Гравитацията е най-мощната сила във Вселената, един от четирите фундаментални принципа на Вселената, който определя нейната структура. Някога благодарение на него са възникнали планети, звезди и цели галактики. Днес той поддържа Земята в орбита по нейното безкрайно пътуване около Слънцето.
Привличането също е от голямо значение за ежедневието на човека. Благодарение на тази невидима сила, океаните на нашия свят пулсират, реките текат и дъждовните капки падат на земята. От детството си усещаме тежестта на тялото си и околните предмети. Влиянието на гравитацията върху нашите икономически дейности също е огромно.
Първата теория за гравитацията е създадена от Исак Нютон в края на 17 век. Неговият Закон за универсалната гравитация описва това взаимодействие в рамките на класическата механика. Това явление е описано по-широко от Айнщайн в неговата обща теория на относителността, публикувана в началото на миналия век. Процесите, протичащи със силата на гравитацията на ниво елементарни частици, трябва да бъдат обяснени с квантовата теория на гравитацията, но тя все още не е създадена.
Днес знаем много повече за природата на гравитацията, отколкото по времето на Нютон, но въпреки вековете на изучаване, тя все още остава истински препъникамък за съвременната физика. Има много бели петна в съществуващата теория за гравитацията и ние все още не разбираме какво точно я генерира и как се пренася това взаимодействие. И, разбира се, ние сме много далеч от възможността да контролираме силата на гравитацията, така че антигравитацията или левитацията ще съществуват дълго време само на страниците на научнофантастичните романи.
Какво падна на главата на Нютон?
Хората винаги са се чудили за природата на силата, която привлича обектите към земята, но едва през 17 век Исак Нютон успява да повдигне завесата на мистерията. Основата за нейния пробив е поставена от трудовете на Кеплер и Галилей, блестящи учени, които изучават движението на небесните тела.
Дори век и половина преди Закона за всеобщото привличане на Нютон, полският астроном Коперник вярва, че привличането не е „... нищо повече от естествено желание, с което бащата на Вселената е надарил всички частици, а именно да се обединят в едно общо цяло, образувайки сферични тела.” Декарт смята, че привличането е следствие от смущения в световния етер. Гръцкият философ и учен Аристотел беше сигурен, че масата влияе върху скоростта на падащите тела. И едва Галилео Галилей в края на 16 век доказва, че това не е вярно: ако няма съпротивление на въздуха, всички обекти се ускоряват еднакво.
Противно на популярната легенда за главата и ябълката, на Нютон му отне повече от двадесет години, за да разбере природата на гравитацията. Неговият закон за гравитацията е едно от най-значимите научни открития на всички времена. Той е универсален и ви позволява да изчислявате траекториите на небесните тела и да описвате точно поведението на обектите около нас. Класическата теория за гравитацията постави основите на небесната механика. Трите закона на Нютон дадоха на учените възможност да открият нови планети буквално „на върха на перото“; в крайна сметка, благодарение на тях, човекът успя да преодолее земната гравитация и да полети в космоса. Те внесоха строга научна основа във философската концепция за материалното единство на Вселената, в която всички природни явления са взаимосвързани и се управляват от общи физически правила.
Нютон не само публикува формула, позволяваща да се изчисли силата, която привлича телата едно към друго, той създаде пълен модел, който включваше и математически анализ. Тези теоретични заключения са многократно потвърдени в практиката, включително с помощта на най-съвременни методи.
В теорията на Нютон всеки материален обект генерира притегателно поле, което се нарича гравитационно. Освен това силата е пропорционална на масата на двете тела и обратно пропорционална на разстоянието между тях:
F = (G m1 m2)/r2
G е гравитационната константа, която е равна на 6,67 × 10−11 m³/(kg s²). Хенри Кавендиш е първият, който го изчислява през 1798 г.
В ежедневието и в приложните дисциплини силата, с която земята привлича едно тяло, се нарича неговото тегло. Привличането между всеки два материални обекта във Вселената е това, което е гравитацията с прости думи.
Силата на гравитацията е най-слабото от четирите фундаментални взаимодействия на физиката, но поради свойствата си тя е способна да регулира движението на звездни системи и галактики:
- Привличането работи на всяко разстояние, това е основната разлика между гравитацията и силните и слабите ядрени взаимодействия. С увеличаване на разстоянието ефектът му намалява, но никога не става равен на нула, така че можем да кажем, че дори два атома, разположени в различни краища на галактиката, имат взаимно влияние. Просто е много малък;
- Гравитацията е универсална. Полето на привличане е присъщо на всяко материално тяло. Учените все още не са открили обект на нашата планета или в космоса, който да не участва в този тип взаимодействие, така че ролята на гравитацията в живота на Вселената е огромна. Това отличава гравитацията от електромагнитното взаимодействие, чието влияние върху космическите процеси е минимално, тъй като в природата повечето тела са електрически неутрални. Гравитационните сили не могат да бъдат ограничени или екранирани;
- Гравитацията действа не само върху материята, но и върху енергията. За него химичният състав на обектите няма значение, има значение само тяхната маса.
С помощта на формулата на Нютон може лесно да се изчисли силата на привличане. Например, гравитацията на Луната е няколко пъти по-малка от тази на Земята, тъй като нашият спътник има сравнително малка маса. Но това е достатъчно, за да се образуват правилни приливи и отливи в Световния океан. На Земята гравитационното ускорение е приблизително 9,81 m/s2. Освен това на полюсите е малко по-голям, отколкото на екватора.
Въпреки огромното им значение за по-нататъшното развитие на науката, законите на Нютон имаха редица слабости, които преследваха изследователите. Не беше ясно как гравитацията действа през абсолютно празно пространство на огромни разстояния и с неразбираема скорост. Освен това постепенно започнаха да се натрупват данни, които противоречат на законите на Нютон: например гравитационният парадокс или изместването на перихелия на Меркурий. Стана очевидно, че теорията за универсалната гравитация изисква подобрение. Тази чест се падна на гениалния немски физик Алберт Айнщайн.
Привличането и теорията на относителността
Отказът на Нютон да обсъжда естеството на гравитацията („Не измислям хипотези“) беше очевидна слабост на неговата концепция. Не е изненадващо, че през следващите години се появиха много теории за гравитацията.
Повечето от тях принадлежат към така наречените хидродинамични модели, които се опитват да обосноват възникването на гравитацията чрез механичното взаимодействие на материални обекти с някакво междинно вещество с определени свойства. Изследователите го наричат по различен начин: „вакуум“, „етер“, „гравитонен поток“ и т.н. В този случай силата на привличане между телата възниква в резултат на промени в това вещество, когато се абсорбира от обекти или екранирани потоци. В действителност всички подобни теории имаха един сериозен недостатък: доста точно предсказвайки зависимостта на гравитационната сила от разстоянието, те трябваше да доведат до забавяне на телата, които се движат спрямо „етера“ или „потока на гравитон“.
Айнщайн подходи към този въпрос от различен ъгъл. В неговата обща теория на относителността (ОТО) гравитацията се разглежда не като взаимодействие на сили, а като свойство на самото пространство-време. Всеки обект, който има маса, го кара да се огъва, което причинява привличане. В този случай гравитацията е геометричен ефект, който се разглежда в рамките на неевклидовата геометрия.
Просто казано, пространствено-времевият континуум засяга материята, причинявайки нейното движение. И тя от своя страна влияе на пространството, „казвайки“ му как да се огъва.
Силите на привличане действат и в микрокосмоса, но на ниво елементарни частици тяхното влияние в сравнение с електростатичното взаимодействие е незначително. Физиците смятат, че гравитационното взаимодействие не е било по-лошо от другите в първите моменти (10 -43 секунди) след Големия взрив.
Понастоящем концепцията за гравитацията, предложена в общата теория на относителността, е основната работна хипотеза, приета от по-голямата част от научната общност и потвърдена от резултатите от многобройни експерименти.
В своята работа Айнщайн е предвидил удивителните ефекти на гравитационните сили, повечето от които вече са потвърдени. Например способността на масивни тела да огъват светлинните лъчи и дори да забавят течението на времето. Последното явление трябва да се вземе предвид при работа с глобални сателитни навигационни системи като GLONASS и GPS, в противен случай след няколко дни грешката им ще бъде десетки километри.
В допълнение, следствие от теорията на Айнщайн са така наречените фини ефекти на гравитацията, като гравимагнитното поле и съпротивлението на инерционните референтни системи (известен също като ефект на Ленс-Тиринг). Тези прояви на гравитация са толкова слаби, че не могат да бъдат открити дълго време. Едва през 2005 г., благодарение на уникалната мисия на НАСА Gravity Probe B, беше потвърден ефектът на Lense-Thirring.
Гравитационното излъчване или най-фундаменталното откритие на последните години
Гравитационните вълни са вибрации на геометричната пространствено-времева структура, които се движат със скоростта на светлината. Съществуването на това явление също е предсказано от Айнщайн в Общата теория на относителността, но поради слабостта на гравитационната сила неговата величина е много малка, така че не може да бъде открита дълго време. Само косвени доказателства подкрепят съществуването на радиация.
Подобни вълни се генерират от всякакви материални обекти, движещи се с асиметрично ускорение. Учените ги описват като „вълнички в пространство-времето“. Най-мощните източници на такова лъчение са сблъскващи се галактики и колабиращи системи, състоящи се от два обекта. Типичен пример за последния случай е сливането на черни дупки или неутронни звезди. По време на такива процеси гравитационното излъчване може да пренесе повече от 50% от общата маса на системата.
Гравитационните вълни бяха открити за първи път през 2015 г. от две обсерватории LIGO. Почти веднага това събитие получи статута на най-голямото откритие във физиката през последните десетилетия. През 2017 г. е удостоен с Нобелова награда. След това учените успяха да открият гравитационно лъчение още няколко пъти.
Още през 70-те години на миналия век - много преди експерименталното потвърждение - учените предложиха използването на гравитационно лъчение за комуникация на дълги разстояния. Неговото безспорно предимство е високата му способност да преминава през всяко вещество, без да се абсорбира. Но в момента това едва ли е възможно, защото има огромни трудности при генерирането и приемането на тези вълни. И все още нямаме достатъчно реални познания относно природата на гравитацията.
Днес няколко инсталации, подобни на LIGO, работят в различни страни по света и се изграждат нови. Вероятно в близко бъдеще ще научим повече за гравитационното излъчване.
Алтернативни теории за всемирната гравитация и причините за тяхното създаване
В момента доминиращата концепция за гравитацията е общата теория на относителността. Целият съществуващ масив от експериментални данни и наблюдения е в съответствие с него. В същото време той има голям брой очевидни слабости и спорни въпроси, така че опитите за създаване на нови модели, които обясняват природата на гравитацията, не спират.
Всички теории за универсалната гравитация, разработени до момента, могат да бъдат разделени на няколко основни групи:
- стандартен;
- алтернатива;
- квантова;
- единна теория на полето.
Опити за създаване на нова концепция за универсалната гравитация са направени още през 19 век. Различни автори включват в нея етерната или корпускулярната теория на светлината. Но появата на Общата теория на относителността сложи край на тези изследвания. След публикуването му целта на учените се промени - сега усилията им бяха насочени към подобряване на модела на Айнщайн, включвайки нови природни явления в него: въртенето на частиците, разширяването на Вселената и др.
До началото на 80-те години физиците експериментално отхвърлиха всички концепции, с изключение на тези, които включват общата теория на относителността като неразделна част. По това време „струнните теории“ излязоха на мода и изглеждаха много обещаващи. Но тези хипотези никога не са били експериментално потвърдени. През последните десетилетия науката достигна значителни висоти и натрупа огромно количество емпирични данни. Днес опитите за създаване на алтернативни теории за гравитацията са вдъхновени главно от космологични изследвания, свързани с концепции като „тъмна материя“, „инфлация“, „тъмна енергия“.
Една от основните задачи на съвременната физика е обединяването на две фундаментални направления: квантовата теория и общата теория на относителността. Учените се опитват да свържат привличането с други видове взаимодействия, като по този начин създават „теория за всичко“. Точно това прави квантовата гравитация – клон на физиката, който се опитва да предостави квантово описание на гравитационните взаимодействия. Разклонение на тази посока е теорията за примковата гравитация.
Въпреки активните и дългогодишни усилия тази цел все още не е постигната. И това дори не е сложността на този проблем: просто квантовата теория и общата теория на относителността се основават на напълно различни парадигми. Квантовата механика се занимава с физически системи, работещи на фона на обикновеното пространство-време. А в теорията на относителността самото пространство-време е динамичен компонент, зависещ от параметрите на разположените в него класически системи.
Наред с научните хипотези за всемирната гравитация има и теории, които са много далеч от съвременната физика. За съжаление през последните години подобни „опуси“ просто наводниха интернет и рафтовете на книжарниците. Някои автори на такива произведения обикновено информират читателя, че гравитацията не съществува, а законите на Нютон и Айнщайн са измислици и измама.
Пример са трудовете на „учения“ Николай Левашов, който твърди, че Нютон не е открил закона за всемирното притегляне, а само планетите и нашият спътник Луната имат гравитационна сила в Слънчевата система. Този „руски учен” дава доста странни доказателства. Един от тях е полетът на американската сонда NEAR Shoemaker до астероида Ерос, който се състоя през 2000 г. Левашов смята, че липсата на привличане между сондата и небесното тяло е доказателство за фалшивостта на трудовете на Нютон и конспирацията на физиците, които крият от хората истината за гравитацията.
Всъщност космическият кораб успешно изпълни мисията си: първо влезе в орбитата на астероида, а след това направи меко кацане на повърхността му.
Изкуствена гравитация и защо е необходима
Има две концепции, свързани с гравитацията, които въпреки текущия си теоретичен статус са добре известни на широката общественост. Това са антигравитация и изкуствена гравитация.
Антигравитацията е процес на противодействие на силата на привличане, което може значително да я намали или дори да я замени с отблъскване. Овладяването на такава технология би довело до истинска революция в транспорта, авиацията, изследването на космоса и би променило радикално целия ни живот. Но в момента възможността за антигравитация дори няма теоретично потвърждение. Освен това, въз основа на общата теория на относителността, подобно явление изобщо не е възможно, тъй като в нашата Вселена не може да има отрицателна маса. Възможно е в бъдеще да научим повече за гравитацията и да се научим да строим самолети на този принцип.
Изкуствената гравитация е причинена от човека промяна в съществуващата сила на гравитацията. Днес наистина не се нуждаем от такава технология, но ситуацията определено ще се промени след началото на дългосрочните космически пътувания. И въпросът е в нашата физиология. Човешкото тяло, „свикнало“ в продължение на милиони години на еволюция към постоянната гравитация на Земята, възприема ефектите от намалената гравитация изключително негативно. Дългият престой дори в условия на лунна гравитация (шест пъти по-слаба от земната) може да доведе до тежки последици. Илюзията за привличане може да се създаде с помощта на други физически сили, като инерция. Такива опции обаче са сложни и скъпи. В момента изкуствената гравитация няма дори теоретична обосновка, очевидно е, че нейното възможно практическо прилагане е въпрос на много далечно бъдеще.
Гравитацията е концепция, позната на всички още от училище. Изглежда, че учените трябваше да проучат задълбочено това явление! Но гравитацията остава най-дълбоката мистерия за съвременната наука. И това може да се нарече отличен пример за това колко ограничено е човешкото познание за нашия огромен и прекрасен свят.
Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим
Думата "гравитация" идва от латинския език, буквално се превежда като "тежест". Дори и да не знаете какво е гравитация, бъдете сигурни, че я изпитвате всеки ден, дори точно сега.
Нека се опитаме да разберем този термин.
Значение на понятието
Гравитацията, или както се нарича още привличане или гравитация, означава пълно взаимодействие между всички материални тела на земята. Този уникален феномен е описан от много учени. Например Исак Нютон обърна специално внимание на този въпрос. Той дори създава теория, която днес се нарича теория на гравитацията на Нютон.
В него Нютон отбелязва, че гравитацията е свързана със силата на гравитацията. Нютон обяснява същността на това явление по следния начин: върху тяло се прилага сила на гравитация, чийто източник е друго тяло. В своя Закон за гравитацията Нютон определя, че всички тела взаимодействат едно с друго със сила, право пропорционална на произведението на масите на тези тела и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.
Интересното е, че независимо от размера на тялото, то може да създаде гравитационно поле. Например, обекти в космоса, като галактики, звезди и планети, могат да създадат доста големи гравитационни полета.
Гравитацията засяга всички обекти във Вселената. Благодарение на него възникват такива големи ефекти като разширяването на мащаба на Вселената, образуването и действието на черни дупки и структурата на галактиките.
Други теории
Феноменът на гравитацията е описан в математическа форма от Аристотел. Той вярваше, че скоростта, с която телата падат, се влияе от тяхната маса. Колкото повече тежи един предмет, толкова по-бързо пада. Едва много стотици години по-късно Галилео Галилей доказва чрез експерименти, че тази теория е грешна. Когато няма въздушно съпротивление, всички тела се ускоряват еднакво.
В началото на 20-ти век вече добре известният Алберт Айнщайн започва да говори за гравитацията. Той създава общата теория на относителността, която започва да описва по-точно явлението гравитация. Айнщайн обясни, че ефектите на гравитацията се дължат на деформацията на пространство-времето, което е свързано с наличието на маса-време. Тази теория в момента е най-правилната, доказана е експериментално.
14 юни 2015 г., 12:24 ч
Всички сме изучавали закона за всемирното притегляне в училище. Но какво всъщност знаем за гравитацията отвъд това, което учителите ни втълпяват в главите ни? Да актуализираме знанията си...
Факт първи: Нютон не е открил закона за всемирното привличане
Всеки знае известната притча за ябълката, която падна върху главата на Нютон. Но факт е, че Нютон не е открил закона за всемирното притегляне, тъй като този закон просто не присъства в книгата му „Математически принципи на естествената философия“. В тази работа няма формула и формулировка, както всеки може да види сам. Освен това първото споменаване на гравитационната константа се появява едва през 19 век и съответно формулата не би могла да се появи по-рано. Между другото, коефициентът G, който намалява резултата от изчисленията с 600 милиарда пъти, няма физически смисъл и е въведен, за да скрие противоречията.
Факт втори: фалшифициране на експеримента за гравитационно привличане
Смята се, че Кавендиш е първият, който демонстрира гравитационно привличане в лабораторни слитъци, използвайки торсионна везна - хоризонтална греда с тежести в краищата, окачена на тънка връв. Рокерът можеше да се върти на тънък проводник. Според официалната версия Кавендиш е донесъл чифт 158 кг заготовки от противоположните страни към тежестите на кобилицата и рокерът се е завъртял под малък ъгъл. Експерименталната методика обаче е неправилна и резултатите са фалшифицирани, което е убедително доказано от физика Андрей Албертович Гришаев. Кавендиш прекара дълго време в преработка и настройка на инсталацията, така че резултатите да отговарят на средната плътност на земята на Нютон. Самата методика на експеримента включва движение на заготовките няколко пъти, а причината за въртенето на кобилицата са микровибрации от движението на заготовките, които се предават на окачването.
Това се потвърждава от факта, че такава проста инсталация от 18-ти век за образователни цели трябваше да бъде инсталирана, ако не във всяко училище, то поне във физическите факултети на университетите, за да покаже на студентите на практика резултата от закон на всемирното притегляне. Инсталацията на Кавендиш обаче не се използва в образователни програми и както ученици, така и студенти приемат думата, че две заготовки се привличат.
Факт трети: Законът за гравитацията не работи по време на слънчево затъмнение
Ако заместим референтни данни за земята, луната и слънцето във формулата на закона за всемирното привличане, тогава в момента, когато Луната лети между Земята и Слънцето, например в момента на слънчево затъмнение, силата привличането между Слънцето и Луната е повече от 2 пъти по-високо, отколкото между Земята и Луната!Според формулата Луната трябва да напусне земната орбита и да започне да се върти около Слънцето.
Гравитационна константа - 6.6725×10−11 m³/(kg s²).
Масата на Луната е 7,3477×1022 кг.
Масата на Слънцето е 1,9891×1030 кг.
Масата на Земята е 5,9737×1024 кг.
Разстояние между Земята и Луната = 380 000 000 m.
Разстояние между Луната и Слънцето = 149 000 000 000 m.
Земя и Луна:
6.6725×10-11 x 7.3477×1022 x 5.9737×1024 / 3800000002 = 2.028×1020 H
Луна и слънце:
6.6725 × 10-11 x 7.3477 1022 x 1.9891 1030 / 1490000000002 = 4.39 × 1020 H
2.028×1020H<< 4,39×1020 H
Силата на привличане между Земята и Луната<< Сила притяжения между Луной и Солнцем
Тези изчисления могат да бъдат критикувани от факта, че Луната е изкуствено кухо тяло и еталонната плътност на това небесно тяло най-вероятно е определена неправилно.
Наистина, експерименталните доказателства показват, че Луната не е твърдо тяло, а тънкостенна обвивка. Авторитетното списание Science описва резултатите от работата на сеизмичните сензори, след като третата степен на ракетата, която ускори космическия кораб Apollo 13, се удари в лунната повърхност: „сеизмичният звън беше открит повече от четири часа. На Земята, ако ракета удари на еквивалентно разстояние, сигналът ще продължи само няколко минути.
Сеизмичните вибрации, които затихват толкова бавно, са типични за кух резонатор, а не за твърдо тяло.
Но Луната, наред с други неща, не проявява своите привлекателни свойства по отношение на Земята - двойката Земя-Луна не се движи около общ център на масата, както би било според закона за всемирното привличане, а елипсоидалната орбитата на Земята, противно на този закон, не става зигзагообразна.
Освен това параметрите на орбитата на самата Луна не остават постоянни; орбитата, в научната терминология, се „развива“ и това противоречи на закона за всемирното привличане.
Четвърти факт: абсурдността на теорията за приливите и отливите
Как е възможно това, някои ще възразят, защото дори учениците знаят за океанските приливи и отливи на Земята, които възникват поради привличането на вода към Слънцето и Луната.Според теорията гравитацията на Луната образува приливен елипсоид в океана с две приливни гърбици, които се движат по повърхността на Земята поради ежедневно въртене.
Практиката обаче показва абсурдността на тези теории. В крайна сметка, според тях, приливна гърбица с височина 1 метър трябва да се движи през прохода Дрейк от Тихия океан до Атлантическия за 6 часа. Тъй като водата е несвиваема, водната маса би повишила нивото до около 10 метра височина, което на практика не се случва. На практика приливните явления възникват автономно в райони от 1000-2000 km.
Лаплас също беше изумен от парадокса: защо в морските пристанища на Франция пълната вода идва последователно, въпреки че според концепцията за приливния елипсоид тя трябва да идва там едновременно.
Факт пет: теорията за масовата гравитация не работи
Принципът на гравитационните измервания е прост - гравиметрите измерват вертикалните компоненти, а отклонението на отвеса показва хоризонталните компоненти.
Първият опит да се провери теорията за масовата гравитация е направен от британците в средата на 18 век на брега на Индийския океан, където от едната страна се намира най-високият в света скален хребет на Хималаите, а от другата , океанска купа, пълна с много по-малко масивна вода. Но, уви, отвесът не се отклонява към Хималаите! Освен това свръхчувствителните инструменти - гравиметри - не откриват разлика в гравитацията на тестово тяло на една и съща височина, както над масивни планини, така и над по-малко гъсти морета с километрична дълбочина.
За да спасят теорията, която се е вкоренила, учените излязоха с подкрепа за нея: те казват, че причината за това е „изостазия“ - по-плътните скали са разположени под моретата, а хлабавите скали са разположени под планините и тяхната плътност е точно същото, както да настроите всичко до желаната стойност.
Експериментално е установено също, че гравиметрите в дълбоките мини показват, че силата на гравитацията не намалява с дълбочината. Той продължава да расте, в зависимост само от квадрата на разстоянието до центъра на земята.
Факт шести: гравитацията не се генерира от материя или маса
Според формулата на закона за всемирното притегляне две маси, m1 и m2, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати в сравнение с разстоянията между тях, се предполага, че се привличат една към друга със сила, право пропорционална на произведението на тези маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Но всъщност не е известно нито едно доказателство, че материята има гравитационно привличащо действие. Практиката показва, че гравитацията не се генерира от материя или маси; тя е независима от тях и масивните тела се подчиняват само на гравитацията.Независимостта на гравитацията от материята се потвърждава от факта, че с редки изключения малките тела на Слънчевата система нямат напълно гравитационна привлекателна способност. С изключение на Луната, повече от шест дузини планетарни спътници не показват признаци на собствена гравитация. Това е доказано чрез косвени и директни измервания; например от 2004 г. сондата "Касини" в близост до Сатурн от време на време лети близо до неговите спътници, но не са регистрирани промени в скоростта на сондата. С помощта на същия Касени беше открит гейзер на Енцелад, шестата по големина луна на Сатурн.
Какви физически процеси трябва да се случат върху космическото парче лед, за да летят струи пара в космоса?
По същата причина Титан, най-голямата луна на Сатурн, има газова опашка в резултат на атмосферния поток.
На астероидите не са открити сателити, предвидени от теорията, въпреки огромния им брой. И във всички доклади за двойни или сдвоени астероиди, които се предполага, че се въртят около общ център на масата, нямаше доказателства за въртенето на тези двойки. Спътниците се оказаха наблизо, движейки се по квазисинхронни орбити около слънцето.
Опитите за поставяне на изкуствени спътници в астероидна орбита завършиха с неуспех. Примерите включват сондата NEAR, която беше изпратена от американците до астероида Ерос, или сондата HAYABUSA, която японците изпратиха до астероида Itokawa.
Факт седми: астероидите на Сатурн не се подчиняват на закона за гравитацията
По едно време Лагранж, опитвайки се да реши проблема с трите тела, получи стабилно решение за конкретен случай. Той показа, че третото тяло може да се движи по орбитата на второто, като през цялото време се намира в една от две точки, едната от които е на 60° пред второто тяло, а второто е на същото разстояние.
Въпреки това две групи спътникови астероиди, открити зад и напред в орбитата на Сатурн, които астрономите радостно нарекоха троянските, се изместиха от предвидените области и потвърждението на закона за всемирното привличане се превърна в пункция.
Факт осми: противоречие с общата теория на относителността
Според съвременните концепции скоростта на светлината е крайна, в резултат на което виждаме далечни обекти не там, където се намират в момента, а в точката, от която е тръгнал светлинният лъч, който сме видели. Но с каква скорост се разпространява гравитацията?След като анализира натрупаните дотогава данни, Лаплас установява, че „гравитацията“ се разпространява по-бързо от светлината с поне седем порядъка! Съвременните измервания на получаването на пулсарни импулси са увеличили скоростта на разпространение на гравитацията още повече - поне 10 порядъка по-висока от скоростта на светлината. по този начин експерименталните изследвания противоречат на общата теория на относителността, на която все още разчита официалната наука, въпреки пълния й провал.
Факт девети: гравитационни аномалии
Има естествени аномалии на гравитацията, които също не намират ясно обяснение от официалната наука. Ето няколко примера:Факт десет: изследване на вибрационната природа на антигравитацията
Има голям брой алтернативни изследвания с впечатляващи резултати в областта на антигравитацията, които фундаментално опровергават теоретичните изчисления на официалната наука.Някои изследователи анализират вибрационната природа на антигравитацията. Този ефект е ясно демонстриран в съвременен експеримент, при който капчици висят във въздуха поради акустична левитация. Тук виждаме как с помощта на звук с определена честота е възможно уверено да се задържат капки течност във въздуха...
Но ефектът на пръв поглед се обяснява с принципа на жироскопа, но дори такъв прост експеримент в по-голямата си част противоречи на гравитацията в съвременното му разбиране.
Малко хора знаят, че Виктор Степанович Гребенников, сибирски ентомолог, който изучава ефекта на кухините в насекомите, описва явленията на антигравитацията при насекомите в книгата „Моят свят“. Учените отдавна знаят, че масивните насекоми, като лугата, летят въпреки законите на гравитацията, а не благодарение на тях.
Нещо повече, въз основа на своите изследвания Гребенников създава антигравитационна платформа.
Виктор Степанович почина при доста странни обстоятелства и работата му беше частично изгубена, но част от прототипа на антигравитационната платформа е запазена и може да се види в Музея Гребенников в Новосибирск.
Друго практическо приложение на антигравитацията може да се наблюдава в град Хоумстед във Флорида, където има странна структура от коралови монолитни блокове, която е популярно наречена Коралов замък. Построен е от латвиеца Едуард Лидскалнин през първата половина на 20 век. Този слаб човек нямаше никакви инструменти, нямаше дори кола или никакво оборудване.
Той изобщо не е използвал електричество, също и поради липсата му, но все пак някак си е слязъл до океана, където е изрязал многотонни каменни блокове и по някакъв начин ги е доставил на обекта си, като ги е подредил с перфектна точност.
След смъртта на Ед учените започнаха внимателно да изучават творението му. За целите на експеримента беше привлечен мощен булдозер и беше направен опит да се премести един от 30-тонните блокове на кораловия замък. Булдозерът изрева и се плъзна, но не помръдна огромния камък.
Вътре в замъка е открито странно устройство, което учените нарекли генератор на постоянен ток. Това беше масивна конструкция с много метални части. 240 постоянни магнитни ленти са вградени във външната страна на устройството. Но как Едуард Лийдскалнин всъщност накара многотонните блокове да се движат все още остава загадка.
Известни са изследванията на Джон Сърл, в чиито ръце необичайни генератори оживяват, въртят се и генерират енергия; дискове с диаметър от половин метър до 10 метра се издигнаха във въздуха и направиха контролирани полети от Лондон до Корнуол и обратно.
Експериментите на професора са повторени в Русия, САЩ и Тайван. В Русия например през 1999 г. е регистрирана патентна заявка за „устройства за генериране на механична енергия“ под № 99122275/09. Владимир Виталиевич Рошчин и Сергей Михайлович Годин всъщност възпроизвеждат SEG (генератор на ефект на Searl) и провеждат редица изследвания с него. Резултатът беше изявление: можете да получите 7 kW електроенергия без разходи; въртящият се генератор загуби тегло до 40%.
Оборудването от първата лаборатория на Сърл е отнесено на неизвестно място, докато той е в затвора. Инсталацията на Godin и Roshchin просто изчезна; всички публикации за него, с изключение на заявката за изобретение, изчезнаха.
Известен е и ефектът на Хътчисън, кръстен на канадския инженер-изобретател. Ефектът се проявява в левитацията на тежки предмети, сплавта на различни материали (например метал + дърво) и аномалното нагряване на металите при липса на горящи вещества в близост до тях. Ето видео с тези ефекти:
Каквато и да е всъщност гравитацията, трябва да се признае, че официалната наука е напълно неспособна да обясни ясно природата на това явление.
Ярослав Яргин
Дон ДеЙонг
Гравитацията (или гравитацията) ни държи здраво на земята и позволява на земята да се върти около слънцето. Благодарение на тази невидима сила дъждът вали на земята, а нивото на водата в океана се повишава и спада всеки ден. Гравитацията поддържа земята в сферична форма и също така не позволява на нашата атмосфера да избяга в открития космос. Изглежда, че тази сила на привличане, наблюдавана всеки ден, трябва да бъде добре проучена от учените. Но не! В много отношения гравитацията остава най-дълбоката загадка на науката. Тази мистериозна сила е забележителен пример за това колко ограничено е съвременното научно познание.
Какво е гравитацията?
Исак Нютон се интересува от този въпрос още през 1686 г. и стига до извода, че гравитацията е силата на привличане, която съществува между всички обекти. Той разбра, че същата сила, която кара ябълката да падне на земята, е в нейната орбита. Всъщност гравитационната сила на Земята кара Луната да се отклонява от правия си път с около един милиметър всяка секунда, докато обикаля около Земята (Фигура 1). Универсалният закон за гравитацията на Нютон е едно от най-великите научни открития на всички времена.
Гравитацията е „въжето“, което държи обектите в орбита
Фигура 1.Илюстрация на орбитата на луната, неначертана в мащаб. Всяка секунда Луната изминава приблизително 1 км. На това разстояние той се отклонява от правия път с около 1 мм - това се дължи на гравитационното привличане на Земята (пунктирана линия). Луната изглежда постоянно изостава от (или около) земята, точно както планетите падат около слънцето.
Гравитацията е една от четирите основни природни сили (Таблица 1). Обърнете внимание, че от четирите сили тази сила е най-слабата и все пак е доминираща спрямо големите космически обекти. Както показа Нютон, притегателната гравитационна сила между всеки две маси става все по-малка и по-малка, докато разстоянието между тях става все по-голямо и по-голямо, но никога не достига напълно нула (вижте „Дизайнът на гравитацията“).
Следователно всяка частица в цялата вселена всъщност привлича всяка друга частица. За разлика от силите на слаби и силни ядрени взаимодействия, силата на привличане е далечна (Таблица 1). Магнитната сила и електрическата сила също са далечни сили, но гравитацията е уникална с това, че е далечна и винаги привличаща, което означава, че никога не може да се изчерпи (за разлика от електромагнетизма, при който силите могат или да привличат, или да отблъскват) .
Започвайки с великия учен по сътворението Майкъл Фарадей през 1849 г., физиците непрекъснато търсят скритата връзка между силата на гравитацията и силата на електромагнитното взаимодействие. В момента учените се опитват да комбинират четирите основни сили в едно уравнение или така наречената „Теория на всичко“, но безуспешно! Гравитацията остава най-мистериозната и най-слабо изучаваната сила.
Гравитацията не може да бъде защитена по никакъв начин. Какъвто и да е съставът на блокиращата преграда, тя няма ефект върху привличането между два разделени обекта. Това означава, че е невъзможно да се създаде антигравитационна камера в лабораторни условия. Силата на гравитацията не зависи от химичния състав на обектите, а зависи от тяхната маса, известна ни като тегло (силата на гравитацията върху обект е равна на теглото на този обект - колкото по-голяма е масата, толкова по-голяма е сила или тегло.) Блокове, състоящи се от стъкло, олово, лед или дори стирофом и имащи еднаква маса, ще изпитват (и упражняват) същата гравитационна сила. Тези данни са получени по време на експерименти и учените все още не знаят как те могат да бъдат теоретично обяснени.
Дизайн в гравитация
Силата F между две маси m 1 и m 2, разположени на разстояние r, може да се запише като формулата F = (G m 1 m 2)/r 2
Където G е гравитационната константа, измерена за първи път от Хенри Кавендиш през 1798 г.1
Това уравнение показва, че гравитацията намалява, когато разстоянието r между два обекта става по-голямо, но никога не достига напълно нула.
Законът на обратния квадрат на това уравнение е просто очарователен. В края на краищата няма необходима причина гравитацията да действа така, както действа. В една хаотична, произволна и развиваща се вселена произволни мощности като r 1.97 или r 2.3 биха изглеждали по-вероятни. Прецизните измервания обаче показаха точна мощност, най-малко до пет знака след десетичната запетая, от 2,00000. Както каза един изследовател, този резултат изглежда "твърде прецизен".2 Можем да заключим, че силата на гравитацията показва прецизен, създаден дизайн. Всъщност, ако градусът се отклони дори малко от 2, орбитите на планетите и цялата вселена биха станали нестабилни.
Връзки и бележки
- Технически погледнато, G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
- Томпсен, Д., „Много точно за гравитацията“, Научни новини 118(1):13, 1980.
И така, какво точно е гравитацията? Как тази сила е в състояние да действа в такова огромно празно пространство? И защо изобщо съществува? Науката никога не е успяла да отговори на тези основни въпроси за законите на природата. Силата на привличане не може да възникне бавно чрез мутация или естествен подбор. Той е в сила от самото начало на Вселената. Както всеки друг физичен закон, гравитацията несъмнено е забележително доказателство за планирано създаване.
Някои учени са се опитали да обяснят гравитацията с помощта на невидими частици, гравитони, които се движат между обектите. Други говореха за космически струни и гравитационни вълни. Наскоро учени, използващи специално създадена лаборатория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), успяха да видят само ефекта на гравитационните вълни. Но естеството на тези вълни, как физически обектите взаимодействат помежду си на огромни разстояния, променяйки преднината си, все още остава голям въпрос за всички. Ние просто не знаем произхода на гравитационната сила и как тя поддържа стабилността на цялата вселена.
Гравитация и писание
Два пасажа от Библията могат да ни помогнат да разберем природата на гравитацията и физиката като цяло. Първият пасаж, Колосяни 1:17, обяснява, че Христос „Там е преди всичко и всичко зависи от Него“. Гръцкият глагол стои (συνισταω sunistao) означава: да се придържаме, да държим или да се държим заедно. Гръцката употреба на тази дума извън Библията означава съд, съдържащ вода. Думата, използвана в книгата Колосяни, е в перфектно време, което обикновено показва настоящо продължаващо състояние, което е възникнало от завършено минало действие. Един от въпросните физически механизми очевидно е силата на гравитацията, установена от Създателя и неизменно поддържана днес. Само си представете: ако силата на гравитацията спре за момент, несъмнено ще настъпи хаос. Всички небесни тела, включително земята, луната и звездите, вече няма да се държат заедно. Всичко веднага ще бъде разделено на отделни, малки части.
Второто писание, Евреи 1:3, заявява, че Христос „Той поддържа всички неща чрез словото на Своята сила.“Слово държи (φερω pherō) отново описва поддържането или запазването на всичко, включително гравитацията. Слово държи, както се използва в този стих, означава много повече от просто задържане на тежест. Това включва контрол върху всички движения и промени, които се случват във Вселената. Тази безкрайна задача се извършва чрез всемогъщото Слово на Господа, чрез което самата вселена започна да съществува. Гравитацията, „мистериозна сила“, която остава слабо разбрана след четиристотин години изследвания, е едно от проявленията на тази удивителна божествена грижа за Вселената.
Изкривявания на времето и пространството и черни дупки
Общата теория на относителността на Айнщайн разглежда гравитацията не като сила, а като кривина на самото пространство в близост до масивен обект. Светлината, която традиционно следва прави линии, се предвижда да бъде огъната, докато преминава през извито пространство. Това беше демонстрирано за първи път, когато астрономът сър Артър Едингтън откри промяна във видимата позиция на звезда по време на пълно затъмнение през 1919 г., вярвайки, че светлинните лъчи се огъват от гравитацията на слънцето.
Общата теория на относителността също така прогнозира, че ако едно тяло е достатъчно плътно, неговата гравитация ще изкриви пространството толкова много, че светлината изобщо не може да премине през него. Такова тяло поглъща светлина и всичко останало, което е уловено от силната му гравитация, и се нарича Черна дупка. Такова тяло може да бъде открито само чрез гравитационните му ефекти върху други обекти, чрез силното огъване на светлината около него и чрез силното излъчване, излъчвано от материята, която пада върху него.
Цялата материя в черна дупка е компресирана в центъра, който има безкрайна плътност. „Размерът“ на дупката се определя от хоризонта на събитията, т.е. граница, която заобикаля центъра на черна дупка и нищо (дори светлина) не може да излезе отвъд нея. Радиусът на дупката се нарича радиус на Шварцшилд на името на немския астроном Карл Шварцшилд (1873–1916) и се изчислява по формулата RS = 2GM/c 2, където c е скоростта на светлината във вакуум. Ако слънцето попадне в черна дупка, нейният радиус на Шварцшилд ще бъде само 3 км.
Има добри доказателства, че след като масивна звезда изчерпи ядреното си гориво, тя вече не може да устои на колапса под собствената си огромна тежест и пада в черна дупка. Смята се, че черни дупки с масата на милиарди слънца съществуват в центровете на галактиките, включително нашата собствена галактика, Млечния път. Много учени вярват, че свръхярките и много далечни обекти, наречени квазари, използват енергията, освободена, когато материята падне в черна дупка.
Според предсказанията на общата теория на относителността, гравитацията също изкривява времето. Това е потвърдено и от много точни атомни часовници, които работят с няколко микросекунди по-бавно на морското равнище, отколкото в райони над морското равнище, където гравитацията на Земята е малко по-слаба. В близост до хоризонта на събитията това явление е по-забележимо. Ако наблюдаваме часовника на астронавта, докато той се приближава към хоризонта на събитията, ще видим, че часовникът върви по-бавно. След като влезе в хоризонта на събитията, часовникът ще спре, но ние никога няма да можем да го видим. Обратно, астронавтът няма да забележи, че неговият часовник работи по-бавно, но ще види, че нашият часовник работи все по-бързо и по-бързо.
Основната опасност за астронавт близо до черна дупка биха били приливните сили, причинени от факта, че гравитацията е по-силна върху части от тялото, които са по-близо до черната дупка, отколкото върху части, които са по-далеч от нея. Силата на приливните сили в близост до черна дупка с масата на звезда е по-силна от всеки ураган и лесно разкъсва на малки парченца всичко, което им попречи. Въпреки това, докато гравитационното привличане намалява с квадрата на разстоянието (1/r 2), приливното влияние намалява с куба на разстоянието (1/r 3). Следователно, противно на общоприетото схващане, гравитационната сила (включително приливната сила) при хоризонтите на събитията на големите черни дупки е по-слаба, отколкото при малките черни дупки. Така че приливните сили в хоризонта на събитията на черна дупка в наблюдаваното пространство биха били по-малко забележими от най-слабия бриз.
Разтягането на времето от гравитацията близо до хоризонта на събитията е в основата на новия космологичен модел на физика на сътворението д-р Ръсел Хъмфрис, който той описва в книгата си „Звездна светлина и време“. Този модел може да помогне за решаването на проблема как можем да видим светлината на далечни звезди в младата вселена. Освен това днес това е научна алтернатива на небиблейската, която се основава на философски предположения, които излизат извън рамките на науката.
Забележка
Гравитацията, „мистериозна сила“, която дори след четиристотин години изследвания остава слабо разбрана...
Исак Нютон (1642–1727)
Снимка: Wikipedia.org
Исак Нютон (1642–1727)
Исак Нютон публикува своите открития за гравитацията и движението на небесните тела през 1687 г. в известната си работа " Математически принципи" Някои читатели бързо заключиха, че вселената на Нютон не оставя място за Бог, тъй като вече всичко може да се обясни с уравнения. Но Нютон изобщо не мислеше така, както каза във второто издание на това известно произведение:
„Нашата най-красива слънчева система, планети и комети могат да бъдат само резултат от плана и господството на интелигентно и могъщо същество.“
Исак Нютон не беше само учен. Освен на науката, той посвещава почти целия си живот на изучаване на Библията. Любимите му библейски книги бяха книгата на Даниил и книгата Откровение, които описват Божиите планове за бъдещето. Всъщност Нютон е написал повече теологични, отколкото научни трудове.
Нютон уважаваше други учени като Галилео Галилей. Между другото, Нютон е роден в същата година, в която Галилей умира, през 1642 г. Нютон пише в писмото си: „Ако видях по-далеч от другите, това беше, защото стоях раменегиганти." Малко преди смъртта си, вероятно размишлявайки върху мистерията на гравитацията, Нютон скромно пише: „Не знам как ме възприема светът, но на себе си изглеждам само като момче, което си играе на брега на морето, което се забавлява, като от време на време намира камъче, което е по-цветно от останалите, или красива раковина, докато огромен океан на неизследваната истина."
Нютон е погребан в Уестминстърското абатство. Латинският надпис на гроба му завършва с думите: „Нека смъртните се радват, че сред тях живее такова украшение на човешкия род.“.
Всеки човек в живота си се е сблъсквал с тази концепция повече от веднъж, защото гравитацията е в основата не само на съвременната физика, но и на редица други свързани науки.
Много учени са изучавали привличането на телата от древни времена, но основното откритие се приписва на Нютон и се описва като добре известната история за плод, който пада върху нечия глава.
Какво е гравитацията с прости думи
Гравитацията е привличането между няколко обекта във Вселената. Естеството на явлението е различно, тъй като се определя от масата на всеки от тях и разстоянието между тях, тоест разстоянието.
Теорията на Нютон се основава на факта, че както падащият плод, така и спътникът на нашата планета са засегнати от една и съща сила - гравитацията към Земята. Но спътникът не е попаднал в земното пространство именно поради своята маса и разстояние.
Гравитационно поле
Гравитационното поле е пространството, в което се осъществява взаимодействието на телата според законите на привличането.
Теорията на относителността на Айнщайн описва полето като определено свойство на времето и пространството, което се проявява характерно при появата на физически обекти.
Гравитационна вълна
Това са определени видове промени в полето, които се образуват в резултат на излъчване от движещи се обекти. Те се отделят от обекта и се разпространяват във вълнообразен ефект.
Теории за гравитацията
Класическата теория е Нютонова. Той обаче беше несъвършен и впоследствие се появиха алтернативни варианти.
Те включват:
- метрични теории;
- неметрични;
- вектор;
- Le Sage, който първи описва фазите;
- квантова гравитация.
Днес има няколко десетки различни теории, всички те или се допълват взаимно, или разглеждат явленията от различна гледна точка.
Заслужава да се отбележи:Все още няма идеално решение, но текущите разработки отварят повече възможни отговори относно привличането на телата.
Силата на гравитационното привличане
Основното изчисление е следното - гравитационната сила е пропорционална на умножението на масата на тялото по друго, между които се определя. Тази формула се изразява по следния начин: силата е обратно пропорционална на разстоянието между обектите на квадрат.
Гравитационното поле е потенциално, което означава, че кинетичната енергия се запазва. Този факт опростява решаването на задачи, в които се измерва силата на привличане.
Гравитация в космоса
Въпреки погрешното схващане на мнозина, в космоса има гравитация. Тя е по-ниска, отколкото на Земята, но все още присъства.
Що се отнася до астронавтите, които на пръв поглед изглеждат като летящи, те всъщност са в състояние на бавен упадък. Визуално изглежда, че нищо не ги привлича, но на практика изпитват гравитация.
Силата на привличане зависи от разстоянието, но независимо колко голямо е разстоянието между обектите, те ще продължат да се привличат един към друг.
Взаимното привличане никога няма да бъде нула.
Гравитация в Слънчевата система
В Слънчевата система не само Земята има гравитация. Планетите, както и Слънцето, привличат обекти към себе си.Тъй като силата се определя от масата на обекта, Слънцето има най-висок показател.
Например, ако нашата планета има показател един, тогава индикаторът на светилото ще бъде почти двадесет и осем.
За по-голяма яснота, нека обозначим това: на теория средният човек на Слънцето ще тежи около два тона, но на най-малката планета от нашата система - само четири килограма.
От какво зависи гравитацията на планетата?
Гравитационното привличане, както бе споменато по-горе, е силата, с която планетата привлича към себе си обекти, разположени на нейната повърхност.
Силата на гравитацията зависи от гравитацията на обекта, самата планета и разстоянието между тях.Ако има много километри, гравитацията е ниска, но все още поддържа обектите свързани.
Няколко важни и завладяващи аспекта, свързани с гравитацията и нейните свойства, които си струва да обясните на вашето дете:
- Феноменът привлича всичко, но никога не отблъсква – това го отличава от другите физически феномени.
- Няма такова нещо като нула. Невъзможно е да се симулира ситуация, в която не се прилага натиск, тоест гравитацията не действа.
- Земята пада със средна скорост от 11,2 километра в секунда; след като достигнете тази скорост, можете да напуснете привличането на планетата.
- Съществуването на гравитационните вълни не е научно доказано, това е само предположение. Ако някога станат видими, много мистерии на космоса, свързани с взаимодействието на телата, ще бъдат разкрити пред човечеството.
Според теорията на основната относителност на учен като Айнщайн, гравитацията е кривина на основните параметри на съществуването на материалния свят, който представлява основата на Вселената.
Гравитацията е взаимното привличане на два обекта. Силата на взаимодействие зависи от гравитацията на телата и разстоянието между тях. Все още не са разкрити всички тайни на феномена, но днес има няколко десетки теории, описващи понятието и неговите свойства.
Сложността на изследваните обекти влияе върху времето за изследване. В повечето случаи връзката между маса и разстояние просто се взема.