अंतःक्रिया पदार्थ की गति का मुख्य कारण है, इसलिए अंतःक्रिया सभी भौतिक वस्तुओं में अंतर्निहित है, चाहे उनकी प्राकृतिक उत्पत्ति और प्रणालीगत संगठन कुछ भी हो। विभिन्न अंतःक्रियाओं की विशेषताएं अस्तित्व की स्थितियों और भौतिक वस्तुओं के विशिष्ट गुणों को निर्धारित करती हैं। कुल मिलाकर, चार प्रकार की अंतःक्रियाएं ज्ञात हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत और कमजोर।

गुरुत्वीयअंतःक्रिया वैज्ञानिकों द्वारा शोध का विषय बनने वाली ज्ञात मौलिक अंतःक्रियाओं में से पहली थी। यह द्रव्यमान वाली किसी भी भौतिक वस्तु के पारस्परिक आकर्षण में प्रकट होता है, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के माध्यम से प्रसारित होता है और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा निर्धारित होता है, जिसे आई. न्यूटन द्वारा तैयार किया गया था।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम पृथ्वी के क्षेत्र में भौतिक पिंडों के गिरने, सौर मंडल के ग्रहों, तारों आदि की गति का वर्णन करता है। जैसे-जैसे पदार्थ का द्रव्यमान बढ़ता है, गुरुत्वाकर्षण परस्पर क्रिया बढ़ती है। आधुनिक विज्ञान को ज्ञात सभी अंतःक्रियाओं में गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया सबसे कमजोर है। फिर भी, गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाएं संपूर्ण ब्रह्मांड की संरचना निर्धारित करती हैं: सभी ब्रह्मांडीय प्रणालियों का गठन; ग्रहों, तारों और आकाशगंगाओं का अस्तित्व। गुरुत्वाकर्षण संपर्क की महत्वपूर्ण भूमिका इसकी सार्वभौमिकता से निर्धारित होती है: सभी पिंड, कण और क्षेत्र इसमें भाग लेते हैं।

गुरुत्वाकर्षण संपर्क के वाहक गुरुत्वाकर्षण हैं - गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का क्वांटा।

विद्युतचुंबकीयअंतःक्रिया भी सार्वभौमिक है और सूक्ष्म, स्थूल और मेगा-दुनिया में किसी भी निकाय के बीच मौजूद है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क विद्युत आवेशों के कारण होता है और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके प्रसारित होता है। विद्युत आवेशों की उपस्थिति में विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, और विद्युत आवेशों की गति में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क का वर्णन इस प्रकार किया गया है: कूलम्ब का नियम, एम्पीयर का नियम, आदि, और सामान्यीकृत रूप में - मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत द्वारा, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को जोड़ना। विद्युत चुम्बकीय संपर्क के लिए धन्यवाद, परमाणु, अणु उत्पन्न होते हैं और रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाएं विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं की अभिव्यक्ति हैं और अणुओं में परमाणुओं के बीच बांड के पुनर्वितरण के साथ-साथ विभिन्न पदार्थों के अणुओं में परमाणुओं की संख्या और संरचना का परिणाम हैं। पदार्थ की विभिन्न अवस्थाएँ, लोचदार बल, घर्षण आदि विद्युत चुम्बकीय संपर्क द्वारा निर्धारित होते हैं। विद्युत चुम्बकीय संपर्क के वाहक फोटॉन हैं - शून्य आराम द्रव्यमान के साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का क्वांटा।

परमाणु नाभिक के अंदर मजबूत और कमजोर अंतःक्रियाएं होती हैं। मज़बूतअंतःक्रिया नाभिक में न्यूक्लियॉन का कनेक्शन सुनिश्चित करती है। यह अंतःक्रिया परमाणु बलों द्वारा निर्धारित होती है जिनमें चार्ज स्वतंत्रता, कम दूरी की कार्रवाई, संतृप्ति और अन्य गुण होते हैं। मजबूत अंतःक्रिया नाभिक में न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) और न्यूक्लियॉन के अंदर क्वार्क रखती है और परमाणु नाभिक की स्थिरता के लिए जिम्मेदार है। मजबूत अंतःक्रिया का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने बताया कि परमाणु नाभिक के प्रोटॉन विद्युत चुम्बकीय प्रतिकारक बलों के प्रभाव में अलग क्यों नहीं उड़ते हैं। मजबूत अंतःक्रिया ग्लूऑन द्वारा प्रसारित होती है - कण जो क्वार्क को "गोंद" करते हैं, जो प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और अन्य कणों का हिस्सा हैं।

कमज़ोरअंतःक्रिया भी केवल सूक्ष्म जगत में ही संचालित होती है। फोटॉन को छोड़कर सभी प्राथमिक कण इस अंतःक्रिया में भाग लेते हैं। यह प्राथमिक कणों के अधिकांश क्षय का कारण बनता है, इसलिए इसकी खोज रेडियोधर्मिता की खोज के बाद हुई। कमजोर अंतःक्रिया का पहला सिद्धांत 1934 में ई. फर्मी द्वारा बनाया गया था और 1950 के दशक में विकसित किया गया था। एम. गेल-मैन, आर. फेनमैन और अन्य वैज्ञानिक। कमजोर अंतःक्रिया के वाहक प्रोटॉन के द्रव्यमान से 100 गुना अधिक द्रव्यमान वाले कण माने जाते हैं - मध्यवर्ती वेक्टर बोसोन।

मूलभूत अंतःक्रियाओं की विशेषताएं तालिका में प्रस्तुत की गई हैं। 2.1.

तालिका 2.1

मौलिक अंतःक्रियाओं के लक्षण

तालिका से पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण संपर्क अन्य इंटरैक्शन की तुलना में बहुत कमजोर है। इसकी कार्रवाई का दायरा असीमित है। यह माइक्रोप्रोसेस में महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है और साथ ही बड़े द्रव्यमान वाली वस्तुओं के लिए मौलिक है। विद्युतचुंबकीय संपर्क गुरुत्वाकर्षण संपर्क से अधिक मजबूत है, हालांकि इसकी कार्रवाई की सीमा भी असीमित है। मजबूत और कमजोर अंतःक्रियाओं की कार्रवाई का दायरा बहुत सीमित होता है।

आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक मौलिक अंतःक्रियाओं के एक एकीकृत सिद्धांत का निर्माण है जो विभिन्न प्रकार की अंतःक्रियाओं को एकजुट करता है। ऐसे सिद्धांत के निर्माण का अर्थ प्राथमिक कणों के एकीकृत सिद्धांत का निर्माण भी होगा।

बिग बैंग के लगभग 1 अरब वर्ष से भी कम समय बाद प्रोटोगैलेक्टिक बादलों का निर्माण

हम गुरुत्वाकर्षण बल से अच्छी तरह परिचित हैं, जो हमें ज़मीन पर रखता है और चंद्रमा पर उड़ान भरना कठिन बना देता है। और विद्युत चुंबकत्व, जिसकी बदौलत हम अलग-अलग परमाणुओं में विभाजित नहीं होते हैं और लैपटॉप में प्लग इन कर सकते हैं। भौतिक विज्ञानी दो और ताकतों के बारे में बात करते हैं जो ब्रह्मांड को बिल्कुल वैसा ही बनाते हैं जैसा वह है।

स्कूल के समय से ही हम सभी सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम और कूलम्ब के नियम को अच्छी तरह से जानते हैं। पहला हमें यह समझाता है कि तारे और ग्रह जैसी विशाल वस्तुएं एक-दूसरे से कैसे संपर्क करती हैं (आकर्षित करती हैं)। एक अन्य दिखाता है (एबोनाइट स्टिक के साथ प्रयोग को याद करें) विद्युत आवेशित वस्तुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण की कौन सी शक्तियाँ उत्पन्न होती हैं।

लेकिन क्या यह बलों और अंतःक्रियाओं का पूरा सेट है जो हमारे द्वारा देखे गए ब्रह्मांड की उपस्थिति को निर्धारित करता है?

आधुनिक भौतिकी कहती है कि ब्रह्माण्ड में कणों के बीच चार प्रकार की मुख्य (मौलिक) अंतःक्रियाएँ होती हैं। मैंने पहले ही उनमें से दो के बारे में ऊपर बात की है और उनके साथ, ऐसा प्रतीत होता है, सब कुछ सरल है, क्योंकि उनकी अभिव्यक्तियाँ हमें रोजमर्रा की जिंदगी में लगातार घेरती रहती हैं: यह गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय संपर्क है।

तो, पहले की कार्रवाई के कारण, हम जमीन पर मजबूती से खड़े होते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में नहीं उड़ते हैं। दूसरा, उदाहरण के लिए, जिन परमाणुओं से हम सभी बने हैं उनमें एक प्रोटॉन के प्रति एक इलेक्ट्रॉन का आकर्षण सुनिश्चित करता है और अंततः, परमाणुओं का एक-दूसरे के प्रति आकर्षण सुनिश्चित करता है (यानी, यह अणुओं, जैविक ऊतकों आदि के निर्माण के लिए जिम्मेदार है) .). उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय संपर्क की ताकतों के कारण ही यह पता चलता है कि किसी परेशान पड़ोसी का सिर फोड़ना इतना आसान नहीं है, और इस उद्देश्य के लिए हमें एक कुल्हाड़ी की मदद का सहारा लेना पड़ता है। विभिन्न तात्कालिक साधन।

लेकिन तथाकथित मजबूत अंतःक्रिया भी है। यह किसके लिए जिम्मेदार है? क्या आप स्कूल में इस तथ्य से आश्चर्यचकित नहीं थे कि, कूलम्ब के नियम के इस कथन के बावजूद कि दो सकारात्मक आवेशों को एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करना चाहिए (केवल विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं), कई परमाणुओं के नाभिक चुपचाप अपने आप में मौजूद रहते हैं। लेकिन, जैसा कि आपको याद है, उनमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन शामिल हैं। न्यूट्रॉन न्यूट्रॉन होते हैं क्योंकि वे तटस्थ होते हैं और उन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता है, लेकिन प्रोटॉन सकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं। और क्या, किसी को आश्चर्य होता है, किस तरह की ताकतें एक साथ मिलकर (एक माइक्रोन के एक खरबवें हिस्से की दूरी पर - जो कि परमाणु से एक हजार गुना छोटी है!) कई प्रोटॉन को पकड़ सकती हैं, जो कूलम्ब के नियम के अनुसार, एक दूसरे को पीछे हटाना चाहिए भयानक ऊर्जा के साथ?

मजबूत अंतःक्रिया - नाभिक में कणों के बीच आकर्षण प्रदान करती है; इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण

कूलम्ब बलों पर काबू पाने का यह वास्तव में टाइटैनिक कार्य मजबूत बातचीत द्वारा किया जाता है। तो, न तो अधिक और न ही कम, इसके कारण, नाभिक में प्रोटॉन (साथ ही न्यूट्रॉन) अभी भी एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। वैसे, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन स्वयं भी और भी अधिक "प्राथमिक" कणों - क्वार्क से बने होते हैं। तो क्वार्क भी परस्पर क्रिया करते हैं और एक दूसरे को "दृढ़ता से" आकर्षित करते हैं। लेकिन, सौभाग्य से, उसी गुरुत्वाकर्षण संपर्क के विपरीत, जो कई अरब किलोमीटर की ब्रह्मांडीय दूरी पर भी काम करता है, जैसा कि वे कहते हैं, मजबूत संपर्क अल्पकालिक होता है। इसका मतलब यह है कि एक प्रोटॉन के आसपास का "मजबूत आकर्षण" क्षेत्र केवल छोटे पैमाने पर काम करता है, जो वास्तव में, नाभिक के आकार के बराबर होता है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, परमाणुओं में से एक के नाभिक में बैठा एक प्रोटॉन, कूलम्ब प्रतिकर्षण के बावजूद, पड़ोसी परमाणु से एक प्रोटॉन को "दृढ़ता से" आकर्षित नहीं कर सकता है। अन्यथा, ब्रह्मांड में सभी प्रोटॉन और न्यूट्रॉन पदार्थ द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र की ओर "आकर्षित" हो सकते हैं और एक विशाल "सुपरन्यूक्लियस" का निर्माण कर सकते हैं। हालाँकि, कुछ ऐसा ही न्यूट्रॉन सितारों की मोटाई में हो रहा है, जिनमें से एक में, जैसा कि उम्मीद की जा सकती है, एक दिन (अब से लगभग पाँच अरब वर्ष बाद) हमारा सूर्य सिकुड़ जाएगा।

तो, प्रकृति में मूलभूत अंतःक्रियाओं में से चौथी और अंतिम अंतःक्रिया तथाकथित कमजोर अंतःक्रिया है। यह अकारण नहीं है कि इसे ऐसा कहा जाता है: यह न केवल मजबूत संपर्क से भी कम दूरी पर भी काम करता है, बल्कि इसकी शक्ति भी बहुत कम है। इसलिए, अपने मजबूत "भाई", कूलम्ब प्रतिकर्षण के विपरीत, यह प्रबल नहीं होगा।

कमजोर अंतःक्रियाओं की कमजोरी को प्रदर्शित करने वाला एक उल्लेखनीय उदाहरण न्यूट्रिनो नामक कण हैं (जिसका अनुवाद "छोटे न्यूट्रॉन", "न्यूट्रॉन" के रूप में किया जा सकता है)। ये कण, अपनी प्रकृति से, मजबूत अंतःक्रियाओं में भाग नहीं लेते हैं, इनमें विद्युत आवेश नहीं होता है (और इसलिए विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं), माइक्रोवर्ल्ड के मानकों के अनुसार भी इनका द्रव्यमान नगण्य होता है और इसलिए, व्यावहारिक रूप से असंवेदनशील होते हैं वास्तव में, गुरुत्वाकर्षण केवल कमजोर अंतःक्रिया करने में ही सक्षम है।

क्या? न्यूट्रिनो मेरे पास से गुजरते हैं?!

इसी समय, ब्रह्मांड में न्यूट्रिनो वास्तव में भारी मात्रा में उत्पन्न होते हैं, और इन कणों का एक विशाल प्रवाह लगातार पृथ्वी की मोटाई में प्रवेश करता है। उदाहरण के लिए, एक माचिस की डिब्बी के आयतन में किसी भी समय औसतन लगभग 20 न्यूट्रिनो होते हैं। इस प्रकार, आप वॉटर-डिटेक्टर की एक विशाल बैरल की कल्पना कर सकते हैं, जिसके बारे में मैंने अपनी पिछली पोस्ट में लिखा था, और किसी भी समय इसके माध्यम से उड़ने वाली अविश्वसनीय मात्रा में न्यूट्रिनो की कल्पना कर सकते हैं। इसलिए, इस डिटेक्टर पर काम करने वाले वैज्ञानिकों को आमतौर पर ऐसे भाग्यशाली अवसर के लिए महीनों तक इंतजार करना पड़ता है कि कम से कम एक न्यूट्रिनो अपने बैरल को "महसूस" कर सके और इसमें अपनी कमजोर ताकतों के साथ बातचीत कर सके।

हालाँकि, अपनी कमजोरी के बावजूद, यह अंतःक्रिया ब्रह्मांड और मानव जीवन में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इस प्रकार, यह रेडियोधर्मिता के प्रकारों में से एक के लिए जिम्मेदार साबित होता है - अर्थात्, बीटा क्षय, जो जीवित जीवों पर इसके प्रभाव के खतरे की डिग्री के मामले में दूसरा (गामा रेडियोधर्मिता के बाद) है। और, कम महत्वपूर्ण नहीं, कमजोर अंतःक्रिया के बिना कई तारों की गहराई में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं का होना और तारे की ऊर्जा की रिहाई के लिए जिम्मेदार होना असंभव होगा।

मूलभूत अंतःक्रियाओं के सर्वनाश के चार घुड़सवार ऐसे हैं जो ब्रह्मांड में राज करते हैं: मजबूत, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण।

» मौलिक अंतःक्रियाएं क्या हैं?

आज मैं आपको मूलभूत शक्तियों या अंतःक्रियाओं के बारे में बताना चाहूँगा। आपको पता चलेगा कि वे क्या हैं, कितने हैं और उनकी आवश्यकता क्यों है।

ये रहा!

मूलभूत शक्तियाँ क्या हैं?

हमारे ब्रह्मांड में कई भौतिक शक्तियां और अंतःक्रियाएं हैं। उदाहरण के लिए, घर्षण बल, परमाणु प्रतिक्रियाएँ और रासायनिक बंधन। लेकिन कुछ चार अंतःक्रियाओं को छोड़कर, वे सभी गौण हैं। उन्हें "मौलिक" कहा जाता है। वे प्राथमिक कणों की परस्पर क्रिया के प्रकार हैं और प्रकृति में अन्य सभी शक्तियों को निर्धारित करते हैं।

ब्रह्माण्ड की शुरुआत में, एक मौलिक अंतःक्रिया थी। लेकिन यह ज्यादा समय तक नहीं चला. पहले सेकंड के अंत तक, एकल मौलिक बल को चार अलग-अलग इंटरैक्शन में विभाजित किया गया था: मजबूत, कमजोर, विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण। आइए उन सभी पर नजर डालें।

मजबूत अंतःक्रिया.

क्या आपने कभी सोचा है कि अधिकांश रासायनिक तत्वों के परमाणु स्थिर क्यों होते हैं? ऐसा लगेगा कि यहां कुछ भी जटिल नहीं है। हालाँकि, पिछली शताब्दी के 30 के दशक में, इस प्रश्न के उत्तर की खोज ने वैज्ञानिकों को पसीना बहाने पर मजबूर कर दिया।

आप शायद भौतिकी और रसायन विज्ञान में अपने स्कूल के पाठ्यक्रम से जानते होंगे कि एक परमाणु में दो भाग होते हैं: एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन। बदले में, नाभिक में "न्यूक्लियॉन" होते हैं - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन।

परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ है। लेकिन इसके मूल में केवल धनात्मक और तटस्थ रूप से आवेशित कण - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हैं। यह सर्वविदित है कि केवल विपरीत रूप से आवेशित पिंड ही एक दूसरे को आकर्षित कर सकते हैं - दूसरे शब्दों में, "प्लस" से "माइनस"। इसलिए, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक दूसरे को प्रतिकर्षित करना होगा। हालाँकि, वास्तव में, नाभिक के परमाणु अभी भी मौजूद हैं और कोई फर्क नहीं पड़ता। कारण क्या है?

"शायद यह सब गुरुत्वाकर्षण के बारे में है?" - तब भौतिकविदों ने सोचा। यह नहीं निकला. गुरुत्वाकर्षण संपर्क, सबसे कमजोर होने के कारण, विद्युत चुम्बकीय बलों का सामना करने में सक्षम नहीं होगा।

इसका मतलब यह है कि कुछ काफी शक्तिशाली बल है जो न्यूक्लियॉन को नाभिक के स्थिर परमाणुओं में बांधता है। इसे "मजबूत अंतःक्रिया" कहा जाता है। बाद में पता चला कि यह क्वार्क (मौलिक कणों के समूहों में से एक के प्रतिनिधि) को "हैड्रोन" नामक मिश्रित कणों में बांधता है - उदाहरण के लिए, वही प्रोटॉन और न्यूट्रॉन।

मजबूत अंतःक्रिया में क्वार्क, हैड्रोन और ग्लूऑन शामिल हैं। ग्लूऑन का कोई द्रव्यमान नहीं होता और ये प्रबल बल के वाहक होते हैं। क्वार्कों द्वारा उनका आदान-प्रदान होता है और इस प्रकार इस मौलिक शक्ति का एहसास होता है।

मजबूत परमाणु बल प्रकृति में सबसे शक्तिशाली बल है। यह विद्युत चुम्बकीय से एक हजार गुना अधिक मजबूत है और "कमजोर परमाणु" से 100,000 गुना अधिक मजबूत है, और इसकी शक्ति गुरुत्वाकर्षण से 10 39 (10 से 39 शक्ति) गुना अधिक है।

मजबूत अंतःक्रिया क्रूर है - इसके कारण, वैज्ञानिक क्वार्क को मुक्त अवस्था में नहीं देख सकते हैं। ये ख़राब कण हमेशा के लिए हैड्रोन में फंसे रहते हैं। यह पता चला कि क्वार्क एक दूसरे से जितने दूर होंगे, उनका आकर्षण उतना ही मजबूत होगा। इसलिए, ये कण कभी भी अंतरिक्ष में अकेले घूमते हुए नहीं देखे जाते हैं और केवल हैड्रोन में ही मौजूद होते हैं।

विद्युत चुम्बकत्व.

विद्युत आवेश वाले सभी पिंड और कण विद्युत चुम्बकीय संपर्क में भाग लेते हैं। हालाँकि, कुछ अपवाद भी हैं - तटस्थ कण, लेकिन आवेशित कणों से युक्त, भाग ले सकते हैं। इसका एक उल्लेखनीय उदाहरण न्यूट्रॉन है। इसमें तटस्थ आवेश होता है, लेकिन इसमें आवेशित क्वार्क होते हैं।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से आवेशित कणों के बीच विद्युत चुम्बकीय संपर्क होता है। इसका क्वांटम (मौलिक कण) फोटॉन है - पूरे ब्रह्मांड का ट्रोल भी।

विद्युत चुंबकत्व इस तथ्य में निहित है कि आवेशित कण एक दूसरे के साथ संपर्क करते हैं, फोटॉन का आदान-प्रदान करते हैं।

विद्युतचुंबकीय बल आकर्षण (धनात्मक आवेश वाला पिंड नकारात्मक आवेश वाले पिंड की ओर आकर्षित होता है) और प्रतिकर्षण दोनों बलों के रूप में प्रकट होते हैं।

यह अंतःक्रिया प्रकृति में अपनी अंतःक्रिया के कारण बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह परमाणुओं में अणुओं (रासायनिक बंधन) और इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना निर्धारित करता है। इसलिए, बहुत सी चीजें विद्युत चुंबकत्व में आती हैं।

न्यूटन के "शास्त्रीय यांत्रिकी" द्वारा विचार किए जाने वाले अधिकांश सामान्य भौतिक बल घर्षण, लोच, सतह तनाव आदि के बल हैं। -विद्युत चुम्बकीय प्रकृति रखते हैं।

विद्युतचुंबकीय बल स्थूल जगत में पिंडों के अधिकांश भौतिक गुणों के साथ-साथ एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान उनके परिवर्तन को भी निर्धारित करते हैं। यह अंतःक्रिया विद्युत, चुंबकीय, ऑप्टिकल और रासायनिक घटनाओं का आधार है।

कमज़ोर परमाणु शक्तियाँ।

कमजोर अंतःक्रिया परमाणु नाभिक से बहुत छोटी दूरी पर होती है। यह ऊपर वर्णित दो मूलभूत बलों से कमजोर है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण से अधिक मजबूत है।

कमजोर परमाणु बलों में मूलभूत कणों (लेप्टान और क्वार्क) और हैड्रोन के दो समूह शामिल होते हैं। कमजोर अंतःक्रिया की प्रक्रिया में, कण "वाहक" - डब्ल्यू- और जेड-बोसोन का आदान-प्रदान करते हैं, जो द्रव्यमान रहित ग्लूऑन और फोटॉन के विपरीत, काफी बड़े पैमाने पर होते हैं।

कमज़ोर परमाणु शक्तियाँ प्रकृति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। तारों में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की घटना ठीक इसी अंतःक्रिया के कारण होती है। दूसरे शब्दों में, कमजोर परमाणु बलों के कारण, सूर्य और अन्य गैस पिंड जल जाते हैं।

लेकिन यह बिलकुल भी नहीं है। कमजोर बल परमाणु नाभिक के बीटा क्षय के लिए जिम्मेदार है। यह प्रक्रिया तीन प्रकार की रेडियोधर्मिता में से एक है। इसमें नाभिक द्वारा "बीटा कणों" का उत्सर्जन होता है: इलेक्ट्रॉन या पॉज़िट्रॉन।

कमजोर बातचीत के लिए धन्यवाद, तथाकथित "कमजोर क्षय"। यह तब होता है जब बड़े कणों को हल्के कणों में विभाजित किया जाता है। एक महत्वपूर्ण विशेष मामला न्यूट्रॉन का क्षय है - यह प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो में बदल सकता है।

गुरुत्वाकर्षण।

सार्वभौमिक मौलिक अंतःक्रिया. सभी भौतिक पिंड इसके अधीन हैं - प्राथमिक कणों से लेकर विशाल आकाशगंगाओं तक। यह मौलिक शक्ति सबसे कमजोर है और भौतिक निकायों की एक-दूसरे के प्रति इच्छा - आकर्षण - द्वारा व्यक्त की जाती है।

गुरुत्वाकर्षण एक लंबी दूरी की शक्ति है और ब्रह्मांड में अधिकांश वैश्विक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती है। इसके कारण, तारों और उनके समूहों को आकाशगंगाओं में समूहित किया गया। इसके लिए धन्यवाद, नीहारिकाओं में गैस तारे बनते हैं, अंतरिक्ष में पत्थर के ठंडे टुकड़ों को ग्रहों में समूहित किया जाता है, और आपके द्वारा फेंकी गई गेंद निश्चित रूप से नीचे गिरेगी।

गुरुत्वाकर्षण कई दशकों से भौतिकविदों को मूर्ख बना रहा है। यह दो मुख्य भौतिक सिद्धांतों: क्वांटम यांत्रिकी और सापेक्षता के बीच दीर्घकालिक संघर्ष का विषय है। लेकिन क्यों?

तथ्य यह है कि सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत और क्वांटम भौतिकी अलग-अलग सिद्धांतों पर बने हैं और इस मौलिक बल का अलग-अलग तरीकों से वर्णन करते हैं।

आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण को भौतिक पिंडों के द्रव्यमान के कारण अंतरिक्ष-समय की वक्रता के रूप में समझाया। और क्वांटम भौतिकी इसे "मात्राबद्ध" करती है - इसे एक ऐसी अंतःक्रिया के रूप में वर्णित करती है जिसके अपने वाहक कण होते हैं। इन्हें "ग्रेविटॉन" कहा जाता है।

क्वांटम यांत्रिकी में, अंतरिक्ष-समय को "गतिशील चर" द्वारा दर्शाया नहीं जाता है, अर्थात। इसमें स्थित निकायों और प्रणालियों पर निर्भर नहीं होता है। और यह सापेक्षता के सिद्धांत के विरुद्ध है।

लेकिन सबसे आश्चर्य की बात यह है कि मूलभूत मतभेदों के बावजूद, ये सभी दोनों सिद्धांत प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुके हैं। क्वांटम यांत्रिकी सूक्ष्म जगत का पूरी तरह से वर्णन करती है, और सापेक्षता का सिद्धांत ब्रह्मांड का स्थूल पैमाने पर वर्णन करता है।

अब सापेक्षतावादी और क्वांटम भौतिकी को संयोजित करने और गुरुत्वाकर्षण का सहज वर्णन करने का प्रयास चल रहा है। फिर एक "हर चीज़ का सिद्धांत" बनाया जाएगा, और इस शीर्षक के लिए मुख्य उम्मीदवार "स्ट्रिंग सिद्धांत" है, जो अपने 11 आयामों के साथ पूरी तरह से उलझा हुआ है।

पोस्ट नेविगेशन

मौलिक अंतःक्रियाएँ

प्रकृति में, प्राकृतिक प्रणालियों और संरचनाओं की एक विशाल विविधता है, जिनकी विशेषताओं और विकास को भौतिक वस्तुओं की परस्पर क्रिया, यानी एक दूसरे पर पारस्परिक क्रिया द्वारा समझाया गया है। बिल्कुल अंतःक्रिया पदार्थ की गति का मुख्य कारण है और यह सभी भौतिक वस्तुओं की विशेषता है, चाहे उनकी उत्पत्ति और उनका प्रणालीगत संगठन कुछ भी हो. बातचीत सार्वभौमिक है, जैसा कि आंदोलन है। परस्पर क्रिया करने वाली वस्तुएं ऊर्जा और गति का आदान-प्रदान करती हैं (ये उनकी गति की मुख्य विशेषताएं हैं)। शास्त्रीय भौतिकी में, अंतःक्रिया उस बल से निर्धारित होती है जिसके साथ एक भौतिक वस्तु दूसरे पर कार्य करती है। लंबे समय तक यह प्रतिमान था लंबी दूरी की कार्रवाई की अवधारणा - एक दूसरे से काफी दूरी पर स्थित भौतिक वस्तुओं की परस्पर क्रिया और यह खाली स्थान के माध्यम से तुरंत प्रसारित होती है. वर्तमान में, एक और प्रयोगात्मक पुष्टि की गई है - छोटी दूरी की अंतःक्रिया की अवधारणा - अंतःक्रिया को भौतिक क्षेत्रों का उपयोग करके एक सीमित गति के साथ प्रसारित किया जाता है जो निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक नहीं होती है।भौतिक क्षेत्र एक विशेष प्रकार का पदार्थ है जो भौतिक वस्तुओं और उनकी प्रणालियों (निम्नलिखित क्षेत्र: विद्युत चुम्बकीय, गुरुत्वाकर्षण, परमाणु बलों का क्षेत्र - कमजोर और मजबूत) की परस्पर क्रिया सुनिश्चित करता है। भौतिक क्षेत्र का स्रोत प्राथमिक कण (विद्युत चुम्बकीय - आवेशित कण) हैं, क्वांटम सिद्धांत में बातचीत कणों के बीच क्षेत्र क्वांटा के आदान-प्रदान के कारण होती है।

प्रकृति में चार मूलभूत अंतःक्रियाएं हैं: मजबूत, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण, जो आसपास की दुनिया की संरचना निर्धारित करती हैं।

मजबूत अंतःक्रिया(परमाणु संपर्क) परमाणु नाभिक (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के घटक भागों का पारस्परिक आकर्षण है और ग्लूऑन द्वारा प्रेषित 10 -1 3 सेमी के क्रम की दूरी पर कार्य करता है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क के दृष्टिकोण से, एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन अलग-अलग कण हैं, क्योंकि एक प्रोटॉन विद्युत रूप से चार्ज होता है, और एक न्यूट्रॉन नहीं। लेकिन मजबूत अंतःक्रिया के दृष्टिकोण से, ये कण अप्रभेद्य हैं, क्योंकि स्थिर अवस्था में न्यूट्रॉन एक अस्थिर कण होता है और एक प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रिनो में विघटित हो जाता है, लेकिन नाभिक के भीतर यह अपने गुणों में एक प्रोटॉन के समान हो जाता है, यही कारण है कि शब्द "न्यूक्लियॉन (अक्षांश से) नाभिक- न्यूक्लियस)” और न्यूट्रॉन के साथ एक प्रोटॉन को न्यूक्लियॉन की दो अलग-अलग अवस्थाएं माना जाने लगा। नाभिक में न्यूक्लियंस की परस्पर क्रिया जितनी मजबूत होगी, नाभिक उतना ही अधिक स्थिर होगा, विशिष्ट बंधन ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी।

एक स्थिर पदार्थ में, बहुत अधिक तापमान पर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच परस्पर क्रिया नहीं बढ़ती है, लेकिन यदि नाभिक या उनके भागों (उच्च-ऊर्जा न्यूक्लियंस) की टक्कर होती है, तो परमाणु प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो भारी ऊर्जा की रिहाई के साथ होती हैं।

कुछ शर्तों के तहत, मजबूत अंतःक्रिया कणों को परमाणु नाभिक - उच्च बाध्यकारी ऊर्जा वाली सामग्री प्रणालियों में बहुत मजबूती से बांधती है। यही कारण है कि परमाणुओं के नाभिक बहुत स्थिर होते हैं और उन्हें नष्ट करना कठिन होता है।

मजबूत अंतःक्रिया के बिना, परमाणु नाभिक मौजूद नहीं होगा, और तारे और सूर्य परमाणु ऊर्जा का उपयोग करके गर्मी और प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम नहीं होंगे।

विद्युत चुम्बकीय संपर्कविद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके प्रेषित। विद्युत आवेशों की उपस्थिति में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, और जब वे चलते हैं तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। एक बदलता विद्युत क्षेत्र एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है - यह वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत है। इस प्रकार की अंतःक्रिया विद्युत आवेशित कणों की विशेषता है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क का वाहक एक फोटॉन है जिसमें कोई चार्ज नहीं होता है - विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की एक मात्रा। विद्युत चुम्बकीय संपर्क की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन और परमाणु नाभिक मिलकर परमाणु बनाते हैं, और परमाणु अणु बनाते हैं। एक निश्चित अर्थ में, यह अंतःक्रिया रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में मौलिक है।

हम अपने आस-पास की दुनिया के बारे में लगभग 90% जानकारी विद्युत चुम्बकीय तरंग के माध्यम से प्राप्त करते हैं, क्योंकि पदार्थ की विभिन्न अवस्थाएँ, घर्षण, लोच आदि। अंतर-आणविक अंतःक्रिया की शक्तियों द्वारा निर्धारित होते हैं, जो प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय हैं। विद्युतचुंबकीय अंतःक्रियाओं का वर्णन कूलम्ब, एम्पीयर और मैक्सवेल के विद्युतचुंबकीय सिद्धांत के नियमों द्वारा किया जाता है।

विद्युत चुम्बकीय संपर्क विभिन्न विद्युत उपकरणों, रेडियो, टेलीविजन, कंप्यूटर आदि के निर्माण का आधार है। यह एक मजबूत से लगभग एक हजार गुना कमजोर है, लेकिन बहुत लंबी दूरी की है।

बिना विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं में कोई परमाणु, अणु, स्थूल वस्तुएँ, ऊष्मा और प्रकाश नहीं होंगे।

3. कमजोर बातचीतसंभवतः विभिन्न कणों के बीच, फोटॉन को छोड़कर, यह कम दूरी का होता है और परमाणु नाभिक के आकार 10 -15 - 10 -22 सेमी से छोटी दूरी पर प्रकट होता है। कमजोर अंतःक्रिया मजबूत अंतःक्रिया की तुलना में कमजोर होती है और कमजोर अंतःक्रिया वाली प्रक्रियाएं आगे बढ़ती हैं मजबूत अंतःक्रिया की तुलना में अधिक धीमी गति से। अस्थिर कणों के क्षय के लिए जिम्मेदार (उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन का प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन, एंटीन्यूट्रिनो में परिवर्तन)। इस अंतःक्रिया के कारण ही अधिकांश कण अस्थिर होते हैं। कमजोर अंतःक्रिया वाहक आयन, कण होते हैं जिनका द्रव्यमान प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से 100 गुना अधिक होता है। इस अंतःक्रिया के कारण, सूर्य चमकता है (एक प्रोटॉन न्यूट्रॉन, पॉज़िट्रॉन, न्यूट्रिनो में बदल जाता है, उत्सर्जित न्यूट्रिनो में बहुत बड़ी भेदन क्षमता होती है)।

कमजोर अंतःक्रियाओं के बिना, सूर्य और तारों की गहराई में परमाणु प्रतिक्रियाएँ संभव नहीं होंगी, और नए तारे उत्पन्न नहीं होंगे।

4. गुरुत्वाकर्षण संपर्कप्राथमिक कणों के सिद्धांत में सबसे कमजोर को ध्यान में नहीं रखा जाता है, क्योंकि विशिष्ट दूरी (10 -13 सेमी) पर प्रभाव छोटे होते हैं, और अति-छोटी दूरी (10 -33 सेमी) और अति-उच्च ऊर्जा पर, गुरुत्वाकर्षण होता है। महत्वपूर्ण हो जाता है और भौतिक निर्वात के असामान्य गुण प्रकट होने लगते हैं।

गुरुत्वाकर्षण (लैटिन ग्रेविटास से - "गुरुत्वाकर्षण") - मौलिक अंतःक्रिया लंबी दूरी की होती है (इसका मतलब है कि कोई भी पिंड कितना भी बड़ा क्यों न हो, अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षमता केवल किसी दिए गए शरीर की स्थिति पर निर्भर करती है) समय में क्षण) और सभी भौतिक शरीर इसके अधीन हैं। मूलतः, गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांडीय पैमाने, मेगावर्ल्ड, पर एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, गुरुत्वाकर्षण संपर्क का वर्णन किया गया है सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियमन्यूटन, जो कहते हैं कि द्रव्यमान के दो भौतिक बिंदुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल एम 1 और एम 2 दूरी से अलग हो गए आर, वहाँ है

कहाँ जी- गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक.

गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाओं के बिना कोई आकाशगंगाएँ, तारे, ग्रह या ब्रह्मांड का विकास नहीं होता।

जिस समय के दौरान प्राथमिक कणों का परिवर्तन होता है वह बातचीत की ताकत पर निर्भर करता है (मजबूत बातचीत के साथ, परमाणु प्रतिक्रियाएं 10 -24 - 10 -23 सेकेंड के भीतर होती हैं, विद्युत चुम्बकीय के साथ - परिवर्तन 10 -19 - 10 -21 सेकेंड के भीतर होते हैं। , 10 -10 सेकंड के भीतर कमजोर विघटन के साथ।)

एक जटिल और विविध भौतिक दुनिया के निर्माण के लिए सभी इंटरैक्शन आवश्यक और पर्याप्त हैं, जिससे, वैज्ञानिकों के अनुसार, कोई भी प्राप्त कर सकता है महाशक्ति(बहुत उच्च तापमान या ऊर्जा पर सभी चार बल मिलकर बनते हैं एक).

आप किन शक्तियों को जानते हैं? गुरुत्वाकर्षण, धागा तनाव,स्प्रिंग संपीड़न, पिंडों का टकराव, घर्षण बल, विस्फोट, वायु और माध्यम प्रतिरोध, तरल की सतह का तनाव, वैन डेर वाल्स बल - और सूची यहीं समाप्त नहीं होती है। लेकिन ये सभी बल चार मूलभूत बलों के व्युत्पन्न हैं! हम उनके बारे में बात करेंगे.

चार बल

भौतिक नियमों की नींव का आधार हैं चार मूलभूत अंतःक्रियाएँ, जो ब्रह्मांड में सभी प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हैं। यदि प्राथमिक कणों की तुलना अस्तित्व के निर्माण खंडों से की जा सकती है, तो अंतःक्रियाएं सीमेंट मोर्टार हैं। मजबूत, विद्युतचुंबकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण - इसी क्रम में, मजबूत से कमजोर तक, अंतःक्रियाओं पर विचार किया जाता है। उन्हें सरल शब्दों में नहीं बदला जा सकता - इसीलिए उन्हें मौलिक कहा जाता है।

इससे पहले कि हम बलों का वर्णन करना शुरू करें, यह समझाना आवश्यक है कि अंतःक्रिया शब्द का क्या अर्थ है। भौतिक विज्ञानी इसे कुछ मध्यस्थों के आदान-प्रदान का परिणाम मानते हैं, जिन्हें आमतौर पर कहा जाता है अंतःक्रिया के वाहक.

आइए सबसे तीव्र से शुरू करें। मज़बूतइस अंतःक्रिया की खोज पिछली शताब्दी के 30 के दशक में परमाणु के सक्रिय अनुसंधान की अवधि के दौरान की गई थी। यह पता चला कि इसके मूल की अखंडता और स्थिरता बेहद मजबूत बातचीत से सुनिश्चित होती है न्युक्लियोनआपस में.

न्युक्लियोन(लैटिन न्यूक्लियस से - कोर) - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के लिए एक सामान्य नाम, एक परमाणु के नाभिक के मुख्य घटक। प्रबल अंतःक्रिया की दृष्टि से ये कण अप्रभेद्य हैं। न्यूट्रॉन प्रोटॉन से 0.13% भारी है - यह विश्राम द्रव्यमान वाला एकमात्र प्राथमिक कण बनने के लिए पर्याप्त था जिसके लिए गुरुत्वाकर्षण संपर्क देखा गया था।

नाभिक की सामग्री विशेष क्वांटा - π-मेसॉन के कारण एक-दूसरे की ओर आकर्षित होती है, जो मजबूत अंतःक्रिया के "आधिकारिक" वाहक हैं। यह परमाणु बल सबसे कमजोर अंतःक्रिया-गुरुत्वाकर्षण बल से 1038 गुना अधिक तीव्र है। यदि प्रबल बल अचानक गायब हो जाए, तो ब्रह्मांड में परमाणु तुरंत विघटित हो जाएंगे। उनके पीछे अणु हैं, फिर पदार्थ - प्राथमिक कणों को छोड़कर, हमारे आस-पास की पूरी वास्तविकता अस्तित्व में नहीं रहेगी। उनके "संबंध" की एक दिलचस्प विशेषता छोटी दूरी की बातचीत है: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण, प्रोटॉन, सीधे संपर्क पर ही एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं।

यदि प्रोटोन एक दूसरे से कुछ दूरी पर अलग हो जाते हैं, विद्युत चुम्बकीयएक अंतःक्रिया जिसमें समान-आवेशित कण प्रतिकर्षित करते हैं, और विपरीत-आवेशित कण आकर्षित होते हैं। अनावेशित कणों के मामले में, यह बल उत्पन्न नहीं होता है - स्थिर बिंदु विद्युत आवेशों के बारे में कूलम्ब के प्रसिद्ध नियम को याद रखें। विद्युत चुम्बकीय बलों के वाहक फोटॉन हैं, जो अन्य चीजों के अलावा, हमारे ग्रह पर सौर ऊर्जा के हस्तांतरण को सुनिश्चित करते हैं। इस बल के बहिष्कार से पृथ्वी के पूरी तरह जम जाने का खतरा है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क गुरुत्वाकर्षण संपर्क से 1035 गुना अधिक मजबूत है, यानी परमाणु संपर्क से केवल 100 गुना कमजोर है।

प्रकृति ने एक और मौलिक बल प्रदान किया है, जो लुप्त होती कम तीव्रता और क्रिया की बहुत छोटी त्रिज्या (परमाणु नाभिक से कम) की विशेषता है। यह कमज़ोरअंतःक्रिया - इसके वाहक विशेष आवेशित और तटस्थ बोसोन हैं। कमजोर बलों की जिम्मेदारी का क्षेत्र मुख्य रूप से न्यूट्रॉन का बीटा क्षय है, जिसके साथ एक प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और (एंटी-)न्यूट्रिनो का निर्माण होता है। सूर्य पर ऐसे परिवर्तन सक्रिय रूप से हो रहे हैं, जो आपके और मेरे लिए इस मौलिक बातचीत के महत्व को निर्धारित करते हैं।

(अन)ज्ञात गुरुत्वाकर्षण

वर्णित सभी ताकतों का पर्याप्त विस्तार से अध्ययन किया गया है और दुनिया की भौतिक तस्वीर में व्यवस्थित रूप से एकीकृत किया गया है। हालाँकि, आखिरी ताकत गुरुत्वीय, इतनी कम तीव्रता की विशेषता है कि किसी को अभी भी इसके सार के बारे में अनुमान लगाना पड़ता है।

गुरुत्वाकर्षण संपर्क का विरोधाभास यह है कि हम इसे हर सेकंड महसूस करते हैं, लेकिन हम किसी भी तरह से वाहक का पता नहीं लगा सकते हैं। एक काल्पनिक ग्रेविटॉन क्वांटम के अस्तित्व के बारे में केवल एक धारणा है, जिसकी गति प्रकाश की गति है। यह व्यतिकरण और विवर्तन में सक्षम है, लेकिन आवेश से वंचित है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि जब एक कण गुरुत्वाकर्षण उत्सर्जित करता है, तो उसकी गति की प्रकृति बदल जाती है और क्वांटम प्राप्त करने वाले कण के साथ भी ऐसी ही स्थिति होती है। तकनीकी विकास का स्तर अभी भी हमें गुरुत्वाकर्षण को "देखने" और इसके गुणों का अधिक विस्तार से अध्ययन करने की अनुमति नहीं देता है। गुरुत्वाकर्षण की तीव्रता कमजोर अंतःक्रिया से 1025 गुना कम है।

आप कहते हैं, यह कैसे संभव है कि गुरुत्वाकर्षण बल बिल्कुल भी कमजोर नहीं लगता! यह मूलभूत अंतःक्रिया संख्या 4 का अद्वितीय गुण है। उदाहरण के लिए, सार्वभौमिकता - किसी भी द्रव्यमान वाला कोई भी पिंड अंतरिक्ष में एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है जो किसी भी बाधा को भेद सकता है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण बल वस्तु के द्रव्यमान के साथ बढ़ता है - यह गुण केवल इस अंतःक्रिया की विशेषता है।

यही कारण है कि पृथ्वी, जो मनुष्यों की तुलना में विशाल है, अपने चारों ओर एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाती है जो सतह पर हवा, पानी, चट्टानें और निश्चित रूप से जीवित पदार्थ रखती है। यदि हम एक बार में गुरुत्वाकर्षण को रद्द कर दें, तो जिस गति से हम अंतरिक्ष में जाएंगे वह 500 मीटर/सेकेंड होगी। विद्युत चुम्बकीय संपर्क के साथ-साथ, गुरुत्वाकर्षण की क्रिया की एक लंबी श्रृंखला होती है। इसलिए, ब्रह्मांड में गतिमान पिंडों की प्रणाली में इसकी भूमिका बहुत बड़ी है। यहां तक ​​कि एक-दूसरे से काफी दूरी पर स्थित दो लोगों के बीच भी सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण आकर्षण होता है।

ग्रेविटी गन एक काल्पनिक हथियार है जो एक स्थानीय गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है। हथियार आपको क्षेत्र द्वारा उत्पन्न बल का उपयोग करके वस्तुओं को आकर्षित करने, उठाने और फेंकने की अनुमति देता है। इस अवधारणा का उपयोग पहली बार कंप्यूटर गेम हाफ-लाइफ 2 में किया गया था।

एक रिंग फ्रेम के केंद्र में लंबवत रूप से स्थापित एक घूमने वाले शीर्ष की कल्पना करें जो क्षैतिज अक्ष के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूमता है। यह फ्रेम - आइए इसे आंतरिक कहें - बदले में एक बाहरी कुंडलाकार फ्रेम पर तय किया गया है, जो क्षैतिज विमान में भी स्वतंत्र रूप से घूमता है। शीर्ष के चारों ओर की संरचना कहलाती है गिम्बल, और यह सब एक साथ जाइरोस्कोप.

विश्राम के समय, जाइरोस्कोप में शीर्ष एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में शांति से घूमता है, लेकिन जैसे ही बाहरी ताकतें - उदाहरण के लिए, त्वरण - शीर्ष के घूर्णन की धुरी को घुमाने की कोशिश करती हैं, यह इस प्रभाव के लंबवत हो जाता है। चाहे हम जाइरोस्कोप में शीर्ष को घुमाने की कितनी भी कोशिश करें, यह फिर भी ऊर्ध्वाधर स्थिति में ही घूमेगा। सबसे उन्नत जाइरोस्कोप भी पृथ्वी के घूर्णन पर प्रतिक्रिया करते हैं, जिसे पहली बार एक फ्रांसीसी द्वारा प्रदर्शित किया गया था जीन बर्नार्ड फौकॉल्ट 1851 में. यदि हम जाइरोस्कोप को एक सेंसर से लैस करते हैं जो फ्रेम के सापेक्ष शीर्ष की स्थिति को पढ़ता है, तो हमें एक सटीक नेविगेशन डिवाइस मिलेगा जो हमें अंतरिक्ष में किसी वस्तु की गति को ट्रैक करने की अनुमति देता है - उदाहरण के लिए, एक हवाई जहाज।

गुरुत्वाकर्षण प्रभाव

गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में बड़ी, बहुत अधिक विशाल वस्तुओं पर एक क्रूर मजाक खेल सकता है - उदाहरण के लिए, विकास के बाद के चरणों में तारे। गुरुत्वाकर्षण बल तारे को संकुचित कर देता है और एक निश्चित समय पर आंतरिक दबाव पर काबू पा लेता है। जब ऐसी किसी वस्तु की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण से कम हो जाती है तो ऐसा होता है गिर जाना, और तारा बाहर चला जाता है। इससे अधिक कोई जानकारी नहीं मिलती; यहां तक ​​कि प्रकाश किरणें भी गुरुत्वाकर्षण की विशाल शक्ति को पार नहीं कर सकतीं। इस तरह ब्लैक होल का जन्म होता है.

ग्रहों, बहुत छोटी वस्तुओं, की अपनी गुरुत्वाकर्षण विशेषताएँ होती हैं। तो, पृथ्वी अपने द्रव्यमान के कारण, अंतरिक्ष-समय को मोड़ती है और अपने घूर्णन के साथ इसे मोड़ती है! इन घटनाओं को क्रमशः जियोडेटिक प्रीसेशन और ग्रेविटोमैग्नेटिक प्रभाव कहा जाता है।

जियोडेटिक प्रीसेशन क्या है? आइए कल्पना करें कि एक वस्तु हमारे ग्रह की कक्षा में घूम रही है, जिसकी सतह पर (भारहीनता में) एक शीर्ष तेज़ गति से घूमता है। इसकी धुरी प्रति वर्ष 6.6 चाप सेकंड की तीव्रता के साथ गति की दिशा में विचलित हो जाएगी। पृथ्वी अपने द्रव्यमान से आसपास के अंतरिक्ष-समय को मोड़ती है, जिससे उसमें एक प्रकार का निशान बन जाता है।

गुरुत्वचुंबकीय प्रभाव(लेंस-थिरिंग प्रभाव) को गाढ़े शहद में एक छड़ी के घूमने से अच्छी तरह से चित्रित किया गया है: यह एक चिपचिपे मीठे द्रव्यमान को अपने साथ ले जाता है, जिससे एक सर्पिल भंवर बनता है। इसी तरह, पृथ्वी अपनी धुरी के चारों ओर "शहद" अंतरिक्ष-समय को घुमाती है। और इसे फिर से शीर्ष की धुरी द्वारा दर्ज किया जाता है, जो प्रति वर्ष सूक्ष्म 0.04 चाप सेकंड द्वारा पृथ्वी के घूर्णन की दिशा में विचलित होता है।

हमारा ग्रह अपने गुरुत्वाकर्षण से समय और स्थान को प्रभावित करता है। यह कथन लंबे समय तक केवल आइंस्टीन और उनके अनुयायियों की एक परिकल्पना बनकर रह गया, जब तक कि 2004 में अमेरिकियों ने ग्रेविटी प्रोब-बी उपग्रह लॉन्च नहीं किया। यह उपकरण पृथ्वी की ध्रुवीय कक्षा में घूमता था और दुनिया में सबसे सटीक जाइरोस्कोप से सुसज्जित था - शीर्ष के जटिल एनालॉग। इन तकनीकी उत्कृष्ट कृतियों की जटिलता का प्रमाण इस तथ्य से मिलता है कि जाइरोस्कोप गेंदों पर अनियमितताएं दो या तीन परमाणुओं से अधिक नहीं थीं। यदि आप इन लघु गोलों को पृथ्वी के आकार तक बढ़ा दें तो सबसे बड़ी असमानता की ऊँचाई तीन मीटर से अधिक नहीं होगी! अंतरिक्ष-समय की उसी वक्रता को प्रयोगात्मक रूप से स्थापित करने के लिए ऐसी युक्तियों की आवश्यकता थी। और कक्षा में 17 महीने के काम के बाद, उपकरण ने एक साथ चार सुपरगाइरो के घूर्णन अक्षों का विस्थापन दर्ज किया!

ग्रेविटी प्रोब-बी प्रयोग के दौरान, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के दो प्रभाव सिद्ध हुए: अंतरिक्ष-समय की वक्रता (जियोडेसिक प्रीसेशन) और विशाल पिंडों के पास अतिरिक्त त्वरण की उपस्थिति (गुरुत्वाकर्षण चुंबकीय प्रभाव)

गुरुत्वाकर्षण के और भी बहुत से स्पष्ट प्रभाव होते हैं। उदाहरण के लिए, हमारे शरीर में एक भी अंग ऐसा नहीं है जो गुरुत्वाकर्षण के अनुकूल न हो।

यही कारण है कि किसी व्यक्ति के लिए लंबे समय तक भारहीनता की स्थिति में रहना इतना असामान्य और खतरनाक भी है: रक्त पूरे शरीर में इस तरह से पुनर्वितरित होता है कि यह मस्तिष्क की वाहिकाओं और हड्डियों पर अत्यधिक दबाव डालता है। समय कैल्शियम लवणों को अवशोषित करने से इंकार कर देता है और नरकट की तरह भंगुर हो जाता है। केवल निरंतर शारीरिक गतिविधि के माध्यम से ही कोई व्यक्ति आंशिक रूप से वजनहीनता के प्रभाव से खुद को बचा सकता है।

चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पृथ्वी और उसके निवासियों को प्रभावित करता है - ज्वार के उतार और प्रवाह के बारे में हर कोई जानता है। केन्द्रापसारक बल के कारण, चंद्रमा हमसे प्रति वर्ष 4 सेमी दूर चला जाता है, और ज्वार की तीव्रता लगातार कम हो जाती है। प्रागितिहास में, चंद्रमा पृथ्वी के बहुत करीब था, और, तदनुसार, ज्वार महत्वपूर्ण थे। शायद यही मुख्य कारक था जिसने भूमि पर जीवित जीवों के उद्भव को पूर्व निर्धारित किया।

हालाँकि हम अभी भी नहीं जानते कि गुरुत्वाकर्षण के लिए कौन सा कण जिम्मेदार है, हम इसे माप सकते हैं! इस प्रयोजन के लिए एक विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है - ग्रेविमीटरजिसके साथ भूविज्ञानी खनिजों की खोज में सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं।

पृथ्वी की सतह की मोटाई में चट्टानों का घनत्व अलग-अलग होता है और इसलिए उनका गुरुत्वाकर्षण बल भी अलग-अलग होगा। इस तरह आप हल्के हाइड्रोकार्बन (तेल और गैस) के भंडार के साथ-साथ धातु अयस्कों की घनी चट्टानों की पहचान कर सकते हैं। वे किसी ज्ञात द्रव्यमान या पेंडुलम के झटके के साथ किसी पिंड के मुक्त रूप से गिरने की गति में मामूली बदलाव को रिकॉर्ड करके आकर्षण बल को मापते हैं। इस उद्देश्य के लिए, उन्होंने सम्मान में माप की एक विशेष इकाई - गैल (गैल) भी पेश की गैलीलियो गैलीली, जो स्वतंत्र रूप से गिरते हुए पिंड के पथ को मापकर गुरुत्वाकर्षण बल निर्धारित करने वाले इतिहास में पहले व्यक्ति थे।

अंतरिक्ष से पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के दीर्घकालिक अध्ययन ने हमारे ग्रह पर गुरुत्वाकर्षण विसंगतियों का मानचित्र बनाना संभव बना दिया है। भूमि के किसी विशेष टुकड़े पर गुरुत्वाकर्षण में तीव्र वृद्धि भूकंप या ज्वालामुखी विस्फोट का अग्रदूत हो सकती है।

मूलभूत अंतःक्रियाओं का अध्ययन केवल गति पकड़ रहा है। यह निश्चित रूप से नहीं कहा जा सकता कि केवल चार बल हैं - पाँच या दस भी हो सकते हैं। वैज्ञानिक सभी अंतःक्रियाओं को एक मॉडल की "छत" के नीचे एकत्रित करने का प्रयास कर रहे हैं, लेकिन इसका निर्माण अभी भी बहुत दूर है। और गुरुत्वाकर्षण का मुख्य केंद्र एक काल्पनिक गुरुत्वाकर्षण बन जाता है। संशयवादियों का तर्क है कि मनुष्य कभी भी इस क्वांटम का पता नहीं लगा पाएंगे क्योंकि इसकी तीव्रता बहुत कम है, लेकिन आशावादी प्रौद्योगिकी और भौतिकी विधियों के भविष्य में विश्वास करते हैं। रुको और देखो।