แรงโน้มถ่วงอันตรกิริยาระหว่างทั้งสอง สนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

 21.1. กฎ แรงโน้มถ่วงสากลนิวตัน
  ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงมีอยู่ในตัววัตถุทั้งหมด (รูปที่ 111)

ข้าว. 111
  กฎที่อธิบายแรงเหล่านี้ซึ่งค้นพบโดย I. Newton และตีพิมพ์ในปี 1687 เรียกว่ากฎแห่งความโน้มถ่วงสากล: สอง จุดวัสดุถูกดึงดูดด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนกับผลคูณของมวลของจุดเหล่านี้ ซึ่งแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างจุดนั้น และพุ่งไปตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมจุดเหล่านี้:

  เนื่องจากความแข็งแกร่งนั้น ปริมาณเวกเตอร์ดังนั้นสูตรที่กำหนดแรงดึงดูดควรอยู่ในรูปแบบเวกเตอร์
  เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ เราจะแนะนำเวกเตอร์ ร 12, การเชื่อมต่อจุดต่างๆ 1 และ 2 (รูปที่ 112)

ข้าว. 112
จากนั้นแรงดึงดูดที่กระทำต่อวัตถุตัวที่สองสามารถเขียนได้ในรูปแบบ

  ในสูตร (1), (2) ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน b เรียกว่าค่าคงที่แรงโน้มถ่วง ไม่สามารถหามูลค่าของปริมาณนี้จากผู้อื่นได้ กฎทางกายภาพและกำหนดโดยการทดลอง ค่าตัวเลขค่าคงที่ความโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับการเลือกระบบหน่วย ดังนั้นใน SI จึงเท่ากับ:

  ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงถูกวัดโดยการทดลองครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เฮนรี คาเวนดิช ในปี ค.ศ. 1798 เขาได้สร้างสมดุลแบบบิดและใช้มันเพื่อวัดแรงดึงดูดระหว่างทรงกลมสองอัน เพื่อยืนยันกฎแรงโน้มถ่วงสากล กำหนดค่าคงที่ความโน้มถ่วง มวล และ ความหนาแน่นเฉลี่ยโลก.
  คำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของอันตรกิริยาโน้มถ่วงนั้นซับซ้อนมาก I. นิวตันเองก็ให้คำตอบสั้น ๆ สำหรับคำถามนี้: "ฉันไม่ได้ประดิษฐ์สมมติฐาน" ดังนั้นจึงปฏิเสธที่จะพูดคุยในหัวข้อนี้ด้วยซ้ำ ก็เพียงพอแล้วที่กฎแห่งแรงโน้มถ่วงสากล ระดับสูงอธิบายปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงในเชิงปริมาณได้อย่างแม่นยำ ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ กลศาสตร์ของนิวตันเป็นเวลาเกือบสองศตวรรษที่ได้กำหนดแนวทางที่คล้ายกันไว้ล่วงหน้าสำหรับทุกคน วิทยาศาสตร์กายภาพไม่ใช่แค่กลไกเท่านั้น แต่ยังเพียงพอที่จะค้นพบค้นหากฎที่อธิบายอย่างถูกต้อง ปรากฏการณ์ทางกายภาพและเรียนรู้ที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับ คำอธิบายเชิงปริมาณปรากฏการณ์เหล่านี้
  ดังนั้นในการศึกษาแรงโน้มถ่วงจึงเชื่อกันว่าในทางที่ไม่อาจเข้าใจได้ร่างกายหนึ่งสามารถมีอิทธิพลต่ออีกวัตถุหนึ่งได้และอิทธิพลนี้จะถูกส่งต่อทันทีนั่นคือการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของร่างกายตัวใดตัวหนึ่งจะเปลี่ยนแรงที่กระทำต่อวัตถุอื่นทันที โดยไม่คำนึงถึงระยะทางที่วัตถุเหล่านี้ตั้งอยู่ นี้ วิธีการทั่วไปถึงตัวละคร ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพเรียกว่าทฤษฎีการกระทำระยะไกล มุมมองที่คล้ายกันเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของร่างกายถูกขยายไปสู่ไฟฟ้าและ ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กซึ่งเป็นการศึกษาที่ดำเนินการอย่างแข็งขันในช่วงศตวรรษที่ 18-19 ในช่วงอายุ 30 เท่านั้น ปีที่ XIXศตวรรษ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเอ็ม.ฟาราเดย์ ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้ามีการกำหนดบทบัญญัติหลัก ทฤษฎีทางเลือกการโต้ตอบระยะสั้น: ในการส่งสัญญาณการโต้ตอบจำเป็นต้องใช้ "คนกลาง" ซึ่งเป็นสื่อบางอย่างที่ส่งการโต้ตอบเหล่านี้ การโต้ตอบนั้นไม่สามารถส่งผ่านได้ทันที เวลาที่แน่นอนเพื่อที่จะเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุใดวัตถุหนึ่งให้ "รู้สึก" โดยวัตถุอื่นที่มีปฏิสัมพันธ์กัน ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันก. ไอน์สไตน์สร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงใหม่ - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ภายในกรอบของทฤษฎีนี้ มีการอธิบายปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง ดังต่อไปนี้: แต่ละวัตถุที่มีมวลจะเปลี่ยนคุณสมบัติของกาล-เวลารอบๆ ตัวมันเอง (สร้างสนามโน้มถ่วง) ในขณะที่วัตถุอื่น ๆ เคลื่อนที่ในกาล-อวกาศที่เปลี่ยนแปลงนี้ (ในสนามโน้มถ่วง) ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงที่สังเกตได้ ความเร่ง เป็นต้น จากจุดนี้ จากมุมมอง สำนวน “อยู่ในสนามโน้มถ่วง” เทียบเท่ากับสำนวน “แรงโน้มถ่วงกระทำ”
  เราจะมาดูคำถามเหล่านี้ในภายหลังเมื่อศึกษาสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
  สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดเกี่ยวกับปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงก็คือแรงโน้มถ่วงนั้นมีสัดส่วนกับมวลของวัตถุ อันที่จริง ก่อนหน้านี้เราได้พูดถึงมวลเป็นหน่วยวัดความเฉื่อยของร่างกาย ปรากฎว่ามวลยังกำหนดคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานของวัตถุ - เป็นการวัดความสามารถในการมีส่วนร่วมในการโต้ตอบแรงโน้มถ่วง ดังนั้นเราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับมวลสองอัน - แรงเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง กฎแรงโน้มถ่วงสากลระบุว่ามวลเหล่านี้เป็นสัดส่วนซึ่งกันและกัน คำสั่งนี้ได้รับการยืนยันมานานแล้ว ความจริงที่รู้: วัตถุทั้งหมดตกลงสู่พื้นด้วยความเร่งเท่ากัน ทดลองกับ ความแม่นยำสูงสัดส่วนของมวลความโน้มถ่วงและแรงเฉื่อยได้รับการยืนยันในงานของ Lorand Eotvos นักฟิสิกส์ชาวฮังการี ต่อจากนั้น สัดส่วนของมวลเฉื่อยและแรงโน้มถ่วงกลายเป็นพื้นฐาน ทฤษฎีใหม่แรงโน้มถ่วง - ทฤษฎีทั่วไปทฤษฎีสัมพัทธภาพของเอ. ไอน์สไตน์
  โดยสรุป เราสังเกตว่ากฎความโน้มถ่วงสากลสามารถใช้เป็นพื้นฐานในการกำหนดหน่วยมวล (แน่นอน แรงโน้มถ่วง) ตัวอย่างเช่น: เนื้อความสองจุดของหน่วย มวลความโน้มถ่วงซึ่งอยู่ในระยะ 1 เมตร มีแรงดึงดูดเท่ากับ 1 เมตร เอ็น.

 มอบหมายให้ งานอิสระ : กำหนดมวลของวัตถุสองจุดที่อยู่ในระยะไกล 1.0 มจากกันและโต้ตอบด้วยกำลัง 1.0 น.

สำหรับแรงโน้มถ่วง หลักการของการซ้อนทับนั้นใช้ได้ โดยแรงที่กระทำต่อวัตถุจุดจากวัตถุอื่นๆ หลายๆ วัตถุจะเท่ากับผลรวมของแรงที่กระทำต่อวัตถุแต่ละชิ้น ข้อความนี้ยังเป็นการสรุปข้อมูลการทดลองโดยทั่วไปและเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงอีกด้วย
  ลองดูหลักการของการซ้อนทับจากมุมมองทางคณิตศาสตร์: ตามกฎของความโน้มถ่วงสากล แรงปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงจะเป็นสัดส่วนกับมวลของวัตถุเหล่านี้ หากการพึ่งพามวลไม่เป็นเชิงเส้น หลักการของการซ้อนทับจะไม่ถูกนำมาใช้ แท้จริงแล้วปล่อยให้ร่างกายมีมวล ฉันโต้ตอบกับวัตถุสองจุดที่มีมวล ม. 1และ ม. 2- มาวางกายจิตกันเถอะ ม. 1และ ม. 2ถึงจุดหนึ่ง (แล้วจึงถือเป็นกายอันเดียวกัน) ในกรณีนี้คือแรงที่กระทำต่อร่างกาย ฉันเท่ากับ:

แสดงเป็นผลรวมของแรงที่กระทำต่อส่วนของวัตถุทั้งสอง - ม. 1และ ม. 2.
  ในกรณีของความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างแรงและมวล หลักการซ้อนทับจะไม่สามารถใช้ได้
กฎความโน้มถ่วงสากลสำหรับวัตถุที่มีจุดและหลักการของการซ้อนทับทำให้โดยหลักการแล้วสามารถคำนวณแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุที่มีขนาดจำกัดได้ (รูปที่ 113)

ข้าว. 113
  ในการทำเช่นนี้มีความจำเป็นต้องแบ่งร่างกายแต่ละส่วนออกเป็นส่วนเล็ก ๆ โดยจิตใจซึ่งแต่ละส่วนถือได้ว่าเป็นจุดสำคัญ จากนั้นคำนวณผลรวมสองเท่าของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุดทุกคู่ ใน กรณีทั่วไปการคำนวณผลรวมดังกล่าวเป็นปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน
  เราเน้นย้ำว่าแรงแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุที่มีขนาดจำกัดนั้นคำนวณโดยวิธีการแยกวัตถุออกและผลรวมที่ตามมาเท่านั้น ไม่ถูกต้องที่จะกล่าวว่าแรงแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายสามารถคำนวณได้ว่าเป็นพลังแห่งปฏิสัมพันธ์ เท่ากับความแข็งแกร่งอันตรกิริยาของวัตถุจุดซึ่งอยู่ที่ศูนย์กลางมวล เพื่อยืนยันข้อความนี้ ให้พิจารณาตัวอย่างง่ายๆ
  ให้วัตถุใดวัตถุหนึ่งที่มีปฏิสัมพันธ์กันถือเป็นจุดวัตถุที่มีมวล ฉันและตัวที่สองสามารถแสดงเป็นจุดวัสดุสองจุดได้ มวลเท่ากัน มซึ่งอยู่ห่างจากกัน (รูปที่ 114)

ข้าว. 114
  จุดวัสดุทั้งหมดอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ระยะห่างจากวัตถุตัวแรกถึงศูนย์กลางของวัตถุตัวที่สองเขียนแทนด้วย ร- แรงดึงดูดที่กระทำต่อร่างกาย ฉันเท่ากับ:

  หากเราเชื่อมต่อจุดวัสดุที่ประกอบเป็นวัตถุชิ้นที่สองให้เป็นมวลเดียว 2มซึ่งอยู่ตรงกลางลำตัว จากนั้นแรงปฏิสัมพันธ์จะเท่ากับ:

ซึ่งแตกต่างจากการแสดงออก (3) เมื่อเท่านั้น ร >> กนิพจน์ (3) เข้าสู่สูตร (2) โปรดทราบว่าในกรณีนี้ควรพิจารณาเนื้อหาที่สองเป็นจุดวัสดุ

Sokol-Kutylovsky O.L.

เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงอันตรกิริยา

หากคุณถามนักศึกษาหรือศาสตราจารย์ในสาขาวิชาฟิสิกส์หรือกลศาสตร์-คณิตศาสตร์ของมหาวิทยาลัยใดๆ เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงอันตรกิริยา ซึ่งดูเหมือนว่าจะมีการศึกษามากที่สุดในบรรดาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงที่รู้จักทั้งหมด สิ่งที่พวกเขาทำได้คือเขียนสูตรสำหรับแรงนิวตันและสำหรับ แรงเหวี่ยงซึ่งพวกเขาจะจดจำแรงโบลิทาร์ที่ไม่อาจเข้าใจได้และการมีอยู่ของพลังไจโรสโคปิกลึกลับ และทั้งหมดนี้แม้ว่าจะสามารถหาแรงโน้มถ่วงทั้งหมดได้ก็ตาม หลักการทั่วไปฟิสิกส์คลาสสิก

1. สิ่งที่ทราบเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง

1.1. เป็นที่รู้กันว่าแรงที่เกิดขึ้นระหว่างร่างกายใน ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของวัตถุเหล่านี้และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง (กฎความโน้มถ่วงสากลหรือกฎของนิวตัน):

,

(1)

ที่ไหน จี" 6.6720H 10 -11 LF m 2H kg -2 - ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง ม, ม- มวลของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์และ ร- ระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กัน สมมติว่าร่างกายมีมวล มในระยะไกล รสร้างสนามความเร่งโน้มถ่วงมุ่งตรงไปยังจุดศูนย์กลางมวล

แรง (1) ที่กระทำต่อวัตถุที่มีมวล มจะถูกนำเสนอในรูปแบบ:

โดยที่ w คือความเร็วเชิงมุมของการหมุนของร่างกายรอบแกนที่ไม่ผ่านจุดศูนย์กลางมวลของร่างกาย โวลต์ – ความเร็วของการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงของร่างกายและ ร – เวกเตอร์แนวรัศมีที่เชื่อมแกนการหมุนกับอนุภาคหรือจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่กำลังหมุน เทอมแรกสอดคล้องกับแรงโน้มถ่วง (1) เทอมที่สองในสูตร (3) เรียกว่าแรงโบลิทาร์ และเทอมที่สามเรียกว่าแรงเหวี่ยง แรงโบลิทาร์และแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ถือเป็นเรื่องสมมติ ขึ้นอยู่กับระบบอ้างอิง ซึ่งไม่สอดคล้องกับประสบการณ์และระดับประถมศึกษาโดยสิ้นเชิง สามัญสำนึก- พลังจะถูกมองว่าเป็นสิ่งสมมติได้อย่างไรหากสามารถทำได้ งานจริง- แน่นอนว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องสมมติ ความแข็งแกร่งทางกายภาพและความรู้และแนวคิดที่มีอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับกองกำลังเหล่านี้

ต้นทาง ค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลข“2” ในแรงโบลิทาร์นั้นเป็นที่น่าสงสัย เนื่องจากได้รับสัมประสิทธิ์นี้สำหรับกรณีที่ความเร็วชั่วขณะของจุดต่างๆ ของวัตถุในกรอบอ้างอิงที่หมุนเกิดขึ้นพร้อมกันกับความเร็วของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่หรือถูกพุ่งชนกับมัน กล่าวคือ ด้วย ทิศทางในแนวรัศมีของแรงโบลิทาร์ กรณีที่สอง เมื่อความเร็วของร่างกายตั้งฉาก ความเร็วทันทีจุดของระบบอ้างอิงแบบหมุนไม่พิจารณา ตามวิธีการที่ระบุไว้ใน ขนาดของแรงโบลิทาร์ในกรณีที่สองกลายเป็น เท่ากับศูนย์ในขณะที่ให้เชิงมุมและ ความเร็วเชิงเส้นมันควรจะเหมือนกัน

1.3. ความเร็วเชิงมุมเป็นเวกเตอร์ตามแนวแกน กล่าวคือ มีคุณลักษณะเฉพาะด้วยค่าที่แน่นอนและพุ่งไปตามแกนที่เลือกเพียงแกนเดียว ป้ายบอกทาง ความเร็วเชิงมุมกำหนดโดยกฎสกรูด้านขวา ความเร็วเชิงมุมของการหมุนถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงของมุมการหมุนต่อหน่วยเวลา ω( ที)=¶ φ/¶ ที- ในคำจำกัดความนี้ φ( ที) – ฟังก์ชั่นเป็นระยะเวลาที่มีคาบ 2π เรเดียน ในขณะเดียวกัน ความเร็วเชิงมุมก็เท่ากับ ฟังก์ชันผกผันเวลา. โดยเฉพาะสิ่งนี้ตามมาจากมิติของมัน ด้วยเหตุผลเหล่านี้ อนุพันธ์ของความเร็วเชิงมุมเทียบกับเวลา: ¶ ω /¶ เสื้อ=-ω 2 . อนุพันธ์ของเวลาของความเร็วเชิงมุมสอดคล้องกับเวกเตอร์ตามแนวแกน ความเร่งเชิงมุม- ตามคำนิยามทั่วไปที่ให้ไว้ในกายภาพ พจนานุกรมสารานุกรมเวกเตอร์ตามแนวแกนของการเร่งความเร็วเชิงมุมจะมุ่งไปตามแกนของการหมุน ในทิศทางเดียวกับความเร็วเชิงมุมหากการหมุนถูกเร่ง และจะต้านความเร็วเชิงมุมหากการหมุนช้า

2. แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อจุดศูนย์กลางมวลของร่างกาย

แรงโน้มถ่วงและ แรงทางกลแตกต่างกันในลักษณะของการโต้ตอบ: ในระหว่างปฏิสัมพันธ์ "สัมผัส" ของร่างกายแรงทางกลเกิดขึ้นและในระหว่างปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระยะไกลของร่างกายแรงโน้มถ่วงจะเกิดขึ้น

2.1. ให้เราพิจารณาแรงโน้มถ่วงทั้งหมดที่กระทำต่อจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุ หมุนร่างกายไปรอบๆ แกนของตัวเองเมื่อผ่านจุดศูนย์กลางมวลไปแล้ว เราจะไม่พิจารณาในตอนนี้ จากหลักการทั่วไปของกลศาสตร์ เป็นที่ทราบกันดีว่าแรงเกิดขึ้นเมื่อโมเมนตัมของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปในทันที มาทำกัน ในทำนองเดียวกันเช่นเดียวกับการกำหนดแรงที่เกี่ยวข้อง การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงร่างกายและเมื่อพิจารณาแรงที่เกี่ยวข้องกับการหมุนของมันสัมพันธ์กับแกนภายนอก:

หรือในรูปแบบขยาย:

ที่ไหน ร =ร·[ เพราะ(ω เสื้อ)· x + บาป(ω เสื้อ)· ย ], x และ ย – เวกเตอร์หน่วยในทิศทางของแกนพิกัดที่สอดคล้องกัน ร– โมดูลเวกเตอร์แนวรัศมี ร , ร 1 =ร /ร– เวกเตอร์หน่วยในทิศทางของเวกเตอร์รัศมี ร , ที– เวลา และแกนพิกัด z เกิดขึ้นพร้อมกับแกนหมุน ขนาดของอนุพันธ์เวกเตอร์หน่วย ร 1 ตามเวลา¶ ร 1 /¶ t=ω· ร 1^ ที่ไหน ร 1^ – เวกเตอร์หน่วยที่อยู่ในระนาบการหมุนและตั้งฉากกับเวกเตอร์แนวรัศมี ร (รูปที่ 1)

โดยคำนึงถึง การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้เวกเตอร์รัศมีตามสมการ (7) สูตร (6) อยู่ในรูปแบบ:

.

(8)

ข้าว. 1. ตำแหน่งร่วมกันเวกเตอร์รัศมี ร , ความเร็วเชิงมุม ω และความเร็วทันที โวลต์ มมวลกาย ม, ในระบบพิกัด ( x, ย, z) โดยมีแกนหมุนกำกับตามแนวแกน z- เวกเตอร์หน่วย ร 1 =ร /r เป็นมุมฉาก เวกเตอร์หน่วย ร 1^ .

2.2. แรงทั้งหมดที่รวมอยู่ในสมการ (8) เท่ากันและรวมกันตามกฎของการบวกเวกเตอร์ ผลรวมของแรง (8) สามารถแสดงเป็นเงื่อนไขสี่ข้อ:

เอฟ ก= เอฟ ก+เอฟ ω1 + เอฟ ω2 + เอฟ ω3.

ความแข็งแกร่ง เอฟ กเกิดขึ้นเมื่อตรง การเคลื่อนไหวแบบเร่งร่างกายหรือระหว่างปฏิสัมพันธ์คงที่ด้วยแรงโน้มถ่วงของร่างกายกับอีกร่างกายหนึ่ง ความแข็งแกร่ง เอฟ ω1 สอดคล้องกับแรงโบลิทาร์ในกรณีที่ ร่างกายวัสดุเคลื่อนที่ในระบบหมุนในทิศทางแนวรัศมี (ตามรัศมีการหมุน) แรงนี้มุ่งตรงไปยังหรือต้านความเร็วของร่างกายในขณะนั้น ความแข็งแกร่ง เอฟ ω2 คือแรงที่กระทำต่อจุดใดๆ ของวัตถุที่กำลังหมุน มันถูกเรียกว่าแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ แต่แรงเดียวกันนี้เรียกว่าแรงโบลิทาร์หากวัตถุในระบบหมุนเคลื่อนที่ไปในทิศทางความเร็วขณะนั้นโดยไม่เปลี่ยนรัศมีการหมุน ความแข็งแกร่ง เอฟ ω2 มีทิศทางในแนวรัศมีเสมอ ให้ความเท่าเทียมกัน¶ ร 1 /¶ t=ω· ร 1^ และทิศทางของเวกเตอร์ผลลัพธ์ใน ผลิตภัณฑ์เวกเตอร์เราจะพบว่าเมื่อแต่ละจุดของร่างกายหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม ω มีแรงกระทำต่อเธอ เอฟ ω2 = ม·ω 2 · ร ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ตามสูตร (3)

ความแข็งแกร่ง เอฟ ω3 คือแรงเฉื่อย การเคลื่อนไหวแบบหมุน- แรงเฉื่อยของการเคลื่อนที่แบบหมุนเกิดขึ้นเมื่อความเร็วเชิงมุมของระบบหมุนและวัตถุที่เกี่ยวข้องกับมันเปลี่ยนแปลงและถูกส่งไปตามเวกเตอร์ของความเร็วชั่วขณะของร่างกายที่ DW/ดต<0 и против вектора мгновенной скорости тела при DW/ดต>0. มันเกิดขึ้นเฉพาะในระหว่างกระบวนการชั่วคราว และเมื่อการหมุนของร่างกายสม่ำเสมอ แรงนี้จะหายไป ทิศทาง แรงโน้มถ่วงความเฉื่อยในการหมุน

(9)

แสดงในรูปที่. 2. ที่นี่ ร – เวกเตอร์แนวรัศมีเชื่อมต่อแกนการหมุนกับจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่กำลังหมุนตามเส้นทางที่สั้นที่สุด ω – เวกเตอร์ตามแนวแกนของความเร็วเชิงมุม

ข้าว. 2.ทิศทางของแรงโน้มถ่วงของความเฉื่อยของการเคลื่อนที่แบบหมุน ฟ ω3, เมื่อเคลื่อนกายจากจุดที่ 1 ไปยังจุดที่ 2 ณ dw / dt<0; ร – เวกเตอร์รัศมี , การเชื่อมต่อแกนหมุนเข้ากับจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เอฟ ที – แรงดึงดูดหรือแรงดึงของเชือก ไม่แสดงแรงเหวี่ยง

ผลรวมเวกเตอร์ของแรง เอฟ ω1 และ เอฟ ω2 สร้างแรงลัพธ์ (แรงโคริโอลิส) เอฟ เค) เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดก็ได้ในระบบที่กำลังหมุน:

3. แรงโน้มถ่วงและแรงทางกลที่เกิดขึ้นเมื่อหมุนแกนการหมุนของวัตถุ

ในการหาแรงโน้มถ่วงทั้งหมดที่กระทำไม่เพียงแต่ที่จุดศูนย์กลางมวลเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงจุดอื่นๆ ของวัตถุด้วย รวมถึงแรงที่เกิดขึ้นเมื่อแกนการหมุนของวัตถุนี้หมุนรอบแกนอื่น จำเป็นต้องกลับสู่สูตร (5 ).

สูตรทั่วไปสำหรับแรงโน้มถ่วงและแรงทางกลทั้งหมดที่ได้รับก่อนหน้านี้ยังคงใช้บังคับอยู่ แต่จนถึงขณะนี้แรงทั้งหมดที่ได้รับได้รับการพิจารณาให้นำไปใช้กับจุดศูนย์กลางมวลของร่างกาย ไม่ได้คำนึงถึงอิทธิพลของการหมุนของแกนหมุนของตัวเองในแต่ละจุดของร่างกายที่ไม่ตรงกับจุดศูนย์กลางมวล อย่างไรก็ตาม สูตร (5) ซึ่งก่อนหน้านี้ได้รับจากหลักการทั่วไปของกลศาสตร์ ประกอบด้วยแรงทั้งหมดที่กระทำต่อจุดใดๆ ของวัตถุที่กำลังหมุน รวมถึงแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนเชิงพื้นที่ของแกนการหมุนของร่างกายด้วย ดังนั้นจากสูตร (5) จึงเป็นไปได้ที่จะได้สมการในรูปแบบที่ชัดเจนสำหรับแรงที่กระทำต่อจุดใดก็ได้ของตัววัสดุที่กำลังหมุนเมื่อแกนการหมุนของมันเองถูกหมุนผ่านมุมที่แน่นอนในอวกาศ โดยนำเสนอสมการ (5) ในรูปแบบต่อไปนี้:

(12)

,

ที่ไหน S rґ w Ѕ – โมดูลเวกเตอร์ รґw , ก ( รґw ) 1 – เวกเตอร์หน่วยกำกับตามเวกเตอร์ รґw - ดังที่ได้แสดงไปแล้ว อนุพันธ์ของเวลาของเวกเตอร์ รґw เมื่อค่าของเวกเตอร์นี้เปลี่ยนแปลงจะให้แรงโน้มถ่วงและแรงหมุนเชิงกลซึ่งได้รับแรงเหวี่ยง, แรงโบลิทาร์และแรงเฉื่อยในการหมุน:

โดยที่เทอมที่ 5 คือแรง หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้นคือเซตของแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนเชิงพื้นที่ของแกนการหมุนของวัตถุ ณ จุดต่างๆ ของวัตถุนี้ และแรงที่เกิดขึ้นแต่ละจุดขึ้นอยู่กับ ตำแหน่งของจุดนี้ กล่าวโดยย่อ ผลรวมของแรงโน้มถ่วงทั้งหมดสามารถแสดงได้สะดวกดังนี้:

,

(15)

ที่ไหน เอฟเอ – แรงนิวตันกับเวกเตอร์ความเร่งโน้มถ่วง ก , Fw 1 – Fw 3 – พลังการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยมีเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงของความเร็วเชิงมุม w และ e Fw W ฉัน – ชุดแรงที่เกิดขึ้นเมื่อหมุนแกนการหมุนของวัตถุทั้งหมด nจุดที่ร่างกายถูกแบ่งเท่าๆ กัน

ให้เรานำเสนอภาคที่ห้าในรูปแบบขยาย ตามคำนิยามแล้ว เวกเตอร์รัศมี ร ตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม w ดังนั้น ขนาดของเวกเตอร์ รґw เท่ากับผลคูณของโมดูลัสของเวกเตอร์ที่เป็นส่วนประกอบ:

อนุพันธ์ของเวลาของเวกเตอร์หน่วย ( รґw ) 1 เมื่อมันเปลี่ยนทิศทางด้วยมุม j ให้เวกเตอร์หน่วยอีกตัวหนึ่ง r 1 ซึ่งอยู่ขนานกับระนาบการหมุน S ( x,z) และตั้งฉากกับเวกเตอร์ รґw (รูปที่ 3) ยิ่งไปกว่านั้น ในแง่ของปัจจัย มันมีสัมประสิทธิ์ที่เป็นตัวเลขเท่ากับอนุพันธ์ของเวลาของมุมการหมุน W =¶ เจ /¶ ต:

.

(16)

เนื่องจากเมื่อหมุนแกนการหมุน จุดต่างๆ ของตัววัสดุจะมีการเคลื่อนที่สามมิติ และการหมุนของแกนจะเกิดขึ้นในระนาบใดระนาบหนึ่ง S ( x,z) จากนั้นโมดูลของเวกเตอร์หน่วยที่สัมพันธ์กับระนาบการหมุนจะไม่คงที่ และในระหว่างการหมุนจะแปรผันจากศูนย์ถึงหนึ่ง ดังนั้นเมื่อแยกแยะเวกเตอร์หน่วยดังกล่าว จะต้องคำนึงถึงขนาดที่สัมพันธ์กับระนาบที่เกิดการหมุนของเวกเตอร์หน่วยนี้ด้วย ความยาวของเวกเตอร์หน่วย ( รґw ) 1 สัมพันธ์กับระนาบการหมุน S ( x,z) คือเส้นโครงของเวกเตอร์หน่วยนี้บนระนาบการหมุน อนุพันธ์ของเวกเตอร์หน่วย ( รґw ) 1 ในระนาบการหมุน S ( x,z) สามารถแสดงได้ดังนี้:

,

(17)

โดยที่ a คือมุมระหว่างเวกเตอร์ รґw และระนาบการหมุน S ( x,z).

แรงที่กระทำต่อจุดใดๆ ของวัตถุที่กำลังหมุนเมื่อหมุนแกนหมุนจะไม่ถูกนำไปใช้กับจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุนี้ แต่จะส่งตรงไปยังแต่ละจุดที่กำหนด ดังนั้นร่างกายจึงต้องแบ่งออกเป็นหลายๆ จุด และสันนิษฐานว่าแต่ละจุดดังกล่าวมีมวล ฉัน- ภายใต้มวลของจุดที่กำหนดของร่างกาย ฉันหมายถึง มวลที่มีความเข้มข้นในปริมาณน้อยเมื่อเทียบกับทั่วร่างกาย วีดังนั้น:

เมื่อความหนาแน่นของร่างกายสม่ำเสมอ r มวลจะเท่ากับ และจุดที่ใช้แรงคือจุดศูนย์กลางมวลของปริมาตรที่กำหนด วีครอบครองโดยส่วนหนึ่งของวัตถุที่มีมวล ฉัน- แรงที่กระทำต่อ ฉัน- จุดของวัตถุที่กำลังหมุนเมื่อหมุนแกนหมุนจะอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:

,

(18)

ที่ไหน ฉัน– มวลของจุดที่กำหนดของร่างกาย ร ฉันคือระยะทางที่สั้นที่สุดจากจุดที่กำหนด (ซึ่งกำหนดแรง) ถึงแกนการหมุนของวัตถุ w คือความเร็วเชิงมุมของการหมุนของร่างกาย W คือโมดูลของความเร็วเชิงมุมของการหมุนของแกนของ การหมุน a คือมุมระหว่างเวกเตอร์ รґw และระนาบการหมุน S ( x,z) และ r 1 เป็นเวกเตอร์หน่วยที่มีทิศทางขนานกับระนาบการหมุนและตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วชั่วขณะ รґw .

ข้าว. 3.ทิศทางของแรง Fw W ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแกนการหมุนของร่างกายหมุนในระนาบ S (เอ็กซ์,แซด)ด้วยความเร็วเชิงมุมของการหมุน W ตรงจุด กโดยมีเวกเตอร์รัศมีเล็ดลอดออกมาจากจุดนั้น กับแกนหมุน, แรง Fw W =0; ตรงจุด ขโดยมีเวกเตอร์รัศมีเล็ดลอดออกมาจากศูนย์กลางของร่างกาย แรง Fw W มีค่าสูงสุด

ผลรวมของแรงทั้งหมด (18) ที่กระทำต่อทุกสิ่ง nจุดที่ร่างกายแบ่งเท่าๆ กัน

(19)

สร้างช่วงเวลาแห่งแรงที่หมุนร่างกายในระนาบ Y ( ใช่, z) ตั้งฉากกับระนาบการหมุน S ( x,z) (รูปที่ 4)

จากการทดลองกับวัตถุที่หมุนได้ ทราบถึงการมีอยู่ของแรง (19) แต่ก็ยังไม่ได้ให้คำจำกัดความที่ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีไจโรสโคป แรงที่กระทำต่อลูกปืนรองรับของไจโรสโคปเรียกว่าแรง "ไจโรสโคปิก" แต่ไม่มีการเปิดเผยที่มาของแรงทางกายภาพเหล่านี้ ในไจโรสโคป เมื่อแกนหมุนของมันหมุน แรง (18) จะกระทำต่อแต่ละจุดของร่างกาย ซึ่งได้จากหลักการทั่วไปของฟิสิกส์คลาสสิก และแสดงออกมาในเชิงปริมาณในรูปแบบของสมการเฉพาะ

จากคุณสมบัติของความสมมาตร แต่ละจุดของร่างกายจะสอดคล้องกับอีกจุดหนึ่งซึ่งสัมพันธ์กับแกนการหมุนอย่างสมมาตร โดยมีแรงที่มีขนาดเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม ทำหน้าที่ (18) การกระทำที่รวมกันของแรงคู่ที่สมมาตรดังกล่าวเมื่อหมุนแกนของวัตถุที่กำลังหมุนจะสร้างช่วงเวลาแห่งแรงที่หมุนวัตถุนี้ในระนาบที่สาม Y ( ใช่, z) ซึ่งตั้งฉากกับระนาบการหมุน S ( x,z) และระนาบ L (x, ย)ซึ่งการหมุนของจุดต่างๆ ของร่างกายเกิดขึ้น:

.

(20)

ข้าว. 4. การเกิดขึ้นของช่วงเวลาแห่งแรงภายใต้การกระทำของแรงคู่ที่จุดของร่างกายซึ่งสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวลอย่างสมมาตร 1 และ 2 – จุดสมมาตรสองจุดของร่างกายหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม w ซึ่งเมื่อแกนการหมุนของร่างกายหมุนด้วยความเร็วเชิงมุม W แรงที่มีขนาดเท่ากันจะเกิดขึ้น Fw W 1 และ Fw W 2 ตามลำดับ

ในกรณีนี้ สำหรับหน่วยเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุมที่แสดงลักษณะทิศทาง ณ จุดใด ๆ ของร่างกายที่ไม่ตรงกับจุดศูนย์กลางสมมาตร (จุดศูนย์กลางมวล) เอกลักษณ์ของเวกเตอร์จะเป็นที่พอใจ:

,

(21)

โดยที่ Q 1 คือหน่วยเวกเตอร์ตามแนวแกนของความเร็วเชิงมุมที่เกิดขึ้น ณ โมเมนต์ของแรง (18) w 1 คือเวกเตอร์ตามแนวแกนของหน่วยของความเร็วเชิงมุมของการหมุนของร่างกาย และ W 1 คือหน่วยเวกเตอร์แนวแกนของ ความเร็วเชิงมุมของแกนหมุน (รูปที่ 2) เนื่องจากแกนการหมุนซึ่งสอดคล้องกับเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุมของการหมุน W นั้นจะตั้งฉากกับแกนการหมุนเสมอซึ่งสอดคล้องกับเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุมของการหมุนของร่างกาย w ดังนั้นเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม Q นั้นจะตั้งฉากเสมอ ถึงเวกเตอร์ w และ W:.

ด้วยการหมุนระบบพิกัดในอวกาศ ปัญหาในการค้นหาแรง (18) สามารถลดลงเป็นกรณีที่คล้ายกับที่พิจารณาในรูปที่ 1 เสมอ 3. เฉพาะทิศทางของเวกเตอร์ตามแนวแกนของความเร็วเชิงมุม w และทิศทางของเวกเตอร์ตามแนวแกนของความเร็วการหมุนของแกนหมุน W เท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้และเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสามารถเปลี่ยนไปในทางตรงกันข้ามได้ ทิศทางของแรง Fw W .

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมบูรณ์ของความเร็วเชิงมุมระหว่างการหมุนอย่างอิสระของร่างกายตามแกนตั้งฉากร่วมกันสามแกนสามารถพบได้โดยใช้กฎการอนุรักษ์พลังงานของการเคลื่อนที่แบบหมุน ในกรณีที่ง่ายที่สุด สำหรับวัตถุที่มีมวลเป็นเนื้อเดียวกัน มเป็นรูปลูกบอลมีรัศมี รเรามี:

,

เราได้รับ:

.

4. ผลรวมของแรงโน้มถ่วงหลักและแรงทางกลที่กระทำต่อร่างกาย

4.1. เมื่อคำนึงถึงแรง (19) ที่เกิดขึ้นเมื่อแกนการหมุนของวัตถุหมุน สมการที่สมบูรณ์สำหรับผลรวมของแรงโน้มถ่วงทั้งหมดที่กระทำต่อจุดใดๆ ของวัตถุที่มีส่วนร่วมในการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงและแบบหมุน รวมถึงการหมุนเชิงพื้นที่ของการหมุนของมันเอง แกนมีรูปแบบดังนี้

(22)

ที่ไหน ก – เวกเตอร์ความเร่งเป็นเส้นตรงของร่างกายที่มีมวล ม, ร – เวกเตอร์แนวรัศมีที่เชื่อมต่อแกนการหมุนของร่างกายกับจุดที่ใช้แรง ร– โมดูลเวกเตอร์แนวรัศมี ร ,ร 1 – เวกเตอร์หน่วยที่ตรงกันในทิศทางกับเวกเตอร์รัศมี ร , w – ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของร่างกาย, S rґ w Ѕ – ขนาดของเวกเตอร์ความเร็วชั่วขณะ รґw , (รґw ) 1 – เวกเตอร์หน่วยที่สอดคล้องกับเวกเตอร์ รґw , ร 1^ – เวกเตอร์หน่วยที่อยู่ในระนาบการหมุนและตั้งฉากกับเวกเตอร์ ร 1, W – โมดูลของความเร็วเชิงมุมของการหมุนของแกนหมุน, r 1 – เวกเตอร์หน่วยกำกับขนานกับระนาบการหมุนและตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วชั่วขณะ รґw , a – มุมระหว่างเวกเตอร์ รґw และระนาบการหมุน ฉัน- น้ำหนัก ฉัน- จุดแห่งกายนั้นจดจ่ออยู่ที่ปริมาตรน้อยๆ ของร่างกาย วีซึ่งจุดศูนย์กลางคือจุดที่ใช้แรง และ n– จำนวนจุดที่ร่างกายถูกแบ่งออก ในสูตร (22) สำหรับแรงที่สอง สาม และสี่ เครื่องหมายสามารถถือเป็นค่าบวกได้ เนื่องจากแรงเหล่านี้ในสูตรทั่วไปอยู่ภายใต้เครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ สัญญาณของแรงจะพิจารณาจากทิศทางของแรงเฉพาะแต่ละชนิด การใช้แรงที่รวมอยู่ในสูตร (22) ทำให้สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ทางกลของจุดใดๆ ของตัววัสดุในขณะที่เคลื่อนที่ไปตามวิถีการเคลื่อนที่ใดๆ ก็ได้ รวมถึงการหมุนเชิงพื้นที่ของแกนการหมุนด้วย

4.2. ดังนั้น ในปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วง จะมีแรงทางกายภาพที่แตกต่างกันเพียงห้าแรงเท่านั้นที่กระทำต่อจุดศูนย์กลางของมวลและแต่ละจุดของวัตถุในระหว่างการเคลื่อนที่แบบแปลนและแบบหมุนของวัตถุนี้ และมีเพียงแรงเดียวเท่านั้น (แรงของนิวตัน) ที่สามารถกระทำได้ บนร่างที่อยู่นิ่งจากอีกร่างหนึ่ง ความรู้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงทั้งหมดทำให้สามารถเข้าใจเหตุผลของเสถียรภาพของระบบกลไกแบบไดนามิก (เช่น ดาวเคราะห์) และคำนึงถึงแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่ออธิบายความเสถียรของอะตอม

วรรณกรรม:

1. Landau L. D. , Akhiezer A. I. , Lifshits E. M. หลักสูตรฟิสิกส์ทั่วไป กลศาสตร์และฟิสิกส์โมเลกุล อ.: เนากา, 2512.

2. Savelyev I.V. วิชาฟิสิกส์ทั่วไป ต.1. กลศาสตร์. ฟิสิกส์โมเลกุล ฉบับที่ 3, ว. อ.: เนากา, 1987.

3. โซโคล-คูติลอฟสกี้ โอ.แอล. แรงโน้มถ่วงและแม่เหล็กไฟฟ้า เอคาเทอรินเบิร์ก, 2548

Sokol-Kutylovsky O.L. เกี่ยวกับพลังแห่งปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง // “ Academy of Trinitarianism”, M. , El No. 77-6567, pub

การแนะนำ

1. ทัศนศึกษาสั้น ๆ ในการพัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วง

2. เรื่องธรรมชาติของแรงโน้มถ่วง

3. คุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

บทสรุป

อ้างอิง

แอปพลิเคชัน

การแนะนำ

สัจพจน์ประการหนึ่งของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่กล่าวว่า: วัตถุวัตถุใด ๆ ในจักรวาลนั้นเชื่อมโยงกันด้วยแรงโน้มถ่วงสากล ต้องขอบคุณพลังเหล่านี้ ร่างกายท้องฟ้า - ดาวเคราะห์ ดวงดาว กาแล็กซี และเมตากาแล็กซีโดยรวม - จึงก่อตัวและดำรงอยู่ รูปร่างและโครงสร้างของวัตถุและระบบวัสดุเหล่านี้ ตลอดจนการเคลื่อนที่สัมพัทธ์และปฏิสัมพันธ์ ถูกกำหนดโดยความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างแรงโน้มถ่วงของพวกมันกับพลังความเฉื่อยของมวล

ตลอดชีวิตคน ๆ หนึ่งรู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงของร่างกายและสิ่งของที่เขาต้องยก อย่างไรก็ตาม หนึ่งศตวรรษครึ่งก่อนหน้านี้ก่อนนิวตันและฮุค นักวิทยาศาสตร์ชาวโปแลนด์ชื่อดัง นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส เขียนเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงว่า “แรงโน้มถ่วงเป็นเพียงความปรารถนาตามธรรมชาติที่บิดาแห่งจักรวาลมอบอนุภาคทั้งหมดให้ นั่นคือการรวมเป็นหนึ่งเดียว ก่อตัวเป็นรูปทรงกลม” นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ก็แสดงความคิดที่คล้ายกัน สูตรกฎแรงโน้มถ่วงที่ค้นพบโดยนิวตันและฮุคทำให้สามารถคำนวณวงโคจรของดาวเคราะห์ได้อย่างแม่นยำและสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ตัวแรกของจักรวาล คำถามที่ว่าโลกรอบตัวเราดำรงอยู่ด้วยตัวของมันเองหรือเป็นผลจากกิจกรรมของจิตใจ (เป็นของสิ่งมีชีวิตที่สูงส่งหรือของแต่ละคนโดยเฉพาะ) เป็นแก่นแท้ของคำถามหลักของปรัชญาซึ่งกำหนดรูปแบบคลาสสิกในรูปแบบ ของภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกเกี่ยวกับความเป็นอันดับหนึ่งของสสารหรือจิตสำนึก วัตถุธรรมชาติรอบตัวเรามีโครงสร้างภายในคือ ในทางกลับกันพวกมันก็ประกอบด้วยวัตถุอื่น ๆ (แอปเปิ้ลประกอบด้วยเซลล์ของเนื้อเยื่อพืชซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งเป็นการรวมกันของอะตอม ฯลฯ ) ในกรณีนี้ ระดับของการจัดระเบียบสสารที่มีความซับซ้อนต่างกันเกิดขึ้นตามธรรมชาติ: จักรวาล ดาวเคราะห์ ธรณีวิทยา ชีวภาพ เคมี กายภาพ

การกระจายตัวของสสารทั้งหมดในจักรวาลส่งผลต่อกระบวนการทางกายภาพหรือไม่? มีความสัมพันธ์ระหว่างอันตรกิริยาโน้มถ่วงกับหลักการความไม่แน่นอนหรือไม่? แน่นอนว่าในฟิสิกส์ยุคใหม่มีคำถามอื่นที่ยังไม่ได้รับคำตอบ

แรงโน้มถ่วงมีปฏิสัมพันธ์ผ่านการแลกเปลี่ยนแรงกระตุ้นระหว่างระบบวัสดุที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต่างกัน

คุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงสามารถเข้าใจได้โดยการศึกษาพลวัตของระบบแรงโน้มถ่วงที่สะดวกที่สุด - ดาวเคราะห์โลกโดยอาศัยเอกภาพของกฎหมายที่ทำงานในพื้นที่ใด ๆ ของความเป็นจริงทางกายภาพ แต่จำเป็นต้องศึกษาพลวัตของโลกในฐานะระบบไบโพลาร์แอคทีฟ (สิ่งมีชีวิต) ไม่ใช่แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมแบบเสาหิน แม้ว่าจะเป็นแบบสมมาตรหลายชั้นก็ตาม ขั้วของแรงโน้มถ่วงนี้เกิดจากปัจจัยดังต่อไปนี้

1. ความเป็นสากลของแรงโน้มถ่วงในธรรมชาติ ในความเป็นจริงทางกายภาพไม่มีปฏิสัมพันธ์อื่นใดนอกจากแรงโน้มถ่วง

2. ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2479-2480 Bullen ได้รับความเป็นไปได้ในการกระจายความหนาแน่น แต่ก็ถือว่ายอมรับไม่ได้

3. ความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างแรงกดดันสูงสุดที่คาดการณ์ไว้ในใจกลางโลกและแรงโน้มถ่วงต่ำสุดที่มีอยู่ - เหตุผลเดียว (ตามฟิสิกส์คลาสสิก) สำหรับการเกิดแรงกดดันสูง

4. ตัวบ่งชี้การบีบอัดของเปลือกภายในอาจเป็นส่วนที่เกินของการบวมเส้นศูนย์สูตรที่แท้จริงของดาวเคราะห์ (70 ม.) และความคลาดเคลื่อนระหว่างการไล่ระดับแรงโน้มถ่วงปกติซึ่งมีความสัมพันธ์กับความแตกต่างระหว่างรัศมีเส้นศูนย์สูตรและรัศมีขั้วโลก

5. จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการบันทึกคลื่นไหวสะเทือนตามขวางที่ผ่านแกนกลางชั้นใน

6. การประเมินสถานะทางกายภาพของสสารแกนกลางซึ่งนักธรณีฟิสิกส์รู้จักกันดี โดยอาศัยการคำนวณโมเมนต์ความเฉื่อยของแบบจำลองกลวงและแข็งของดาวเคราะห์ และการเปรียบเทียบกับข้อมูลจากการวิเคราะห์พลศาสตร์ของ ระบบโลก-ดวงจันทร์ดำเนินการไม่ถูกต้อง

เป็นที่ทราบกันดีว่าระบบสุริยะส่วนใหญ่ (ประมาณ 99.8%) อยู่ในดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวนั่นคือดวงอาทิตย์ มวลรวมของดาวเคราะห์มีเพียง 0.13% ของทั้งหมด ส่วนที่เหลืออยู่ของระบบ (ดาวหาง ดาวเทียมของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย และอุกกาบาต) คิดเป็นสัดส่วนเพียง 0.0003% ของมวล จากตัวเลขข้างต้นเป็นไปตามกฎของเคปเลอร์สำหรับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบของเรา ทฤษฎีที่น่าสนใจมากเกี่ยวกับต้นกำเนิดร่วมของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์จากเมฆก๊าซเดี่ยว ที่ถูกบีบอัดภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ปรากฏว่าขัดแย้งกับการกระจายโมเมนตัมการหมุนที่ไม่สม่ำเสมอ (โมเมนตัม ) ที่สังเกตได้ระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ แบบจำลองการกำเนิดของดาวเคราะห์อันเป็นผลมาจากการดึงดูดแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่มาจากห้วงอวกาศ ผลกระทบที่เกิดจากซูเปอร์โนวา มีการหารือเกี่ยวกับการระเบิด ใน “สถานการณ์” ส่วนใหญ่สำหรับการพัฒนาระบบสุริยะ การมีอยู่ของแถบดาวเคราะห์น้อยนั้นไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการที่มันอยู่ใกล้กับดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบ
1. ทัศนศึกษาสั้น ๆ ในการพัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วง ในตอนแรกเชื่อกันว่าโลกไม่มีการเคลื่อนไหว และการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าดูซับซ้อนมาก กาลิเลโอเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่แนะนำว่าโลกของเราก็ไม่มีข้อยกเว้น และยังโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วย แนวคิดนี้พบกับความเกลียดชังค่อนข้างมาก Tycho Brahe ตัดสินใจที่จะไม่มีส่วนร่วมในการอภิปราย แต่จะทำการวัดพิกัดของวัตถุบนทรงกลมท้องฟ้าโดยตรง ต่อมา ข้อมูลของ Tycho มาถึงเคปเลอร์ ซึ่งพบคำอธิบายง่ายๆ เกี่ยวกับวิถีโคจรที่ซับซ้อนที่สังเกตได้ โดยกำหนดกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (และโลก) รอบดวงอาทิตย์ 3 ข้อ: 1. ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ในวงโคจรเป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสจุดใดจุดหนึ่ง2. ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงไปในลักษณะที่พื้นที่ที่ถูกกวาดด้วยเวกเตอร์รัศมีในช่วงเวลาเท่ากันจะเท่ากัน3. คาบการโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะระบบหนึ่งและแกนกึ่งเอกของวงโคจรมีความสัมพันธ์กันด้วยความสัมพันธ์: การเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนของดาวเคราะห์บน "ทรงกลมท้องฟ้า" ที่สังเกตได้จากโลกตามข้อมูลของเคปเลอร์นั้นเกิดขึ้นเป็นผลให้ การทดลองเพิ่มดาวเคราะห์เหล่านี้ในวงโคจรทรงรีตามการเคลื่อนที่ของผู้สังเกต การเคลื่อนที่ของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ร่วมกับโลก และการหมุนรอบแกนของโลกในแต่ละวัน โดยฟูโกต์ ซึ่งระนาบการแกว่งของลูกตุ้มถูกหมุนโดยสัมพันธ์กับพื้นผิวโลกที่หมุนอยู่ กฎของเคปเลอร์อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่สังเกตได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ไม่ได้เปิดเผยเหตุผลที่นำไปสู่การเคลื่อนที่ดังกล่าว (ตัวอย่างเช่น ถือได้ว่าสาเหตุของการเคลื่อนที่ของวัตถุในวงโคจรของเคปเปิลนั้นเกิดจากความประสงค์ของสิ่งมีชีวิตบางชนิดหรือความปรารถนาของวัตถุท้องฟ้าในความสามัคคี) ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันระบุเหตุผลที่กำหนดการเคลื่อนที่ของวัตถุจักรวาลตามกฎของเคปเลอร์ ทำนายอย่างถูกต้องและอธิบายลักษณะของการเคลื่อนที่ของวัตถุในกรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น และทำให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์หลายประการของระดับจักรวาลและภาคพื้นดินในแง่เดียวกันได้ (การเคลื่อนที่ของดวงดาวในกระจุกดาราจักรและการตกของลูกแอปเปิ้ลลงสู่พื้นผิวโลก) นิวตันพบการแสดงออกที่ถูกต้องสำหรับแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากอันตรกิริยาของวัตถุสองจุด (วัตถุที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับระยะห่างระหว่าง พวกเขา) ซึ่งเมื่อรวมกับกฎข้อที่สองในกรณีที่มวลของดาวเคราะห์น้อยกว่ามวลของดาวฤกษ์มากทำให้เกิดสมการเชิงอนุพันธ์โดยยอมรับวิธีแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์ โดยไม่ต้องอาศัยแนวคิดทางกายภาพเพิ่มเติม สามารถแสดงได้โดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ล้วนๆ ว่าภายใต้สภาวะเริ่มต้นที่เหมาะสม (ระยะห่างเริ่มต้นไปยังดาวฤกษ์และความเร็วของดาวเคราะห์น้อยเพียงพอ) วัตถุของจักรวาลจะหมุนในวงโคจรทรงรีแบบปิดและเสถียรใน เป็นไปตามกฎของเคปเลอร์โดยสมบูรณ์ (โดยเฉพาะกฎข้อที่สองของเคปเลอร์เป็นผลโดยตรงของกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ซึ่งเป็นจริงในระหว่างการโต้ตอบแรงโน้มถ่วง เนื่องจากโมเมนต์ของแรงสัมพันธ์กับศูนย์กลางขนาดใหญ่จะเป็นศูนย์เสมอ) ด้วยความเร็วเริ่มต้นที่สูงพอสมควร (ค่าของมันขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์และตำแหน่งเริ่มต้น) ร่างกายของจักรวาลจะเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรไฮเปอร์โบลิก และท้ายที่สุดจะเคลื่อนออกจากดาวฤกษ์ไปยังระยะทางที่ไกลมากอย่างไม่มีที่สิ้นสุด คุณสมบัติที่สำคัญของกฎแรงโน้มถ่วงคือการรักษารูปแบบทางคณิตศาสตร์ของมันไว้ในกรณีของปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่ไม่ใช่จุดในกรณีของการกระจายมวลของพวกมันเหนือปริมาตรอย่างสมมาตรแบบสมมาตร ในกรณีนี้ ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของวัตถุเหล่านี้มีบทบาท 2. เรื่องธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงกฎแรงโน้มถ่วงสากลที่นิวตันกำหนดขึ้นนั้นเป็นกฎพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติคลาสสิก จุดอ่อนด้านระเบียบวิธีของแนวคิดของนิวตันคือการที่เขาปฏิเสธที่จะหารือเกี่ยวกับกลไกที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของแรงโน้มถ่วง (“ฉันไม่ได้ประดิษฐ์สมมติฐาน”) หลังจากนิวตัน มีการพยายามสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงซ้ำแล้วซ้ำอีก วิธีการส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองแรงโน้มถ่วงแบบอุทกพลศาสตร์ โดยพยายามอธิบายการเกิดขึ้นของแรงโน้มถ่วงโดยปฏิกิริยาทางกลของวัตถุขนาดใหญ่กับสสารตัวกลาง ซึ่งได้รับการกำหนดชื่อใดชื่อหนึ่ง: "อีเธอร์", "การไหลของกราวิตอน", "สุญญากาศ" ฯลฯ แรงดึงดูดระหว่างวัตถุเกิดขึ้นเนื่องจากการหายากของตัวกลาง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมันถูกดูดซับโดยวัตถุขนาดใหญ่ หรือเมื่อพวกมันกรองการไหลของมัน ทฤษฎีทั้งหมดเหล่านี้มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญร่วมกัน: การทำนายการพึ่งพาแรงในระยะทางอย่างถูกต้องทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่อาจสังเกตได้อีกอย่างหนึ่งนั่นคือการเบรกของวัตถุที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับสารที่นำเสนอ ขั้นตอนใหม่ที่สำคัญในการพัฒนาแนวคิดเรื่องปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงคือ สร้างโดย A. Einstein ผู้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

นิวตัน: “แรงโน้มถ่วงที่มีต่อดวงอาทิตย์ประกอบด้วยแรงโน้มถ่วงที่มีต่ออนุภาคแต่ละตัวของมัน และด้วยระยะห่างจากดวงอาทิตย์ จะลดลงตามสัดส่วนอย่างแน่นอนกับกำลังสองของระยะทาง แม้กระทั่งวงโคจรของดาวเสาร์ ซึ่งตามมาจากจุดไกลที่เหลือของดาวเสาร์ ดาวเคราะห์และแม้แต่ดาวหางสุดขั้ว ถ้ามีเพียงจุดไกลเหล่านี้เท่านั้นที่ยังนิ่งอยู่” คุณลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงนี้ ซึ่งนำไปใช้กับสภาวะภายในร่างกาย ส่งผลให้การพึ่งพาแรงโน้มถ่วงลดลงและระยะห่างจากศูนย์กลางของร่างกายลดลง

แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วงสากล, แรงโน้มถ่วง)(จากภาษาละติน Gravitas - "แรงโน้มถ่วง") - ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระยะยาวในธรรมชาติซึ่งวัตถุทั้งหมดอยู่ภายใต้ ตามข้อมูลสมัยใหม่ มันเป็นปฏิสัมพันธ์สากลในแง่ที่ว่า มันไม่เหมือนกับแรงอื่นๆ ตรงที่ให้ความเร่งเท่ากันแก่วัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลของพวกมัน แรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่มีบทบาทชี้ขาดในระดับจักรวาล ภาคเรียน แรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง ทฤษฎีฟิสิกส์คลาสสิกที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัมของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น

ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง

ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานในโลกของเรา ภายในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก มีการอธิบายปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง กฎแรงโน้มถ่วงสากลนิวตันซึ่งระบุว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่มีมวล ม 1 และ ม 2 ห่างกันตามระยะทาง รเป็นสัดส่วนกับทั้งมวลและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง - นั่นคือ

.

ที่นี่ ช- ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงเท่ากับประมาณ ลบ.ม./(กก.ตร.) เครื่องหมายลบหมายความว่าแรงที่กระทำต่อวัตถุจะเท่ากันในทิศทางกับเวกเตอร์รัศมีที่ส่งไปยังวัตถุเสมอ กล่าวคือ ปฏิกิริยาโน้มถ่วงจะนำไปสู่การดึงดูดของวัตถุใดๆ เสมอ

กฎความโน้มถ่วงสากลเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้กฎกำลังสองผกผันซึ่งเกิดขึ้นในการศึกษารังสีด้วย (ดูตัวอย่าง ความดันแสง) และเป็นผลโดยตรงของการเพิ่มกำลังสองในพื้นที่ของ ทรงกลมที่มีรัศมีเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดกำลังสองในการมีส่วนร่วมของพื้นที่หน่วยใด ๆ ต่อพื้นที่ของทรงกลมทั้งหมด

ปัญหาที่ง่ายที่สุดของกลศาสตร์ท้องฟ้าคือปฏิกิริยาโน้มถ่วงของวัตถุทั้งสองในอวกาศว่าง ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขในเชิงวิเคราะห์จนจบ ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหามักถูกกำหนดไว้ในรูปแบบของกฎสามข้อของเคปเลอร์

เมื่อจำนวนวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์เพิ่มขึ้น งานก็มีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างมาก ดังนั้น ปัญหาสามวัตถุที่มีชื่อเสียงอยู่แล้ว (นั่นคือ การเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสามที่มีมวลไม่เป็นศูนย์) จึงไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการวิเคราะห์ในรูปแบบทั่วไป เมื่อใช้โซลูชันเชิงตัวเลข ความไม่เสถียรของโซลูชันที่สัมพันธ์กับสภาวะเริ่มต้นจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อนำไปใช้กับระบบสุริยะ ความไม่เสถียรนี้ทำให้ไม่สามารถทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระดับที่ใหญ่กว่าร้อยล้านปีได้

ในบางกรณีพิเศษ ก็สามารถหาวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณได้ กรณีที่สำคัญที่สุดคือเมื่อมวลของวัตถุหนึ่งมากกว่ามวลของวัตถุอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (ตัวอย่าง: ระบบสุริยะและพลวัตของวงแหวนของดาวเสาร์) ในกรณีนี้ เป็นการประมาณครั้งแรก เราสามารถสรุปได้ว่าวัตถุที่เบาไม่มีปฏิกิริยาต่อกันและเคลื่อนที่ไปตามวิถีเคปเลอร์รอบวัตถุขนาดใหญ่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันสามารถนำมาพิจารณาภายในกรอบของทฤษฎีการก่อกวนและเฉลี่ยตามเวลา ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์ที่ไม่ไม่สำคัญอาจเกิดขึ้นได้ เช่น เสียงสะท้อน ตัวดึงดูด ความโกลาหล ฯลฯ ตัวอย่างที่ชัดเจนของปรากฏการณ์ดังกล่าวคือโครงสร้างที่ไม่สำคัญของวงแหวนของดาวเสาร์

แม้ว่าจะพยายามอธิบายพฤติกรรมของระบบที่มีวัตถุดึงดูดจำนวนมากซึ่งมีมวลประมาณเท่ากัน แต่ก็ไม่สามารถทำได้เนื่องจากปรากฏการณ์ความโกลาหลแบบไดนามิก

สนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

ในสนามโน้มถ่วงที่รุนแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะเริ่มปรากฏ:

• การเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน
• ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง การปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง
• ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: คลื่นความโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ดังนั้นหลักการของการซ้อนของคลื่นในสนามพลังแรงจึงไม่ถือเป็นจริงอีกต่อไป
• การเปลี่ยนเรขาคณิตของกาล-อวกาศ
• การเกิดขึ้นของหลุมดำ

รังสีความโน้มถ่วง

การพยากรณ์ที่สำคัญประการหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือการแผ่รังสีความโน้มถ่วง ซึ่งการมีอยู่ของรังสีดังกล่าวยังไม่ได้รับการยืนยันจากการสังเกตการณ์โดยตรง อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์ทางอ้อมที่สนับสนุนการดำรงอยู่ของมัน กล่าวคือ: การสูญเสียพลังงานในระบบไบนารี่กับพัลซาร์ PSR B1913+16 - พัลซาร์ฮัลส-เทย์เลอร์ - สอดคล้องกับแบบจำลองที่พลังงานนี้ถูกพาไปโดย รังสีความโน้มถ่วง

การแผ่รังสีความโน้มถ่วงสามารถสร้างขึ้นได้โดยระบบที่มีโมเมนต์สี่ขั้วแปรผันหรือโมเมนต์หลายขั้วที่สูงกว่าเท่านั้น ข้อเท็จจริงนี้ชี้ให้เห็นว่าการแผ่รังสีความโน้มถ่วงของแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติส่วนใหญ่นั้นมีทิศทาง ซึ่งทำให้การตรวจจับมีความซับซ้อนอย่างมาก พลังแรงโน้มถ่วง ล- แหล่งที่มาของสนามเป็นสัดส่วน (โวลต์ / ค) 2ล + 2 ถ้ามัลติโพลเป็นแบบไฟฟ้า และ (โวลต์ / ค) 2ล + 4 - ถ้าขั้วหลายขั้วเป็นแบบแม่เหล็ก ที่ไหน โวลต์คือความเร็วลักษณะเฉพาะของการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดในระบบการแผ่รังสี และ ค- ความเร็วแสง ดังนั้นโมเมนต์ที่โดดเด่นจะเป็นโมเมนต์สี่เท่าของประเภทไฟฟ้าและพลังของการแผ่รังสีที่สอดคล้องกันจะเท่ากับ:

ที่ไหน ถาม ฉันเจ- โมเมนต์เทนเซอร์สี่เท่าของการกระจายมวลของระบบแผ่รังสี คงที่ (1/W) ช่วยให้เราสามารถประมาณลำดับความสำคัญของกำลังการแผ่รังสีได้

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2512 (การทดลองของเวเบอร์) จนถึงปัจจุบัน (กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550) มีความพยายามที่จะตรวจจับรังสีความโน้มถ่วงโดยตรง ในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น ปัจจุบันมีเครื่องตรวจจับแบบภาคพื้นดิน (GEO 600) ที่ใช้งานอยู่หลายเครื่อง รวมถึงโครงการสำหรับเครื่องตรวจจับความโน้มถ่วงในอวกาศของสาธารณรัฐตาตาร์สถาน

ผลกระทบเล็กน้อยของแรงโน้มถ่วง

นอกเหนือจากผลกระทบแบบดั้งเดิมของแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงและการขยายเวลาแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคาดการณ์การมีอยู่ของปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงอื่นๆ ซึ่งภายใต้สภาวะบนพื้นโลกมีความอ่อนแอมาก ดังนั้นการตรวจจับและการตรวจสอบการทดลองจึงเป็นเรื่องยากมาก จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ การเอาชนะความยากลำบากเหล่านี้ดูเหมือนเกินความสามารถของนักทดลอง

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่สิ่งเหล่านั้น เราสามารถตั้งชื่อการขึ้นของกรอบอ้างอิงเฉื่อย (หรือเอฟเฟกต์เลนส์สั่นไหว) และสนามแม่เหล็กแรงโน้มถ่วง ในปี พ.ศ. 2548 หุ่นยนต์ Gravity Probe B ของ NASA ได้ทำการทดลองเพื่อวัดผลกระทบเหล่านี้ใกล้โลก ซึ่งมีความแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน แต่ผลลัพธ์ทั้งหมดยังไม่ได้เผยแพร่

ทฤษฎีควอนตัมแรงโน้มถ่วง

แม้จะมีความพยายามมากกว่าครึ่งศตวรรษ แต่แรงโน้มถ่วงเป็นเพียงปฏิสัมพันธ์พื้นฐานเท่านั้นที่ยังไม่ได้สร้างทฤษฎีควอนตัมที่สามารถปรับเปลี่ยนให้เป็นมาตรฐานได้อย่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม ที่พลังงานต่ำ ตามจิตวิญญาณของทฤษฎีสนามควอนตัม ปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงสามารถแสดงเป็นการแลกเปลี่ยนกราวิตอน - เกจโบซอนด้วยการหมุน 2

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงมาตรฐาน

เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าผลกระทบทางควอนตัมของแรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากแม้ภายใต้สภาวะการทดลองและการสังเกตการณ์ที่รุนแรงที่สุด ก็ยังไม่มีการสังเกตการณ์ที่เชื่อถือได้ การประมาณค่าทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่อย่างล้นหลาม เราสามารถจำกัดตัวเองอยู่เพียงคำอธิบายแบบคลาสสิกของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงได้

มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับสมัยใหม่ - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และสมมติฐานและทฤษฎีมากมายที่ทำให้กระจ่างเกี่ยวกับระดับการพัฒนาที่แตกต่างกัน โดยแข่งขันกันเอง (ดูบทความ ทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วง) ทฤษฎีทั้งหมดนี้ให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันมากภายในการประมาณซึ่งการทดสอบเชิงทดลองกำลังดำเนินการอยู่ ต่อไปนี้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงพื้นฐานที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีหรือเป็นที่รู้จักมากที่สุดหลายทฤษฎี

• แรงโน้มถ่วงไม่ใช่สนามเรขาคณิต แต่เป็นสนามแรงทางกายภาพจริงที่อธิบายโดยเทนเซอร์

• ควรพิจารณาปรากฏการณ์ความโน้มถ่วงภายในกรอบของปริภูมิ Minkowski แบน ซึ่งกฎการอนุรักษ์พลังงาน-โมเมนตัมและโมเมนตัมเชิงมุมเป็นที่พอใจอย่างไม่น่าสงสัย จากนั้นการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศ Minkowski ก็เทียบเท่ากับการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านี้ในอวกาศรีแมนเนียนที่มีประสิทธิผล

• ในสมการเทนเซอร์เพื่อกำหนดหน่วยเมตริก ควรคำนึงถึงมวลกราวิตอน และควรใช้เงื่อนไขเกจที่เกี่ยวข้องกับหน่วยเมตริกอวกาศ Minkowski ซึ่งไม่อนุญาตให้สนามโน้มถ่วงถูกทำลายแม้แต่เฉพาะที่โดยการเลือกกรอบอ้างอิงที่เหมาะสม

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป สสาร RTG หมายถึงสสารทุกรูปแบบ (รวมถึงสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) ยกเว้นสนามโน้มถ่วงเอง ผลที่ตามมาของทฤษฎี RTG มีดังนี้ ไม่มีหลุมดำที่เป็นวัตถุทางกายภาพที่ทำนายไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จักรวาลมีลักษณะแบน เป็นเนื้อเดียวกัน มีไอโซโทรปิก อยู่นิ่ง และแบบยุคลิด

ในทางกลับกัน ฝ่ายตรงข้ามของ RTG ไม่มีข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือน้อยลง ซึ่งมีประเด็นต่อไปนี้:

สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นใน RTG ซึ่งมีการนำสมการเทนเซอร์ที่สองมาพิจารณาเพื่อเชื่อมโยงระหว่างปริภูมิที่ไม่ใช่แบบยุคลิดกับปริภูมิมิงโคว์สกี้ เนื่องจากการมีอยู่ของพารามิเตอร์การปรับเทียบแบบไร้มิติในทฤษฎีของจอร์แดน-แบรนส์-ดิกเก้ จึงเป็นไปได้ที่จะเลือกเพื่อให้ผลลัพธ์ของทฤษฎีตรงกับผลลัพธ์ของการทดลองแรงโน้มถ่วง

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วง

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิกของนิวตัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แรงโน้มถ่วงควอนตัม ทางเลือก สูตรทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แรงโน้มถ่วงที่มีกราวิตันขนาดใหญ่ เรขาคณิตไดนามิกส์ (อังกฤษ) แรงโน้มถ่วงแบบกึ่งคลาสสิก ทฤษฎีไบเมตริก แรงโน้มถ่วงแบบสเกลาร์-เทนเซอร์-เวกเตอร์ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไวท์เฮด ดัดแปลงไดนามิกของนิวตัน แรงโน้มถ่วงทบต้น

แหล่งที่มาและบันทึก

วรรณกรรม

• วิซกิน วี.พี.ทฤษฎีสัมพัทธภาพแรงโน้มถ่วง (ต้นกำเนิดและการก่อตัว พ.ศ. 2443-2458) อ.: Nauka, 1981. - 352c.
• วิซกิน วี.พี.ทฤษฎีปึกแผ่นในช่วงที่สามที่ 1 ของศตวรรษที่ 20 อ.: Nauka, 1985. - 304c.
• Ivanenko D.D., Sardanashvili G.A.แรงโน้มถ่วง ฉบับที่ 3 อ.: URSS, 2551. - 200 น.

ดูเพิ่มเติม

• กราวิมิเตอร์

ลิงค์

• กฎแรงโน้มถ่วงสากล หรือ “เหตุใดดวงจันทร์จึงไม่ตกลงสู่โลก” - แค่ประมาณคอมเพล็กซ์

สาขาย่อยหลักในวิชาฟิสิกส์
ฟิสิกส์ทดลอง · ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี
ชีวฟิสิกส์ · อะคูสติก · ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ · ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และเชิงแสง · ชีวฟิสิกส์ · ธรณีฟิสิกส์ · พลศาสตร์ (อุทกพลศาสตร์ · อุณหพลศาสตร์) · ฟิสิกส์คณิตศาสตร์ · ฟิสิกส์การแพทย์ · อภิปรัชญา · กลศาสตร์ (กลศาสตร์คลาสสิก · กลศาสตร์ควอนตัม · กลศาสตร์สถิติ) · ฟิสิกส์ไร้เดียงสา · ประสาทฟิสิกส์ · สถิตยศาสตร์ (อุทกสถิตศาสตร์) · ทฤษฎีสนามควอนตัม · สัมพัทธภาพ (ทฤษฎีพิเศษ · ทฤษฎีทั่วไป) · ฟิสิกส์บรรยากาศ · ฟิสิกส์สสารควบแน่น · ฟิสิกส์พลาสมา · ฟิสิกส์ของดิน ·

เชื่อกันว่าร่างกายใดๆ ในจักรวาลมีสนามโน้มถ่วงของตัวเอง สนามโน้มถ่วงนี้ก่อตัวขึ้นเป็นชุดของสนามโน้มถ่วงของอนุภาค อะตอม และโมเลกุลทั้งหมดที่ประกอบเป็นร่างกายนี้ สนามโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพบางอย่างแตกต่างจากวัตถุอื่น ขึ้นอยู่กับมวล ความหนาแน่น และลักษณะอื่น ๆ ของร่างกาย วัตถุขนาดใหญ่มีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าและกว้างกว่า และสามารถดึงดูดวัตถุอื่นๆ ที่มีขนาดเล็กกว่าได้ ค่าของแรงดึงดูดซึ่งกันและกันนั้นถูกกำหนดโดย I. กฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน - แรงโน้มถ่วง สิ่งนี้ใช้ได้กับร่างกายใดๆ ในจักรวาล

แล้วความหมายทางกายภาพของแรงโน้มถ่วงของร่างกายคืออะไร? อัจฉริยะผู้ยิ่งใหญ่ I. Newton ไม่มีเวลาบอกเราว่าอย่างไร?

เรามาลองชี้แจงปัญหานี้กัน ตามทฤษฎีของเขา I. นิวตันไม่ได้พิจารณาอนุภาค แต่อย่างแรกเลยคือพิจารณาถึงดาวเคราะห์และดวงดาว ก่อนที่จะพิจารณาปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์และดวงดาวในจักรวาลก่อนเราที่มีความคิดเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของอนุภาคอยู่แล้วจะพยายามทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุทางกายภาพบนโลกและทำความเข้าใจว่าความหมายทางกายภาพทั่วไปคืออะไร ของแรงโน้มถ่วงคือ

อัสสัมชัญ

ฉันเชื่ออย่างนั้น ความหมายทางกายภาพของแรงโน้มถ่วง โดยทั่วไปแล้ว มันประกอบด้วยความปรารถนาอย่างต่อเนื่องของบริเวณที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้บริสุทธิ์ของร่างกายทางกายภาพเพื่อย้ายเข้าสู่สภาวะสมดุลกับสภาพแวดล้อมของอีเทอร์ริกโดยรอบ ลดสถานะตึงเครียดของมันลง เนื่องจากการดึงดูดของบริเวณที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้บริสุทธิ์อื่น ๆ ของร่างกายทางกายภาพอื่น ๆ เข้ามา ภูมิภาคของการทำให้บริสุทธิ์ของอีเทอร์ริก.

หากเราพิจารณาปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของโลกของเรากับวัตถุทางกายภาพอื่น ๆ ที่ถูกยกขึ้นเหนือโลกหรือมาจากอวกาศมาหาเรา เราก็สามารถระบุได้ว่าวัตถุทางกายภาพอื่น ๆ จะตกลงบนพื้นผิวโลกเสมอ โดยปกติแล้ว ในกรณีนี้ เราพูดว่าโลกดึงดูดร่างกายเข้าหาตัวมันเองด้วยแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครสามารถเข้าใจและอธิบายกลไกของแหล่งท่องเที่ยวแห่งนี้ได้

ในเวลาเดียวกันสาระสำคัญทางกายภาพของปรากฏการณ์ลึกลับนี้ถูกอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าการทำให้บริสุทธิ์ สื่อไม่มีตัวตนใกล้พื้นผิวโลกจะมีการทำให้บริสุทธิ์มากกว่าที่อยู่ห่างจากมัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง สนามโน้มถ่วงและแรงดึงดูดของโลกที่พื้นผิวนั้นมีพลังมากกว่าในระยะไกลจากดาวเคราะห์ โปรดทราบว่าเรากำลังพูดถึงเฉพาะสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนเท่านั้น และไม่เกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งมีอะตอม โมเลกุล และอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารเคมีต่างๆ มันเป็นการเติมเต็มสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนด้วยสารเคมีเหล่านี้ที่ทำให้สภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่หายากในชั้นบรรยากาศของโลกมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น

สื่อไม่มีตัวตนนั้นไม่ได้เป็นเพียงชั้นบรรยากาศของโลกเท่านั้น มันแทรกซึมไปทั่วร่างกายของโลกโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง อนุภาคทั้งหมดที่ประกอบเป็นทุกสิ่งบนโลกและสิ่งที่ประกอบด้วยอยู่ รวมถึงชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก เนื้อโลก และแกนกลาง หมุนไปในกระแสน้ำวนที่ไม่มีตัวตนซึ่งไม่ได้หยุดนิ่งมานานหลายพันล้านปี ในเวลาเดียวกันการหมุนของโลกตลอดจนการหมุนของดาวเคราะห์และดวงดาวทั้งหมดในจักรวาลนั้นได้รับอิทธิพลจากกระแสน้ำวนที่ไม่มีตัวตนของพวกมัน สภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนของโลกหมุนไปอย่างสอดคล้องกับมันและชั้นบรรยากาศของมัน

ความหายากของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนนั้นขึ้นอยู่กับระยะห่างจากศูนย์กลางโลกเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเปลือกโลกหรือเนื้อโลก ดังนั้น ตัวชี้วัดแรงโน้มถ่วงของโลกไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของหิน น้ำ หรืออากาศ แต่ขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางของโลกเท่านั้นที่เราวัดแรงนี้

มันค่อนข้างง่ายที่จะพิสูจน์สิ่งนี้โดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับความเร่งโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพ (ความเร่งโน้มถ่วง) ที่ระยะห่างต่างๆ จากพื้นผิวโลก ตัวอย่างเช่น บนพื้นผิวโลกจะเท่ากับ 9.806 ม./วินาที 2 ที่ระดับความสูง 5 กม. - 9.791 ม./วินาที 2 ที่ระดับความสูง 10 กม. - 9.775 ม./วินาที 2, ​​100 กม. - 9.505 ม./วินาที 2, ​​1000 กม. - 7.36 ม./วินาที 2,

10,000 กม. - 1.5 ม./วินาที 2 และที่ระดับความสูง 400,000 กม. - 0.002 ม./วินาที 2

ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่าเมื่อระยะห่างจากศูนย์กลางโลกเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของตัวกลางไม่มีตัวตนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งส่งผลให้ความเร่งของแรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วงของโลกลดลง

เมื่อเข้าใกล้ใจกลางดาวเคราะห์มากขึ้น ความหายากของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนก็เพิ่มมากขึ้น การเพิ่มขึ้นของความหายากของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนจะกำหนดล่วงหน้าถึงการเพิ่มขึ้นของความเร่งโน้มถ่วง และผลที่ตามมาคือน้ำหนักของร่างกาย สิ่งนี้เป็นการยืนยันความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสาระสำคัญทางกายภาพของแรงโน้มถ่วงเช่นนี้

เมื่อวัตถุทางกายภาพอื่นๆ ตกลงไปในสนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ มันจะพบว่าตัวเองอยู่ในตำแหน่งที่สภาพแวดล้อมไม่มีตัวตนเหนือวัตถุที่ตกลงมานั้นมีความหนาแน่นมากกว่าสภาพแวดล้อมไม่มีตัวตนด้านล่างวัตถุนี้เสมอ จากนั้น สภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่หนาแน่นมากขึ้นจะมีอิทธิพลต่อร่างกาย โดยย้ายจากสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นกว่าไปยังสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ดูเหมือนว่าร่างกายจะสูญเสียการรองรับใต้ตัวมันเองอย่างต่อเนื่อง และ "ตกลง" ในอวกาศลงสู่พื้น

เป็นที่ทราบกันว่าค่าความเร่งของการตกอย่างอิสระของวัตถุที่เส้นศูนย์สูตรคือ 9.75 m/s 2 ซึ่งน้อยกว่าค่าของตัวบ่งชี้นี้ที่ขั้วโลกซึ่งถึง 9.81 m/s 2 นักวิทยาศาสตร์อธิบายความแตกต่างนี้โดยการหมุนของโลกรอบแกนในแต่ละวัน การเบี่ยงเบนของรูปร่างของโลกจากทรงกลม และการกระจายความหนาแน่นของหินดินที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริง สามารถพิจารณาเฉพาะรูปร่างเฉพาะของดาวเคราะห์เท่านั้น สิ่งอื่นๆ ถ้ามันมีอิทธิพลต่อค่าความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่เส้นศูนย์สูตรและที่ขั้ว ก็ถือว่าไม่มีนัยสำคัญมากนัก

อย่างไรก็ตาม มุมมองของเราเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและสาเหตุของการปรากฏของมันจะได้รับการยืนยันอย่างดีหากเราจินตนาการถึงทรงกลมคลาสสิก จุดที่ห่างไกลที่สุดซึ่งจากศูนย์กลางของโลกจะอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร ในกรณีนี้ ที่ขั้วจากพื้นผิวของทรงกลมเก็งกำไรคลาสสิกจนถึงพื้นผิวโลก จะมีระยะทาง 21.3 กม. สิ่งนี้อธิบายได้ง่ายด้วยรูปร่างที่ค่อนข้างแบนของดาวเคราะห์ ดังนั้นระยะทางจากพื้นผิวโลกที่ขั้วโลกถึงศูนย์กลางโลกจึงน้อยกว่าระยะห่างเดียวกันที่เส้นศูนย์สูตร แต่ตามความเห็นของเรา สภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่ขั้วโลกของโลกนั้นถูกทำให้หายากมากขึ้น ดังนั้น สนามโน้มถ่วงของมันจึงมีพลังมากกว่า ซึ่งนำไปสู่อัตราการเร่งความเร็วของการตกอย่างอิสระที่สูงขึ้น

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากบริเวณที่ทำให้บริสุทธิ์ของร่างกายทางกายภาพที่มีขนาดใหญ่กว่านั้น ในตอนแรกจะจับบริเวณอีเทอร์ริกที่ทำให้บริสุทธิ์ของร่างกายอื่น และจากนั้นก็นำร่างกายนั้นเข้ามาใกล้ตัวมันเอง ซึ่งมีมวลน้อยกว่าหรือมีอีเทอร์หนาแน่นจำนวนน้อยกว่าเข้ามาใกล้ตัวมันเอง

เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรเทาความตึงเครียดของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนโดยการดึงดูดวัตถุทางกายภาพใหม่เข้าสู่สนามโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพขนาดใหญ่ เนื่องจากในกรณีนี้มวลของมันจะเพิ่มขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ สนามโน้มถ่วงจึงมีเพียง ขยายความปรารถนานี้ให้คงอยู่สืบไปอย่างมั่นคง ความคงตัวของแรงโน้มถ่วงของร่างกายดังนั้น ร่างกายซึ่งดึงดูดร่างกายอื่นๆ เข้ามาหาตัวเอง มีแต่จะเพิ่มมวลของมัน และด้วยเหตุนี้ สนามโน้มถ่วงของมันด้วย

ในอวกาศอีเทอร์ริกของจักรวาล กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ดวงหนึ่งจะสมดุลกับแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์และดาวดวงอื่น เช่นเดียวกับแกนกลางของกาแลคซีและแกนกลางของจักรวาล ในกรณีนี้ ดาวเคราะห์หรือดวงดาวทุกดวงจะอยู่ในสภาวะตึงเครียดแต่สมดุลซึ่งสัมพันธ์กัน

แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุเริ่มปรากฏให้เห็นตั้งแต่วินาทีที่สนามแรงโน้มถ่วงของวัตถุเหล่านี้สัมผัสกัน จากข้อมูลนี้ เราจึงเชื่อได้ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นมีอยู่จริง ระยะยาว- ในเวลาเดียวกัน ปฏิกิริยาโน้มถ่วงเริ่มปรากฏให้เห็นเกือบจะในทันที และแน่นอน โดยปราศจากการมีส่วนร่วมของกราวิตอนหรืออนุภาคอื่นที่ไม่รู้จัก

จากทั้งหมดนี้เป็นไปตามนั้น ไม่ใช่ร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์กัน แต่สนามโน้มถ่วงของพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน ซึ่งเมื่อเปลี่ยนรูปแล้วจะดึงดูดร่างกายเข้าหากัน- ขอโทษที แต่สิ่งนี้ขัดแย้งกับบทบัญญัติของกฎของ I. Newton ที่น่านับถือซึ่งยืนยันถึงพลังแห่งแรงดึงดูด มวลชนร่างกายและผู้ที่รับใช้และรับใช้มนุษยชาติมานานกว่าหนึ่งศตวรรษ!

ฉันจะไม่ดราม่าสถานการณ์มากนัก คำกล่าวของเราไม่ได้ปฏิเสธกฎของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับความเคารพอย่างสูง พวกเขาเปิดเผยแก่นแท้ทางกายภาพเท่านั้น ทิ้งคำถามเกี่ยวกับการสำแดงกฎเหล่านี้ไว้โดยไม่มีใครแตะต้องเลย

และนี่ก็เป็นเช่นนั้นจริงๆ แต่ตามกฎของนิวตัน วัตถุใดๆ มีสนามโน้มถ่วงของตัวเองและมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุทางกายภาพอื่นๆ ตามมวลและระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลาง ในเวลาเดียวกัน I. Newton คำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของดาวเคราะห์และดวงดาวเป็นหลัก ผู้ติดตามทางวิทยาศาสตร์ของเขาได้ถ่ายโอนคุณลักษณะของปฏิสัมพันธ์ของดาวเคราะห์และดวงดาวไปเป็นปฏิสัมพันธ์ของวัตถุทางกายภาพใด ๆ โดยอิงจากความเป็นสากลของกฎแรงโน้มถ่วงสากล

ในเวลาเดียวกันพวกเขาไม่ได้เพิกเฉยต่อความจริงที่ว่าบนโลกของเราโลกดึงดูดร่างกายใด ๆ เป็นประจำ แต่ร่างกายเองก็ไม่ได้ต่อสู้เพื่อกันและกันจริงๆ ยกเว้นแม่เหล็กแน่นอน เห็นได้ชัดว่าเพื่อไม่ให้ละเมิดไอดีลทางวิทยาศาสตร์และไม่ตั้งคำถามกับกฎแรงโน้มถ่วงสากลนักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่ามวลของร่างกายที่อยู่รอบตัวเราบนโลกของเราในระดับสากลนั้นมีขนาดเล็กมากดังนั้นแรงโน้มถ่วงเมื่อเข้าใกล้ กันและกันอ่อนแอมาก

อย่างไรก็ตาม เราสามารถพยายามนำวัตถุทางกายภาพของสสารใดๆ ที่ได้รับการขัดเกลาอย่างพิถีพิถันมาไว้ใกล้กันมาก เพื่อกำจัดการมีระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านั้นในทางปฏิบัติ ดูเหมือนว่าตามกฎหมายแล้ว แรงโน้มถ่วงควรจะแตกออกและทำให้เราประหลาดใจด้วยการปรากฏตัวและพลังอันกล้าหาญที่ไม่มีการแบ่งแยก แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น แรงโน้มถ่วงจะสังเกตความพยายามของเราอย่างสงบเสงี่ยมและไม่มีความกระตือรือร้นจากมุมที่ห่างไกลที่สุดของร่างกายแต่ละส่วนที่มีปฏิสัมพันธ์กัน เกิดอะไรขึ้น? วิธีเอาตัวรอดจากสถานการณ์คับขันนี้ แล้วมีกฎหมายด้วยเหรอ? กิน. มันได้ผลเหรอ? ถูกต้อง. แล้วทุกอย่างเรียบร้อยดีไหม!

ไม่ มันไม่ปกติ หากเราปฏิบัติตามคำกล่าวนี้ วัตถุจำนวนมากที่อยู่ติดกันก็จะ "ติดกัน" ในทันที ทำให้ชีวิตของเราเต็มไปด้วยปัญหาที่มนุษยชาติสามารถหยุดการดำรงอยู่ของฝันร้ายไปนานแล้วโดยไม่ต้องต่อต้านเป็นเวลานาน

เราสามารถคัดค้านและอ้างถึงความจริงที่ว่าร่างกายเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก นั่นเป็นสาเหตุที่พวกเขาไม่ดึงดูด แต่นี่ไม่น่าเชื่อมากนัก ทำไม เนื่องจากเทือกเขาทิเบตอันกว้างใหญ่ แม้แต่ในระดับของโลก มักจะมารวมตัวกันบนยอดเขาอันโหดร้ายของมันมานานแล้ว เครื่องบินทุกลำที่บินผ่านมา และจะไม่ยอมให้นักเดินทางและนักปีนเขาที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย เนื่องมาจากการสำแดงพลังอันทรงพลังของแรงโน้มถ่วงของพวกเขา ยกได้แม้กระทั่งอุปกรณ์ที่เบาที่สุด และไม่น่าเป็นไปได้ที่ใครจะสงสัยว่าทิเบตอันโหดร้ายนั้นมีขนาด ความหนาแน่น หรือมวลไม่เพียงพอ

จะทำอย่างไร? ค่าสัมประสิทธิ์ที่ค่อนข้างน่าสงสัยกลับมาช่วยกลุ่มสมัครใช้สูตรที่มีอำนาจทุกอย่างอีกครั้งในรูปแบบของ "ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง" - ผู้หญิง "G" ที่ไม่น่าเชื่อถือทั้งหมดเท่ากับประมาณ 6.67x10 -11 กก. -1 ม. 3 วินาที -2 การมีอยู่ของค่าคงที่นี้ในสูตรของ I. นิวตันทำให้ค่าของแรงใดๆ กลายเป็นความว่างเปล่าทันที ทำไมต้องเป็นเลขเฉพาะนี้? เพียงเพราะว่ามนุษยชาติไม่สามารถให้ตัวบ่งชี้มวลของร่างกายใด ๆ บนโลกของเราที่เทียบเคียงได้ ดังนั้นเมื่อพิจารณาจากค่าคงที่นี้ แรงดึงดูดของวัตถุทางกายภาพใดๆ บนโลกจะมีขนาดเล็กมาก และนี่จะอธิบายได้อย่างสมบูรณ์แบบถึงการขาดปฏิสัมพันธ์ที่มองเห็นได้ของร่างกายทางกายภาพบนโลก

ทำไมต้อง 10 -11 กก. -1? ใช่ เพราะมวลของโลกซึ่งดึงดูดร่างกายทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น (ไม่สามารถซ่อนสิ่งนี้ได้) อยู่ที่ประมาณ 6x10 24 กก. ดังนั้นสำหรับเธอเท่านั้น 10 -11 กก. -1 จึงเอาชนะได้อย่างง่ายดาย นี่คือวิธีแก้ไขปัญหาดั้งเดิม (((

ไม่สามารถอธิบายแก่นแท้ของปัญหาได้นักวิทยาศาสตร์มักจะเกิดขึ้นได้แนะนำค่าคงที่ที่แน่นอนในสูตรซึ่งโดยไม่ต้องแก้ปัญหาทำให้สามารถให้กระบวนการทางกายภาพหรือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติมีความชัดเจนแบบหลอกทางวิทยาศาสตร์

อย่างไรก็ตาม I. Newton ดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ ในงานของเขาเมื่อพัฒนากฎแรงโน้มถ่วงสากล เขาไม่เคยกล่าวถึงค่าคงที่แรงโน้มถ่วงใดๆ เลย ผู้ร่วมสมัยของเขาไม่ได้พูดถึงมันเช่นกัน ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงถูกนำมาใช้ครั้งแรกในกฎแรงโน้มถ่วงสากลเฉพาะในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์ นักคณิตศาสตร์ และช่างเครื่องชาวฝรั่งเศส S.D. ปัวซอง. อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์ไม่ได้บันทึกนักวิทยาศาสตร์สักคนเดียวที่จะรับผิดชอบทั้งวิธีคำนวณและค่านิยมที่ยอมรับโดยทั่วไป

เรื่องราวกล่าวถึงนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เฮนรี คาเวนดิช ซึ่งในปี พ.ศ. 2341 ได้ทำการทดลองที่ไม่เหมือนใครโดยใช้ความสมดุลของแรงบิด แต่ควรสังเกตว่า G. Cavendish ทำการทดลองของเขาโดยมีเป้าหมายเพื่อระบุความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกเท่านั้น และเขาไม่เคยพูดหรือเขียนเกี่ยวกับค่าคงที่แรงโน้มถ่วงใดๆ เลย นอกจากนี้ ฉันไม่ได้คำนวณค่าตัวเลขใดๆ ของมันเลย

ตัวบ่งชี้ตัวเลขของค่าคงที่แรงโน้มถ่วงถูกคำนวณในภายหลังมากบนพื้นฐานของการคำนวณความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกของ G. Cavendish แต่ใครและเมื่อคำนวณมันยังคงเป็นปริศนาเช่นเดียวกับสิ่งที่จำเป็นสำหรับทั้งหมดนี้

และเห็นได้ชัดว่าเพื่อสร้างความสับสนให้กับมนุษยชาติอย่างสมบูรณ์และออกจากป่าแห่งความขัดแย้งและความไม่สอดคล้องกันในโลกวิทยาศาสตร์สมัยใหม่พวกเขาถูกบังคับภายใต้หน้ากากของการเปลี่ยนแปลงไปสู่ระบบการวัดแบบรวมศูนย์เพื่อยอมรับค่าคงที่แรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกัน สำหรับระบบจักรวาลต่างๆ ดังนั้น เมื่อคำนวณวงโคจรของดาวเทียมที่สัมพันธ์กับโลก จะใช้ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงศูนย์กลางโลกเท่ากับ GE = 3.98603x10 14 m 3 วินาที -2 คูณด้วยมวลของโลก และในการคำนวณวงโคจรของท้องฟ้า วัตถุที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์จะใช้ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงอีกแบบหนึ่ง - เฮลิโอเซนตริก เท่ากับ GSs = 1.32718x10 · 20 ม. 3 วินาที -2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ปรากฎว่าน่าสนใจ กฎหมายเป็นหนึ่งเดียวและเป็นสากล แต่ค่าสัมประสิทธิ์คงที่นั้นแตกต่างกัน! “ถาวร” ที่ได้รับความเคารพนับถือเช่นนี้ จะไม่ถาวรอย่างน่าประหลาดใจได้อย่างไร!!

แล้วเราควรทำอย่างไร? สถานการณ์สิ้นหวังแล้วเราจึงต้องยอมรับมันหรือไม่? เลขที่ คุณเพียงแค่ต้องกลับไปสู่พื้นฐานและกำหนดแนวคิด ประเด็นก็คือว่า ทุกสิ่งที่มีอยู่บนโลกมาจากมัน เป็นของมัน และจะเข้าไปในนั้น- ทุกสิ่งทุกอย่าง - ภูเขา ทะเลและมหาสมุทร ต้นไม้ บ้าน โรงงาน รถยนต์ และคุณและฉัน - ทั้งหมดนี้ถูกขุดขึ้นมา บำรุงเลี้ยง บำรุงเลี้ยง และบำรุงเลี้ยงบนโลกและถูกสร้างขึ้นจากโลก ทั้งหมดนี้เป็นเพียงความเป็นจริงเสมือนที่แตกต่างกัน จการรวมกันของอะตอมและโมเลกุลจำนวนมากที่เป็นของดาวเคราะห์ของเราเท่านั้น

โลกถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคและอะตอม และเป็นระบบที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และเกือบจะปิดสนิท ในระหว่างการก่อตัวของมัน แต่ละอนุภาคและแต่ละอะตอมซึ่งสร้างสนามโน้มถ่วงแห่งเดียวของโลก โดยพื้นฐานแล้วจะ "ถ่ายโอน" พลังโน้มถ่วงทั้งหมดไปยังมัน

ดังนั้นจึงมีสนามโน้มถ่วงเพียงสนามเดียวบนโลก ซึ่งคอยปกป้องทรัพยากรบนโลกทั้งหมดที่มีอยู่อย่างเป็นเรื่องเป็นราว โดยไม่ปล่อยสิ่งที่เคยถูกนำมายังโลกนี้ออกจากดาวเคราะห์ ดังนั้นวัตถุทั้งหลายและทุกสิ่งที่อยู่บนโลก ไม่ใช่สสารความโน้มถ่วงอิสระและไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้ความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของมันหรือไม่เมื่อสื่อสารกับวัตถุทางกายภาพอื่น ๆ ดังนั้นวัตถุทางกายภาพบนโลกจึงตกลงสู่พื้นผิวเท่านั้น และไม่ขึ้น ซ้ายหรือขวา รวมเข้ากับวัตถุขนาดใหญ่อื่นๆ ดังนั้นจึงไม่มีร่างกายบนโลกใดที่สามารถเรียกได้ว่าเป็นอิสระจากมุมมองของแรงโน้มถ่วง

แล้วจรวดล่ะ? พวกเขาสามารถเรียกว่าร่างกายที่เป็นอิสระได้หรือไม่? ขณะที่พวกเขาอยู่ที่นี่บนโลก ไม่ มันเป็นไปไม่ได้ แต่ถ้าพวกเขาเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกและไปไกลกว่าสนามโน้มถ่วงของโลกได้แล้วล่ะก็ ใช่ มันเป็นไปได้ ในกรณีนี้เท่านั้นที่พวกเขาจะสามารถกลายเป็นวัตถุทางกายภาพที่เป็นอิสระโดยสัมพันธ์กับโลกโดยนำส่วนหนึ่งของสนามโน้มถ่วงติดตัวไปด้วย โลกจะมีขนาดและมวลลดลงตามขนาดและมวลของจรวด สนามโน้มถ่วงของมันจะลดลงตามสัดส่วนด้วย แน่นอนว่าความสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างจรวดกับโลกจะถูกขัดจังหวะ

แล้วอุกกาบาตต่างๆ ที่มักมาเยือนโลกของเราล่ะ? พวกมันมีร่างกายที่เป็นอิสระหรือไม่? ตราบใดที่พวกมันอยู่นอกสนามโน้มถ่วงของโลก พวกมันก็จะเป็นอิสระ แต่เมื่อพวกเขาเข้าไปในสนามโน้มถ่วงของโลก พวกเขามีสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่หายากน้อยกว่าของตัวเอง จะมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่หายากกว่าของโลก

อย่างไรก็ตาม ปฏิสัมพันธ์ของสนามโน้มถ่วงของโลกและอุกกาบาตนั้นแตกต่างจากปฏิสัมพันธ์ของสนามโน้มถ่วงของก้อนกระแสน้ำวนที่ไม่มีตัวตนซึ่งมีขนาดเกือบเท่ากันซึ่งกันและกัน นี่เป็นเพราะความแตกต่างอย่างมากในขนาดของสนามโน้มถ่วงของโลกและอุกกาบาต สนามโน้มถ่วงของอุกกาบาตเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสนามโน้มถ่วงของโลกนั้นไม่ได้เปลี่ยนรูปเลย แต่ส่วนที่เหลือของอุกกาบาตนั้นจะถูกดูดซับโดยสนามโน้มถ่วงของโลก

สนามโน้มถ่วงของอุกกาบาตดูเหมือนจะตกลงไปในสนามโน้มถ่วงของโลก เนื่องจากเมื่อมันเข้าใกล้พื้นผิวโลก สภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้บริสุทธิ์ของมันก็ยิ่งทำให้กลายเป็นของหายากมากขึ้นเรื่อยๆ และยิ่งเข้าใกล้โลกมากขึ้นเท่าไร สภาพแวดล้อมที่ถูกทำให้บริสุทธิ์ก็ยิ่งหายากมากขึ้นเท่านั้น และอุกกาบาตจะเคลื่อนที่เข้าหาโลกเร็วขึ้นเท่านั้น โลกพยายามที่จะแทนที่สภาพแวดล้อมที่หายากด้วยมนุษย์ต่างดาวที่ไม่คาดคิดจากอวกาศ ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ที่อุกกาบาตถูกดึงดูดมาที่พื้นผิวของมัน

เมื่อมาถึงพื้นผิวโลกแล้ว อุกกาบาตจะไม่สูญเสียสนามโน้มถ่วงของมัน และหากมันถูกขนส่งออกไปในอวกาศ มันจะออกจากโลกพร้อมกับสนามโน้มถ่วงของมัน แต่บนโลกนี้เขาสูญเสียความเป็นอิสระของร่างกาย ตอนนี้มันเป็นของโลก สนามโน้มถ่วงของมันถูกเพิ่มเข้าไปในสนามโน้มถ่วงของโลก และมวลของโลกจะเพิ่มขึ้นตามมวลของอุกกาบาต

ดังนั้นเราจึงถูกบังคับให้กล่าวว่าเมื่ออยู่บนดาวเคราะห์ ร่างกายทั้งหมดจากมุมมองของแรงโน้มถ่วงไม่สามารถเป็นร่างกายที่เป็นอิสระได้ ความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของพวกมันอยู่ภายในความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นตัวกำเนิดหลักของปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วง

ดังนั้น กฎแรงโน้มถ่วงสากลจึงยุติธรรมกับระบบจักรวาลทั้งหมดอย่างแน่นอน และไม่จำเป็นต้องมีค่าคงที่เพิ่มเติมใดๆ แม้แต่แรงโน้มถ่วงก็ตาม

อัสสัมชัญ

ดังนั้น, สนามโน้มถ่วงของร่างกาย- นี่คือบริเวณอีเทอร์ริกที่ทำให้บริสุทธิ์ที่ตึงไม่เท่ากัน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายและเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากความเข้มข้นของตัวกลางอีเทอร์ริกที่หมุนได้ในร่างกายนั่นเอง

สนามโน้มถ่วงของร่างกายใดๆ เพื่อให้เกิดความสมดุลกับสภาพแวดล้อมไม่มีตัวตนที่ยืดหยุ่นโดยรอบ มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความหนาแน่น โดยดึงดูดบริเวณที่ไม่มีตัวตนที่ถูกทำให้บริสุทธิ์ของวัตถุทางกายภาพอื่นๆ อันตรกิริยาของสนามโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพซึ่งกันและกันทำให้เกิดแรงดึงดูดของวัตถุทางกายภาพ ผลกระทบนี้คือการกระทำของแรงโน้มถ่วงหรือ อันตรกิริยาแรงโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพที่เป็นอิสระ.

พื้นที่ไม่มีตัวตนที่ถูกทำให้บริสุทธิ์นั้นมุ่งมั่นที่จะฟื้นฟูสภาวะที่เป็นเนื้อเดียวกันเริ่มต้นของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนเสมอ เนื่องจากมีการเพิ่มสภาพแวดล้อมไม่มีตัวตนของวัตถุทางกายภาพอื่น ๆ เมื่อวัตถุทางกายภาพหรือวัตถุทางกายภาพอื่นๆ ปรากฏในสนามโน้มถ่วงอีเทอร์ริก ซึ่งมีสนามโน้มถ่วงอีเทอร์ริกเป็นของตัวเองด้วย แต่มีมวลน้อยกว่า วัตถุทางกายภาพตัวแรกมักจะ "ดูดซับ" และยึดมันไว้ด้วยแรงขึ้นอยู่กับมวลของ ร่างกายเหล่านี้และระยะห่างระหว่างพวกเขา

ดังนั้น ในสนามโน้มถ่วงอีเทอร์ริก เมื่อมีวัตถุทางกายภาพตั้งแต่สองวัตถุขึ้นไปปรากฏขึ้นในสนามนั้น กระบวนการแรงโน้มถ่วงของพวกเขา ปฏิสัมพันธ์,ซึ่งมุ่งหน้าเข้าหากัน แรงโน้มถ่วงทำหน้าที่เพียงเพื่อนำวัตถุทางกายภาพหรือวัตถุบางส่วนเข้ามาใกล้กับวัตถุอื่นๆ เท่านั้น.

ฉันต้องยอมรับอีกครั้งว่าทั้งหมดนี้เป็นไปได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเท่านั้นเมื่อร่างกายแข็งแรง ไม่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของโลก. บนโลก สนามโน้มถ่วงของวัตถุทางกายภาพทั้งหมดเป็นเพียงส่วนสำคัญของสนามโน้มถ่วงจุดเดียวของโลก และไม่สามารถแสดงความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันได้

ดังนั้นบนโลกนี้ ร่างกายจึงไม่มีสนามโน้มถ่วงเป็นของตัวเอง และมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโน้มถ่วงกับโลกเท่านั้น

การยกร่างกายให้สูงแค่ไหนก็ทำได้และใช้พลังงานไปจำนวนหนึ่ง บางคนเชื่อว่าการยกร่างกายเป็นการถ่ายเทพลังงานไปยังร่างกายซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานที่ใช้ในการยกร่างกายให้สูงขึ้นระดับหนึ่ง เมื่อล้มร่างกายจะปล่อยพลังงานนี้ออกมา

แต่นั่นไม่เป็นความจริง

เราไม่ได้ถ่ายโอนพลังงานไปให้กับมัน แต่ใช้พลังงานของเราเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก ยิ่งไปกว่านั้น ดูเหมือนว่าเราจะขัดขวางเหตุการณ์ปกติบนโลก โดยเปลี่ยนตำแหน่งของร่างกายที่สัมพันธ์กับโลก โลกตอบสนองอย่างถูกต้องต่อความอับอายที่ไม่สอดคล้องกับมันและมุ่งมั่นที่จะส่งวัตถุใด ๆ กลับคืนสู่พื้นผิวโดยเปิดแรงโน้มถ่วงทันที

แรงโน้มถ่วงกระทำกับวัตถุที่ถูกยกขึ้นในลักษณะเดียวกับเมื่อวัตถุนี้อยู่บนโลก แต่เมื่อระยะห่างจากพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น ขนาดของมันจะน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงเริ่มแรก จริงอยู่ที่จะไม่ง่ายนักที่จะสังเกตเห็นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของแรงนี้ไม่มีนัยสำคัญ หากเรายกร่างนี้ขึ้นสูงเหนือพื้นโลก 450 กิโลเมตร แรงโน้มถ่วงจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด และร่างกายจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก

ที่นี่เราพบกับแรงโน้มถ่วงนั่นคือ กับ อิทธิพล สภาพแวดล้อมไม่มีตัวตนแรงโน้มถ่วงโลกของเราเข้าสู่ร่างกาย วัตถุที่ยกขึ้นนั้นอยู่ในสนามอีเทอร์ริกความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นเวกเตอร์ที่มุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลก ยิ่งร่างกายอยู่ใกล้โลกมากเท่าไรก็ยิ่งส่งผล ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงแข็งแกร่งขึ้น ยิ่งไกลก็ยิ่งน้อย ดังนั้น ในระยะทางไกล ปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงก็จะปรากฏออกมาเช่นกัน แต่ก็ไม่ชัดเจนนัก

แต่เมื่อตกลงสู่พื้นโลก ร่างกายก็มีปฏิสัมพันธ์กับมันในลักษณะเดียวกับที่ร่างกายทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์กันในอวกาศ แรงโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อร่างกาย เคลื่อนย้ายมันไปในอวกาศ และนำมันกลับสู่โลกมนุษย์

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเรามีอิทธิพลต่อร่างกายเป็นเวลานาน เคลื่อนมันให้ไกลจากโลกมากขึ้นเรื่อยๆ และสุดท้ายก็นำมันออกไปนอกระบบสุริยะ? นี่หมายความว่าปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างพวกมันจะหายไปใช่หรือไม่? หากเป็นเช่นนั้น มีความเป็นไปได้ไหมที่โลกจะสูญเสียความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงบางส่วนไป?

ใช่แล้ว มันจะเป็นเช่นนั้นเอง ความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของโลกส่วนหนึ่งจะปล่อยมันไว้พร้อมกับร่างกาย โลกจะเล็กลงตามปริมาณมวลของวัตถุนี้ และหากมวลของโลกเล็กลง ก็ค่อนข้างชัดเจนว่าพลังโน้มถ่วงของมันจะเปลี่ยนตามสัดส่วนในระดับที่น้อยลง และปฏิสัมพันธ์โน้มถ่วงของมันกับร่างกายนี้จะหายไป

แต่ถ้าอุกกาบาตตกลงบนพื้นผิวโลก สนามโน้มถ่วงของมันจะถูก "ดูดซับ" โดยสนามโน้มถ่วงของโลก และตัวมันเองเมื่อสูญเสียเอกราชไปแล้วก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของโลก โดยเพิ่มความสามารถด้านโน้มถ่วงตามสัดส่วน

ดังนั้นวัตถุทางกายภาพที่ใหญ่กว่า รวมถึงดาวเคราะห์และดวงดาวต่างๆ จึงมีแรงโน้มถ่วงที่มากกว่าและดึงดูดวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าและดูดซับพวกมันไว้ ด้วยการดึงดูดร่างเล็ก ๆ เข้ามาหาพวกมัน พวกมันจะเพิ่มมวล และทำให้สนามโน้มถ่วงของพวกมันเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงจะเกิดขึ้นระหว่างร่างกาย

ดังนั้นรอบ ๆ ร่างกายบนโลกของเราจึงมีสนามโน้มถ่วงของตัวเอง แต่มีเงื่อนไขเท่านั้น สนามโน้มถ่วงนี้จะเข้าสู่สนามโน้มถ่วงจุดเดียวของโลกและหมุนตามสนามโน้มถ่วงนั้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าร่างกายใด ๆ รวมถึงร่างกายทั้งหมดที่สร้างขึ้นบนโลกหรือที่บินมาจากนอกโลกนั้นมีอยู่แล้วหรือกำลังกลายเป็น ที่เป็นของโลกของเรา- ร่างกายใดๆ บนโลกเกิดขึ้นจากมันและเข้าไปในนั้น และจะกลับมา สนามโน้มถ่วงของพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของสนามโน้มถ่วงเดียวของโลกซึ่งหมุนรอบโลก ดังนั้นวัตถุจึงตกลงสู่พื้นโลกแทนที่จะเกาะติดกัน พวกเขาล้มลงแทนที่จะเคลื่อนขนานกับพื้น นอกจากนี้ ความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของโลกยังมีพลังมากกว่าความสามารถด้านแรงโน้มถ่วงของร่างกายใดๆ บนโลกอย่างไม่มีใครเทียบได้ ไม่ว่าขนาด ปริมาตร หรือความหนาแน่นจะเป็นเท่าใด ดังนั้นร่างกายใดๆ ก็ตามจะถูกดึงดูดมายังโลก ไม่ใช่ดึงดูดเอเวอเรสต์

ร่างกายทั้งหมดมีสนามโน้มถ่วง แต่จะพิจารณาร่วมกับสนามโน้มถ่วงทั่วไปของโลกเท่านั้น มีความเป็นไปได้ที่จะแยกมันออกจากสนามโน้มถ่วงของโลกในระยะทางที่เกินขอบเขตของสนามโน้มถ่วงของโลกเท่านั้น ที่ระยะนี้ สนามโน้มถ่วงของร่างกาย เช่น จรวด จะเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และจะหมุนรอบร่างกาย ไม่ว่ามันจะมีขนาดเท่าใดก็ตาม

ควรสังเกตว่าความเร็วของการหมุนของตัวกลางไม่มีตัวตนใกล้กับพื้นผิวของร่างกายนั้นเท่ากับความเร็วของการหมุนของร่างกายเอง สัมพันธ์กับร่างกาย สิ่งแวดล้อมไม่เคลื่อนไหว เมื่ออยู่ใกล้ร่างกาย แรงโน้มถ่วงจะสูงกว่าที่อยู่ห่างจากร่างกายมาก ให้เรานึกถึงประสบการณ์ของเรากับวงกลมยาง (รูปที่ 2) เมื่อคุณเคลื่อนออกจากร่างกาย ความเร็วการหมุนของตัวกลางอีเทอร์ริกและแรงโน้มถ่วงจะลดลง

ในเวลาเดียวกัน เราเข้าใจว่าความเข้มข้นของอีเทอร์ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำวนอีเทอร์ริกและแรงโน้มถ่วงนำไปสู่การเกิดขึ้นของบริเวณอีเทอร์ที่หายากรอบๆ ร่างกาย ภูมิภาคที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้บริสุทธิ์นี้มีขนาดใหญ่ขึ้น ปริมาณของอีเธอร์ที่เข้มข้นในร่างกายทางกายภาพก็จะมากขึ้นในรูปแบบของการสะสมของอนุภาคที่ไม่มีตัวตนพื้นฐาน - ก้อนน้ำวนที่ไม่มีตัวตนซึ่งตามลำดับประกอบด้วยเศษส่วนพลังงาน, โฟตอน, นิวตริโน, แอนตินิวตริโน, โพซิตรอน, อิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอน อะตอม โมเลกุล และวัตถุทางกายภาพอื่นๆ ตัวอย่างเช่น บริเวณที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้บริสุทธิ์ของดาวเคราะห์โลกนั้นมีปริมาตรมากกว่าบริเวณที่ทำให้บริสุทธิ์ของดวงจันทร์อย่างมาก เนื่องจากโลกมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์มาก และแต่ละพื้นที่ทำให้บริสุทธิ์นั้นสอดคล้องกับปริมาณอีเธอร์ที่เข้มข้นในร่างกาย

บริเวณที่ทำให้บริสุทธิ์ของตัวกลางไม่มีตัวตนนั้นกว้างใหญ่มาก พวกเขากำหนดขนาด สนามโน้มถ่วงร่างกายเช่น บริเวณที่แรงโน้มถ่วงกระทำ การกระทำของกองกำลังเหล่านี้เริ่มต้นจากขอบเขตด้านนอกของบริเวณที่หายากของร่างกาย เนื่องจากขอบเขตของบริเวณที่ทำให้บริสุทธิ์นั้นอยู่ห่างจากศูนย์กลางของร่างกายค่อนข้างมาก แรงเหล่านี้จึงสามารถมีลักษณะเป็นกองกำลังระยะไกลหรือ ปฏิสัมพันธ์ระยะยาว.

เมื่อบริเวณที่หายากของวัตถุทางกายภาพตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปมาสัมผัสกัน แต่ละบริเวณตามกฎความสมดุลของสิ่งที่ตรงกันข้าม จะพยายามสร้างสมดุลให้กับสภาพแวดล้อมที่หายากด้วยอีเทอร์ริก ซึ่งนำไปสู่การดึงดูดและการรวมตัวของร่างกาย.

ดังนั้นจึงไม่ใช่มวลของร่างกายที่ดึงดูด แต่สนามโน้มถ่วงของร่างกายเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน โดยเคลื่อนร่างกายเข้าหากัน.

ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งร่างกายอยู่ใกล้กันมากเท่าใด แรงดึงดูดนี้ก็ยิ่งเด่นชัดและเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อวัตถุตกลงสู่พื้น การตกลงนี้จึงมีความเร่งคงที่ ความเร่งนี้เรียกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วง ซึ่งมีค่าประมาณ 9.806 เมตร/วินาที 2

แก่นแท้ของการเร่งความเร็วนี้คือ ยิ่งตัวกลางทำให้บริสุทธิ์อยู่ใกล้กับร่างกายมากขึ้นเท่าใด ตัวกลางก็ยิ่งมีความหนาแน่นน้อยลงเท่านั้น ดังนั้น ความปรารถนาของร่างกายที่จะสร้างสมดุลให้กับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่ทำให้ทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นเท่านั้น พลังแห่งปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งมีพลังมากขึ้นเท่านั้น เราได้พูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ก่อนหน้านี้แล้ว เมื่อเราเข้าใกล้ขอบเขตของตัวกลางที่ทำให้บริสุทธิ์ซึ่งมีช่องว่างไม่มีตัวตนแบบยืดหยุ่น ความตึงเครียดนี้จะลดลง และในที่สุด ที่ขอบเขตจะเริ่มสอดคล้องกับความหนาแน่นของช่องว่างไม่มีตัวตนอย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงของร่างกายจะสูญเสียความแข็งแกร่งไปโดยสิ้นเชิง และสนามโน้มถ่วงของร่างกายนี้จะหายไป

สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าตั้งแต่เริ่มต้นของการเปิดตัว จรวดจะใช้พลังงานจำนวนมหาศาลเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก แต่ในขณะที่มันบินและเคลื่อนตัวออกจากดาวเคราะห์ จรวดจะเข้าสู่วงโคจรและในทางปฏิบัติแล้วจะไม่ทำให้เสียเปล่า พลังงาน.

ในที่นี้จำเป็นต้องเข้าใจว่าความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของโลกและความหนาแน่นของสนามโน้มถ่วงนั้นเป็นแนวคิดที่แตกต่างกัน ความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศโลกมีค่าที่พื้นผิวสูงกว่าระดับความสูง ตัวอย่างเช่น บนพื้นผิวโลก ความหนาแน่นของบรรยากาศอยู่ที่ประมาณ 1.225 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ที่ระดับความสูง 2 กิโลเมตร - 1.007 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และที่ระดับความสูง 3 กิโลเมตร - 0.909 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร เช่น เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของบรรยากาศจะลดลง

แต่เรายืนยันว่าสนามโน้มถ่วงของร่างกายใดๆ จะถูกทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นที่พื้นผิวของมัน และการทำให้บริสุทธิ์นี้จะลดลงตามระยะห่างจากร่างกายที่เพิ่มขึ้น ความขัดแย้ง? ไม่เลย. นี่คือการยืนยันเหตุผลของเรา! ความจริงก็คือสนามโน้มถ่วงที่ไม่มีตัวตนที่หายากจะพยายามดึงทุกสิ่งที่เป็นไปได้ในการลดความตึงเครียดลงในอวกาศ ดังนั้นสนามโน้มถ่วงของโลกจึงเต็มไปด้วยโมเลกุลของไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ฯลฯ นอกจากนี้ ใกล้พื้นผิวโลกในชั้นบรรยากาศไม่เพียงแต่มีโมเลกุลของก๊าซเท่านั้น แต่ยังมีอนุภาคฝุ่น น้ำ ผลึกน้ำแข็ง เกลือทะเล ฯลฯ ยิ่งคุณมาจากพื้นผิวโลกสูงเท่าใด สนามโน้มถ่วงก็ยิ่งทำให้บริสุทธิ์น้อยลงเท่านั้น โมเลกุลและอนุภาคที่สนามแม่เหล็กสามารถกักเก็บในชั้นบรรยากาศของโลกได้น้อยลง และด้วยเหตุนี้ ความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก็จะยิ่งลดลงตามไปด้วย ทุกอย่างเข้ากัน ทุกอย่างถูกต้อง

เพื่อพิสูจน์ข้อความนี้ เราอ้างอิงความคิดของอริสโตเติลและการทดลองของ G. Galileo และ I. Newton อริสโตเติลผู้ยิ่งใหญ่แย้งว่าวัตถุที่หนักกว่าตกลงสู่พื้นเร็วกว่าวัตถุที่เบา และยกตัวอย่างหินและขนนกที่ตกลงมาจากความสูงเท่ากัน จี. กาลิเลโอต่างจากอริสโตเติลตรงที่เสนอว่าสาเหตุของความแตกต่างของความเร็วของวัตถุที่ตกลงมาคือแรงต้านอากาศ ถูกกล่าวหาว่าเขาทิ้งกระสุนปืนไรเฟิลและแกนปืนใหญ่พร้อมกันจากหอเอนเมืองปิซาซึ่งมาถึงพื้นเกือบจะพร้อม ๆ กันแม้จะมีน้ำหนักแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญก็ตาม

เพื่อยืนยันข้อสรุปของ G. Galileo I. Newton สูบลมออกจากหลอดแก้วยาวและในเวลาเดียวกันก็โยนขนนกและเหรียญทองไว้ด้านบน ทั้งขนและเหรียญตกลงไปที่ด้านล่างของท่อแทบจะพร้อมกัน ต่อมาได้มีการทดลองว่าทั้งในอากาศและในสุญญากาศมีการเร่งความเร็วของการตกอย่างอิสระของร่างกายลงสู่พื้น

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกการปรากฏตัวของความเร่งของการตกอย่างอิสระของร่างกายลงสู่พื้น โดยจำกัดตัวเองอยู่เพียงการพึ่งพาทางคณิตศาสตร์ที่รู้จักเท่านั้น ซึ่งทำให้สามารถวัดขนาดของความเร่งนี้ได้ค่อนข้างแม่นยำ แต่สาระสำคัญทางกายภาพของการเร่งความเร็วนี้ยังคงไม่เปิดเผย

ฉันเชื่อว่าแก่นแท้ทางกายภาพของปรากฏการณ์นี้อยู่ที่การมีอยู่ของสภาพแวดล้อมที่ไม่มีตัวตนที่หายากรอบโลก ยิ่งวัตถุที่ตกลงมาอยู่ใกล้พื้นผิวโลกมากเท่าใด สภาพแวดล้อมอีเธอร์ริกของโลกก็ยิ่งหายากมากขึ้นเท่านั้น และวัตถุก็จะตกลงบนพื้นผิวได้เร็วยิ่งขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้ถือได้ว่าเป็นการยืนยันที่ชัดเจนถึงเหตุผลของเราเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามโน้มถ่วงและกลไกของการมีปฏิสัมพันธ์ของพวกมันในจักรวาล

แน่นอนว่าคำแถลงของเราเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของสนามโน้มถ่วงของร่างกายและไม่เกี่ยวกับอิทธิพลร่วมกันของมวลพวกมันขัดแย้งกับมุมมองของ I. Newton ที่เคารพอย่างสูงและชุมชนวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม เพื่อเป็นการยกย่องอัจฉริยะผู้ยิ่งใหญ่นี้ เราตระหนักดีถึงความจริงที่ว่าสูตรที่เขาได้รับนั้นค่อนข้างบ่งชี้และช่วยให้เราคำนวณแรงโน้มถ่วงอันตรกิริยาระหว่างวัตถุทางกายภาพทั้งสองได้ค่อนข้างถูกต้อง ควรตระหนักด้วยว่าสูตรของนิวตันอธิบายถึงผลที่ตามมาของปรากฏการณ์ แต่ไม่ได้สัมผัสถึงแก่นแท้ทางกายภาพของมันเลย

ดังนั้นเราจึงได้พิจารณาแล้วว่าความปรารถนาอย่างต่อเนื่องของบริเวณอีเทอร์ริกที่ทำให้บริสุทธิ์ของร่างกายทางกายภาพใดๆ ที่จะย้ายเข้าสู่สภาวะสมดุลกับสภาพแวดล้อมอีเทอร์ริกโดยรอบ ซึ่งจะลดสถานะตึงเครียดของมันลง เนื่องจากการดึงดูดของบริเวณอีเทอร์ริกที่ทำให้บริสุทธิ์อื่นๆ ของร่างกายทางกายภาพอื่นๆ เข้ามา ภูมิภาคของการทำให้บริสุทธิ์ของอีเทอร์นั้นเป็นเรื่องธรรมดา ความหมายทางกายภาพของแรงโน้มถ่วงหรือปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง

ร่างกายใดๆก็มีเป็นของตัวเอง สนามโน้มถ่วงแต่มันไม่เป็นอิสระ เมื่ออยู่บนโลก สนามโน้มถ่วงนี้จะรวมกันเป็นสนามโน้มถ่วงแห่งเดียวของโลก สนามโน้มถ่วงของร่างกายใดๆ ถือได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของสนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เท่านั้น