این مقاله به تاریخچه کشف قانون گرانش جهانی می پردازد. در اینجا ما با اطلاعات بیوگرافی از زندگی دانشمندی که این جزم فیزیکی را کشف کرده است، آشنا می شویم، مفاد اصلی آن، رابطه با گرانش کوانتومی، سیر توسعه و بسیاری موارد دیگر را در نظر می گیریم.

نابغه

سر اسحاق نیوتن دانشمندی است که اصالتاً اهل انگلستان است. او زمانی به علومی چون فیزیک و ریاضیات توجه و کوشش زیادی کرد و همچنین چیزهای جدیدی را در مکانیک و نجوم به ارمغان آورد. او را به حق یکی از اولین بنیانگذاران فیزیک در مدل کلاسیک آن می دانند. او نویسنده اثر اساسی "اصول ریاضی فلسفه طبیعی" است که در آن اطلاعاتی در مورد سه قانون مکانیک و قانون گرانش جهانی ارائه کرد. اسحاق نیوتن با این آثار پایه های مکانیک کلاسیک را بنا نهاد. او همچنین یک نوع انتگرال، نظریه نور را توسعه داد. او همچنین کمک های عمده ای به اپتیک فیزیکی کرد و بسیاری از نظریه های دیگر را در فیزیک و ریاضیات توسعه داد.

قانون

قانون جاذبه جهانی و تاریخچه کشف آن به گذشته های دور باز می گردد.

ماهیت آن این بود که نشانگر نیروی رانش گرانشی F ایجاد شده بین 2 جسم یا نقطه ماده m1 و m2، که با فاصله معینی r از یکدیگر جدا شده اند، تناسب را در رابطه با هر دو شاخص جرم حفظ می کند و نسبت معکوس با مربع فاصله بین اجسام:

F = G، که در آن نماد G ثابت گرانشی برابر با 6.67408 (31) را نشان می دهد. 10 -11 m 3 / kgf 2.

گرانش نیوتن

قبل از بررسی تاریخچه کشف قانون گرانش جهانی، اجازه دهید با جزئیات بیشتری با ویژگی های کلی آن آشنا شویم.

در نظریه ایجاد شده توسط نیوتن، تمام اجسام با جرم زیاد باید میدان خاصی را در اطراف خود ایجاد کنند که اجسام دیگر را به سمت خود جذب کند. به آن میدان گرانشی می گویند و دارای پتانسیل است.

جسمی با تقارن کروی، میدانی در خارج از خود ایجاد می کند، شبیه میدانی که توسط یک نقطه مادی به همان جرم واقع در مرکز بدن ایجاد می شود.

جهت حرکت چنین نقطه ای در میدان گرانشی ایجاد شده توسط جسمی با جرم بسیار بزرگتر از اجرام جهان مانند سیاره یا دنباله دار نیز تبعیت می کند و در امتداد یک بیضی حرکت می کند. هذلولی. اعوجاجی که سایر اجسام عظیم ایجاد می کنند با استفاده از مفاد تئوری اغتشاش در نظر گرفته می شود.

تجزیه و تحلیل دقت

بعد از اینکه نیوتن قانون جاذبه جهانی را کشف کرد، باید بارها آزمایش و اثبات می شد. برای این منظور یک سری محاسبات و مشاهدات انجام شد. پس از توافق با مفاد آن و بر اساس دقت شاخص آن، شکل آزمایشی ارزیابی به عنوان تأیید روشنی از نسبیت عام عمل می کند. اندازه گیری فعل و انفعالات چهار قطبی جسمی که می چرخد، اما آنتن های آن ثابت می مانند، به ما نشان می دهد که روند افزایش δ به پتانسیل r -(1+δ)، در فاصله چند متری و در حد (2.1±) بستگی دارد. 6.2) 0.10 -3. تعدادی از تأییدهای عملی دیگر به این قانون اجازه داد تا خود را تثبیت کند و شکل واحدی را بدون تغییر به خود بگیرد. در سال 2007، این جزم در فاصله کمتر از یک سانتی متر (55 میکرون-9.59 میلی متر) دوباره بررسی شد. با در نظر گرفتن خطاهای آزمایش، دانشمندان محدوده فاصله را بررسی کردند و هیچ انحراف آشکاری در این قانون پیدا نکردند.

مشاهده مدار ماه در رابطه با زمین نیز صحت آن را تایید کرد.

فضای اقلیدسی

نظریه کلاسیک گرانش نیوتن با فضای اقلیدسی مرتبط است. برابری واقعی با دقت نسبتاً بالایی (9-10) شاخص‌های اندازه‌گیری فاصله در مخرج برابری مورد بحث در بالا، مبنای اقلیدسی فضای مکانیک نیوتنی را با شکل فیزیکی سه‌بعدی به ما نشان می‌دهد. در چنین نقطه ای از ماده، مساحت سطح کروی تناسب دقیقی با مربع شعاع آن دارد.

داده های تاریخ

اجازه دهید تاریخچه مختصری از کشف قانون گرانش جهانی را در نظر بگیریم.

ایده هایی توسط دانشمندان دیگری که قبل از نیوتن زندگی می کردند مطرح شد. اپیکور، کپلر، دکارت، روبروال، گاسندی، هویگنس و دیگران در مورد آن فکر کردند. کپلر فرض کرد که نیروی گرانش با فاصله از خورشید نسبت معکوس دارد و فقط در صفحات دایره البروج گسترش می یابد. به گفته دکارت، این نتیجه فعالیت گرداب ها در ضخامت اتر بود. تعدادی حدس وجود داشت که منعکس کننده حدس های صحیح در مورد وابستگی به فاصله بود.

نامه ای از نیوتن به هالی حاوی اطلاعاتی بود که پیشینیان خود سر آیزاک هوک، رن و بویوت اسماعیل بودند. با این حال، قبل از او، هیچ کس نتوانسته بود به وضوح، با استفاده از روش های ریاضی، قانون گرانش و حرکت سیاره را به هم متصل کند.

تاریخچه کشف قانون گرانش جهانی ارتباط نزدیکی با کار "اصول ریاضی فلسفه طبیعی" (1687) دارد. در این کار، نیوتن توانست قانون مورد بحث را به لطف قانون تجربی کپلر، که قبلاً در آن زمان شناخته شده بود، استخراج کند. او به ما نشان می دهد که:

• شکل حرکت هر سیاره قابل مشاهده نشان دهنده وجود یک نیروی مرکزی است.
• نیروی جاذبه نوع مرکزی مدارهای بیضوی یا هذلولی را تشکیل می دهد.

درباره نظریه نیوتن

بررسی تاریخچه مختصر کشف قانون گرانش جهانی نیز می تواند ما را به تعدادی تفاوت که آن را از فرضیه های قبلی متمایز می کند، نشان دهد. نیوتن نه تنها فرمول پیشنهادی برای پدیده مورد بررسی را منتشر کرد، بلکه یک مدل ریاضی را به طور کامل ارائه کرد:

• موقعیت در قانون گرانش؛
• مقررات مربوط به قانون حرکت؛
• سیستماتیک روشهای تحقیق ریاضی.

این سه گانه می تواند حتی پیچیده ترین حرکات اجرام آسمانی را با دقت نسبتاً دقیقی مطالعه کند، بنابراین مبنایی برای مکانیک سماوی ایجاد می کند. تا زمانی که اینشتین کار خود را شروع کرد، این مدل نیازی به مجموعه ای اساسی از اصلاحات نداشت. فقط دستگاه ریاضی باید به طور قابل توجهی بهبود یابد.

موضوع مورد بحث

قانون کشف شده و اثبات شده در طول قرن هجدهم به موضوعی شناخته شده برای بحث های فعال و تأیید دقیق تبدیل شد. با این حال، قرن با توافق کلی با اصول و اظهارات او به پایان رسید. با استفاده از محاسبات قانون، می توان مسیرهای حرکت اجسام را در آسمان ها به طور دقیق مشخص کرد. تأیید مستقیم در سال 1798 انجام شد. او این کار را با استفاده از تعادل نوع پیچشی با حساسیت زیاد انجام داد. در تاریخ کشف قانون جهانی گرانش، باید جایگاه ویژه ای به تفاسیر معرفی شده توسط پواسون داد. او مفهوم پتانسیل گرانشی و معادله پواسون را توسعه داد که با آن می توان این پتانسیل را محاسبه کرد. این نوع مدل امکان مطالعه میدان گرانشی را در حضور توزیع دلخواه ماده فراهم کرد.

نظریه نیوتن مشکلات زیادی داشت. اصلی ترین آن را می توان غیرقابل توضیح بودن اقدامات دوربرد در نظر گرفت. پاسخ دقیق به این سوال که چگونه نیروهای گرانشی با سرعت بی نهایت از فضای خلاء فرستاده می شوند، غیرممکن بود.

"تکامل" قانون

در طول دویست سال بعد و حتی بیشتر، بسیاری از فیزیکدانان تلاش کردند تا راه های مختلفی را برای بهبود نظریه نیوتن پیشنهاد کنند. این تلاش ها در سال 1915 به پیروزی رسید، یعنی ایجاد نظریه نسبیت عام، که توسط اینشتین ایجاد شد. او توانست بر تمام مشکلات غلبه کند. مطابق با اصل مطابقت، نظریه نیوتن تقریبی برای شروع کار بر روی نظریه به شکل کلی تر است که می تواند تحت شرایط خاصی اعمال شود:

1. پتانسیل طبیعت گرانشی در سیستم های مورد مطالعه نمی تواند خیلی زیاد باشد. منظومه شمسی نمونه ای از رعایت تمام قوانین حرکت اجرام آسمانی است. پدیده نسبیتی خود را در تجلی قابل توجهی از تغییر حضیض می بیند.
2. سرعت حرکت در این گروه از سیستم ها در مقایسه با سرعت نور ناچیز است.

اثبات اینکه در یک میدان گرانشی ساکن ضعیف، محاسبات نسبیت عام به شکل نیوتنی می‌آیند، وجود پتانسیل گرانشی اسکالر در یک میدان ساکن با ویژگی‌های نیروی ضعیف بیان شده است که می‌تواند شرایط معادله پواسون را برآورده کند.

مقیاس کوانتومی

با این حال، در تاریخ، نه کشف علمی قانون گرانش جهانی و نه نظریه نسبیت عام نمی توانند به عنوان نظریه گرانشی نهایی عمل کنند، زیرا هر دو به طور رضایت بخشی فرآیندهای نوع گرانشی را در مقیاس کوانتومی توصیف نمی کنند. تلاش برای ایجاد یک نظریه گرانشی کوانتومی یکی از مهمترین وظایف فیزیک مدرن است.

از نقطه نظر گرانش کوانتومی، تعامل بین اجسام از طریق تبادل گراویتون های مجازی ایجاد می شود. مطابق با اصل عدم قطعیت، پتانسیل انرژی گراویتون های مجازی با دوره زمانی که در آن وجود داشته اند، از نقطه گسیل توسط یک جسم تا لحظه ای در زمانی که توسط یک نقطه دیگر جذب می شود، نسبت معکوس دارد.

با توجه به این، معلوم می شود که در مقیاس فاصله کوچک، برهمکنش اجسام مستلزم تبادل گراویتون های نوع مجازی است. با توجه به این ملاحظات، می توان بیانیه ای در مورد قانون پتانسیل نیوتن و وابستگی آن مطابق با شاخص تناسب معکوس نسبت به فاصله نتیجه گیری کرد. قیاس بین قوانین کولن و نیوتن با این واقعیت توضیح داده می شود که وزن گراویتون ها صفر است. وزن فوتون ها نیز همین معنی را دارد.

تصور غلط

در برنامه درسی مدرسه، پاسخ به این سوال از تاریخ، که نیوتن چگونه قانون گرانش جهانی را کشف کرد، داستان سقوط یک میوه سیب است. طبق این افسانه، روی سر دانشمند افتاد. با این حال، این یک تصور غلط گسترده است و در واقع همه چیز بدون چنین موردی از آسیب احتمالی سر ممکن بود. خود نیوتن گاهی اوقات این افسانه را تأیید می کرد، اما در واقع قانون یک کشف خود به خودی نبود و در یک بینش لحظه ای به وجود نیامد. همانطور که در بالا نوشته شد، در طول مدت طولانی توسعه یافت و برای اولین بار در آثار "اصول ریاضی" ارائه شد که در سال 1687 برای عموم منتشر شد.

ما در مدرسه به درک اولیه ای از گرانش می رسیم. در آنجا معمولاً به ما می گویند که چنین نیروی شگفت انگیزی وجود دارد که همه را روی زمین نگه می دارد و فقط به لطف آن ما به فضای بیرونی پرواز نمی کنیم و وارونه راه نمی رویم. اینجاست که لذت عملاً به پایان می رسد، زیرا در مدرسه فقط ابتدایی ترین و ساده ترین چیزها را به ما می گویند. در واقعیت، بحث‌های زیادی در مورد گرانش جهانی وجود دارد، دانشمندان نظریه‌ها و ایده‌های جدیدی را پیشنهاد می‌کنند، و تفاوت‌های ظریف بسیار بیشتری از آنچه تصور می‌کنید وجود دارد. در این مجموعه چندین واقعیت و نظریه بسیار جالب در مورد تأثیر گرانش پیدا خواهید کرد که یا در برنامه درسی مدرسه گنجانده نشده اند یا در گذشته نه چندان دور شناخته شده اند.

10. گرانش یک نظریه است، نه یک قانون اثبات شده.
افسانه ای وجود دارد که گرانش یک قانون است. اگر بخواهید در مورد این موضوع به صورت آنلاین تحقیق کنید، هر موتور جستجو لینک های زیادی در مورد قانون گرانش جهانی نیوتن به شما ارائه می دهد. با این حال، در جامعه علمی، قوانین و نظریه ها مفاهیم کاملا متفاوتی هستند. یک قانون علمی یک واقعیت غیرقابل انکار مبتنی بر داده های تأیید شده است که به وضوح ماهیت پدیده های رخ داده را توضیح می دهد. نظریه نیز به نوبه خود نوعی ایده است که محققین به کمک آن می کوشند پدیده های خاصی را توضیح دهند.

اگر تعامل گرانشی را با اصطلاحات علمی توصیف کنیم، بلافاصله برای یک فرد نسبتاً باسواد کاملاً روشن می شود که چرا گرانش جهانی در یک صفحه نظری در نظر گرفته می شود و نه به عنوان یک قانون. از آنجایی که دانشمندان هنوز توانایی مطالعه نیروهای گرانشی هر سیاره، ماهواره، ستاره، سیارک و اتم در کیهان را ندارند، ما حق نداریم گرانش جهانی را به عنوان یک قانون به رسمیت بشناسیم.

کاوشگر روباتیک Voyager 1 21 میلیارد کیلومتر را طی کرد، اما حتی در چنین فاصله ای از زمین، به سختی از منظومه سیاره ای ما خارج شد. این پرواز 40 سال و 4 ماه به طول انجامید و در تمام این مدت محققان داده های زیادی برای انتقال افکار در مورد گرانش از حوزه نظری به مقوله قوانین دریافت نکردند. جهان ما خیلی بزرگ است و ما هنوز خیلی کم می دانیم...

9. در نظریه گرانش شکاف های زیادی وجود دارد

ما قبلاً ثابت کرده ایم که گرانش جهانی فقط یک مفهوم نظری است. علاوه بر این، معلوم می شود که هنوز شکاف های زیادی در این نظریه وجود دارد که به وضوح نشان دهنده فرودستی نسبی آن است. بسیاری از تناقضات نه تنها در منظومه شمسی، بلکه حتی در اینجا روی زمین نیز مشاهده شده است.

به عنوان مثال، طبق نظریه گرانش جهانی در ماه، نیروی گرانشی خورشید باید بسیار قوی تر از گرانش زمین احساس شود. به نظر می رسد که ماه باید به دور خورشید بچرخد، نه به دور سیاره ما. اما ما می دانیم که ماه ماهواره ماست و برای این، گاهی اوقات کافی است چشمان خود را به آسمان شب بلند کنید.

در مدرسه درباره اسحاق نیوتن به ما گفتند که سیبی سرنوشت‌ساز روی سرش افتاد و ایده نظریه گرانش جهانی را به او الهام کرد. حتی خود نیوتن اعتراف کرد که نظریه او دارای کاستی های خاصی است. در یک زمان، این نیوتن بود که نویسنده یک مفهوم ریاضی جدید - شارها (مشتقات) شد که به او در شکل گیری همان نظریه گرانش کمک کرد. ممکن است Fluxions برای شما چندان آشنا به نظر نرسد، اما در نهایت در دنیای علوم دقیق جا افتاده است.

امروزه در تحلیل ریاضی اغلب از روش حساب دیفرانسیل استفاده می شود که دقیقاً بر اساس ایده های نیوتن و همکارش لایب نیتس است. با این حال، این بخش از ریاضیات نیز نسبتاً ناقص است و بدون نقص نیست.

8. امواج گرانشی

نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال 1915 ارائه شد. تقریباً در همان زمان، فرضیه امواج گرانشی ظاهر شد. تا سال 1974 وجود این امواج کاملاً نظری باقی ماند.

امواج گرانشی را می توان با موج های روی بوم پیوستار فضا-زمان مقایسه کرد که در نتیجه رویدادهای بزرگ مقیاس در کیهان ظاهر می شوند. چنین رویدادهایی می تواند برخورد سیاهچاله ها، تغییر در سرعت چرخش یک ستاره نوترونی یا انفجار ابرنواختری باشد. هنگامی که چنین چیزی رخ می دهد، امواج گرانشی در سراسر پیوستار فضا-زمان پخش می شوند، مانند امواجی در آب که از سنگی که در آن می افتد. این امواج با سرعت نور در کیهان حرکت می کنند. ما اغلب رویدادهای فاجعه بار را نمی بینیم، بنابراین سال ها طول می کشد تا امواج گرانشی را تشخیص دهیم. به همین دلیل است که دانشمندان بیش از 60 سال طول کشید تا وجود آنها را ثابت کنند.

تقریباً 40 سال است که دانشمندان در حال مطالعه اولین شواهد از امواج گرانشی بوده اند. همانطور که مشخص است، این امواج در طول ادغام یک سیستم دوتایی از ستارگان بسیار متراکم و سنگین که به لحاظ گرانشی محدود شده‌اند به وجود می‌آیند که حول یک مرکز جرم مشترک می‌چرخند. با گذشت زمان، اجزای ستاره دوتایی به هم نزدیک می شوند و سرعت آنها به تدریج کاهش می یابد، همانطور که انیشتین در نظریه خود پیش بینی کرده بود. بزرگی امواج گرانشی آنقدر کم است که در سال 2017 حتی جایزه نوبل فیزیک را برای تشخیص آزمایشی خود دریافت کردند.

7. سیاهچاله ها و جاذبه

سیاهچاله ها یکی از بزرگترین رازهای جهان هستند. آنها در هنگام فروپاشی گرانشی یک ستاره نسبتاً بزرگ ظاهر می شوند که به یک ابرنواختر تبدیل می شود. هنگامی که یک ابرنواختر منفجر می شود، توده قابل توجهی از مواد ستاره ای به فضای بیرونی پرتاب می شود. اتفاقی که در حال رخ دادن است می تواند تشکیل یک منطقه فضا-زمان در فضا را تحریک کند که در آن میدان گرانشی آنقدر قوی می شود که حتی کوانتوم های نور نیز قادر به ترک این مکان (این سیاهچاله) نیستند. این خود جاذبه نیست که سیاهچاله ها را تشکیل می دهد، اما همچنان نقش کلیدی در مشاهده و مطالعه این مناطق دارد.

گرانش سیاهچاله هاست که به دانشمندان کمک می کند تا آنها را در کیهان شناسایی کنند. از آنجایی که کشش گرانشی می‌تواند فوق‌العاده قدرتمند باشد، محققان گاهی اوقات می‌توانند اثرات آن را بر سایر ستارگان یا گازهای اطراف این مناطق مشاهده کنند. هنگامی که یک سیاهچاله گازها را می مکد، یک دیسک به اصطلاح برافزایش تشکیل می شود که در آن ماده به سرعت بالایی شتاب می گیرد که هنگام گرم شدن شروع به تولید تشعشعات شدید می کند. این درخشش در محدوده اشعه ایکس نیز قابل تشخیص است. به لطف پدیده برافزایش بود که توانستیم وجود سیاهچاله ها را (با استفاده از تلسکوپ های ویژه) اثبات کنیم. به نظر می رسد که اگر گرانش نبود، ما حتی از وجود سیاهچاله ها نمی دانستیم.

6. نظریه در مورد ماده سیاه و انرژی سیاه

تقریباً 68 درصد از کیهان از انرژی تاریک تشکیل شده است و 27 درصد آن به ماده تاریک اختصاص دارد. در تئوری. علیرغم این واقعیت که در دنیای ما ماده تاریک و انرژی تاریک فضای زیادی را به خود اختصاص داده اند، ما اطلاعات کمی در مورد آنها داریم.

احتمالاً می دانیم که انرژی تاریک دارای تعدادی ویژگی است. برای مثال، با هدایت نظریه گرانش اینشتین، دانشمندان پیشنهاد کرده اند که انرژی تاریک به طور مداوم در حال گسترش است. به هر حال، دانشمندان ابتدا بر این باور بودند که نظریه انیشتین به آنها کمک می کند ثابت کنند که در طول زمان، تأثیر گرانش انبساط کیهان را کند می کند. با این حال، در سال 1998، داده‌های به‌دست‌آمده توسط تلسکوپ فضایی هابل دلیلی بر این باور داشت که جهان فقط با سرعت فزاینده‌ای در حال انبساط است. در همان زمان، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نظریه گرانش قادر به توضیح پدیده‌های اساسی در جهان ما نیست. اینگونه بود که فرضیه وجود انرژی تاریک و ماده تاریک ظاهر شد که برای توجیه شتاب انبساط کیهان طراحی شده بود.

5. گراویتون ها

در مدرسه به ما می گویند گرانش یک نیرو است. اما می تواند چیزی بیشتر هم باشد... این امکان وجود دارد که گرانش در آینده به عنوان مظهر ذره ای به نام گراویتون در نظر گرفته شود.

به طور فرضی، گراویتون ها ذرات بنیادی بدون جرم هستند که یک میدان گرانشی ساطع می کنند. تا به امروز، فیزیکدانان هنوز وجود این ذرات را ثابت نکرده‌اند، اما در حال حاضر نظریه‌های زیادی در مورد اینکه چرا این گراویتون‌ها قطعاً باید وجود داشته باشند، دارند. یکی از این نظریه ها بیان می کند که گرانش تنها نیرویی است (از 4 نیروی اساسی طبیعت یا برهمکنش ها) که هنوز با یک ذره بنیادی یا هیچ واحد ساختاری مرتبط نشده است.

گراویتون ها ممکن است وجود داشته باشند، اما تشخیص آنها فوق العاده دشوار است. فیزیکدانان پیشنهاد می کنند که امواج گرانشی فقط از این ذرات گریزان تشکیل شده اند. برای تشخیص امواج گرانشی، محققان آزمایش های زیادی انجام دادند که در یکی از آنها از آینه و لیزر استفاده کردند. یک آشکارساز تداخل سنجی می تواند به تشخیص جابجایی آینه حتی در میکروسکوپی ترین فواصل کمک کند، اما متأسفانه نمی تواند تغییرات مرتبط با ذرات ریز مانند گراویتون را تشخیص دهد. در تئوری، برای چنین آزمایشی، دانشمندان به آینه هایی به قدری سنگین نیاز دارند که اگر فرو بریزند، سیاهچاله ها ظاهر شوند.

به طور کلی به نظر نمی رسد در آینده نزدیک بتوان وجود گراویتون ها را کشف یا اثبات کرد. در حال حاضر، فیزیکدانان جهان را رصد می کنند و امیدوارند که در آنجا پاسخ سوالات خود را بیابند و بتوانند مظاهر گراویتون ها را در جایی خارج از آزمایشگاه های زمینی تشخیص دهند.

4. نظریه کرم چاله ها

کرم‌چاله‌ها، کرم‌چاله‌ها یا کرم‌چاله‌ها یکی دیگر از رازهای بزرگ جهان هستند. رفتن به نوعی تونل فضایی و سفر با سرعت نور برای رسیدن به کهکشان دیگری در کمترین زمان ممکن بسیار جالب است. این فانتزی ها بیش از یک بار در فیلم های علمی تخیلی هیجان انگیز استفاده شده اند. اگر واقعاً کرمچاله هایی در کیهان وجود داشته باشد، چنین پرش هایی ممکن است کاملاً امکان پذیر باشد. در حال حاضر، دانشمندان هیچ مدرکی دال بر وجود کرم چاله ها ندارند، اما برخی از فیزیکدانان معتقدند که این تونل های فرضی را می توان با دستکاری گرانش ایجاد کرد.

نظریه نسبیت عام انیشتین امکان ایجاد کرمچاله‌های خمیده ذهن را فراهم می‌کند. با در نظر گرفتن کار دانشمند افسانه ای، فیزیکدان دیگری به نام لودویگ فلام تلاش کرد تا توصیف کند که چگونه نیروی گرانش می تواند فضای زمان را به گونه ای منحرف کند که یک تونل جدید تشکیل شود، پلی بین یک منطقه از بافت واقعیت فیزیکی. و یکی دیگر. البته نظریه های دیگری نیز وجود دارد.

3. سیارات نیز بر خورشید تأثیر گرانشی دارند

ما قبلاً می دانیم که میدان گرانشی خورشید بر تمام اجرام منظومه سیاره ای ما تأثیر می گذارد و به همین دلیل است که همه آنها به دور تک ستاره ما می چرخند. با همین اصل، زمین به ماه متصل است و به همین دلیل است که ماه به دور سیاره اصلی ما می چرخد.

با این حال، هر سیاره و هر جرم آسمانی دیگر با جرم کافی در منظومه شمسی ما نیز میدان های گرانشی خاص خود را دارد که بر خورشید، سیارات دیگر و همه اجرام فضایی دیگر تأثیر می گذارد. بزرگی نیروی گرانشی اعمال شده به جرم جسم و فاصله بین اجرام سماوی بستگی دارد.

در منظومه شمسی ما، به لطف فعل و انفعالات گرانشی است که همه اجرام در مدارهای داده شده خود می چرخند. البته قوی ترین جاذبه گرانشی از خورشید است. به طور کلی، تمام اجرام آسمانی با جرم کافی میدان گرانشی خاص خود را دارند و بر اجرام دیگر با جرم قابل توجه تأثیر می‌گذارند، حتی اگر در فاصله چند سال نوری قرار داشته باشند.

2. ریزگرانش

همه ما بیش از یک بار عکس هایی از فضانوردان در حال پرواز در ایستگاه های مداری یا حتی خارج شدن از فضاپیما با لباس های محافظ ویژه دیده ایم. احتمالاً عادت کرده‌اید فکر کنید که این دانشمندان معمولاً بدون احساس جاذبه در فضا غلت می‌زنند، زیرا هیچ گرانشی در آن وجود ندارد. و اگر چنین باشد بسیار در اشتباه خواهید بود. گرانش در فضا نیز وجود دارد. مرسوم است که آن را ریزگرانش می نامند، زیرا تقریبا نامحسوس است. به لطف ریزگرانش است که فضانوردان سبکی را مانند پر احساس می کنند و آزادانه در فضا شناور می شوند. اگر گرانش اصلا وجود نداشت، سیارات به سادگی به دور خورشید نمی چرخیدند و ماه مدت ها پیش از مدار زمین خارج می شد.

هر چه جسم از مرکز ثقل دورتر باشد، نیروی گرانش ضعیف‌تر است. این ریزگرانش است که بر روی ایستگاه فضایی بین‌المللی عمل می‌کند، زیرا همه اجرام موجود در آنجا بسیار دورتر از میدان گرانشی زمین هستند که حتی شما هم اکنون در اینجا هستید. گرانش در سطوح دیگر نیز ضعیف می شود. به عنوان مثال، یک اتم منفرد را در نظر بگیرید. این یک ذره بسیار ریز از ماده است که نیروی گرانشی نسبتاً کمی را نیز تجربه می کند. با ترکیب شدن اتم ها به گروه ها، این نیرو البته افزایش می یابد.

1. سفر در زمان

ایده سفر در زمان مدت زیادی است که بشر را مجذوب خود کرده است. بسیاری از نظریه ها، از جمله نظریه گرانش، این امید را ایجاد می کند که چنین سفری واقعاً روزی امکان پذیر خواهد شد. بر اساس یک مفهوم، گرانش یک انحنای خاص در پیوستار فضا-زمان ایجاد می‌کند، که تمام اجسام در جهان را مجبور می‌کند در امتداد یک مسیر منحنی حرکت کنند. در نتیجه، اجرام در فضا کمی سریعتر از اجرام روی زمین حرکت می کنند. به طور دقیق تر، در اینجا یک مثال آورده شده است: ساعت های ماهواره های فضایی هر روز 38 میکروثانیه (0.000038 ثانیه) جلوتر از ساعت های زنگ دار خانه شما هستند.

از آنجایی که گرانش باعث می شود اجسام در فضا سریعتر از زمین حرکت کنند، فضانوردان را می توان مسافران زمان نیز در نظر گرفت. با این حال، این سفر آنقدر ناچیز است که پس از بازگشت به خانه، نه خود فضانوردان و نه عزیزانشان متوجه تفاوت اساسی نمی شوند. اما این یک سوال بسیار جالب را نفی نمی کند - آیا می توان از تأثیر گرانشی برای سفر در زمان استفاده کرد، همانطور که در فیلم های علمی تخیلی نشان داده شده است؟

همه ما قانون گرانش جهانی را در مدرسه مطالعه کردیم. اما ما واقعاً در مورد جاذبه فراتر از آنچه معلمان مدرسه در سر ما می گذارند، چه می دانیم؟ بیایید دانش خود را به روز کنیم ...

واقعیت یک

تمثیل معروف سیبی که بر سر نیوتن افتاد را همه می دانند. اما واقعیت این است که نیوتن قانون گرانش جهانی را کشف نکرد، زیرا این قانون به سادگی در کتاب او "اصول ریاضی فلسفه طبیعی" وجود ندارد. هیچ فرمول یا فرمولی در این اثر وجود ندارد، همانطور که هر کسی می تواند خودش ببیند. علاوه بر این، اولین ذکر ثابت گرانشی فقط در قرن نوزدهم ظاهر شد و بر این اساس، این فرمول نمی توانست زودتر ظاهر شود. به هر حال، ضریب G که نتیجه محاسبات را 600 میلیارد برابر می کند، معنای فیزیکی ندارد و برای پنهان کردن تضادها معرفی شده است.

واقعیت دو

اعتقاد بر این است که کاوندیش اولین کسی بود که جاذبه گرانشی را در شمش های آزمایشگاهی با استفاده از تعادل پیچشی نشان داد - یک پرتو افقی با وزنه هایی که در انتهای آن بر روی یک رشته نازک آویزان شده بود. راکر می تواند یک سیم نازک را روشن کند. طبق نسخه رسمی، کاوندیش یک جفت وزنه 158 کیلوگرمی را از طرف مقابل به وزنه های راکر آورده و راکر با زاویه کمی می چرخد، اما روش آزمایشی نادرست بوده و نتایج جعل شده است که به طور قانع کننده ای ثابت شده است. کاوندیش زمان زیادی را صرف کار مجدد و تنظیم نصب کرد تا نتایج با میانگین چگالی زمین که توسط نیوتن بیان می شود مطابقت داشته باشد. روش آزمایش خود شامل چندین بار جابجایی قسمت های خالی بود و دلیل چرخش بازوی راکر ریز ارتعاشات ناشی از حرکت قسمت های خالی بود که به سیستم تعلیق منتقل می شد.

این امر با این واقعیت تأیید می شود که چنین نصب ساده قرن هجدهم برای اهداف آموزشی باید اگر نه در هر مدرسه، حداقل در بخش های فیزیک دانشگاه ها نصب می شد تا در عمل به دانش آموزان نشان داده شود که نتیجه آن قانون گرانش جهانی با این حال، نصب کاوندیش در برنامه‌های آموزشی استفاده نمی‌شود و هم دانش‌آموزان و هم دانش‌آموزان این کلمه را می‌پذیرند که دو جای خالی یکدیگر را جذب می‌کنند.

واقعیت سه

اگر داده های مرجع زمین، ماه و خورشید را به فرمول قانون گرانش جهانی جایگزین کنیم، در لحظه ای که ماه بین زمین و خورشید پرواز می کند، برای مثال، در لحظه خورشید گرفتگی، نیرو جاذبه بین خورشید و ماه بیش از 2 برابر بیشتر از بین زمین و ماه است!

طبق این فرمول، ماه باید مدار زمین را ترک کند و شروع به چرخش به دور خورشید کند.

ثابت گرانش - 6.6725×10-11 m³/(kg s²).

جرم ماه 7.3477 × 10 22 کیلوگرم است.

جرم خورشید 1.9891×10 30 کیلوگرم است.

جرم زمین 5.9737 × 10 24 کیلوگرم است.

فاصله بین زمین و ماه = 380,000,000 متر.

فاصله ماه و خورشید = 149,000,000,000 متر.

زمینو ماه:

6.6725×10 -11 x 7.3477×10 22 x 5.9737×10 24 / 380000000 2 = 2.028×10 20 H

ماهو آفتاب:

6.6725 × 10 -11 x 7.3477 10 22 x 1.9891 10 30 / 14900000000 2 = 4.39×10 20 H

2.028×10 20 H

نیروی جاذبه بین زمین و ماهنیروی جاذبه بین ماه و خورشید

این محاسبات را می توان با این واقعیت مورد انتقاد قرار داد که به احتمال زیاد چگالی مرجع این جرم آسمانی به درستی تعیین نشده است.

در واقع، شواهد تجربی نشان می دهد که ماه یک جسم جامد نیست، بلکه یک پوسته با دیواره نازک است. مجله معتبر Science نتایج کار سنسورهای لرزه نگاری را پس از مرحله سوم موشکی که فضاپیمای آپولو 13 به سطح ماه برخورد کرد، شرح می دهد: «زنگ لرزه ای بیش از چهار ساعت شناسایی شد. در زمین، اگر یک موشک در فاصله ای معادل اصابت کند، سیگنال تنها چند دقیقه طول می کشد.

ارتعاشات لرزه ای که به آرامی فروپاشی می کنند، معمولی یک تشدید کننده توخالی است، نه یک جسم جامد.

اما ماه، در میان چیزهای دیگر، ویژگی های جذاب خود را در رابطه با زمین نشان نمی دهد - جفت زمین و ماه حرکت می کند. نه در اطراف مرکز جرم مشترکهمانطور که طبق قانون گرانش جهانی و مدار بیضی شکل زمین بر خلاف این قانون است. تبدیل نمی شودزیگ زاگ.

علاوه بر این، پارامترهای مدار خود ماه ثابت نمی ماند، در اصطلاح علمی، "تکامل می یابد" و این کار را برخلاف قانون گرانش جهانی انجام می دهد.

واقعیت چهار

برخی مخالفت خواهند کرد، چگونه ممکن است این اتفاق بیفتد، زیرا حتی دانش آموزان مدرسه نیز در مورد جزر و مد اقیانوس روی زمین که به دلیل جذب آب به خورشید و ماه رخ می دهد، می دانند.

بر اساس این تئوری، گرانش ماه یک بیضی جزر و مدی را در اقیانوس تشکیل می دهد، با دو قوز جزر و مدی که به دلیل چرخش روزانه در سطح زمین حرکت می کند.

با این حال، عمل پوچ بودن این نظریه ها را نشان می دهد. از این گذشته، به گفته آنها، یک قوز جزر و مدی به ارتفاع 1 متر باید از طریق گذرگاه دریک از اقیانوس آرام به اقیانوس اطلس در 6 ساعت حرکت کند. از آنجایی که آب تراکم ناپذیر است، جرم آب سطح را تا ارتفاع حدود 10 متر افزایش می دهد، که در عمل اتفاق نمی افتد. در عمل، پدیده های جزر و مدی به طور مستقل در مناطق 1000-2000 کیلومتری رخ می دهد.

لاپلاس همچنین از این پارادوکس شگفت زده شد: چرا در بنادر دریایی فرانسه آب پر به طور متوالی می آید، اگرچه طبق مفهوم بیضی جزر و مدی باید به طور همزمان به آنجا بیاید.

واقعیت پنجم

اصل اندازه گیری گرانش ساده است - گرانش سنج اجزای عمودی را اندازه گیری می کند و انحراف خط شاقول اجزای افقی را نشان می دهد.

اولین تلاش برای آزمایش نظریه گرانش جرمی توسط بریتانیایی ها در اواسط قرن هجدهم در سواحل اقیانوس هند انجام شد، جایی که در یک طرف، بلندترین خط الراس سنگی هیمالیا و در طرف دیگر وجود دارد. ، یک کاسه اقیانوس پر از آب بسیار کم حجم. اما افسوس که شاقول به سمت هیمالیا منحرف نمی شود! علاوه بر این، ابزارهای فوق حساس - گرانش سنج ها - تفاوتی را در گرانش جسم آزمایشی در همان ارتفاع، هم در بالای کوه های عظیم و هم در دریاهای کم متراکم با عمق کیلومتر تشخیص نمی دهند.

دانشمندان برای نجات این نظریه تثبیت شده، پشتوانه ای برای آن ارائه کردند: آنها می گویند دلیل این امر "ایزوستازی" است - سنگ های متراکم تر در زیر دریاها و سنگ های سست در زیر کوه ها قرار دارند و چگالی آنها دقیقاً یکسان است. برای تنظیم همه چیز به مقدار دلخواه.

همچنین به طور تجربی ثابت شد که گرانش سنج در معادن عمیق نشان می دهد که نیروی گرانش با عمق کاهش نمی یابد. به رشد خود ادامه می دهد و تنها به مجذور فاصله تا مرکز زمین بستگی دارد.

واقعیت ششم

طبق فرمول قانون گرانش جهانی، دو جرم m1 و m2 که اندازه آنها در مقایسه با فواصل بین آنها قابل چشم پوشی است، ظاهراً با نیرویی که مستقیماً با حاصلضرب این جرم ها متناسب است به یکدیگر جذب می شوند. و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد. با این حال، در واقع، حتی یک دلیل ثابت نیست که ماده دارای اثر جاذبه گرانشی است. تمرین نشان می دهد که گرانش توسط ماده یا توده ها ایجاد نمی شود و اجسام عظیم فقط از گرانش اطاعت می کنند.

استقلال گرانش از ماده با این واقعیت تأیید می شود که، به استثنای موارد نادر، اجرام کوچک منظومه شمسی به طور کامل توانایی جذب گرانشی ندارند. به استثنای ماه، بیش از شش دوجین ماهواره سیاره ای هیچ نشانه ای از گرانش خود را نشان نمی دهند. این امر با اندازه گیری های غیرمستقیم و مستقیم ثابت شده است، به عنوان مثال، از سال 2004، کاوشگر کاسینی در مجاورت زحل هر از گاهی نزدیک به ماهواره های خود پرواز می کند، اما هیچ تغییری در سرعت کاوشگر ثبت نشده است. با کمک همین کاسینی، یک آبفشان در انسلادوس، ششمین قمر بزرگ زحل، کشف شد.

چه فرآیندهای فیزیکی باید روی یک قطعه یخ کیهانی اتفاق بیفتد تا جت های بخار به فضا پرواز کنند؟

به همین دلیل، تیتان، بزرگترین قمر زحل، در نتیجه خروج اتمسفر دارای دم گاز است.

با وجود تعداد زیاد آنها، هیچ ماهواره ای که توسط تئوری پیش بینی شده بود، روی سیارک ها یافت نشد. و در تمام گزارش‌های مربوط به سیارک‌های دوتایی یا جفتی که ظاهراً حول یک مرکز جرم مشترک می‌چرخند، هیچ مدرکی دال بر چرخش این جفت‌ها وجود نداشت. اتفاقاً همراهان در همین نزدیکی بودند و در مدارهای شبه همزمان به دور خورشید حرکت می کردند.

تلاش برای قرار دادن ماهواره های مصنوعی در مدار سیارک با شکست مواجه شد. به عنوان مثال می توان به کاوشگر NEAR اشاره کرد که توسط آمریکایی ها به سیارک اروس فرستاده شد، یا کاوشگر HAYABUSA که ژاپنی ها آن را به سیارک ایتوکاوا فرستادند.

واقعیت هفتم

در یک زمان، لاگرانژ، در تلاش برای حل مشکل سه بدنه، یک راه حل پایدار برای یک مورد خاص به دست آورد. او نشان داد که جسم سوم می تواند در مدار دومی حرکت کند، همیشه در یکی از دو نقطه قرار دارد که یکی از آنها 60 درجه جلوتر از جسم دوم است و دومی به همان میزان عقب است.

با این حال، دو گروه از سیارک‌های همراه در پشت و جلوی مدار زحل که اخترشناسان با خوشحالی آن‌ها را تروجان‌ها نامیدند، از مناطق پیش‌بینی‌شده خارج شدند و تأیید قانون گرانش جهانی به یک سوراخ تبدیل شد.

واقعیت هشتم

بر اساس مفاهیم مدرن، سرعت نور محدود است، در نتیجه اجسام دور را نه در جایی که در حال حاضر قرار دارند، بلکه در نقطه ای می بینیم که پرتو نوری که دیدیم از آنجا شروع شده است. اما گرانش با چه سرعتی گسترش می یابد؟ لاپلاس پس از تجزیه و تحلیل داده های انباشته شده در آن زمان، دریافت که "گرانش" با حداقل هفت مرتبه قدر سریعتر از نور منتشر می شود! اندازه‌گیری‌های مدرن دریافت پالس‌های تپ‌اختر، سرعت انتشار گرانش را حتی بیشتر کرده است - حداقل 10 مرتبه قدر سریع‌تر از سرعت نور. بنابراین، تحقیقات تجربی با نظریه نسبیت عام، که علم رسمی علیرغم شکست کامل، همچنان بر آن تکیه دارد، در تضاد است.

واقعیت نهم

ناهنجاری های طبیعی گرانش وجود دارد که هیچ توضیح روشنی از علم رسمی پیدا نمی کند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

حقیقت دهم

تعداد زیادی از مطالعات جایگزین با نتایج چشمگیر در زمینه ضد جاذبه وجود دارد که اساساً محاسبات نظری علم رسمی را رد می کند.

برخی از محققان ماهیت ارتعاشی ضد جاذبه را تجزیه و تحلیل می کنند. این اثر به وضوح در آزمایش‌های مدرن نشان داده شده است، جایی که قطرات به دلیل شناور شدن صوتی در هوا آویزان می‌شوند. در اینجا می بینیم که چگونه با کمک صدایی با فرکانس مشخص می توان قطرات مایع را با اطمینان در هوا نگه داشت...

اما این اثر، در نگاه اول، با اصل ژیروسکوپ توضیح داده می شود، اما حتی چنین آزمایش ساده ای عمدتاً با گرانش در درک مدرن آن در تضاد است.

ویکتور استپانوویچ در شرایط نسبتاً عجیبی درگذشت و کار او تا حدی گم شد، اما بخشی از نمونه اولیه سکوی ضد جاذبه حفظ شده است و می توان آن را در موزه گربنیکوف در نووسیبیرسک مشاهده کرد.

یکی دیگر از کاربردهای عملی ضد گرانش را می توان در شهر هومستد در فلوریدا مشاهده کرد، جایی که ساختار عجیبی از بلوک های یکپارچه مرجانی وجود دارد که عموماً به آن لقب داده اند. این بنا توسط یک بومی لتونی، ادوارد لیدسکالنین، در نیمه اول قرن بیستم ساخته شد. این مرد لاغر اندام هیچ وسیله ای نداشت، حتی ماشین و وسایلی هم نداشت.

به دلیل نبود آن، اصلاً از برق استفاده نمی شد، اما به نوعی به اقیانوس رفت و در آنجا بلوک های سنگی چند تنی را برید و به نوعی به محل خود رساند. چیدمان با دقت کامل

پس از مرگ اد، دانشمندان شروع به مطالعه دقیق خلقت او کردند. برای انجام آزمایش، یک بولدوزر قدرتمند آورده شد و سعی شد یکی از بلوک های 30 تنی قلعه مرجانی جابجا شود. بولدوزر غرش کرد و سر خورد، اما سنگ بزرگ را تکان نداد.

دستگاه عجیبی در داخل قلعه پیدا شد که دانشمندان آن را مولد جریان مستقیم نامیدند. این یک سازه عظیم با قطعات فلزی فراوان بود. 240 آهنربای نواری دائمی در قسمت بیرونی دستگاه تعبیه شده است. اما اینکه چگونه ادوارد لیدسکالنین واقعاً بلوک های چند تنی را به حرکت درآورده است هنوز یک راز باقی مانده است.

تحقیقات جان سرل شناخته شده است که در دستان او ژنراتورهای غیرعادی زنده شدند، چرخیدند و انرژی تولید کردند. دیسک هایی با قطر نیم متر تا 10 متر به هوا برخاستند و پروازهای کنترل شده ای را از لندن به کورنوال و برگشت انجام دادند.

آزمایشات این استاد در روسیه، ایالات متحده آمریکا و تایوان تکرار شد. به عنوان مثال، در روسیه، در سال 1999، یک درخواست ثبت اختراع برای "دستگاه های تولید انرژی مکانیکی" به شماره 99122275/09 ثبت شد. ولادیمیر ویتالیویچ روشچین و سرگئی میخائیلوویچ گودین در واقع SEG (Searl Effect Generator) را بازتولید کردند و یک سری مطالعات را با آن انجام دادند. نتیجه یک بیانیه بود: می توانید 7 کیلو وات برق بدون هزینه دریافت کنید. ژنراتور دوار تا 40 درصد وزن کم کرد.

تجهیزات اولین آزمایشگاه سرل زمانی که او در زندان بود به مکان نامعلومی برده شد. نصب گودین و روشچین به سادگی ناپدید شد. همه نشریات مربوط به او، به استثنای درخواست اختراع، ناپدید شدند.

اثر هاچیسون که به نام مهندس-مخترع کانادایی نامگذاری شده است نیز شناخته شده است. این اثر در شناور شدن اجسام سنگین، آلیاژ مواد غیر مشابه (مثلاً فلز + چوب) و گرم شدن غیرعادی فلزات در غیاب مواد سوزاننده در نزدیکی آنها ظاهر می شود. در اینجا ویدئویی از این افکت ها مشاهده می شود:

گرانش در واقع هر چه هست، باید پذیرفت که علم رسمی کاملاً قادر به توضیح واضح ماهیت این پدیده نیست.

یاروسلاو یارگین

بر اساس مواد:

در اینجا روی زمین، ما گرانش را بدیهی می دانیم - برای مثال، او نظریه گرانش جهانی را به لطف سقوط سیب از درخت توسعه داد. اما گرانش، که اجسام را متناسب با جرم آنها به سمت یکدیگر می کشد، چیزی فراتر از سقوط میوه است. در اینجا چند واقعیت در مورد این نیرو وجود دارد.

1. همه چیز در سر شماست

گرانش روی زمین ممکن است یک نیروی نسبتاً ثابت باشد، اما ادراک ما گاهی به ما می گوید که اینطور نیست. یک مطالعه در سال 2011 نشان داد که افراد در قضاوت در مورد نحوه برخورد اشیاء با زمین در حالتی که به طور عمودی می‌نشینند بهتر از زمانی که مثلاً به پهلو دراز می‌کشند، قضاوت می‌کنند.

این بدان معنی است که درک ما از گرانش کمتر بر اساس نشانه های بصری در مورد جهت گرانش و بیشتر بر روی جهت گیری بدن در فضا است. این یافته ها می تواند به یک استراتژی جدید منجر شود و به فضانوردان کمک کند تا با گرانش ریز در فضا مقابله کنند.

2. بازگشت به زمین دشوار است

تجربه فضانوردان نشان می دهد که انتقال به و از گرانش صفر می تواند برای بدن سخت باشد، زیرا عضلات آتروفی می شوند و استخوان ها در غیاب گرانش توده استخوانی را از دست می دهند. به گفته ناسا، فضانوردان می توانند تا 1 درصد از توده استخوانی خود را در ماه در فضا از دست بدهند.

هنگامی که فضانوردان به زمین باز می گردند، بدن و مغز آنها مدتی طول می کشد تا بهبود یابد. فشار خون، که در فضا به طور مساوی در سراسر بدن توزیع می شود، باید دوباره با شرایط زمینی سازگار شود، که در آن قلب باید برای اطمینان از جریان خون به مغز کار کند.

گاهی اوقات فضانوردان باید تلاش های قابل توجهی برای انجام این کار انجام دهند: در سال 2006، فضانورد Heidemarie Stefanyshyn-Piper روز پس از بازگشت از ایستگاه فضایی بین المللی در طی مراسم استقبال سقوط کرد.

سازگاری روانی می تواند به همان اندازه دشوار باشد. در سال 1973، فضانورد جک لوسما از فضاپیمای Skylab 2 گفت که او به طور تصادفی یک بطری پس از اصلاح را پس از یک ماه اقامت در زمین شکست - او به سادگی بطری را رها کرد و فراموش کرد که می افتد و می شکند شروع به شناور شدن در فضا نمی کند.

3. از پلوتون برای کاهش وزن استفاده کنید

پلوتون فقط یک سیاره نیست، بلکه راه خوبی برای کاهش وزن نیز هست: فردی که وزنش روی زمین 68 کیلوگرم است، در یک سیاره کوتوله بیش از 4.5 کیلوگرم وزن نخواهد داشت. اثر معکوس در مشتری رخ می دهد - در آنجا همان فرد 160.5 کیلوگرم وزن خواهد داشت.

سیاره ای که بشر به احتمال زیاد در آینده نزدیک از آن دیدن خواهد کرد، مریخ، همچنین محققان را با احساس سبکی به وجد خواهد آورد: گرانش مریخ تنها 38 درصد گرانش زمین است، به این معنی که فرد ما با وزن 68 کیلوگرم در آنجا وزن کم می کند. 26 کیلوگرم

4. گرانش حتی روی زمین هم یکسان نیست

حتی در زمین، گرانش همیشه یکسان نیست، زیرا سیاره ما در واقع یک کره کامل نیست، جرم آن به طور مساوی توزیع نشده است، و جرم ناهموار به معنای گرانش ناهموار است.

یکی از ناهنجاری های گرانشی مرموز در منطقه خلیج هادسون در کانادا مشاهده شده است. این منطقه نسبت به سایر مناطق کره زمین چگالی کمتری دارد و مطالعه ای در سال 2007 نشان داد که دلیل این امر ذوب تدریجی یخچال های طبیعی است.

یخی که در آخرین عصر یخبندان این منطقه را پوشانده بود مدتهاست که ذوب شده است، اما زمین به طور کامل از آن خلاص نشده است. از آنجایی که نیروی گرانش روی یک ناحیه با جرم روی سطح این ناحیه متناسب است، یخ در یک زمان بخشی از جرم زمین را «جابجا کرد». تغییر شکل جزئی پوسته زمین، همراه با حرکت ماگما در گوشته زمین، کاهش گرانش را نیز توضیح می دهد.

5. بدون جاذبه، برخی از باکتری ها کشنده تر می شوند

سالمونلا، یک باکتری که معمولاً با مسمومیت غذایی مرتبط است، در اثر گرانش میکروبی سه برابر خطرناک‌تر می‌شود. به دلایلی، فقدان گرانش فعالیت حداقل 167 ژن سالمونلا و 73 پروتئین آنها را تغییر داد. موش‌هایی که عمداً با غذای آلوده به سالمونلا در گرانش صفر تغذیه می‌شدند، خیلی سریع‌تر بیمار شدند، اگرچه باکتری‌های کمتری را در مقایسه با شرایط روی زمین بلعیدند.

6. سیاهچاله ها در مرکز کهکشان ها

به این دلیل که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از میدان گرانشی آنها فرار کند، نامگذاری شده است، سیاهچاله ها شاید مخرب ترین اجرام در کیهان باشند. در مرکز کهکشان ما سیاهچاله ای عظیم با جرم سه میلیون خورشید وجود دارد، با این حال، طبق نظریه دانشمند دانشگاه چینی تاتسویا اینویی، این سیاهچاله برای ما خطری ندارد - خیلی دور است و در مقایسه با سایر سیاهچاله ها، کمان ما نسبتا کوچک است.

اما گاهی اوقات نشان می دهد: در سال 2008، برقی از انرژی منتشر شده در حدود 300 سال پیش به زمین رسید و چندین هزار سال پیش مقدار کمی ماده (از نظر جرم با عطارد) به سیاه چاله سقوط کرد که منجر به یک فلش دیگر

علم

اینجا روی زمین، ما گرانش را بدیهی می دانیم. با این حال، نیروی گرانش، که توسط آن اجسام به نسبت جرمشان به سمت یکدیگر کشیده می‌شوند، بسیار بیشتر از سقوط سیب روی سر نیوتن است. در زیر عجیب ترین حقایق در مورد این نیروی جهانی وجود دارد.

همه اینها در سر ماست

نیروی گرانش یک پدیده ثابت و ثابت است، اما درک ما از این نیرو اینطور نیست. بر اساس مطالعه ای که در آوریل 2011 در مجله PLoS ONE منتشر شد، افراد می توانند قضاوت دقیق تری در مورد سقوط اجسام هنگام نشستن داشته باشند.

محققان به این نتیجه رسیدند که درک ما از گرانش کمتر بر اساس جهت بصری واقعی نیرو و بیشتر بر اساس "جهت" بدن است.

این یافته ها می تواند منجر به یک استراتژی جدید برای کمک به فضانوردان برای مقابله با گرانش در فضا شود.

فرود سخت به زمین

تجربه فضانوردان نشان داده است که گذار از حالت بی وزنی و بازگشت می تواند برای بدن انسان بسیار دشوار باشد. در غیاب جاذبه، ماهیچه ها شروع به آتروفی می کنند و استخوان ها نیز شروع به از دست دادن توده استخوانی می کنند. به گفته ناسا، فضانوردان می توانند تا 1 درصد از توده استخوانی خود را در ماه از دست بدهند.

پس از بازگشت به زمین، بدن و ذهن فضانوردان به یک دوره زمانی برای بهبودی نیاز دارد. فشار خون، که در فضا در سراسر بدن برابر می شود، باید به عملکرد طبیعی خود بازگردد، که در آن قلب به خوبی کار می کند و مغز غذای کافی دریافت می کند.

گاهی اوقات تغییر ساختار بدن چه از نظر فیزیکی (غش کردن مکرر و غیره) و چه از نظر عاطفی تأثیر بسیار دشواری بر فضانوردان دارد. به عنوان مثال، یکی از فضانوردان گفت که چگونه هنگام بازگشت از فضا، یک بطری لوسیون پس از اصلاح را در خانه شکست، زیرا فراموش کرده بود که اگر آن را در هوا رها کند، می افتد و می شکند و در آن شناور نمی شود.

برای کاهش وزن، "پلوتو را امتحان کنید"

در این سیاره کوتوله، وزن فردی با وزن 68 کیلوگرم بیشتر از 4.5 کیلوگرم نخواهد بود.

از سوی دیگر، در سیاره ای با بالاترین سطح گرانش، مشتری، وزن مشابهی حدود 160.5 کیلوگرم خواهد بود.

یک فرد احتمالاً در مریخ نیز احساس خواهد کرد که مانند یک پر است، زیرا نیروی گرانش در این سیاره تنها 38 درصد نیروی گرانش روی زمین است، یعنی یک فرد 68 کیلوگرمی احساس می کند که راه رفتن او چقدر سبک است، زیرا او فقط وزن خواهد داشت. 26 کیلوگرم

جاذبه متفاوت

حتی روی زمین، جاذبه در همه جا یکسان نیست. با توجه به این واقعیت که شکل کره یک کره ایده آل نیست، جرم آن به طور ناهموار توزیع شده است. بنابراین جرم ناهموار به معنای گرانش ناهموار است.

یکی از ناهنجاری های گرانشی مرموز در خلیج هادسون در کانادا مشاهده شده است. این منطقه گرانش کمتری نسبت به سایرین دارد و مطالعه ای در سال 2007 علت آن را ذوب شدن یخچال های طبیعی دانست.

یخی که زمانی این منطقه را در آخرین عصر یخبندان پوشانده بود مدتهاست که ذوب شده است، اما زمین کاملاً از بار آن رها نشده است. از آنجایی که گرانش یک منطقه با جرم آن منطقه متناسب است و «رد یخبندان» مقداری از جرم زمین را کنار زده است، جاذبه در اینجا ضعیف تر شده است. تغییر شکل جزئی پوسته 25 تا 45 درصد نیروی گرانشی غیرمعمول کم را توضیح می دهد و همچنین به دلیل حرکت ماگما در گوشته زمین مقصر است.

بدون گرانش، برخی از ویروس ها قوی تر خواهند بود

خبر بد برای دانشجویان فضایی: برخی از باکتری ها در فضا غیرقابل تحمل می شوند.

در غیاب جاذبه، فعالیت حداقل 167 ژن و 73 پروتئین در باکتری ها تغییر می کند.

موش هایی که با چنین سالمونلا غذا می خوردند خیلی سریعتر بیمار شدند.

به عبارت دیگر، خطر عفونت لزوماً از فضای بیرونی سرچشمه نمی‌گیرد.

سیاهچاله ها در مرکز کهکشان

به این دلیل که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از کشش گرانشی آنها فرار کند، نامگذاری شده است، سیاهچاله ها از مخرب ترین اجرام در جهان هستند. در مرکز کهکشان ما سیاهچاله ای عظیم با جرم 3 میلیون خورشید قرار دارد. ترسناک به نظر می رسد، اینطور نیست؟ با این حال، به گفته کارشناسان دانشگاه کیوتو، این سیاهچاله در حال حاضر "فقط در حال استراحت است".

در واقع، سیاهچاله برای ما زمینیان خطری ندارد، زیرا بسیار دور است و بسیار آرام رفتار می کند. با این حال، در سال 2008 گزارش شد که این سوراخ در حدود 300 سال پیش انفجارهای انرژی را به بیرون می فرستد. مطالعه دیگری که در سال 2007 منتشر شد، نشان داد که چندین هزار سال پیش، یک "سکسکه کهکشانی" مقدار کمی از مواد به اندازه عطارد را به درون این سوراخ فرستاد که منجر به انفجاری قوی شد.

این سیاهچاله که Sagittarius A* نام دارد در مقایسه با سایر سیاهچاله ها شکل نسبتاً مبهم دارد. فردریک باگانوف، عضو فوق دکتری در موسسه فناوری ماساچوست، می گوید: «این ضعف به این معنی است که ستاره ها و گازها به ندرت به سیاهچاله خیلی نزدیک می شوند. اشتهای زیادی وجود دارد، اما سیر نمی شود.»