *m 2 /r 2
У чисельнику стоїть твір мас двох тіл. Це дає розмірність «кілограми у квадраті» – кг 2. У знаменнику стоїть «відстань» у квадраті, тобто. метри у квадраті – м 2. Але ж сила вимірюється не в дивних кг 2/м 2, а не менш дивних кг*м/с 2! Виходить нестиковочка. Щоб її забрати, «вчені» вигадали коефіцієнт, т.зв. «гравітаційну постійну» G , рівну приблизно 6,67545×10 −11 м³/(кг·с²). Якщо тепер все перемножити, отримаємо правильну розмірність «Сили тяжіння» кг*м/с 2, і ось ця абракадабра носить у фізиці назву «Ньютон», тобто. сила у сьогоднішній фізиці вимірюється у «».
А цікаво: який фізичний сенсмає коефіцієнт G , для чогось зменшуючий результат у 600 мільярдів разів? Жодного! "Вчені" назвали його "коефіцієнтом пропорційності". А ввели його для припасуваннярозмірності та результату під найбільш бажаний! Ось така у нас наука на сьогоднішній день… Треба зазначити, що для заплутування вчених та приховування протиріч у фізиці кілька разів змінювалися системи вимірювань – т.зв. "Системи одиниць". Ось назви деяких з них, що змінювали один одного, у міру виникнення необхідності створення чергових маскувань: МТС, МКГСС, СГС, СІ.
Цікаво було б спитати у тов. Ісаака: а як він здогадавсяЩо існує природний процес притягнення тіл один до одного? Як він здогадався, що «Сила тяжіння» пропорційна саме добутку мас двох тіл, а не їхній сумі чи різниці? Яким чиномвін так вдало збагнув, що ця Сила обернено пропорційна саме квадрату відстані між тілами, а не кубу, подвоєнню чи дробовому ступеню? Звідкиу тов. з'явилися такі незрозумілі припущення 350 років тому? Адже жодних дослідів у цій галузі він не проводив! І, якщо вірити традиційній версії історії, у ті часи навіть лінійки були ще не зовсім рівні, а тут така незрозуміла, просто фантастична прозорливість! Звідки?
Так звідки! Тов. Ісаак ні про що таке не здогадувався і нічого подібного не досліджував і не відкривав. Чому? Тому що насправді фізичного процесу тяжіння тіл»один до одного не існує,і, відповідно, не існує і Закону, який би описував цей процес (це нижче буде доведено); Насправді тов. Ньютону в нашому невиразному, просто приписаливідкриття закону «Всесвітнього тяжіння», принагідно нагородивши його званням «одного із творців класичної фізики»; так само, як свого часу приписали тов. Бене Франкліну, який мав 2 класиосвіти. У «Середньовічній Європі» і не таке бувало: там не тільки з науками, а й просто з життям було велике напруження.
Але, на наше щастя, наприкінці минулого століття, російський вчений Микола Левашов написав кілька книг, у яких дав «алфавіт та граматику» неспотворених знань; повернув землянам знищену раніше наукову парадигму, за допомогою якої легко пояснивмайже всі «нерозв'язні» загадки земної природи; пояснив основи будови Світобудови; показав, за яких умов на всіх планетах, на яких з'являються необхідні та достатні умови, виникає Життя- Жива матерія. Пояснив, яка саме матерія може вважатися живою, і який фізичний сенсприродного процесу під назвою « життя». Далі пояснив, коли і за яких умов «жива матерія» знаходить Розум, тобто. усвідомлює своє існування – стає розумною. Микола Вікторович Левашовпередав людям у своїх книгах, і фільмах дуже багато неспотворених знань. У тому числі він пояснив і що таке «гравітація», Звідки вона береться, як діє, який насправді її фізичний сенс. Найбільше про це написано в книгах та . А тепер розберемося із «Законом всесвітнього тяжіння»...
«Закон всесвітнього тяжіння» – вигадка!
Чому я так сміливо та впевнено критикую фізику, «відкриття» тов. Ісаака Ньютона та сам «великий» «Закон всесвітнього тяжіння»? Та тому, що цей «Закон» – вигадка! Обман! Фікція! Афера всесвітнього масштабу, щоб відвести земну науку в безвихідь! Така ж афера з тією ж метою, як і горезвісна «Теорія відносності» тов. Ейнштейн.
Докази?Дозвольте, ось вони: дуже точні, суворі та переконливі. Їх чудово описав автор О.Х. Сільський у своїй чудовій статті. З огляду на те, що стаття є досить об'ємною, я наведу тут дуже короткий варіант деяких доказів хибності «Закону всесвітнього тяжіння», а громадяни, які цікавляться подробицями, решту дочитають вже самі.
1. У нашій Сонячній системігравітації мають тільки планети і Місяць – супутник Землі. Супутники ж інших планет, а їх більше шести десятків, гравітації не мають! Ця інформація абсолютно відкрита, але не афішується «науковцем» людом, тому що незрозуміла з точки зору їхньої «науки». Тобто. б про Більшість об'єктів нашої Сонячної системи гравітацією не володіють - не притягуються один до одного! І це повністю спростовує «Закон загального тяжіння».
2. Досвід Генрі Кавендішапо притягуванню масивних бовдурів один до одного вважається незаперечним доказом наявності тяжіння між тілами. Однак, незважаючи на його простоту, цей досвід ніде не відтворюється. Мабуть, тому, що він не дає того ефекту, про який колись оголосили деякі люди. Тобто. сьогодні, за можливості суворої перевірки, досвід не показує жодного тяжіння між тілами!
3. Виведення штучного супутникана орбіту навколо астероїда. У середині лютого 2000 року американці підігнали космічний зонд NEARдосить близько до астероїду Ерос, рівняли швидкості і чекали захоплення зонда тяжінням Ероса , тобто. коли супутник м'яко притягнеться тяжінням астероїда.
Але перше побачення чомусь не залагодилося. Друга і подальші спроби віддатися Еросу мали такий самий ефект: Ерос не захотів притягнути до себе американський зонд. NEAR, а без підробітку двигуном, зонд поблизу Ероса не тримався . Це космічне побачення так і скінчилося нічим. Тобто. ніякого тяжінняміж зондом із масою 805 кг і астероїдом масою більше 6 трильйонівтонн виявити не вдалося.
Тут не можна не відзначити нічим не зрозумілу завзятість американців з НАСА, адже російський учений Микола Левашов, проживаючи в той час у США, які він тоді вважав цілком нормальною країною, написав, переклав на англійську мову та видав у 1994 році свою знамениту книгу, в якій «на пальцях» пояснив усе, що потрібно було знати фахівцям з НАСА, щоб їхній зонд NEARне бовтався марною залізкою в Космосі, а приніс хоч якусь користь суспільству. Але, мабуть, непомірна зарозумілість зіграла свій жарт з тамтешніми «науковцями».
4. Наступну спробуповторити еротичний експеримент з астероїдом взялися японці. Вони вибрали астероїд під назвою Ітокава, і направили 9 травня 2003 року до нього зонд під назвою («Сокіл»). У вересні 2005 року зонд наблизився до астероїда на відстань 20 км.
Зважаючи на досвід «тупих американців», розумні японці свій зонд оснастили декількома двигунами та автономною системою ближньої навігації з лазерними далекомірами, так що він міг зближуватися з астероїдом і рухатися біля нього автоматично, без участі наземних операторів. Першим номером цієї програми виявився комедійний трюк з висадкою невеликого дослідницького робота на поверхню астероїда. Зонд знизився на розрахункову висоту і акуратно скинув робота, який повинен був повільно і плавно впасти на поверхню. Але... не впав. Повільно та плавно його понесло кудись вдалину від астероїда. Там і пропав безвісти… Наступним номером програми виявився, знову ж таки, комедійний трюк із короткочасною посадкою зонда на поверхню «для взяття проби ґрунту». Комедійним він вийшов тому, що, для забезпечення кращої роботи лазерних далекомірів, на поверхню астероїда був скинутий шар-маркер, що відбиває. На цій кулі теж движків не було і... коротше, на належному місці кулі не виявилося... Так що чи сів японський «Сокіл» на Ітокаву, і що він на ній робив, якщо сів, – науці невідомо…» Висновок: японська дива Хаябуса не змогла виявити ніякого тяжінняміж зондом масою 510 кг та астероїдом масою 35 000 тонн.
Окремо хочеться зауважити, що вичерпне пояснення природі гравітації. Микола Левашовдав у своїй книзі, яку вперше видав у 2002 році – майже за півтора роки до старту японського "Сокола". І, незважаючи на це, японські «вчені» пішли точно стопами своїх американських колег і ретельно повторили всі їхні помилки, включаючи посадку. Ось така цікава наступність «наукового мислення».
5. Звідки беруться припливи?Дуже цікаве явище, що описується в літературі, м'яко кажучи, не зовсім коректне. «…Є підручники з фізики, де написано, якими мають бути – відповідно до «закону всесвітнього тяжіння». А ще є підручники з океанографії, де написано, які вони, припливи, насправді.
Якщо закон всесвітнього тяжіння тут діє, і океанська вода притягується, зокрема, до Сонця та до Місяця, то «фізична» та «океанографічна» картини припливів мають співпадати. То чи збігаються вони чи ні? Виявляється: сказати, що вони не співпадають, це ще нічого не сказати. Тому що «фізична» та «океанографічна» картини взагалі не мають між собою нічого спільного… Фактична картина приливних явищ настільки сильно відрізняється від теоретичної – і якісно, і кількісно – що на основі такої теорії передраховувати припливи неможливо. Та ніхто й не намагається це робити. Адже не божевільні. Роблять ось як: для кожного порту або іншого пункту, який цікавить, динаміку рівня океану моделюють сумою коливань з амплітудами і фазами, які знаходять чисто емпірично. А потім екстраполюють цю суму коливань уперед – ось вам і виходять передрахунки. Капітани судів задоволені – ну й долоньки!.. Це все означає, що наші земні припливи теж не підкоряються"Закону всесвітнього тяжіння".
Що таке гравітація насправді
Справжню природу гравітації вперше в новітній історії виразно описав академік Микола Левашов у фундаментальній науковій праці. Щоб читач міг зрозуміти написане щодо гравітації, дам невелике попереднє пояснення.
Простір навколо нас не порожній. Воно повністю заповнене безліччю різних матерій, які академік Н.В. Левашов назвав «первоматеріями». Раніше вчені все це буйство матерій називали «ефіром»і навіть отримали переконливі докази його існування (відомі досліди Дайтона Міллера, описані у статті Миколи Левашова "Теорія Всесвіту та об'єктивна реальність"). Сучасні «вчені» пішли набагато далі, і тепер вони «ефір»називають «темною матерією». Колосальний прогрес! Деякі матерії в «ефірі» взаємодіють між собою тією чи іншою мірою, деякі – ні. А якісь першатерії починають взаємодіяти між собою, потрапляючи в змінені зовнішні умови в тих чи інших викривленнях простору (неоднорідності).
Викривлення простору з'являються внаслідок різних вибухів, у тому числі й «вибухів наднових». « При вибуху наднової, виникають коливання мірності простору, аналогічні хвиль, які з'являються на поверхні води після кидка каменю. Маси матерії, викинуті під час вибуху, заповнюють ці неоднорідності мірності простору навколо зірки. З цих мас матерії починають утворюватися планети (і)…»
Тобто. планети утворюються не з космічного сміття, як чомусь стверджують сучасні «вчені», а синтезуються з матерії зірок та інших першоматерій, які починають взаємодіяти між собою у відповідних неоднорідностях простору та т.зв. «гібридні матерії». Ось із цих «гібридних матерій» утворюються і планети, і все інше у нашому просторі. Наша планета, Так само, як і інші планети, є не просто «шматком каменю», а дуже непростою системою, що складається з декількох сфер, вкладених одна в одну (див. ). Найщільніша сфера називається "фізично щільним рівнем" - це видимий нами, т.зв. фізичний світ. Другаза щільністю сфера трохи більшого розміру – це т.зв. "ефірний матеріальний рівень" планети. Третясфера - "астральний матеріальний рівень". Четвертасфера - "перший ментальний рівень" планети. П'ятасфера - "другий ментальний рівень" планети. І шостасфера - "третій ментальний рівень" планети.
Наша планета повинна розглядатися лише як сукупність цих шести сфер– шести матеріальних рівнів планети, вкладених одна в одну. Тільки в цьому випадку можна отримати повноцінне уявлення про будову та властивості планети та про процеси, що відбуваються в природі. Те, що ми поки що не можемо спостерігати процеси, що відбуваються поза фізично щільною сферою нашої планети, свідчить не про те, що «там нічого немає», а лише про те, що нині наші органи почуттів не пристосовані природою для цього. І ще: наш Всесвіт, наша планета Земля і все інше у нашому Всесвіті утворено з семирізних видів першоматерій, що злилися в шістьгібридних матеріалів. І це не є ані божественним, ані унікальним явищем. Це просто якісна структура нашого Всесвіту, обумовлена властивостями неоднорідності, в якій вона утворилася.
Продовжимо: планети утворюються при злитті відповідних першоматерій в областях неоднорідностей простору, що мають придатні для цього властивості та якості. Але в ці, як і в решту, області простору потрапляє величезна кількість першомутерій(вільних форм матерій) різних видів, що не взаємодіють або дуже слабо взаємодіють з гібридними матеріями. Потрапляючи в область неоднорідності, багато хто з цих першатерій піддаються впливу цієї неоднорідності і прямують до її центру, відповідно до градієнта (перепаду) простору. І, якщо в центрі цієї неоднорідності вже утворилася планета, то першатерії, рухаючись до центру неоднорідності (і центру планети), створюють собою спрямований потік, що створює т.зв. гравітаційне поле. І, відповідно, під гравітацієюнам з вами потрібно розуміти вплив спрямованого потоку першаматерій на все, що знаходиться на його шляху. Тобто, простіше кажучи, гравітація – це притисканняматеріальних об'єктів до поверхні планети потоком першаматерій.
Чи не правда, реальністьдуже відрізняється від вигаданого закону «взаємного тяжіння», нібито існуючого скрізь із нікому незрозумілої причини. Реальність набагато цікавіша, набагато складніша і набагато простіша, одночасно. Тому фізику реальних природних процесів зрозуміти набагато легше, ніж вигадані. І використання реальних знань веде до реальних відкриттів та ефективного використання цих відкриттів, а не до висмоктаних з пальця.
Антигравітація
Як приклад сьогоднішньої наукової профанаціїможна коротко проаналізувати пояснення «науковцями» того факту, що «промені світла викривляються поблизу великих мас», і тому ми можемо бачити те, що закрито він нас зірками та планетами.
Справді, ми можемо спостерігати в Космосі об'єкти, приховані від нас іншими об'єктами, але це явище не має жодного відношення до мас об'єктів, тому що явища «всесвітнього» немає, тобто. ні зірки, ні планети НЕпритягують до себе ніякі промені і не викривляють їхню траєкторію! А чому ж тоді вони «викривляються»? На це питання є дуже проста та переконлива відповідь: промені не викривляються! Просто вони поширюються не по прямій, як ми звикли розуміти, а відповідно до формою простору. Якщо ми розглядаємо промінь, що проходить біля великого космічного тіла, то треба мати на увазі, що промінь огинає це тіло, тому що змушений слідувати за викривленням простору, як по дорозі відповідної форми. І іншого шляху у променя просто не існує. Промінь не може не огинати це тіло, бо простір у цьому районі має таку викривлену форму… Невелика до сказаного.
Тепер, повертаючись до антигравітації, стає зрозуміло, чому Людству ніяк не вдається зловити цю гидку «антигравітацію» або досягти хоч чогось з того, що показують нам по телевізору спритні функціонери фабрики мрій. Нас спеціально змушуютьвже більше сотні років майже всюди використовувати двигуни внутрішнього згоряння або реактивні двигуни, хоча вони дуже далекі від досконалості і за принципом дії, і за конструкцією, і за ефективністю. Нас спеціально змушуютьвидобувати , використовуючи різні генератори циклопічних розмірів, а потім передавати цю енергію по дротах, де б пробільша її частина розсіюєтьсяв просторі! Нас спеціально змушуютьжити життям нерозумних істот, тому ми маємо жодних підстав для здивування тому, що в нас нічого розумного не виходить ні в науці, ні в техніці, ні в економіці, ні в медицині, ні в організації гідного життя соціуму.
Я зараз вам наведу кілька прикладів створення та використання антигравітації (вона ж левітація) у нашому житті. Але ці способи досягнення антигравітації, швидше за все, випадково виявлені. А для того, щоб свідомо створити дійсно корисний пристрій, який реалізує антигравітацію, потрібно пізнатиреальну природу явища гравітації, вивчитийого, проаналізувати та зрозумітивсю його суть! Тільки тоді можна створити щось розумне, ефективне і справді корисне суспільству.
Найпоширеніший у нас пристрій, що використовує антигравітацію, це повітряну кулькута численні його варіації. Якщо його наповнити теплим повітрям або газом, легшим, ніж атмосферна газова суміш, то кулька прагнутиме полетіти вгору, а не опуститися вниз. Цей ефект відомий людям дуже давно, але досі не має вичерпного пояснення– такого, яке вже не породжувало б нових питань.
Недовгий пошук у Ютюбі призвів до виявлення великої кількості відеороликів, де демонструються цілком реальні приклади антигравітації. Деякі з них я перерахую тут, щоб ви змогли переконатися, що антигравітація ( левітація) дійсно існує, але ... досі ніким з «науковців» не пояснена, мабуть, гордість не дозволяє ...
Закон всесвітнього тяготіння
Гравітація (всемирне тяжіння, тяжіння)(від лат. gravitas - «тяжкість») - далекодіюча фундаментальна взаємодія в природі, якому піддаються всі матеріальні тіла. За сучасними даними, є універсальним взаємодією у тому сенсі, що, на відміну будь-яких інших сил, усім без винятку тілам незалежно від своїх маси надає однакове прискорення . Головним чином гравітація грає визначальну роль космічних масштабах. Термін гравітаціявикористовується також як назва розділу фізики, що вивчає гравітаційну взаємодію. Найбільш успішною сучасною фізичною теорією в класичній фізиці, що описує гравітацію, є загальна теорія відносності, квантова теорія гравітаційної взаємодії поки що не побудована.
Гравітаційна взаємодія
Гравітаційна взаємодія – одна з чотирьох фундаментальних взаємодій у нашому світі. В рамках класичної механіки, гравітаційна взаємодія описується законом всесвітнього тяжінняНьютона, який свідчить, що сила гравітаційного тяжіння між двома матеріальними точками маси m 1 та m 2 , розділеною відстанню R, пропорційна обом масам і обернено пропорційна квадрату відстані - тобто
.Тут G- гравітаційна постійна, рівна приблизно 
м³/(кг с²). Знак мінус означає, що сила, що діє на тіло, завжди дорівнює напрямку радіус-вектору, спрямованому на тіло, тобто гравітаційна взаємодія призводить завжди до тяжіння будь-яких тіл.
Закон всесвітнього тяжіння - один з додатків закону зворотних квадратів, що зустрічається так само і при вивченні випромінювань (див. наприклад, Тиск світла), і є прямим наслідком квадратичного збільшення площі сфери при збільшенні радіусу, що призводить до квадратичного зменшення вкладу будь-якої одиничної площі в площа усієї сфери.
Найбільш простим завданням небесної механіки є гравітаційна взаємодія двох тіл у порожньому просторі. Це завдання вирішується аналітично остаточно; Результат її вирішення часто формулюють у вигляді трьох законів Кеплера.
При збільшенні кількості тіл, що взаємодіють, завдання різко ускладнюється. Так, вже відома задача трьох тіл (тобто рух трьох тіл з ненульовими масами) не може бути вирішена аналітично в загальному вигляді. При чисельному ж рішенні досить швидко настає нестійкість рішень щодо початкових умов. У застосуванні до Сонячної системи ця нестійкість не дозволяє передбачити рух планет на масштабах, що перевищують сотню мільйонів років.
У окремих випадках вдається знайти наближене рішення. Найбільш важливим є випадок, коли маса одного тіла істотно більша за масу інших тіл (приклади: сонячна система і динаміка кілець Сатурна). В цьому випадку в першому наближенні можна вважати, що легкі тіла не взаємодіють один з одним і рухаються по траекторіях кеплерів навколо масивного тіла. Взаємодії між ними можна враховувати у межах теорії збурень , і усереднювати за часом. При цьому можуть виникати нетривіальні явища, такі як резонанси, атрактори, хаотичність і т. д. Наочний приклад таких явищ – нетривіальна структура кілець Сатурна.
Незважаючи на спроби описати поведінку системи з великої кількості тіл, що притягуються, приблизно однакової маси, зробити цього не вдається через явища динамічного хаосу.
Сильні гравітаційні поля
У сильних гравітаційних полях, під час руху з релятивістськими швидкостями, починають проявлятися ефекти загальної теорії відносності:
- відхилення закону тяжіння від ньютоновського;
- запізнення потенціалів, пов'язане з кінцевою швидкістю розповсюдження гравітаційних збурень; поява гравітаційних хвиль;
- ефекти нелінійності: гравітаційні хвилі мають властивість взаємодіяти один з одним, тому принцип суперпозиції хвиль у сильних полях не виконується;
- зміна геометрії простору-часу;
- виникнення чорних дірок;
Гравітаційне випромінювання
Одним з важливих передбачень ОТО є гравітаційне випромінювання, наявність якого досі не підтверджено прямими спостереженнями. Однак, є непрямі спостережні свідчення на користь його існування, а саме: втрати енергії у подвійній системі з пульсаром PSR B1913+16 – пульсаром Халса-Тейлора – добре узгоджуються з моделлю, в якій ця енергія уноситься гравітаційним випромінюванням.
Гравітаційне випромінювання можуть генерувати тільки системи зі змінним квадрупольним або вищими мультипольними моментами, цей факт свідчить про те, що гравітаційне випромінювання більшості природних джерел спрямоване, що суттєво ускладнює його виявлення. Потужність гравітаційного l-польного джерела пропорційна (v / c) 2l + 2 , якщо мультиполь має електричний тип, та (v / c) 2l + 4 - якщо мультиполь магнітного типу , де v- характерна швидкість руху джерел у випромінюючій системі, а c- швидкість світла. Таким чином, домінуючим моментом буде квадрупольний момент електричного типу, а потужність відповідного випромінювання дорівнює:
де Q ij- тензор квадрупольного моменту розподілу мас випромінюючої системи. Константа 
(1/Вт) дозволяє оцінити порядок величини потужності випромінювання.
Починаючи з 1969 року (експерименти Вебера (англ.)) і до сьогодні (лютий 2007) робляться спроби прямого виявлення гравітаційного випромінювання. У США, Європі та Японії зараз існує кілька діючих наземних детекторів (GEO 600), а також проект космічного гравітаційного детектора республіки Татарстан.
Тонкі ефекти гравітації
Крім класичних ефектів гравітаційного тяжіння і уповільнення часу, загальна теорія відносності передбачає існування інших проявів гравітації, які в земних умовах дуже слабкі і їх виявлення та експериментальна перевірка тому дуже скрутні. Досі подолання цих труднощів представлялося поза можливостей експериментаторів.
Серед них, зокрема, можна назвати захоплення інерційних систем відліку (або ефект Лензе-Тіррінга) та гравітомагнітне поле. У 2005 році автоматичний апарат НАСА Gravity Probe B провів безпрецедентний за точністю експеримент із вимірювання цих ефектів поблизу Землі, але його повні результати поки що не опубліковані.
Квантова теорія гравітації
Незважаючи на більш ніж піввікову історію спроб, гравітація - єдина з фундаментальних взаємодій, для якої поки що не побудована несуперечлива квантова теорія, що перенормується. Втім, при низьких енергіях, у дусі квантової теорії поля , гравітаційне взаємодію можна як обмін гравітонами - калібрувальними бозонами зі спином 2 .
Стандартні теорії гравітації
У зв'язку з тим, що квантові ефекти гравітації надзвичайно малі навіть у найекстремальніших експериментальних та спостережних умовах, досі не існує їх надійних спостережень. Теоретичні оцінки показують, що у переважній більшості випадків можна обмежитися класичним описом гравітаційної взаємодії.
Існує сучасна канонічна класична теорія гравітації - загальна теорія відносності і безліч уточнюючих її гіпотез і теорій різного ступеня розробленості, що конкурують між собою (див. статтю Альтернативні теорії гравітації). Всі ці теорії дають дуже схожі передбачення у межах того наближення, у якому нині здійснюються експериментальні тести. Далі описано кілька основних, найбільш добре розроблених чи відомих теорій гравітації.
- Гравітація є геометричне полі, а реальне фізичне силове поле, що описується тензором.
- Гравітаційні явища слід розглядати у межах плоского простору Мінковського, у якому однозначно виконуються закони збереження енергії-імпульсу та моменту кількості руху. Тоді рух тіл у просторі Мінковського еквівалентний руху цих тіл у ефективному римановому просторі.
- У тензорних рівняннях визначення метрики слід враховувати масу гравітону, і навіть використовувати калібрувальні умови, пов'язані з метрикою простору Минковского. Це не дозволяє знищити гравітаційне поле навіть локально вибором якоїсь відповідної системи відліку.
Як і в ВТО, в РТГ під речовиною розуміються всі форми матерії (включаючи електромагнітне поле), за винятком самого гравітаційного поля. Наслідки з теорії РТГ такі: чорних дірок як фізичних об'єктів, що передбачаються в ОТО, не існує; Всесвіт плоский, однорідний, ізотропний, нерухомий і евклідовий.
З іншого боку, існують не менш переконливі аргументи противників РТГ, що зводяться до таких положень:
Подібне має місце і в РТГ, де друге тензорне рівняння вводиться для врахування зв'язку між неевклідовим простором та простором Мінковського. Завдяки наявності безрозмірного підгоночного параметра теорії Йордана - Бранса - Дікке, з'являється можливість вибрати його так, щоб результати теорії співпадали з результатами гравітаційних експериментів.
| Теорії гравітації | ||||||||
|
Джерела та примітки
Література
- Візгін В. П.Релятивістська теорія тяжіння (витоки та формування, 1900-1915). М.: Наука, 1981. – 352c.
- Візгін В. П.Єдині теорії у 1-ій третині ХХ ст. М: Наука, 1985. - 304c.
- Іваненко Д. Д., Сарданашвілі Г. А.Гравітація, 3-тє вид. М.: УРСС, 2008. – 200с.
Див. також
- Гравіметр
Посилання
- Закон всесвітнього тяжіння чи «Чому Місяць не падає на Землю?» - Просто про складне
| Основні підрозділи у фізиці | |
|---|---|
| Експериментальна фізика · Теоретична фізика | |
| Агрофізика · Акустика · Астрофізика · Атомна, молекулярна та оптична фізика · Біофізика · Геофізика · Динаміка (Гідродинаміка · Термодинаміка) · Математична фізика · Медична фізика · Метафізика · Механіка (Класична механіка · Квантова механіка фізика · (Гідростатика) · Теорія квантового поля · | |
Всі ми ходимо по землі тому, що вона нас притягує. Якби Земля не притягувала всі тіла, що перебувають на її поверхні, то ми, відштовхнувшись від неї, відлетіли б у космос. Але цього немає, і всім відомо про існування земного тяжіння.
Чи ми притягуємо Землю? Притягує Місяць!
А чи притягуємо ми самі Землю? Смішне питання, правда? Але давайте розберемося. Ви знаєте, що таке припливи та відливи в морях та океанах? Щодня вода йде від берегів, невідомо де вештається кілька годин, а потім, як ні в чому не бувало, повертається назад.
Так ось вода в цей час не знає де, а приблизно посередині океану. Там утворюється щось подібне до гори з води. Неймовірно, правда? Вода, яка має властивість розтікатися, сама не просто стікається, а ще й утворює гори. І в цих горах зосереджено величезну масу води.
Просто прикиньте весь об'єм води, який відходить від берегів під час відливів, і ви зрозумієте, що йдеться про гігантські кількості. Але якщо таке відбувається, має бути якась причина. І причина є. Причина в тому, що цю воду притягує до себе Місяць.
Обертаючи навколо Землі, Місяць проходить над океанами і притягує до себе океанічні води. Місяць обертається навколо Землі, тому що вона притягується до Землі. Але, виходить, що вона сама при цьому притягує до себе Землю. Земля, щоправда, для неї велика, але її вплив виявляється достатнім для руху води в океанах.
Сила та закон всесвітнього тяжіння: поняття та формула
А тепер підемо далі і подумаємо: якщо два величезні тіла, перебуваючи неподалік, обидва притягують одне одного, чи не логічно припустити, що й менші тіла теж будуть притягувати одне одного? Просто вони набагато менші і сила їхнього тяжіння буде маленькою?
Виявляється, що таке припущення є абсолютно вірним. Абсолютно між усіма тілами у Всесвіті існують сили тяжіння чи, іншими словами, сили всесвітнього тяжіння.
Першим таке явище виявив та сформулював у вигляді закону Ісаак Ньютон. Закон всесвітнього тяжіння говорить: всі тіла притягуються один до одного, при цьому сила їх тяжіння прямо пропорційна масі кожного з тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:
F = G * (m_1 * m_2) / r^2 ,
де F величина вектора сили тяжіння між тілами, m_1 та m_2 маси цих тіл, r відстань між тілами, G гравітаційна стала.
Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі, яка існує між тілами масами 1 кг, що знаходяться на відстані 1 метр. Ця величина знайдена експериментально: G = 6,67 * 10 ^ (-11) Н * м ^ 2⁄〖кг ^ 2 .
Повертаючись до нашого вихідного питання: «Чи ми притягуємо Землю?», ми можемо з упевненістю відповісти: «так». Згідно з третім законом Ньютона ми притягуємо Землю рівно з такою ж силою, як і Земля притягує нас. Силу цю можна розрахувати із закону всесвітнього тяжіння.
А згідно з другим законом Ньютона вплив тіл один на одного якоюсь силою виражається у вигляді прискорення, що надається ними один одному. Але прискорення, що надається, залежить від маси тіла.
Маса Землі велика, і вона надає прискорення вільного падіння. А наша маса мізерно мала в порівнянні з Землею, і тому прискорення, яке ми надаємо Землі, практично нульове. Саме тому ми притягуємося до Землі і ходимо нею, а не навпаки.
Сер Ісаак Ньютон, отримавши по голові яблуком, вивів закон всесвітнього тяжіння, який каже:
Будь-які два тіла притягуються один до одного з силою прямо пропорційною добутку мас тіла і обернено пропорційною квадрату відстані між ними:
F = (Gm 1 m 2)/R 2 де
m1, m2- маси тіл
R- відстань між центрами тел
G = 6,67 · 10 -11 Нм 2 / кг- Константа
Визначимо прискорення вільного падіння на Землі:
F g = m тіла g = (Gm тіла m Землі)/R 2
R (радіус Землі) = 6,38 · 10 6 м
m Землі = 5,97 · 10 24 кг
m тіла g = (Gm тіла m Землі)/R 2або g = (Gm Землі)/R 2
Зверніть увагу, що прискорення вільного падіння залежить від маси тіла!
g = 6,67 · 10 -11 · 5,97 · 10 24 / (6,38 · 10 6) = 398,2 / 40,7 = 9,8 м / с 2
Ми говорили раніше, що силу тяжіння (гравітаційне тяжіння) називають вагою.
На поверхні Землі вага та маса тіла мають однакове значення. Але в міру віддалення від Землі вага тіла буде зменшуватися (оскільки буде збільшуватися відстань між центром Землі і тілом), а маса залишатиметься постійною (оскільки маса - це вираз інерції тіла). Маса вимірюється в кілограмах, вага - в ньютонах.
Завдяки силі гравітації, небесні тіла обертаються одне одного: Місяць навколо Землі; Земля навколо Сонця; Сонце навколо центру нашої Галактики та ін. При цьому тіла утримуються відцентровою силою, що забезпечує сила гравітації.
Це ж стосується і штучних тіл (супутників), що обертаються навколо Землі. Окружність якою супутник обертається, називається орбітою обертання.
При цьому на супутник діє відцентрова сила:
F ц = (m супутника V 2)/R
Сила гравітації:
F g = (Gm супутника m Землі)/R 2
F ц = F g = (m супутника V 2)/R = (Gm супутника m Землі)/R 2
V2 = (Gm Землі)/R; V = √(Gm Землі)/R
За цією формулою можна обчислити швидкість будь-якого тіла, що обертається по орбіті з радіусом Rнавколо Землі.
Природним супутником Землі є Місяць. Визначимо її лінійну швидкість на орбіті:
Маса Землі = 5,97 · 10 24 кг
R- це відстань між центром Землі та центром Місяця. Щоб визначити цю відстань, нам треба скласти три величини: радіус Землі; радіус Місяця; відстань від Землі до Місяця.
R місяця = 1738 км = 1,74 · 10 6 м
R землі = 6371 км = 6,37 · 10 6 м
R зл = 384 400 км = 384,4 · 10 6 м
Загальна відстань між центрами планет: R = 392,5 · 10 6 м
Лінійна швидкість Місяця:
V = √(Gm Землі)/R = √6,67·10 -11 ·5,98·10 24 /392,5·10 6 = 1000 м/с = 3600 км/год
Місяць рухається по круговій орбіті навколо Землі з лінійною швидкістю 3600 км/год!
Визначимо тепер період навернення Місяця навколо Землі. За період звернення Місяць долає відстань, що дорівнює довжині орбіти. 2πR. Орбітальна швидкість Місяця: V = 2πR/T; з іншого боку: V = √(Gm Землі)/R:
2πR/T = √(Gm Землі)/R звідси T = 2π√R 3 /Gm Землі
T = 6,28 · √ (60,7 · 10 24) / 6,67 · 10 -11 · 5,98 · 10 24 = 3,9 · 10 5 с
Період обігу Місяця навколо Землі становить 2449200 секунд, або 40820 хвилин, або 680 годин, або 28,3 діб.
1. Вертикальне обертання
Раніше в цирках був дуже популярним трюк у якому велосипедист (мотоцикліст) робив повний оборот усередині кола, розташованого вертикально.
Якою ж мінімальною швидкістю повинен мати трюкач, щоб у верхній точці не впасти вниз?
Для проходження верхньої точки без падіння тіло повинно мати швидкість, що створює таку відцентрову силу, яка б компенсувала силу тяжіння.
Відцентрова сила: F ц = mV 2 /R
Сила тяжіння: F g = mg
F ц = F g; mV 2 /R = mg; V = √Rg
І знову зверніть увагу, що у розрахунках відсутня маса тіла! Слід врахувати, що це швидкість, яку має мати тіло у верхній точці!
Припустимо, що на арені цирку встановлено коло з радіусом 10 метрів. Розрахуємо безпечну швидкість для трюку:
V = √Rg = √10·9,8 = 10 м/с = 36 км/год