ეს სტატია ყურადღებას გაამახვილებს უნივერსალური გრავიტაციის კანონის აღმოჩენის ისტორიაზე. აქ გავეცნობით ბიოგრაფიულ ინფორმაციას იმ მეცნიერის ცხოვრებიდან, რომელმაც აღმოაჩინა ეს ფიზიკური დოგმა, განვიხილავთ მის ძირითად დებულებებს, კვანტურ გრავიტაციასთან ურთიერთობას, განვითარების მსვლელობას და სხვა მრავალი.

გენიოსი

სერ ისააკ ნიუტონი წარმოშობით ინგლისელი მეცნიერია. ერთ დროს მან დიდი ყურადღება და ძალისხმევა დაუთმო ისეთ მეცნიერებებს, როგორიცაა ფიზიკა და მათემატიკა, ასევე ბევრი ახალი რამ შემოიტანა მექანიკასა და ასტრონომიაში. ის სამართლიანად ითვლება ფიზიკის ერთ-ერთ პირველ ფუძემდებლად მის კლასიკურ მოდელში. ის არის ავტორი ფუნდამენტური ნაშრომისა „ბუნების ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები“, სადაც მან წარმოადგინა ინფორმაცია მექანიკის სამი კანონისა და უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესახებ. ისააკ ნიუტონმა ამ ნაშრომებით საფუძველი ჩაუყარა კლასიკურ მექანიკას. მან ასევე შეიმუშავა ინტეგრალური ტიპის, სინათლის თეორია. მან ასევე დიდი წვლილი შეიტანა ფიზიკურ ოპტიკაში და შეიმუშავა მრავალი სხვა თეორია ფიზიკასა და მათემატიკაში.

Კანონი

უნივერსალური მიზიდულობის კანონი და მისი აღმოჩენის ისტორია შორეულ წარსულშია.მისი კლასიკური ფორმა არის კანონი, რომელიც აღწერს გრავიტაციული ტიპის ურთიერთქმედებებს, რომლებიც არ სცილდება მექანიკის ჩარჩოებს.

მისი არსი იმაში მდგომარეობდა, რომ გრავიტაციული ბიძგის ძალის F ინდიკატორი, რომელიც წარმოიქმნება მატერიის 2 სხეულს ან წერტილს შორის, m1 და m2, ერთმანეთისგან გამოყოფილი გარკვეული მანძილით r, ინარჩუნებს პროპორციულობას მასის ორივე მაჩვენებელთან მიმართებაში და უკუპროპორციულია მასის მიმართ. სხეულებს შორის მანძილის კვადრატი:

F = G, სადაც სიმბოლო G აღნიშნავს გრავიტაციულ მუდმივას, რომელიც უდრის 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2.

ნიუტონის გრავიტაცია

სანამ უნივერსალური გრავიტაციის კანონის აღმოჩენის ისტორიას განვიხილავთ, უფრო დეტალურად გავეცნოთ მის ზოგად მახასიათებლებს.

ნიუტონის მიერ შექმნილ თეორიაში, დიდი მასის მქონე ყველა სხეულმა უნდა შექმნას სპეციალური ველი თავის გარშემო, რომელიც იზიდავს სხვა ობიექტებს თავისკენ. მას გრავიტაციული ველი ჰქვია და მას აქვს პოტენციალი.

სფერული სიმეტრიის მქონე სხეული აყალიბებს ველს თავის გარეთ, ისეთივე ველს, რომელიც შექმნილია იმავე მასის მატერიალური წერტილით, რომელიც მდებარეობს სხეულის ცენტრში.

გაცილებით დიდი მასის მქონე სხეულის მიერ შექმნილი გრავიტაციულ ველში ასეთი წერტილის ტრაექტორიის მიმართულება ემორჩილება სამყაროს ობიექტები, როგორიცაა, მაგალითად, პლანეტა ან კომეტა, ასევე ემორჩილება მას, მოძრაობს ელიფსის გასწვრივ ან ჰიპერბოლა. დამახინჯება, რომელსაც სხვა მასიური სხეულები ქმნიან, მხედველობაში მიიღება პერტურბაციის თეორიის დებულებების გამოყენებით.

სიზუსტის ანალიზი

მას შემდეგ რაც ნიუტონმა აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, ის მრავალჯერ უნდა გამოეცადა და დაემტკიცებინა. ამ მიზნით გაკეთდა მთელი რიგი გამოთვლები და დაკვირვებები. მის დებულებებთან შეთანხმებით და მისი ინდიკატორის სიზუსტეზე დაყრდნობით, შეფასების ექსპერიმენტული ფორმა ფარდობითობის ნათელ დადასტურებას წარმოადგენს. სხეულის ოთხპოლუსიანი ურთიერთქმედების გაზომვა, რომელიც ბრუნავს, მაგრამ მისი ანტენები სტაციონარული რჩება, გვაჩვენებს, რომ δ-ს გაზრდის პროცესი დამოკიდებულია r -(1+δ) პოტენციალზე, რამდენიმე მეტრის მანძილზე და არის ზღვარში (2.1±). 6.2) .10 -3. არაერთმა სხვა პრაქტიკულმა დადასტურებამ საშუალება მისცა ამ კანონს დაემკვიდრებინა და მიეღო ერთიანი ფორმა, ცვლილებების გარეშე. 2007 წელს ეს დოგმა ხელახლა შემოწმდა სანტიმეტრზე ნაკლებ მანძილზე (55 მიკრონი-9,59 მმ). ექსპერიმენტის შეცდომების გათვალისწინებით, მეცნიერებმა შეისწავლეს მანძილის დიაპაზონი და ამ კანონში აშკარა გადახრები არ აღმოაჩინეს.

მთვარის ორბიტაზე დაკვირვებამ დედამიწასთან მიმართებაშიც დაადასტურა მისი მართებულობა.

ევკლიდური სივრცე

ნიუტონის გრავიტაციის კლასიკური თეორია დაკავშირებულია ევკლიდეს სივრცესთან. მანძილის გაზომვის ინდიკატორების საკმაოდ მაღალი სიზუსტით (10 -9) ფაქტობრივი თანასწორობა ზემოთ განხილული ტოლობის მნიშვნელში გვიჩვენებს ნიუტონის მექანიკის სივრცის ევკლიდეს საფუძველს, სამგანზომილებიანი ფიზიკური ფორმით. მატერიის ასეთ წერტილში სფერული ზედაპირის ფართობს აქვს ზუსტი პროპორციულობა მისი რადიუსის კვადრატთან მიმართებაში.

მონაცემები ისტორიიდან

განვიხილოთ უნივერსალური მიზიდულობის კანონის აღმოჩენის მოკლე ისტორია.

იდეები წამოაყენეს სხვა მეცნიერებმა, რომლებიც ნიუტონამდე ცხოვრობდნენ. ამაზე ფიქრობდნენ ეპიკური, კეპლერი, დეკარტი, რობერვალი, გასენდი, ჰაიგენსი და სხვები. კეპლერმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ მიზიდულობის ძალა უკუპროპორციულია მზიდან მანძილისა და ვრცელდება მხოლოდ ეკლიპტურ სიბრტყეებზე; დეკარტის აზრით, ეს იყო ეთერის სისქეში მორევების მოქმედების შედეგი. იყო არაერთი ვარაუდი, რომელიც ასახავდა სწორ ვარაუდს დისტანციაზე დამოკიდებულების შესახებ.

ნიუტონის წერილი ჰალლისადმი შეიცავდა ინფორმაციას, რომ თავად სერ ისაკის წინამორბედები იყვნენ ჰუკი, რენი და ბუიო ისმაელი. თუმცა, მანამდე არავის შეეძლო მკაფიოდ, მათემატიკური მეთოდების გამოყენებით, დაეკავშირებინა გრავიტაციის კანონი და პლანეტების მოძრაობა.

უნივერსალური მიზიდულობის კანონის აღმოჩენის ისტორია მჭიდრო კავშირშია ნაშრომთან „ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები“ (1687 წ.). ამ ნაშრომში ნიუტონმა შეძლო ამ კანონის გამოყვანა კეპლერის ემპირიული კანონის წყალობით, რომელიც იმ დროისთვის უკვე ცნობილი იყო. ის გვაჩვენებს, რომ:

• ნებისმიერი ხილული პლანეტის მოძრაობის ფორმა მიუთითებს ცენტრალური ძალის არსებობაზე;
• ცენტრალური ტიპის მიზიდულობის ძალა ქმნის ელიფსურ ან ჰიპერბოლურ ორბიტებს.

ნიუტონის თეორიის შესახებ

უნივერსალური მიზიდულობის კანონის აღმოჩენის მოკლე ისტორიის გამოკვლევამ ასევე შეიძლება მიგვანიშნოს უამრავ განსხვავებაზე, რაც განასხვავებს მას წინა ჰიპოთეზებისგან. ნიუტონმა არა მხოლოდ გამოაქვეყნა განსახილველი ფენომენის შემოთავაზებული ფორმულა, არამედ შემოგვთავაზა მათემატიკური მოდელი მთლიანად:

• პოზიცია სიმძიმის კანონზე;
• დებულება მოძრაობის კანონის შესახებ;
• მათემატიკური კვლევის მეთოდების სისტემატიკა.

ამ ტრიადას საკმაოდ ზუსტად შეეძლო ციური ობიექტების ყველაზე რთული მოძრაობების შესწავლაც კი, რითაც საფუძველს ქმნიდა ციური მექანიკისთვის. სანამ აინშტაინი არ იწყებდა მუშაობას, ამ მოდელს არ სჭირდებოდა ფუნდამენტური შესწორებები. მხოლოდ მათემატიკური აპარატი საგრძნობლად უნდა გაუმჯობესებულიყო.

განხილვის ობიექტი

აღმოჩენილი და დადასტურებული კანონი მეთვრამეტე საუკუნის განმავლობაში იქცა აქტიური დებატებისა და სკრუპულოზური გადამოწმების ცნობილი საგანი. თუმცა, საუკუნე დასრულდა მის პოსტულატებთან და განცხადებებთან საერთო თანხმობით. კანონის გამოთვლების გამოყენებით შესაძლებელი გახდა ზეცაში სხეულების მოძრაობის გზების ზუსტად დადგენა. პირდაპირი გადამოწმება განხორციელდა 1798 წელს. მან ეს გააკეთა ტორსიული ტიპის ბალანსის გამოყენებით დიდი მგრძნობელობით. გრავიტაციის უნივერსალური კანონის აღმოჩენის ისტორიაში აუცილებელია განსაკუთრებული ადგილი დაუთმოს პუასონის მიერ შემოტანილ ინტერპრეტაციებს. მან შეიმუშავა გრავიტაციული პოტენციალის კონცეფცია და პუასონის განტოლება, რომლითაც შესაძლებელი გახდა ამ პოტენციალის გამოთვლა. ამ ტიპის მოდელმა შესაძლებელი გახადა გრავიტაციული ველის შესწავლა მატერიის თვითნებური განაწილების არსებობის პირობებში.

ნიუტონის თეორიას ბევრი სირთულე ჰქონდა. მთავარი შეიძლება ჩაითვალოს შორ მანძილზე მოქმედების აუხსნელად. შეუძლებელი იყო ზუსტი პასუხის გაცემა კითხვაზე, თუ როგორ იგზავნება გრავიტაციული ძალები ვაკუუმ სივრცეში უსასრულო სიჩქარით.

კანონის „ევოლუცია“.

მომდევნო ორასი წლის განმავლობაში და კიდევ უფრო მეტი, ბევრი ფიზიკოსი ცდილობდა შეეთავაზებინა სხვადასხვა გზები ნიუტონის თეორიის გასაუმჯობესებლად. ეს მცდელობები ტრიუმფით დასრულდა 1915 წელს, კერძოდ, ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შექმნა, რომელიც შეიქმნა აინშტაინის მიერ. მან შეძლო მთელი სირთულის გადალახვა. კორესპონდენციის პრინციპის შესაბამისად, ნიუტონის თეორია აღმოჩნდა მიახლოება თეორიაზე მუშაობის დასაწყისთან უფრო ზოგადი ფორმით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას გარკვეულ პირობებში:

1. გრავიტაციული ბუნების პოტენციალი არ შეიძლება იყოს ძალიან დიდი შესწავლილ სისტემებში. მზის სისტემა ციური სხეულების მოძრაობის ყველა წესის დაცვის მაგალითია. რელატივისტური ფენომენი აღმოჩნდება პერიჰელიონის ცვლის შესამჩნევ გამოვლინებაში.
2. სისტემების ამ ჯგუფში მოძრაობის სიჩქარე სინათლის სიჩქარესთან შედარებით უმნიშვნელოა.

სუსტ სტაციონალურ გრავიტაციულ ველში ზოგადი ფარდობითობის გამოთვლები ნიუტონის ფორმას იღებს, არის სკალარული გრავიტაციული პოტენციალის არსებობა სუსტად გამოხატული ძალის მახასიათებლების მქონე სტაციონალურ ველში, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს პუასონის განტოლების პირობები.

კვანტური მასშტაბი

თუმცა, ისტორიაში, არც უნივერსალური გრავიტაციის კანონის მეცნიერული აღმოჩენა და არც ფარდობითობის ზოგადი თეორია არ შეიძლება იყოს საბოლოო გრავიტაციული თეორია, რადგან ორივე არ აღწერს დამაკმაყოფილებლად გრავიტაციული ტიპის პროცესებს კვანტური მასშტაბით. კვანტური გრავიტაციული თეორიის შექმნის მცდელობა თანამედროვე ფიზიკის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა.

კვანტური გრავიტაციის თვალსაზრისით, ობიექტებს შორის ურთიერთქმედება იქმნება ვირტუალური გრავიტონების გაცვლის გზით. გაურკვევლობის პრინციპის შესაბამისად, ვირტუალური გრავიტონების ენერგეტიკული პოტენციალი უკუპროპორციულია დროის იმ პერიოდთან, რომელშიც ის არსებობდა, ერთი ობიექტის მიერ გამოსხივების წერტილიდან იმ მომენტამდე, როდესაც ის სხვა წერტილით შეიწოვება.

ამის გათვალისწინებით, ირკვევა, რომ მცირე მანძილის მასშტაბზე სხეულების ურთიერთქმედება გულისხმობს ვირტუალური ტიპის გრავიტონების გაცვლას. ამ მოსაზრებების წყალობით, შესაძლებელია დავასკვნათ განცხადება ნიუტონის პოტენციალის კანონისა და მისი დამოკიდებულების შესახებ მანძილის მიმართ უკუპროპორციულობის ინდექსის შესაბამისად. კულონისა და ნიუტონის კანონების ანალოგია აიხსნება იმით, რომ გრავიტონების წონა ნულის ტოლია. ფოტონების წონას იგივე მნიშვნელობა აქვს.

მცდარი წარმოდგენა

სკოლის სასწავლო გეგმაში პასუხი კითხვაზე ისტორიიდან, თუ როგორ აღმოაჩინა ნიუტონმა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, არის ამბავი ვაშლის ცვენის შესახებ. ამ ლეგენდის თანახმად, ის მეცნიერს თავზე დაეცა. თუმცა, ეს არის გავრცელებული მცდარი წარმოდგენა და რეალურად ყველაფერი შესაძლებელი იყო თავის შესაძლო დაზიანების ასეთი შემთხვევის გარეშე. თავად ნიუტონი ხანდახან ადასტურებდა ამ მითს, მაგრამ სინამდვილეში კანონი არ იყო სპონტანური აღმოჩენა და არ მოვიდა მომენტალური გამჭრიახობით. როგორც ზემოთ დაიწერა, იგი დიდი ხნის განმავლობაში იყო შემუშავებული და პირველად იყო წარმოდგენილი ნაშრომებში „მათემატიკური პრინციპების“ შესახებ, რომელიც გამოვიდა საზოგადოებისთვის 1687 წელს.

ჩვენ ყველანი სკოლაში ვსწავლობდით უნივერსალური მიზიდულობის კანონს. მაგრამ რა ვიცით რეალურად გრავიტაციის შესახებ იმის მიღმა, რასაც ჩვენი სკოლის მასწავლებლები აყენებენ ჩვენს თავში? განვაახლოთ ჩვენი ცოდნა...

ფაქტი ერთი

ყველამ იცის ცნობილი იგავი ვაშლის შესახებ, რომელიც ნიუტონს თავზე დაეცა. მაგრამ ფაქტია, რომ ნიუტონმა არ აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, რადგან ეს კანონი უბრალოდ არ არის წარმოდგენილი მის წიგნში "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები". ამ ნაშრომში არ არსებობს ფორმულა ან ფორმულირება, როგორც ამას ყველა თავად ხედავს. უფრო მეტიც, გრავიტაციული მუდმივის პირველი ნახსენები მხოლოდ მე-19 საუკუნეში ჩნდება და, შესაბამისად, ფორმულა ადრე ვერ გამოჩნდებოდა. სხვათა შორის, G კოეფიციენტს, რომელიც გამოთვლების შედეგს 600 მილიარდჯერ ამცირებს, ფიზიკური მნიშვნელობა არ აქვს და წინააღმდეგობების დასამალად იქნა შემოღებული.

ფაქტი მეორე

მიჩნეულია, რომ კავენდიშმა პირველმა აჩვენა გრავიტაციული მიზიდულობა ლაბორატორიულ ინგოტებში, ბრუნვის ბალანსის გამოყენებით - ჰორიზონტალური სხივი, რომლის ბოლოებში წონები იყო ჩამოკიდებული თხელ ძაფზე. როკერს შეეძლო თხელი მავთულის ჩართვა. ოფიციალური ვერსიით, კევენდიშმა მოპირდაპირე მხრიდან 158 კგ-იანი წყვილი ბლანკები მიიტანა როკერის წონებზე და როკერი მცირე კუთხით ტრიალებდა, თუმცა ექსპერიმენტული მეთოდოლოგია არასწორი იყო და შედეგები გაყალბდა, რაც დამაჯერებლად დადასტურდა. კავენდიშმა დიდი დრო დახარჯა ინსტალაციის გადამუშავებასა და რეგულირებაში, რათა შედეგები მოერგოს ნიუტონის მიერ გამოხატულ დედამიწის საშუალო სიმკვრივეს. თავად ექსპერიმენტის მეთოდოლოგია მოიცავდა ბლანკების რამდენჯერმე გადაადგილებას, ხოლო როკერის მკლავის ბრუნვის მიზეზი იყო მიკროვიბრაციები ბლანკების მოძრაობიდან, რომლებიც გადადიოდა საკიდზე.

ამას ადასტურებს ის ფაქტი, რომ მე-18 საუკუნის ასეთი მარტივი ინსტალაცია საგანმანათლებლო მიზნებისთვის უნდა დამონტაჟებულიყო, თუ არა ყველა სკოლაში, მაშინ მაინც უნივერსიტეტების ფიზიკის განყოფილებებში, რათა სტუდენტებს პრაქტიკაში ეჩვენებინათ შედეგი. უნივერსალური მიზიდულობის კანონი. თუმცა, კავენდიშის ინსტალაცია არ გამოიყენება საგანმანათლებლო პროგრამებში და როგორც სკოლის მოსწავლეები, ასევე სტუდენტები თვლიან, რომ ორი ბლანკი იზიდავს ერთმანეთს.

ფაქტი მესამე

თუ დედამიწაზე, მთვარეზე და მზეზე საცნობარო მონაცემებს ჩავანაცვლებთ უნივერსალური მიზიდულობის კანონის ფორმულაში, მაშინ იმ მომენტში, როდესაც მთვარე დაფრინავს დედამიწასა და მზეს შორის, მაგალითად, მზის დაბნელების მომენტში, ძალა მზესა და მთვარეს შორის მიზიდულობა ორჯერ მეტია ვიდრე დედამიწასა და მთვარეს შორის!

ფორმულის მიხედვით, მთვარეს უნდა დაეტოვებინა დედამიწის ორბიტა და დაეწყო ბრუნი მზის გარშემო.

გრავიტაციის მუდმივი - 6,6725×10 −11 მ³/(კგ ს²).

მთვარის მასა არის 7,3477 × 10 22 კგ.

მზის მასა არის 1,9891×10 30 კგ.

დედამიწის მასა არის 5,9737 × 10 24 კგ.

მანძილი დედამიწასა და მთვარეს შორის = 380 000 000 მ.

მანძილი მთვარესა და მზეს შორის = 149,000,000,000 მ.

დედამიწადა მთვარე:

6,6725×10 -11 x 7,3477×10 22 x 5,9737×10 24 / 380000000 2 = 2.028×10 20 H

მთვარედა მზე:

6,6725 × 10 -11 x 7,3477 10 22 x 1,9891 10 30 / 149000000000 2 = 4.39×10 20 H

2.028×10 20 H

მიზიდულობის ძალა დედამიწასა და მთვარეს შორისმიზიდულობის ძალა მთვარესა და მზეს შორის

ეს გამოთვლები შეიძლება გააკრიტიკოს იმით, რომ ამ ციური სხეულის საცნობარო სიმკვრივე, სავარაუდოდ, სწორად არ არის განსაზღვრული.

მართლაც, ექსპერიმენტული მტკიცებულებები ვარაუდობენ, რომ მთვარე არ არის მყარი სხეული, არამედ თხელკედლიანი გარსი. ავტორიტეტული ჟურნალი Science აღწერს სეისმური სენსორების მუშაობის შედეგებს მას შემდეგ, რაც რაკეტის მესამე ეტაპი, რომელმაც დააჩქარა Apollo 13 კოსმოსური ხომალდი, მოხვდა მთვარის ზედაპირზე: „სეისმური ზარი დაფიქსირდა ოთხ საათზე მეტი ხნის განმავლობაში. დედამიწაზე, თუ რაკეტა ეკვივალენტურ მანძილზე მოხვდება, სიგნალი მხოლოდ რამდენიმე წუთს გაგრძელდება“.

სეისმური ვიბრაციები, რომლებიც ასე ნელა იშლება, დამახასიათებელია ღრუ რეზონატორისთვის და არა მყარი სხეულისთვის.

მაგრამ მთვარე, სხვა საკითხებთან ერთად, არ აჩვენებს თავის მიმზიდველ თვისებებს დედამიწასთან მიმართებაში - დედამიწა-მთვარე წყვილი მოძრაობს. არა მასის საერთო ცენტრის გარშემო, როგორც ეს იქნებოდა უნივერსალური მიზიდულობის კანონის მიხედვით და დედამიწის ელიფსოიდური ორბიტა ეწინააღმდეგება ამ კანონს არ ხდებაზიგზაგი.

უფრო მეტიც, თავად მთვარის ორბიტის პარამეტრები არ რჩება მუდმივი; ორბიტა, სამეცნიერო ტერმინოლოგიით, "ევოლუცირებს" და ამას ეწინააღმდეგება უნივერსალური მიზიდულობის კანონს.

ფაქტი მეოთხე

როგორ შეიძლება ეს იყოს, ზოგი გააპროტესტებს, რადგან სკოლის მოსწავლეებმაც კი იციან დედამიწაზე ოკეანის მოქცევის შესახებ, რაც ხდება მზესა და მთვარეზე წყლის მიზიდვის გამო.

თეორიის თანახმად, მთვარის გრავიტაცია ქმნის მოქცევის ელიფსოიდს ოკეანეში, ორი მოქცევის კეხით, რომლებიც მოძრაობენ დედამიწის ზედაპირზე ყოველდღიური ბრუნვის გამო.

თუმცა, პრაქტიკა აჩვენებს ამ თეორიების აბსურდულობას. ყოველივე ამის შემდეგ, მათი აზრით, 1 მეტრის სიმაღლის მოქცევის კეხი დრეიკის გადასასვლელით წყნარი ოკეანიდან ატლანტიკამდე 6 საათში უნდა გადავიდეს. ვინაიდან წყალი შეკუმშვადია, წყლის მასა ასწევს დონეს დაახლოებით 10 მეტრის სიმაღლეზე, რაც პრაქტიკაში არ ხდება. პრაქტიკაში, მოქცევის ფენომენი ხდება ავტონომიურად 1000-2000 კმ-ის რაიონებში.

ლაპლასი ასევე გაოცებული იყო პარადოქსით: რატომ მოდის საფრანგეთის საზღვაო პორტებში სავსე წყალი თანმიმდევრულად, თუმცა მოქცევის ელიფსოიდის კონცეფციის მიხედვით იგი ერთდროულად უნდა მოვიდეს.

ფაქტი მეხუთე

გრავიტაციის გაზომვის პრინციპი მარტივია - გრავიმეტრები ზომავენ ვერტიკალურ კომპონენტებს, ხოლო ქლიავის ხაზის გადახრა აჩვენებს ჰორიზონტალურ კომპონენტებს.

მასობრივი გრავიტაციის თეორიის გამოცდის პირველი მცდელობა ბრიტანელებმა გააკეთეს მე-18 საუკუნის შუა ხანებში ინდოეთის ოკეანის სანაპიროზე, სადაც, ერთ მხარეს არის მსოფლიოში ყველაზე მაღალი კლდოვანი ქედი ჰიმალაიზე, ხოლო მეორეზე. , ოკეანის თასი, რომელიც ივსება გაცილებით ნაკლებად მასიური წყლით. მაგრამ, სამწუხაროდ, ქლიავის ხაზი არ გადაიხრება ჰიმალაისკენ! უფრო მეტიც, ულტრამგრძნობიარე ინსტრუმენტები - გრავიმეტრები - ვერ ამჩნევენ განსხვავებას ტესტის სხეულის სიმძიმის ერთსა და იმავე სიმაღლეზე, როგორც მასიურ მთებზე, ასევე კილომეტრის სიღრმის ნაკლებად მკვრივ ზღვებზე.

ჩამოყალიბებული თეორიის გადასარჩენად, მეცნიერებმა მას მხარი დაუჭირეს: ისინი ამბობენ, რომ ამის მიზეზი არის "იზოსტაზია" - უფრო მკვრივი ქანები მდებარეობს ზღვების ქვეშ, ხოლო ფხვიერი ქანები მდებარეობს მთების ქვეშ და მათი სიმკვრივე ზუსტად იგივეა. როგორც ყველაფერი სასურველ მნიშვნელობაზე მორგება.

ასევე ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ღრმა მაღაროებში გრავიმეტრები აჩვენებს, რომ სიმძიმის ძალა არ მცირდება სიღრმეზე. ის აგრძელებს ზრდას, დამოკიდებულია მხოლოდ დედამიწის ცენტრამდე მანძილის კვადრატზე.

ფაქტი მეექვსე

უნივერსალური მიზიდულობის კანონის ფორმულის მიხედვით, ორი მასა, m1 და m2, რომელთა ზომები შეიძლება უგულებელვყოთ მათ შორის დისტანციებთან შედარებით, სავარაუდოდ იზიდავს ერთმანეთს ამ მასების ნამრავლის პირდაპირპროპორციული ძალით. და მათ შორის მანძილის კვადრატის უკუპროპორციულია. თუმცა, ფაქტობრივად, არც ერთი მტკიცებულება არ არის ცნობილი, რომ მატერიას აქვს გრავიტაციული მიმზიდველი ეფექტი. პრაქტიკა გვიჩვენებს, რომ გრავიტაცია არ წარმოიქმნება მატერიით ან მასებით, ის დამოუკიდებელია მათგან და მასიური სხეულები მხოლოდ გრავიტაციას ემორჩილებიან.

მატერიისგან გრავიტაციის დამოუკიდებლობას ადასტურებს ის ფაქტი, რომ იშვიათი გამონაკლისების გარდა, მზის სისტემის მცირე სხეულებს არ გააჩნიათ გრავიტაციული მიმზიდველობის უნარი. მთვარის გარდა, ექვს ათეულზე მეტი პლანეტარული თანამგზავრი არ აჩვენებს საკუთარი გრავიტაციის ნიშანს. ეს დადასტურდა როგორც არაპირდაპირი, ასევე პირდაპირი გაზომვებით; მაგალითად, 2004 წლიდან კასინის ზონდი სატურნის სიახლოვეს დროდადრო მიფრინავდა მის თანამგზავრებთან ახლოს, მაგრამ ზონდის სიჩქარეში ცვლილებები არ დაფიქსირებულა. იგივე კასენის დახმარებით გეიზერი აღმოაჩინეს ენცელადუსზე, სატურნის სიდიდით მეექვსე მთვარეზე.

რა ფიზიკური პროცესები უნდა მოხდეს კოსმოსურ ყინულზე, რათა ორთქლის ჭავლები კოსმოსში გაფრინდეს?

ამავე მიზეზით, ტიტანს, სატურნის უდიდეს მთვარეს, აქვს გაზის კუდი ატმოსფერული გადინების შედეგად.

თეორიით ნაწინასწარმეტყველები არც ერთი თანამგზავრი არ იქნა ნაპოვნი ასტეროიდებზე, მიუხედავად მათი დიდი რაოდენობისა. და ყველა მოხსენებაში ორმაგი ან დაწყვილებული ასტეროიდების შესახებ, რომლებიც სავარაუდოდ ბრუნავენ საერთო მასის ცენტრის გარშემო, არ იყო ამ წყვილების ბრუნვის მტკიცებულება. კომპანიონები ახლოს იყვნენ და მზის გარშემო კვაზი-სინქრონულ ორბიტებზე მოძრაობდნენ.

ასტეროიდის ორბიტაზე ხელოვნური თანამგზავრების განთავსების მცდელობები წარუმატებლად დასრულდა. მაგალითები მოიცავს NEAR ზონდს, რომელიც ამერიკელებმა ასტეროიდს გაუგზავნეს ეროსის, ან HAYABUSA ზონდი, რომელიც იაპონელებმა გაგზავნეს ასტეროიდთან იტოკავას.

ფაქტი მეშვიდე

ერთ დროს ლაგრანჟმა, რომელიც ცდილობდა სამი სხეულის პრობლემის გადაჭრას, მიიღო სტაბილური გამოსავალი კონკრეტული შემთხვევისთვის. მან აჩვენა, რომ მესამე სხეულს შეუძლია გადაადგილება მეორის ორბიტაზე, მუდმივად იმყოფებოდა ორი წერტილიდან ერთ-ერთში, რომელთაგან ერთი 60°-ით უსწრებს მეორე სხეულს, მეორე კი იმავე რაოდენობით უკან.

ამასთან, სატურნის ორბიტის უკან და მის წინ ნაპოვნი კომპანიონი ასტეროიდების ორი ჯგუფი, რომელსაც ასტრონომები სიხარულით უწოდებდნენ ტროას, გადავიდა პროგნოზირებული ტერიტორიებიდან და უნივერსალური გრავიტაციის კანონის დადასტურება გადაიქცა პუნქციაში.

ფაქტი მერვე

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, სინათლის სიჩქარე სასრულია, რის შედეგადაც ჩვენ ვხედავთ შორეულ ობიექტებს არა იმ ადგილას, სადაც ისინი იმ მომენტში არიან განლაგებული, არამედ იმ წერტილში, საიდანაც დაიწყო სინათლის სხივი, რომელიც ჩვენ ვნახეთ. მაგრამ რა სიჩქარით ვრცელდება გრავიტაცია? იმ დროისთვის დაგროვილი მონაცემების გაანალიზების შემდეგ, ლაპლასმა დაადგინა, რომ „გრავიტაცია“ სინათლეზე უფრო სწრაფად ვრცელდება, სულ მცირე, შვიდი რიგით! პულსარული იმპულსების მიმღების თანამედროვე გაზომვებმა კიდევ უფრო გაზარდა გრავიტაციის გავრცელების სიჩქარე - სულ მცირე 10 ბრძანებით უფრო სწრაფი ვიდრე სინათლის სიჩქარე. ამრიგად, ექსპერიმენტული კვლევა ეწინააღმდეგება ფარდობითობის ზოგად თეორიას, რომელსაც ოფიციალური მეცნიერება მაინც ეყრდნობა, მიუხედავად მისი სრული წარუმატებლობისა.

ფაქტი მეცხრე

არსებობს გრავიტაციის ბუნებრივი ანომალიები, რომლებიც ასევე ვერ პოულობენ რაიმე ნათელ ახსნას ოფიციალური მეცნიერებიდან. Აი ზოგიერთი მაგალითი:

ფაქტი ათი

არსებობს დიდი რაოდენობით ალტერნატიული კვლევები შთამბეჭდავი შედეგებით ანტიგრავიტაციის სფეროში, რომლებიც ძირეულად უარყოფენ ოფიციალური მეცნიერების თეორიულ გამოთვლებს.

ზოგიერთი მკვლევარი აანალიზებს ანტიგრავიტაციის ვიბრაციულ ხასიათს. ეს ეფექტი ნათლად ჩანს თანამედროვე ექსპერიმენტებში, სადაც წვეთები ჰაერში აკუსტიკური ლევიტაციის გამო ეკიდა. აქ ჩვენ ვხედავთ, თუ როგორ ხდება გარკვეული სიხშირის ხმის დახმარებით ჰაერში სითხის წვეთების დამაჯერებლად შეკავება...

მაგრამ ეფექტი, ერთი შეხედვით, აიხსნება გიროსკოპის პრინციპით, მაგრამ ასეთი მარტივი ექსპერიმენტიც კი ძირითადად ეწინააღმდეგება გრავიტაციას მის თანამედროვე გაგებაში.

ვიქტორ სტეპანოვიჩი გარდაიცვალა საკმაოდ უცნაურ ვითარებაში და მისი ნამუშევარი ნაწილობრივ დაიკარგა, მაგრამ ანტიგრავიტაციული პლატფორმის პროტოტიპის გარკვეული ნაწილი შემორჩენილია და შეგიძლიათ ნახოთ ნოვოსიბირსკის გრებენნიკოვის მუზეუმში.

ანტიგრავიტაციის კიდევ ერთი პრაქტიკული გამოყენება შეიძლება შეინიშნოს ფლორიდის ქალაქ ჰომსტედში, სადაც არის მარჯნის მონოლითური ბლოკების უცნაური სტრუქტურა, რომელსაც პოპულარული მეტსახელი აქვს. იგი აშენდა ლატვიელმა ედუარდ ლიდსკალნინმა მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში. ამ გამხდარი აღნაგობის კაცს არანაირი ხელსაწყო არ ჰქონია, მანქანაც კი არ ჰყავდა და საერთოდ არანაირი აღჭურვილობა.

მას საერთოდ არ იყენებდა ელექტროენერგია, ასევე მისი არყოფნის გამო, მაგრამ რატომღაც ჩავიდა ოკეანეში, სადაც ამოჭრა მრავალტონიანი ქვის ბლოკები და როგორღაც მიაწოდა მათ ადგილზე. განლაგება სრულყოფილი სიზუსტით.

ედის გარდაცვალების შემდეგ მეცნიერებმა დაიწყეს მისი შემოქმედების გულდასმით შესწავლა. ექსპერიმენტის გულისთვის შემოიტანეს მძლავრი ბულდოზერი და სცადეს მარჯნის ციხის 30-ტონიანი ბლოკის გადატანა. ბულდოზერი იღრიალა და მოცურდა, მაგრამ უზარმაზარი ქვა არ დააძრა.

ციხის შიგნით აღმოაჩინეს უცნაური მოწყობილობა, რომელსაც მეცნიერებმა პირდაპირი დენის გენერატორი უწოდეს. ეს იყო მასიური ნაგებობა მრავალი ლითონის ნაწილით. 240 მუდმივი ზოლიანი მაგნიტი ჩაშენდა მოწყობილობის გარედან. მაგრამ როგორ აიძულებდა ედუარდ ლედსკალნინმა მრავალტონიანი ბლოკების გადაადგილება, ჯერ კიდევ საიდუმლო რჩება.

ცნობილია ჯონ სერლის კვლევა, რომლის ხელშიც უჩვეულო გენერატორები გაცოცხლდნენ, ბრუნავდნენ და გამოიმუშავებდნენ ენერგიას; ნახევარი მეტრიდან 10 მეტრამდე დიამეტრის დისკები ჰაერში ავიდა და კონტროლირებად ფრენებს ახორციელებდა ლონდონიდან კორნუოლში და უკან.

პროფესორის ექსპერიმენტები განმეორდა რუსეთში, აშშ-სა და ტაივანში. მაგალითად, რუსეთში 1999 წელს დარეგისტრირდა საპატენტო განაცხადი „მექანიკური ენერგიის წარმოქმნის მოწყობილობებზე“ №99122275/09. ვლადიმერ ვიტალიევიჩ როშჩინმა და სერგეი მიხაილოვიჩ გოდინმა, ფაქტობრივად, გაამრავლეს SEG (Searl Effect Generator) და ჩაატარეს კვლევების სერია მასთან. შედეგი იყო განცხადება: თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ 7 კვტ ელექტროენერგია ხარჯების გარეშე; მბრუნავმა გენერატორმა წონაში 40%-მდე დაიკლო.

სერლის პირველი ლაბორატორიის აღჭურვილობა გაურკვეველ ადგილას გადაიყვანეს, სანამ ის ციხეში იმყოფებოდა. გოდინისა და როშჩინის ინსტალაცია უბრალოდ გაქრა; მის შესახებ ყველა პუბლიკაცია, გამოგონების განაცხადის გარდა, გაქრა.

ასევე ცნობილია ჰაჩისონის ეფექტი, რომელსაც კანადელი ინჟინერ-გამომგონებლის სახელი ეწოდა. ეფექტი გამოიხატება მძიმე საგნების ლევიტაციაში, განსხვავებული მასალების შენადნობაში (მაგალითად, მეტალი + ხე) და ლითონების ანომალიური გათბობა მათ მახლობლად დამწვარი ნივთიერებების არარსებობის შემთხვევაში. აქ მოცემულია ამ ეფექტების ვიდეო:

როგორიც არ უნდა იყოს სინამდვილეში გრავიტაცია, უნდა ვაღიაროთ, რომ ოფიციალურ მეცნიერებას არ შეუძლია ნათლად ახსნას ამ ფენომენის ბუნება.

იაროსლავ იარგინი

მასალების საფუძველზე:

პლანეტა დედამიწის მაცხოვრებლები გრავიტაციას უდავოდ იღებენ. ცნობილია, რომ ისააკ ნიუტონმა შეიმუშავა უნივერსალური გრავიტაციის თეორია, რადგან მას ხიდან თავზე ვაშლი დაეცა. მაგრამ სინამდვილეში, დედამიწის გრავიტაცია გაცილებით მეტია, ვიდრე ხედან ჩამოვარდნილი ხილი. ჩვენი მიმოხილვა შეიცავს რამდენიმე საინტერესო ფაქტს ამ ძალის შესახებ.

1. ტუალეტის ფიზიკა

დედამიწაზე ადამიანებს სურთ განიტვირთონ თავი, როგორც კი შარდის ბუშტი მისი მაქსიმალური ტევადობის 1/3-ით სავსე იქნება. ეს ხდება თითოეულ ჩვენგანზე გრავიტაციის გავლენის გამო. სწორედ ამიტომ, ISS-ზე ასტრონავტები არ გრძნობენ მოშარდვის აუცილებლობას, სანამ შარდის ბუშტი არ გაივსება.

2. მარტივი კოლონიზაცია

გრავიტაცია ძალიან მნიშვნელოვანი საკითხია სხვა სამყაროების კოლონიზაციისას. თეორიულად, ადამიანებს შეუძლიათ იცხოვრონ პლანეტებზე, რომელთა გრავიტაცია დედამიწისგან განსხვავდება არაუმეტეს სამჯერ. წინააღმდეგ შემთხვევაში ტვინში სისხლის მიწოდება შეფერხდება.

3. მთის სიმაღლე

თეორიულად, გრავიტაცია განსაზღვრავს პლანეტაზე წარმოქმნილი ბორცვების მაქსიმალურ სიმაღლეს. ასე რომ, დედამიწისთვის (ისევ თეორიულად), მთები არ შეიძლება აღემატებოდეს 15 კილომეტრს.

4. მთვარის ფიზიკა

ისტორიული აპოლონის მისიის დროს, ასტრონავტებმა, რომლებიც დაეშვნენ მთვარის ზედაპირზე, გამოსცადეს გალილეოს თავისუფალი ვარდნის აჩქარების თეორია. აღმოჩნდა, რომ მთვარეზე მყოფი ობიექტები, განურჩევლად მათი მასისა, უფრო სწრაფად ეცემა, ვიდრე დედამიწაზე. ამის მიზეზი ჰაერის ნაკლებობა და, შედეგად, წინააღმდეგობაა.

5. წარუმატებელი ვარსკვლავი

ბევრი მეცნიერი იუპიტერს წარუმატებელ ვარსკვლავად მიიჩნევს. პლანეტას აქვს საკმარისად ძლიერი გრავიტაციული ველი, რათა მოიპოვოს ვარსკვლავს საჭირო მასა, მაგრამ მას არ გააჩნია საკმარისად ძლიერი ველი სხვა ვარსკვლავად გარდაქმნის დასაწყებად.

6. ტელეპორტაცია

თუ აიღებთ და ამოიღებთ Sol-ს სადმე ერთ წამში, მაშინ მზის სისტემა გარკვეული დროის განმავლობაში გააგრძელებს მისი გრავიტაციული ველის ეფექტს. დედამიწისთვის, თეორიულად, ეს „ბედნიერება“ დაახლოებით 8 წუთს გაგრძელდებოდა, რის შემდეგაც ციური სხეულები იწყებდნენ ორბიტების დაკარგვას.

7. მთები ვარსკვლავებზე

თუ ჩვენი მზე ოდესმე ნეიტრონულ ვარსკვლავად გადაიქცევა, მაშინ მეცნიერთა გამოთვლებით, მისი გრავიტაცია იმდენად ძლიერი იქნება, რომ მის ზედაპირზე ყველაზე დიდი მთის სიმაღლე 5 მილიმეტრს ვერ აღემატება.

8. ვარსკვლავთა სამგლოვიარო სიმღერა

ციური სხეულების გრავიტაციული ველის მოქმედება მათი გაქრობის შემდეგ სულაც არ არის მშრალი თეორია. ჩვენი მზის სისტემა და ჩვენი მშობლიური პლანეტა მუდმივად განიცდის სხვა ვარსკვლავების გრავიტაციულ ველს. კოსმოსში ველის გავრცელების სიჩქარის გათვალისწინებით, ამ ვარსკვლავთაგან ბევრმა შეწყვიტა არსებობა ძალიან, ძალიან დიდი ხნის წინ.

9. სანთლები კოსმოსში

თუ აანთებთ სანთელს გრავიტაციული ველის არარსებობის შემთხვევაში, მაშინ მისი ცეცხლი მრგვალი იქნება. უფრო მეტიც, ცეცხლის ფერი ლურჯი იქნება.

10. სოდა კლავს

გაზიანი სასმელების დალევა გრავიტაციისგან თავისუფალ გარემოში ნამდვილად არ არის კარგი იდეა. რატომ? ეს იმიტომ ხდება, რომ გრავიტაციის არარსებობა მთლიანად ცვლის აირების განაწილების პრინციპს ადამიანის სხეულში. საუკეთესო შემთხვევაში, ამან შეიძლება გამოიწვიოს ძლიერი ღებინების შეტევა. ამიტომაც ISS-ზე ასტრონავტები არ სვამენ სოდას.

ყველა, ვინც დაინტერესებულია მეცნიერებით, დაინტერესდება ამის შესახებ.

გრავიტაციის ძირითადი გაგება სკოლაში გვაქვს. იქ ჩვეულებრივ გვეუბნებიან, რომ არის ისეთი საოცარი ძალა, რომელიც ყველას უჭირავს დედამიწაზე და მხოლოდ მისი წყალობით არ ვფრინავთ კოსმოსში და არ დავდივართ თავდაყირა. სწორედ აქ მთავრდება გართობა პრაქტიკულად, რადგან სკოლაში მხოლოდ ყველაზე ელემენტარულ და მარტივ რაღაცეებს ​​გვეუბნებიან. სინამდვილეში, უნივერსალური გრავიტაციის შესახებ ბევრი კამათი მიმდინარეობს, მეცნიერები გვთავაზობენ ახალ თეორიებსა და იდეებს და არსებობს იმაზე მეტი ნიუანსი, ვიდრე თქვენ წარმოიდგენთ. ამ კრებულში ნახავთ რამდენიმე ძალიან საინტერესო ფაქტს და თეორიას გრავიტაციული გავლენის შესახებ, რომლებიც ან არ იყო შეტანილი სკოლის სასწავლო გეგმაში, ან ცნობილი გახდა არც ისე დიდი ხნის წინ.

10. გრავიტაცია თეორიაა და არა დადასტურებული კანონი.
არსებობს მითი, რომ გრავიტაცია კანონია. თუ თქვენ ცდილობთ ამ თემაზე ონლაინ კვლევას, ნებისმიერი საძიებო სისტემა შემოგთავაზებთ ბევრ ბმულს ნიუტონის უნივერსალური გრავიტაციის კანონის შესახებ. თუმცა, სამეცნიერო საზოგადოებაში კანონები და თეორიები სრულიად განსხვავებული ცნებებია. სამეცნიერო კანონი არის უტყუარი ფაქტი, რომელიც დაფუძნებულია დადასტურებულ მონაცემებზე, რომელიც ნათლად ხსნის მომხდარი ფენომენების არსს. თეორია, თავის მხრივ, არის ერთგვარი იდეა, რომლის დახმარებით მკვლევარები ცდილობენ ახსნან გარკვეული ფენომენები.

თუ გრავიტაციულ ურთიერთქმედებას მეცნიერული ტერმინებით აღვწერთ, მაშინვე სრულიად ნათელი ხდება შედარებით წიგნიერი ადამიანისთვის, რატომ განიხილება უნივერსალური გრავიტაცია თეორიულ სიბრტყეში და არა როგორც კანონად. ვინაიდან მეცნიერებს ჯერ კიდევ არ აქვთ უნარი შეისწავლონ ყველა პლანეტის, თანამგზავრის, ვარსკვლავის, ასტეროიდის და ატომის გრავიტაციული ძალები, ჩვენ არ გვაქვს უფლება ვაღიაროთ უნივერსალური გრავიტაცია, როგორც კანონი.

რობოტი ვოიაჯერ 1-ის ზონდმა გაიარა 21 მილიარდი კილომეტრი, მაგრამ დედამიწიდან ასეთ შორ მანძილზეც კი ძლივს დატოვა ჩვენი პლანეტარული სისტემა. ფრენა გაგრძელდა 40 წელი და 4 თვე და მთელი ამ ხნის განმავლობაში მკვლევარებმა არ მიიღეს ბევრი მონაცემი გრავიტაციის შესახებ აზრების თეორიული სფეროდან კანონების კატეგორიაში გადასატანად. ჩვენი სამყარო ძალიან დიდია და ჩვენ ჯერ კიდევ ძალიან ცოტა ვიცით...

9. გრავიტაციის შესახებ თეორიაში ბევრი ხარვეზია

ჩვენ უკვე დავადგინეთ, რომ უნივერსალური გრავიტაცია მხოლოდ თეორიული კონცეფციაა. უფრო მეტიც, ირკვევა, რომ ამ თეორიას ჯერ კიდევ აქვს მრავალი ხარვეზი, რაც აშკარად მიუთითებს მის შედარებით არასრულფასოვნებაზე. ბევრი შეუსაბამობა დაფიქსირდა არა მხოლოდ ჩვენს მზის სისტემაში, არამედ აქაც კი, დედამიწაზე.

მაგალითად, მთვარეზე უნივერსალური მიზიდულობის თეორიის მიხედვით, მზის გრავიტაციული ძალა დედამიწის მიზიდულობაზე ბევრად უფრო ძლიერი უნდა იყოს. გამოდის, რომ მთვარე მზის გარშემო უნდა ბრუნავდეს და არა ჩვენი პლანეტის გარშემო. მაგრამ ჩვენ ვიცით, რომ მთვარე ჩვენი თანამგზავრია და ამისთვის ზოგჯერ საკმარისია მხოლოდ ღამის ცაზე აწიოთ თვალები.

სკოლაში გვითხრეს ისააკ ნიუტონზე, რომელსაც თავზე საბედისწერო ვაშლი დაეცა, რამაც მას უნივერსალური გრავიტაციის თეორიის იდეა შთააგონა. თვით ნიუტონმაც კი აღიარა, რომ მის თეორიას გარკვეული ხარვეზები ჰქონდა. ერთ დროს სწორედ ნიუტონი გახდა ახალი მათემატიკური კონცეფციის ავტორი - ფლუქსინები (წარმოებულები), რაც დაეხმარა მას გრავიტაციის სწორედ ამ თეორიის ჩამოყალიბებაში. Fluxions შეიძლება არც ისე ნაცნობად ჟღერდეს თქვენთვის, მაგრამ საბოლოოდ ისინი მყარად დაიმკვიდრეს ზუსტ მეცნიერებათა სამყაროში.

დღეს მათემატიკურ ანალიზში ხშირად გამოიყენება დიფერენციალური გამოთვლების მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია ზუსტად ნიუტონისა და მისი კოლეგის ლაიბნიცის იდეებზე. თუმცა, მათემატიკის ეს განყოფილება ასევე საკმაოდ არასრულია და არ არის ნაკლოვანებების გარეშე.

8. გრავიტაციული ტალღები

ალბერტ აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია შემოთავაზებული იქნა 1915 წელს. დაახლოებით ამავე დროს გაჩნდა გრავიტაციული ტალღების ჰიპოთეზა. 1974 წლამდე ამ ტალღების არსებობა მხოლოდ თეორიულად რჩებოდა.

გრავიტაციული ტალღები შეიძლება შევადაროთ ტალღებს სივრცე-დროის კონტინიუმის ტილოზე, რომელიც ჩნდება სამყაროში ფართომასშტაბიანი მოვლენების შედეგად. ასეთი მოვლენები შეიძლება იყოს შავი ხვრელების შეჯახება, ნეიტრონული ვარსკვლავის ბრუნვის სიჩქარის ცვლილება ან სუპერნოვას აფეთქება. როდესაც მსგავსი რამ ხდება, გრავიტაციული ტალღები ვრცელდება სივრცე-დროის კონტინიუმზე, როგორც წყალში ჩავარდნილი ქვის ტალღები. ეს ტალღები სამყაროში სინათლის სიჩქარით მოძრაობენ. კატასტროფულ მოვლენებს ხშირად ვერ ვხედავთ, ამიტომ გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენას მრავალი წელი სჭირდება. ამიტომაც მეცნიერებს 60 წელზე მეტი დასჭირდათ მათი არსებობის დასამტკიცებლად.

თითქმის 40 წელია, მეცნიერები სწავლობენ გრავიტაციული ტალღების პირველ მტკიცებულებებს. როგორც ირკვევა, ეს ტალღები წარმოიქმნება ძალიან მკვრივი და მძიმე გრავიტაციულად შეკრული ვარსკვლავების ორობითი სისტემის შერწყმის დროს, რომელიც ბრუნავს მასის საერთო ცენტრის გარშემო. დროთა განმავლობაში ორობითი ვარსკვლავის კომპონენტები ერთმანეთს უახლოვდება და მათი სიჩქარე თანდათან მცირდება, როგორც ეს აინშტაინმა იწინასწარმეტყველა თავის თეორიაში. გრავიტაციული ტალღების სიდიდე იმდენად მცირეა, რომ 2017 წელს მათ ფიზიკაში ნობელის პრემიაც კი მიენიჭათ ექსპერიმენტული აღმოჩენისთვის.

7. შავი ხვრელები და გრავიტაცია

შავი ხვრელები სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე დიდი საიდუმლოა. ისინი ჩნდებიან საკმაოდ დიდი ვარსკვლავის გრავიტაციული კოლაფსის დროს, რომელიც ხდება სუპერნოვა. როდესაც სუპერნოვა აფეთქდება, ვარსკვლავური მასალის მნიშვნელოვანი მასა კოსმოსში გამოიდევნება. ის, რაც ხდება, შეიძლება გამოიწვიოს სივრცე-დროის რეგიონის ფორმირება სივრცეში, რომელშიც გრავიტაციული ველი იმდენად ძლიერი ხდება, რომ მსუბუქი კვანტებიც კი ვერ ახერხებენ ამ ადგილის (ეს შავი ხვრელის) დატოვებას. ეს არ არის თავად გრავიტაცია, რომელიც ქმნის შავ ხვრელებს, მაგრამ ის მაინც თამაშობს მთავარ როლს ამ რეგიონების დაკვირვებასა და შესწავლაში.

ეს არის შავი ხვრელების გრავიტაცია, რომელიც ეხმარება მეცნიერებს მათ აღმოაჩინონ სამყაროში. იმის გამო, რომ გრავიტაციული მიზიდულობა შეიძლება წარმოუდგენლად ძლიერი იყოს, მკვლევარებს ზოგჯერ შეუძლიათ შეამჩნიონ მისი გავლენა სხვა ვარსკვლავებზე ან ამ რეგიონების მიმდებარე გაზებზე. როდესაც შავი ხვრელი იწოვს გაზებს, წარმოიქმნება ეგრეთ წოდებული აკრეციული დისკი, რომელშიც მატერია აჩქარებულია ისეთ მაღალ სიჩქარემდე, რომ გახურებისას იწყებს ინტენსიური გამოსხივების გამომუშავებას. ეს სიკაშკაშე ასევე შეიძლება გამოვლინდეს რენტგენის დიაპაზონში. სწორედ აკრეციის ფენომენის წყალობით შევძელით შავი ხვრელების არსებობის დამტკიცება (სპეციალური ტელესკოპების გამოყენებით). გამოდის, რომ რომ არა გრავიტაცია, ჩვენ არც კი ვიცოდით შავი ხვრელების არსებობის შესახებ.

6. თეორია შავი მატერიისა და შავი ენერგიის შესახებ

სამყაროს დაახლოებით 68% შედგება ბნელი ენერგიისგან, ხოლო 27% დაცულია ბნელი მატერიისთვის. Თეორიულად. იმისდა მიუხედავად, რომ ჩვენს სამყაროში ბნელ მატერიას და ბნელ ენერგიას ამდენი ადგილი ეთმობოდა, ჩვენ ძალიან ცოტა ვიცით მათ შესახებ.

ჩვენ სავარაუდოდ ვიცით, რომ ბნელ ენერგიას აქვს მრავალი თვისება. მაგალითად, აინშტაინის გრავიტაციის თეორიით ხელმძღვანელობით, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ბნელი ენერგია მუდმივად ფართოვდება. სხვათა შორის, მეცნიერებს თავდაპირველად სჯეროდათ, რომ აინშტაინის თეორია მათ დაეხმარებოდა დაემტკიცებინათ, რომ დროთა განმავლობაში გრავიტაციული გავლენა ანელებს სამყაროს გაფართოებას. თუმცა, 1998 წელს, ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ მიღებულმა მონაცემებმა საფუძველი მისცა იმის დასაჯერებლად, რომ სამყარო ფართოვდება მხოლოდ მზარდი სიჩქარით. ამავდროულად, მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ გრავიტაციის თეორიას არ შეუძლია ახსნას ფუნდამენტური ფენომენები, რომლებიც ხდება ჩვენს სამყაროში. ასე გაჩნდა ჰიპოთეზა ბნელი ენერგიისა და ბნელი მატერიის არსებობის შესახებ, რომელიც შექმნილია სამყაროს გაფართოების აჩქარების გასამართლებლად.

5. გრავიტონები

სკოლაში გვეუბნებიან, რომ გრავიტაცია არის ძალა. მაგრამ ეს შეიძლება იყოს რაღაც მეტიც... შესაძლებელია, რომ გრავიტაცია მომავალში განიხილება, როგორც ნაწილაკის გამოვლინება, რომელსაც გრავიტონი ჰქვია.

ჰიპოთეტურად, გრავიტონები არის უმასური ელემენტარული ნაწილაკები, რომლებიც ასხივებენ გრავიტაციულ ველს. დღემდე, ფიზიკოსებს ჯერ არ დაუმტკიცებიათ ამ ნაწილაკების არსებობა, მაგრამ მათ უკვე აქვთ მრავალი თეორია იმის შესახებ, თუ რატომ უნდა არსებობდეს ეს გრავიტონები. ერთ-ერთი ასეთი თეორია აცხადებს, რომ გრავიტაცია არის ერთადერთი ძალა (ბუნების 4 ფუნდამენტური ძალიდან ან ურთიერთქმედებებიდან), რომელიც ჯერ კიდევ არ არის დაკავშირებული ერთ ელემენტარულ ნაწილაკთან ან რაიმე სტრუქტურულ ერთეულთან.

გრავიტონები შეიძლება არსებობდეს, მაგრამ მათი ამოცნობა წარმოუდგენლად რთულია. ფიზიკოსები ვარაუდობენ, რომ გრავიტაციული ტალღები სწორედ ამ გაუგებარი ნაწილაკებისგან შედგება. გრავიტაციული ტალღების გამოსავლენად მკვლევარებმა მრავალი ექსპერიმენტი ჩაატარეს, რომელთაგან ერთ-ერთში სარკეები და ლაზერები გამოიყენეს. ინტერფერომეტრულ დეტექტორს შეუძლია სარკის გადაადგილების აღმოჩენა ყველაზე მიკროსკოპულ დისტანციებზეც კი, მაგრამ, სამწუხაროდ, მას არ შეუძლია აღმოაჩინოს გრავიტონებივით წვრილ ნაწილაკებთან დაკავშირებული ცვლილებები. თეორიულად, ასეთი ექსპერიმენტისთვის მეცნიერებს ისეთი მძიმე სარკეები დასჭირდებოდათ, რომ მათი დაშლის შემთხვევაში შავი ხვრელები გაჩნდებოდნენ.

ზოგადად, როგორც ჩანს, შეუძლებელია უახლოეს მომავალში გრავიტონების არსებობის აღმოჩენა ან დამტკიცება. ამ დროისთვის, ფიზიკოსები აკვირდებიან სამყაროს და იმედოვნებენ, რომ სწორედ იქ იპოვიან მათ კითხვებზე პასუხებს და შეძლებენ გრავიტონების გამოვლინების აღმოჩენას სადღაც სახმელეთო ლაბორატორიების გარეთ.

4. ჭიის ხვრელების თეორია

ჭიის ხვრელები, ჭიის ხვრელები ან ჭიის ხვრელები სამყაროს კიდევ ერთი დიდი საიდუმლოა. მაგარი იქნებოდა რაიმე სახის კოსმოსურ გვირაბში შესვლა და სინათლის სიჩქარით მგზავრობა სხვა გალაქტიკაში უმოკლეს დროში მისასვლელად. ეს ფანტაზიები არაერთხელ იქნა გამოყენებული სამეცნიერო ფანტასტიკურ თრილერებში. თუ სამყაროში მართლაც არის ჭიის ხვრელები, ასეთი ნახტომები სავსებით შესაძლებელია. ამ დროისთვის მეცნიერებს არ აქვთ მტკიცებულება ჭიის ხვრელების არსებობის შესახებ, მაგრამ ზოგიერთი ფიზიკოსი თვლის, რომ ეს ჰიპოთეტური გვირაბები შეიძლება შეიქმნას გრავიტაციის მანიპულირებით.

აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია იძლევა ჭიის ხვრელების გაჩენის შესაძლებლობას. ლეგენდარული მეცნიერის მუშაობის გათვალისწინებით, კიდევ ერთი ფიზიკოსი, ლუდვიგ ფლამი, ცდილობდა აღეწერა, თუ როგორ შეიძლება მიზიდულობის ძალამ დაამახინჯოს დროის სივრცე ისე, რომ წარმოიქმნას ახალი გვირაბი, ხიდი ფიზიკური რეალობის ქსოვილის ერთ რეგიონს შორის. და სხვა. რა თქმა უნდა, არსებობს სხვა თეორიები.

3. პლანეტებს ასევე აქვთ გრავიტაციული გავლენა მზეზე

ჩვენ უკვე ვიცით, რომ მზის გრავიტაციული ველი გავლენას ახდენს ჩვენი პლანეტარული სისტემის ყველა ობიექტზე და სწორედ ამიტომ ისინი ბრუნავენ ჩვენი ერთი ვარსკვლავის გარშემო. ამავე პრინციპით, დედამიწა უკავშირდება მთვარეს და ამიტომაც მთვარე ბრუნავს ჩვენი მშობლიური პლანეტის გარშემო.

ამასთან, თითოეულ პლანეტას და ნებისმიერ სხვა ციურ სხეულს, რომელსაც აქვს საკმარისი მასა ჩვენს მზის სისტემაში, ასევე აქვს საკუთარი გრავიტაციული ველები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მზეზე, სხვა პლანეტებზე და ყველა სხვა კოსმოსურ ობიექტზე. განხორციელებული გრავიტაციული ძალის სიდიდე დამოკიდებულია ობიექტის მასაზე და ციურ სხეულებს შორის მანძილზე.

ჩვენს მზის სისტემაში გრავიტაციული ურთიერთქმედების წყალობით ყველა ობიექტი ბრუნავს მოცემულ ორბიტაზე. ყველაზე ძლიერი გრავიტაციული მიზიდულობა, რა თქმა უნდა, მზისგანაა. ზოგადად, საკმარისი მასის მქონე ყველა ციურ სხეულს აქვს საკუთარი გრავიტაციული ველი და გავლენას ახდენს სხვა მნიშვნელოვანი მასის მქონე ობიექტებზე, თუნდაც ისინი მდებარეობდნენ რამდენიმე სინათლის წლის მანძილზე.

2. მიკროგრავიტაცია

ჩვენ ყველას არაერთხელ გვინახავს ასტრონავტების ფოტოები, რომლებიც ორბიტალური სადგურებით აფრინდნენ ან კოსმოსურ ხომალდს გარეთაც კი მიდიოდნენ სპეციალური დამცავი კოსტიუმებით. თქვენ ალბათ მიჩვეული ხართ იმაზე ფიქრს, რომ ეს მეცნიერები, როგორც წესი, კოსმოსში ცვივა ყოველგვარი გრავიტაციის შეგრძნების გარეშე, რადგან იქ არ არსებობს. და ძალიან ცდებით თუ ასეა. კოსმოსშიც არის გრავიტაცია. მას ჩვეულებრივ მიკროგრავიტაციას ვუწოდებთ, რადგან ის თითქმის შეუმჩნეველია. მიკროგრავიტაციის წყალობით ასტრონავტები ბუმბულივით სიმსუბუქეს გრძნობენ და ასე თავისუფლად ცურავდნენ სივრცეში. საერთოდ რომ არ არსებობდეს გრავიტაცია, პლანეტები უბრალოდ არ ბრუნავდნენ მზის გარშემო და მთვარე დიდი ხნის წინ დატოვებდა დედამიწის ორბიტას.

რაც უფრო შორს არის ობიექტი სიმძიმის ცენტრიდან, მით უფრო სუსტია სიმძიმის ძალა. ეს არის მიკროგრავიტაცია, რომელიც მოქმედებს ISS-ზე, რადგან იქ არსებული ყველა ობიექტი დედამიწის გრავიტაციული ველისგან ბევრად შორს არის, ვიდრე შენ ხარ ახლა აქ. გრავიტაცია სუსტდება სხვა დონეზეც. მაგალითად, ავიღოთ ერთი ცალკეული ატომი. ეს არის მატერიის ისეთი პატარა ნაწილაკი, რომ ის ასევე განიცდის საკმაოდ მოკრძალებულ გრავიტაციულ ძალას. როდესაც ატომები გაერთიანებულია ჯგუფებად, ეს ძალა, რა თქმა უნდა, იზრდება.

1. დროში მოგზაურობა

დროში მოგზაურობის იდეა კაცობრიობას დიდი ხნის განმავლობაში ხიბლავდა. ბევრი თეორია, მათ შორის გრავიტაციის თეორია, იძლევა იმედს, რომ ასეთი მოგზაურობა რეალურად ერთ დღეს გახდება შესაძლებელი. ერთ-ერთი კონცეფციის თანახმად, გრავიტაცია აყალიბებს გარკვეულ მოსახვევს სივრცე-დროის კონტინუუმში, რაც აიძულებს სამყაროს ყველა ობიექტს გადაადგილდეს მრუდი ტრაექტორიის გასწვრივ. შედეგად, კოსმოსში მყოფი ობიექტები დედამიწის ობიექტებთან შედარებით ოდნავ უფრო სწრაფად მოძრაობენ. უფრო ზუსტად, აი მაგალითი: კოსმოსურ თანამგზავრებზე საათები ყოველდღიურად 38 მიკროწამით (0.000038 წამით) უსწრებს თქვენს სახლის მაღვიძარას.

ვინაიდან გრავიტაცია იწვევს ობიექტების უფრო სწრაფად მოძრაობას კოსმოსში, ვიდრე დედამიწაზე, ასტრონავტები რეალურად შეიძლება ჩაითვალონ დროში მოგზაურებად. თუმცა, ეს მოგზაურობა იმდენად უმნიშვნელოა, რომ სახლში დაბრუნებისას არც თავად ასტრონავტები და არც მათი ახლობლები ვერ ამჩნევენ რაიმე ფუნდამენტურ განსხვავებას. მაგრამ ეს არ უარყოფს ერთ ძალიან საინტერესო კითხვას - შესაძლებელია თუ არა გრავიტაციული გავლენის გამოყენება დროში მოგზაურობისთვის, როგორც ეს ნაჩვენებია სამეცნიერო ფანტასტიკურ ფილმებში?

გრავიტაცია

ფიზიკის დღევანდელი გაკვეთილი დაეთმობა თემის შესწავლას, რომელიც გვაცნობს ძალის ცნებას. აბა, ახლა შევეცადოთ უფრო დეტალურად გავიგოთ რა არის გრავიტაცია და რა არის უბრალოდ ძალის ცნება?

პლანეტა დედამიწის ნებისმიერი მკვიდრისთვის გრავიტაცია დიდ როლს თამაშობს.

გრავიტაცია არის ძალა, რომლითაც ყველა სხეული იზიდავს დედამიწას.

თუ, მაგალითად, ავიღებთ ორ ერთნაირი ფორმის, მაგრამ ზომით განსხვავებულ ობიექტს, მაშინ დავინახავთ, რომ ორივე სხეული მიიზიდავს დედამიწას, მაგრამ მათ შორის განსხვავება ისაა, რომ ძალა, რომლითაც ისინი მიიზიდავენ დედამიწა არ არის იგივე. ყოველივე ამის შემდეგ, რაც უფრო დიდია მოცემული სხეულის მასა, მით მეტია ძალა, რომლითაც სხეული იზიდავს დედამიწას.

ძალის განმარტება

სხეულების ერთმანეთთან ასეთი ურთიერთქმედებით, მათი სიჩქარე სხვაგვარად შეიცვლება. ასე, მაგალითად, სხეულს შეუძლია არა მხოლოდ მოძრაობა დაიწყოს, არამედ შეაჩეროს ან თუნდაც შეცვალოს სიჩქარის მიმართულება. როგორც წესი, ჩვენ პრაქტიკულად არ შევეხებით მოცემულ სხეულზე რომელიმე კონკრეტული სხეულის გავლენის საკითხს, მხოლოდ აღვნიშნავთ, რომ სხეულის სიჩქარე იცვლება ძალის გავლენის ქვეშ. ასე რომ, მოდით განვსაზღვროთ ძალა.

ძალა არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს სიჩქარის ცვლილების ძალას.

სხეულზე ძალის მოქმედების 4 კრიტერიუმი არსებობს. მოდით შევხედოთ მათ უფრო დეტალურად. მაშ, რა არის ეს ძალები?

პირველ რიგში, ამ დროს იცვლება სხეულის ძალის მნიშვნელობები;
მეორეც, როდესაც სხეულს შეუძლია შეცვალოს მოძრაობის მიმართულება;
მესამე, როდესაც შეიძლება მოხდეს სხეულის ზომის ცვლილებები;
მეოთხე, შეიძლება მოხდეს მოცემული სხეულის ფორმის ცვლილებებიც.

სხეულის დეფორმაცია

ასევე მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ სიჩქარის ცვლილება შეიძლება მოხდეს არა მთელ სხეულში, არამედ მხოლოდ მის ზოგიერთ ნაწილში. მაგალითად, თუ აიღებთ და გაწურავთ ქაფის ბურთულას, მე და თქვენ დავინახავთ, რომ მისი მხოლოდ ზოგიერთი ნაწილი იწყებს მოძრაობას. ეს ნიშნავს, რომ ამ ბურთთან მოხდა დეფორმაცია.

მოდით განვსაზღვროთ დეფორმაცია:

ახლა მოდით შევხედოთ სხეულის მოძრაობის მაგალითს, რომელიც ჰორიზონტალურად არის გადაყრილი. ამისათვის მიამაგრეთ ღუმელი შტატივზე და გაუშვით ბურთი მის გასწვრივ. ამ მაგალითიდან ვხედავთ, რომ ბურთის ტრაექტორია არ არის სწორი, მაგრამ მისი მოძრაობა ერთგვაროვანია. ახლა შევეცადოთ გაერკვნენ, რატომ ხდება ეს. და ამ მოძრაობის მიზეზი არის ის, რომ დედამიწის ზედაპირზე მდებარე ყველა სხეული დედამიწისკენ მიიზიდავს. ეს შეიძლება იყოს ადამიანი, რომელიც მოციმციმე დედამიწის ზედაპირზე და ობიექტი, რომელიც დედამიწის ზედაპირზე მაღლა დგას, რადგან ყველა სხეული იზიდავს დედამიწას.

გარდა ამისა, აღსანიშნავია, რომ არა მხოლოდ სხეულები იზიდავს დედამიწას, არამედ ყველა ამ სხეულს აქვს უნარი მიიზიდოს დედამიწა თავისკენ.

თითოეულმა თქვენგანმა იცის, რომ დღეში ორჯერ შეგიძლიათ უყუროთ დიდ ტალღებს ზღვებსა და ოკეანეებზე. ახლა გავიხსენოთ რატომ ხდება ეს. მიზეზი ის არის, რომ მთვარე მოქმედებს დედამიწაზე. უფრო სწორი იქნება იმის თქმა, რომ მათ შორის ურთიერთქმედებაა.

ასეთი ურთიერთქმედება პირველად ინგლისელმა ფიზიკოსმა ისააკ ნიუტონმა აღწერა. მისი თქმით, სამყაროს ყველა სხეულს აქვს ერთმანეთის მიზიდვის უნარი. მან ასევე დაადგინა, რომ რაც უფრო მაღალია ურთიერთმოქმედი სხეულების მასა, მით მეტია მათი ურთიერთქმედების ძალა. ნიუტონის გამოთვლებიდან გამომდინარეობს, რომ რაც უფრო დიდია მანძილი ამ სხეულებს შორის, მით ნაკლები იქნება ურთიერთქმედების ძალა.

საინტერესო ფაქტები გრავიტაციის შესახებ

ჩვენ მიერ განხილული თემიდან თქვენ უკვე იცით, რომ გრავიტაცია ეხება ძალას, რომელიც მიიზიდავს გარშემო ყველაფერს დედამიწის ცენტრისკენ. ეს ისეთი წარმოუდგენელი ძალაა, რომ ნებისმიერ საგანს შეუძლია დაეცემა, მაგრამ თავისით ვერ გაფრინდება კოსმოსში. ამ ძალის წყალობით მთვარე ბრუნავს დედამიწის გარშემო.

იცოდით, რომ არა მხოლოდ დედამიწას, არამედ ყველა სხვა პლანეტას და ვარსკვლავს აქვს მიმზიდველი ძალა. ასევე საინტერესო ის არის, რომ რაც უფრო დიდია პლანეტა და თუ ის ახლოსაა სხვა ობიექტთან, მით უფრო დიდია მისი მიზიდულობის ძალა.

მაგრამ მზე, მიუხედავად იმისა, რომ მდებარეობს პლანეტებიდან საკმაოდ შორს, მისი უზარმაზარი ზომის გამო, შეუძლია ამ პლანეტების გარშემო ატაროს და აიძულებს მათ ბრუნონ თავისი ორბიტის გარშემო.