Tyngdkraften är inte alls "lagen om universell gravitation". Betydelsen av ordet gravitation
Orff. gravitation, -I Lopatins stavningsordbok
Jag bestämde mig för att efter bästa förmåga uppehålla mig vid belysningen mer i detalj. vetenskapligt arv Akademikern Nikolai Viktorovich Levashov, för jag ser att hans verk i dag ännu inte är efterfrågade som de borde vara i ett samhälle av verkligt fria och förnuftiga människor. Människor är fortfarande förstår inte värdet och betydelsen av hans böcker och artiklar, eftersom de inte inser graden av bedrägeri som vi har levt i under de senaste århundradena; förstår inte att information om naturen, som vi anser vara bekant och därför sann, är 100% falskt; och de påtvingades oss medvetet för att dölja sanningen och hindra oss från att utvecklas i rätt riktning...
Tyngdlagen
Varför måste vi hantera denna allvar? Är det inte något annat vi vet om henne? Kom igen! Vi vet redan mycket om gravitation! Till exempel, Wikipedia berättar vänligt för oss det « Allvar (attraktion, över hela världen, allvar) (från latin gravitas - "gravitation") - den universella grundläggande interaktionen mellan alla materiella kroppar. I approximationen av låga hastigheter och svag gravitationsinteraktion beskrivs den av Newtons gravitationsteori, i det allmänna fallet beskrivs den av Einsteins allmänna relativitetsteori..." De där. Enkelt uttryckt säger detta internetprat att gravitationen är samspelet mellan alla materiella kroppar, och ännu enklare uttryckt - ömsesidig dragkraft materiella kroppar till varandra.
Vi är skyldiga kamrat att se en sådan åsikt. Isaac Newton, som tillskrivs upptäckten 1687 "Lagen om universell gravitation", enligt vilken alla kroppar förmodas attraheras av varandra i proportion till deras massor och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem. Den goda nyheten är att kamrat. Isaac Newton beskrivs i Pedia som en högutbildad vetenskapsman, till skillnad från Comrade. , som tillskrivs upptäckten elektricitet…
Det är intressant att titta på dimensionen av "attraktionskraften" eller "tyngdkraften", som följer av kamrat. Isaac Newton, med följande form: F=m 1 *m 2 /r 2
Täljaren är produkten av massorna av två kroppar. Detta ger dimensionen "kilogram i kvadrat" - kg 2. Nämnaren är "avstånd" i kvadrat, dvs. meter i kvadrat - m 2. Men styrka mäts inte i konstigt kg 2 /m 2, och inte mindre konstigt kg*m/s 2! Det visar sig vara en inkonsekvens. För att ta bort det kom "vetenskapsmän" med en koefficient, den så kallade. "gravitationskonstant" G , lika med ungefär 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Om vi nu multiplicerar allt får vi rätt dimension av "Gravity" in kg*m/s 2, och denna abrakadabra kallas i fysiken "newton", dvs. kraft i dagens fysik mäts i "".
jag undrar vad fysisk mening har en koefficient G , för något som minskar resultatet i 600 miljarder gånger? Ingen! "Forskare" kallade det "proportionalitetskoefficienten." Och de introducerade det för justering mått och resultat för att passa de mest önskvärda! Det är den här typen av vetenskap vi har idag... Det bör noteras att, för att förvirra forskare och dölja motsägelser, ändrades mätsystem inom fysiken flera gånger - den sk. "system av enheter". Här är namnen på några av dem, som avlöste varandra när behovet uppstod för att skapa nya kamouflage: MTS, MKGSS, SGS, SI...
Det skulle vara intressant att fråga kamraten. Isak: a hur gissade han att det finns en naturlig process att attrahera kroppar till varandra? Hur gissade han, att "attraktionskraften" är proportionell exakt till produkten av massorna av två kroppar, och inte till deras summa eller skillnad? Hur förstod han så framgångsrikt att denna kraft är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan kroppar och inte mot kuben, dubbleringen eller bråkstyrkan? Var hos kamrat sådana oförklarliga gissningar dök upp för 350 år sedan? Han gjorde trots allt inga experiment på detta område! Och, om du tror på den traditionella versionen av historien, på den tiden var inte ens härskarna ännu helt raka, men här är en sådan oförklarlig, helt enkelt fantastisk insikt! Var?
Ja från ingenstans! Kamrat Isaac hade ingen aning om något sådant och undersökte inte något sådant och öppnades inte. Varför? Eftersom i verkligheten den fysiska processen " attraktion tel" till varandra existerar inte, och följaktligen finns det ingen lag som skulle beskriva denna process (detta kommer att bevisas på ett övertygande sätt nedan)! I verkligheten, kamrat Newton i vår oartikulerade, helt enkelt hänföras upptäckten av lagen om "Universal Gravity", som samtidigt ger honom titeln "en av skaparna av klassisk fysik"; på samma sätt som de en gång tillskrev kamrat. Bene Franklin, vilket hade 2 klasser utbildning. I "Medeltida Europa" var detta inte fallet: det var stor spänning inte bara med vetenskaperna, utan helt enkelt med livet ...
Men lyckligtvis för oss, i slutet av förra seklet, skrev den ryske vetenskapsmannen Nikolai Levashov flera böcker där han gav "alfabetet och grammatiken" oförvrängd kunskap; återlämnade till jordbor det tidigare förstörda vetenskapliga paradigmet, med vars hjälp lätt förklarat nästan alla "olösliga" mysterier av jordisk natur; förklarade grunderna för universums struktur; visade under vilka förhållanden på alla planeter där nödvändiga och tillräckliga förhållanden uppträder, Liv- levande materia. Förklarade vilken typ av materia som kan anses levande, och vad fysisk mening naturlig process som kallas liv" Han förklarade vidare när och under vilka förhållanden "levande materia" förvärvas Intelligens, dvs. inser sin existens – blir intelligent. Nikolay Viktorovich Levashov förmedlade mycket till människor i sina böcker och filmer oförvrängd kunskap. Han förklarade bland annat vad "allvar", var det kommer ifrån, hur det fungerar, vad dess faktiska fysiska betydelse är. Mest av allt är detta skrivet i böcker och. Låt oss nu titta på "Law of Universal Gravitation"...
"Lagen om universell gravitation" är en fiktion!
Varför kritiserar jag så djärvt och självsäkert fysiken, kamratens "upptäckt". Isaac Newton och den "stora" "lagen om universell gravitation" själv? Ja, för denna "lag" är en fiktion! Bedrägeri! Fiktion! En bluff i global skala för att ta jordisk vetenskap till en återvändsgränd! Samma bluff med samma mål som den ökända "relativitetsteorin" av kamrat. Einstein.
Bevis? Om du vill, här är de: mycket exakta, strikta och övertygande. De beskrevs utmärkt av författaren O.Kh. Derevensky i sin underbara artikel. På grund av det faktum att artikeln är ganska lång kommer jag att ge här en mycket kort version av några bevis på falskheten i "Law of Universal Gravitation", och medborgare som är intresserade av detaljerna kommer att läsa resten själva.
1. I vår sol systemet Endast planeter och månen, en satellit på jorden, har gravitation. De andra planeternas satelliter, och det finns mer än sex dussin av dem, har ingen gravitation! Denna information är helt öppen, men annonseras inte av de "vetenskapliga" människorna, eftersom den är oförklarlig ur deras "vetenskapliga synvinkel". De där. b O De flesta av objekten i vårt solsystem har inte gravitation - de attraherar inte varandra! Och detta motbevisar fullständigt "lagen om universell gravitation".
2. Henry Cavendishs erfarenhet attraktionen av massiva göt till varandra anses vara obestridliga bevis på närvaron av attraktion mellan kroppar. Men trots sin enkelhet har denna upplevelse inte återgivits öppet någonstans. Tydligen för att det inte ger den effekt som vissa en gång tillkännagav. De där. Idag, med möjlighet till strikt verifiering, visar erfarenheten ingen attraktion mellan kroppar!
3. Uppskjutning av en konstgjord satellit i omloppsbana runt en asteroid. Mitten av februari 2000 Amerikaner skickade en rymdsond NÄRA tillräckligt nära asteroiden Eros, jämnade ut hastigheten och började vänta på att sonden skulle fångas av Eros gravitation, d.v.s. när satelliten försiktigt attraheras av asteroidens gravitation.
Men av någon anledning gick den första dejten inte bra. Det andra och efterföljande försöken att kapitulera till Eros hade exakt samma effekt: Eros ville inte locka till sig den amerikanska sonden NÄRA, och utan ytterligare motorstöd stannade sonden inte nära Eros . Detta kosmiska datum slutade i ingenting. De där. ingen attraktion mellan sond och jord 805 kg och en asteroid som väger mer än 6 biljoner ton kunde inte hittas.
Här kan vi inte undgå att notera amerikanernas oförklarliga uthållighet från NASA, eftersom den ryska vetenskapsmannen Nikolay Levashov, då bosatt i USA, som han då betraktade som ett helt normalt land, skrev, översatte till engelska och publicerade i 1994 år, hans berömda bok, där han förklarade "på fingrarna" allt som specialister från NASA behövde veta för att göra sin sond NÄRA hängde inte som ett värdelöst järnstycke i rymden, utan medförde åtminstone en viss nytta för samhället. Men uppenbarligen spelade orimlig inbilskhet sitt spratt för "forskarna" där.
4. Nästa försök bestämde sig för att upprepa det erotiska experimentet med en asteroid japanska. De valde en asteroid som heter Itokawa och skickade den den 9 maj 2003 år lades en sond kallad ("Falcon") till den. I september 2005 år närmade sig sonden asteroiden på ett avstånd av 20 km.
Med hänsyn till erfarenheterna från de "dumma amerikanerna" utrustade de smarta japanerna sin sond med flera motorer och ett autonomt navigeringssystem med kort räckvidd med laseravståndsmätare, så att den kunde närma sig asteroiden och röra sig runt den automatiskt, utan deltagande av markoperatörer. "Det första numret i det här programmet visade sig vara ett komedi-stunt med landningen av en liten forskningsrobot på ytan av en asteroid. Sonden sjönk till den beräknade höjden och släppte försiktigt roboten, som sakta och mjukt skulle falla till ytan. Men... han föll inte. Långsam och smidig han fördes bort någonstans långt från asteroiden. Där försvann han spårlöst... Nästa nummer i programmet visade sig återigen vara ett komeditrick med en kortvarig landning av en sond på ytan "för att ta ett jordprov." Det blev komiskt eftersom, för att säkerställa bästa prestanda hos laseravståndsmätare, släpptes en reflekterande markörboll på asteroidens yta. Det fanns inga motorer på den här bollen heller och... kort sagt, bollen var inte på rätt plats... Så om den japanska "Falcon" landade på Itokawa, och vad han gjorde på den om han satte sig, är okänt till vetenskapen..." Slutsats: det japanska miraklet som Hayabusa inte kunde upptäcka ingen attraktion mellan sondens jord 510 kg och en asteroidmassa 35 000 ton
Separat skulle jag vilja notera att en omfattande förklaring av gravitationens natur av den ryska vetenskapsmannen Nikolay Levashov gav i sin bok, som han först publicerade i 2002 år - nästan ett och ett halvt år före lanseringen av den japanska falken. Och trots detta följde de japanska "forskarna" exakt i sina amerikanska kollegors fotspår och upprepade noggrant alla sina misstag, inklusive landning. Detta är en så intressant kontinuitet av "vetenskapligt tänkande"...
5. Var kommer tidvatten ifrån? Ett milt uttryckt mycket intressant fenomen som beskrivs i litteraturen är inte helt korrekt. ”...Det finns läroböcker på fysik, där det står skrivet vad de ska vara - i enlighet med "lagen om universell gravitation". Det finns även tutorials på oceanografi, där det står skrivet vad de är, tidvattnet, Faktiskt.
Om lagen om universell gravitation fungerar här, och havsvatten dras till bland annat solen och månen, borde de "fysiska" och "oceanografiska" mönstren för tidvatten sammanfalla. Så matchar de eller inte? Det visar sig att att säga att de inte sammanfaller är att säga ingenting. Eftersom de "fysiska" och "oceanografiska" bilderna inte har någon relation till varandra alls inget gemensamt... Den faktiska bilden av tidvattenfenomen skiljer sig så mycket från den teoretiska - både kvalitativt och kvantitativt - att man utifrån en sådan teori kan förberäkna tidvatten omöjlig. Ja, ingen försöker göra det här. Inte tokigt trots allt. Så här gör de: för varje hamn eller annan punkt som är av intresse modelleras havsnivåns dynamik av summan av svängningar med amplituder och faser som finns enbart empiriskt. Och så extrapolerar de den här mängden fluktuationer framåt – och du får förkalkyler. Fartygens kaptener är glada - ja, okej!... Allt detta betyder att våra jordiska tidvatten är för lyda inte"Lagen om universell gravitation."
Vad är gravitation egentligen?
Tyngdkraftens verkliga natur beskrevs tydligt för första gången i modern historia av akademikern Nikolai Levashov i ett grundläggande vetenskapligt arbete. För att läsaren bättre ska förstå vad som står angående gravitationen ska jag ge en liten preliminär förklaring.
Utrymmet omkring oss är inte tomt. Den är helt fylld av många olika ärenden, som Academician N.V. Levashov heter "primär saker". Tidigare kallade forskare allt detta upplopp av materia "eter" och fick till och med övertygande bevis på dess existens (Dayton Millers berömda experiment, som beskrivs i artikeln av Nikolai Levashov "The Theory of the Universe and Objective Reality"). Moderna "vetenskapsmän" har gått mycket längre och nu "eter" kallad "mörk materia". Kolossala framsteg! Vissa frågor i "etern" interagerar med varandra i en eller annan grad, andra inte. Och någon primär materia börjar interagera med varandra och faller in i förändrade yttre förhållanden i vissa rymdkrökningar (inhomogeniteter).
Rymdkrökningar uppstår som ett resultat av olika explosioner, inklusive "supernovaexplosioner". « När en supernova exploderar uppstår fluktuationer i rummets dimensionalitet, liknande de vågor som dyker upp på vattenytan efter att ha kastat en sten. Massorna av materia som kastas ut under explosionen fyller dessa inhomogeniteter i dimensionen av rymden runt stjärnan. Från dessa materiamassor börjar planeter (och) att bildas..."
De där. planeter bildas inte av rymdskräp, som moderna "vetenskapsmän" av någon anledning hävdar, utan syntetiseras från materia av stjärnor och andra primära materier, som börjar interagera med varandra i lämpliga inhomogeniteter i rymden och bildar den så kallade. "hybrid materia". Det är från dessa "hybridämnen" som planeter och allt annat i vårt utrymme bildas. vår planet, precis som de andra planeterna, är inte bara en "stenbit", utan ett mycket komplext system som består av flera sfärer kapslade inuti varandra (se). Den tätaste sfären kallas den "fysiskt täta nivån" - det här är vad vi ser, den så kallade. fysisk värld. Andra när det gäller densitet är en något större sfär den sk planetens "eteriska materiella nivå". Tredje sfär – "astral materiell nivå". Fjärde sfären är den "första mentala nivån" på planeten. Femte sfären är den "andra mentala nivån" på planeten. OCH sjätte sfären är den "tredje mentala nivån" på planeten.
Vår planet bör endast betraktas som totalt av dessa sex sfärer– sex materiella nivåer på planeten, kapslade i varandra. Endast i detta fall kan du få en fullständig förståelse för planetens struktur och egenskaper och de processer som sker i naturen. Det faktum att vi ännu inte kan observera de processer som sker utanför vår planets fysiskt täta sfär tyder inte på att "det inte finns något där", utan bara att våra sinnen för närvarande inte är anpassade av naturen för dessa syften. Och en sak till: vårt universum, vår planet Jorden och allt annat i vårt universum bildas av sju olika typer av urmateria smälte in i sex hybridfrågor. Och detta är varken ett gudomligt eller ett unikt fenomen. Detta är helt enkelt den kvalitativa strukturen i vårt universum, bestäms av egenskaperna hos den heterogenitet där den bildades.
Låt oss fortsätta: planeter bildas genom sammanslagning av motsvarande primära materia i områden med inhomogenitet i rymden som har egenskaper och egenskaper som är lämpliga för detta. Men dessa, liksom alla andra områden i rymden, innehåller ett stort antal urmateria(fria former av materia) av olika typer som inte interagerar eller interagerar mycket svagt med hybridmateria. När de befinner sig i ett område av heterogenitet, påverkas många av dessa primära frågor av denna heterogenitet och rusar till dess centrum, i enlighet med rymdens gradient (skillnad). Och om en planet redan har bildats i centrum av denna heterogenitet, så skapar den primära materien, som rör sig mot heterogenitetens (och planetens centrum), riktat flöde, som skapar den sk. gravitations fält. Och följaktligen under allvar Du och jag behöver förstå inverkan av det riktade flödet av primär materia på allt i dess väg. Det vill säga enkelt uttryckt, gravitationen trycker på materiella föremål till planetens yta genom flödet av primär materia.
Är det inte, verklighet mycket annorlunda än den fiktiva lagen om "ömsesidig attraktion", som förmodligen existerar överallt av en anledning som ingen förstår. Verkligheten är mycket mer intressant, mycket mer komplex och mycket enklare på samma gång. Därför är fysiken för verkliga naturliga processer mycket lättare att förstå än fiktiva. Och användningen av verklig kunskap leder till verkliga upptäckter och effektiv användning av dessa upptäckter, och inte till ihopkokta sådana.
Antigravitation
Som ett exempel på dagens vetenskapliga vanhelgande vi kan kort analysera förklaringen av "forskare" av det faktum att "ljusstrålar böjs nära stora massor", och därför kan vi se vad som är dolt för oss av stjärnor och planeter.
Visserligen kan vi observera objekt i rymden som är dolda för oss av andra objekt, men detta fenomen har ingenting att göra med massan av objekt, eftersom det "universella" fenomenet inte existerar, dvs. inga stjärnor, inga planeter INTE lockar inga strålar till sig och böjer inte deras bana! Varför "böjer de sig" då? Det finns ett mycket enkelt och övertygande svar på denna fråga: strålar är inte böjda! De är bara sprid inte i en rak linje, som vi är vana att förstå, men i enlighet med utrymmets form. Om vi betraktar en stråle som passerar nära en stor kosmisk kropp, så måste vi komma ihåg att strålen böjer sig runt denna kropp eftersom den tvingas följa rymdens krökning, som en väg av lämplig form. Och det finns helt enkelt inget annat sätt för strålen. Balken kan inte låta bli att böja sig runt den här kroppen, eftersom utrymmet i detta område har en så krökt form... Ett litet tillägg till det som har sagts.
Nu återvänder till antigravitation, blir det tydligt varför mänskligheten inte kan fånga denna otäcka "antigravitation" eller uppnå åtminstone något av det som drömfabrikens smarta funktionärer visar oss på TV. Vi är medvetet tvingade I mer än hundra år har förbränningsmotorer eller jetmotorer använts nästan överallt, även om de är väldigt långt ifrån perfekta när det gäller funktionsprincip, design och effektivitet. Vi är medvetet tvingade extrahera med hjälp av olika generatorer av cyklopiska storlekar, och sedan överföra denna energi genom ledningar, där b O det mesta försvinner i rymden! Vi är medvetet tvingade att leva irrationella varelsers liv, därför har vi ingen anledning att bli förvånade över att vi inte lyckas med något meningsfullt vare sig inom vetenskap, eller teknik, eller inom ekonomi, eller inom medicin, eller med att organisera ett anständigt liv i samhället.
Jag kommer nu att ge dig flera exempel på skapandet och användningen av antigravitation (aka levitation) i våra liv. Men dessa metoder för att uppnå antigravitation upptäcktes med största sannolikhet av en slump. Och för att medvetet skapa en verkligt användbar enhet som implementerar antigravitation behöver du att veta gravitationsfenomenets verkliga natur, studie det, analysera och förstå hela dess väsen! Först då kan vi skapa något vettigt, effektivt och verkligen användbart för samhället.
Den vanligaste enheten i vårt land som använder antigravitation är ballong och dess många varianter. Om den är fylld med varm luft eller gas som är lättare än den atmosfäriska gasblandningen, kommer bollen att tendera att flyga upp snarare än ner. Denna effekt har varit känd för människor under mycket lång tid, men ändå har ingen heltäckande förklaring– en som inte längre skulle väcka nya frågor.
En kort sökning på YouTube ledde till upptäckten av ett stort antal videor som visar mycket verkliga exempel på antigravitation. Jag kommer att lista några av dem här så att du kan se den antigravitationen ( levitation) existerar verkligen, men... har ännu inte förklarats av någon av "forskarna", tydligen tillåter inte stolthet...
Förklarande ordbok för det ryska språket. D.N. Ushakov
allvar
gravitation, plural nej, jfr.
Attraktion; två materiella kroppars inneboende egenskap att attrahera varandra med en kraft som är direkt proportionell mot produkten av deras massor och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem (fysisk). Jordens gravitation (kraften som attraherar objekt till jordens centrum).
till någon eller något. Attraktion, begär (bok). Attraktion till vetenskap. Attraktion till musik.
till någon eller något. Behovet av kontakt med någon, beroende av någon. eller enighet med någon. (bok). Ekonomisk gravitation av utkanten mot centrum.
Förklarande ordbok för det ryska språket. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.
allvar
Alla kroppars egenskap att attrahera varandra är attraktion (speciell). Terrestrial t. Newtons universella gravitationslag.
övers., till någon eller något. Attraktion, önskan om någon, behov av något. T. till teknik. Att känna känslor för någon.
Ny förklarande och ordbildande ordbok för det ryska språket, T. F. Efremova.
allvar
Den inneboende egenskapen hos två kroppar som attraherar varandra beroende på deras massa och avståndet mellan dem; attraktion.
Attraktion, önskan om någon, något.
Behovet av kontakt med någon eller något.
sönderfall Den smärtsamma påverkan av någon eller något.
Encyclopedic Dictionary, 1998
allvar
GRAVITY (gravitation, gravitationsinteraktion) är en universell interaktion mellan alla typer av fysisk materia (vanlig materia, alla fysiska fält). Om denna interaktion är relativt svag och kropparna rör sig långsamt jämfört med ljusets hastighet i ett vakuum c, så är Newtons universella gravitationslag giltig. När det gäller starka fält och hastigheter jämförbara med c är det nödvändigt att använda den allmänna relativitetsteorin (GTR) skapad av A. Einstein, som är en generalisering av Newtons gravitationsteori baserad på den speciella relativitetsteorin. Allmän relativitetsteori är baserad på principen om ekvivalens av den lokala oskiljbarheten av gravitationskrafter och tröghetskrafter som uppstår under acceleration av referenssystemet. Denna princip manifesteras i det faktum att i ett givet gravitationsfält rör sig kroppar av vilken massa som helst och fysisk natur på samma sätt under samma initiala förhållanden. Einsteins teori beskriver gravitation som effekten av fysisk materia på rum-tidens geometriska egenskaper (a.p.); i sin tur påverkar dessa egenskaper materiens rörelse och andra fysikaliska processer. I en sådan krökt p.v. rörelsen av kroppar "genom tröghet" (det vill säga i frånvaro av andra yttre krafter än gravitationskrafter) sker längs geodetiska linjer, liknande raka linjer i okrökt rymd, men dessa linjer är redan krökta. I ett starkt gravitationsfält visar sig det vanliga tredimensionella rummets geometri vara icke-euklidisk, och tiden flyter långsammare än utanför fältet. Einsteins teori förutspår en slutlig förändringshastighet i gravitationsfältet lika med ljusets hastighet i ett vakuum (denna förändring överförs i form av gravitationsvågor), möjligheten av uppkomsten av svarta hål etc. Experiment bekräftar effekterna av allmän relativitetsteori.
Allvar
gravitation, gravitationsinteraktion, universell interaktion mellan alla typer av materia. Om denna interaktion är relativt svag och kropparna rör sig långsamt (jämfört med ljusets hastighet), är Newtons universella gravitationslag giltig. I det allmänna fallet beskrivs temperaturen av den allmänna relativitetsteorin skapad av A. Einstein. Denna teori beskriver T. som materiens inflytande på rummets och tidens egenskaper; i sin tur påverkar dessa egenskaper hos rum-tid kroppars rörelse och andra fysiska processer. Således skiljer sig den moderna teorin om elektricitet kraftigt från teorin om andra typer av interaktion - elektromagnetisk, stark och svag. Newtons gravitationsteori De första uttalandena om T. som en universell egenskap hos kroppar går tillbaka till antiken. Således skrev Plutarch: "Månen skulle falla till jorden som en sten, så snart kraften i dess flykt förstördes." På 1500- och 1600-talen. I Europa återupplivades försök att bevisa förekomsten av ömsesidig gravitation av kroppar. Grundaren av teoretisk astronomi, J Kepler, sa att "gravitationen är alla kroppars ömsesidiga begär." Den italienske fysikern G. Borelli försökte använda T. för att förklara rörelsen av Jupiters satelliter runt planeten. Vetenskapliga bevis på existensen av universell teknologi och den matematiska formuleringen av lagen som beskriver den blev dock möjliga endast på grundval av mekanikens lagar som upptäcktes av I. Newton. Den slutliga formuleringen av den universella teorins lag gjordes av Newton i hans huvudverk, "The Mathematical Principles of Natural Philosophy", publicerad 1687. Newtons gravitationslag säger att två materialpartiklar med massorna mA och mB attraheras mot varandra med en kraft F som är direkt proportionell mot massans produkt och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet r mellan dem: ═(
(materialpartiklar betyder här alla kroppar, förutsatt att deras linjära dimensioner är mycket mindre än avståndet mellan dem; se materialpunkt). Proportionalitetskoefficienten G kallas Newtons gravitationskonstant, eller gravitationskonstant. Det numeriska värdet på G bestämdes först av den engelske fysikern G. Cavendish (1798), som mätte attraktionskrafterna mellan två bollar i laboratoriet. Enligt moderna data är G = (6,673 ╠ 0,003)×10-8cm3/g×sek2.
Det bör understrykas att själva formen av lagen T. (1) (kraftens proportionalitet mot massor och omvänd proportionalitet mot kvadraten på avståndet) har testats med mycket större noggrannhet än noggrannheten för att bestämma koefficienten G. Enl. enligt lag (1) beror kraften hos T. endast på partiklarnas position vid ett givet ögonblick, det vill säga gravitationsinteraktionen fortplantar sig omedelbart. Ett annat viktigt inslag i Newtons gravitationslag är det faktum att kraften T med vilken en given kropp A attraherar en annan kropp B är proportionell mot massan av kropp B. Men eftersom den acceleration som kropp B får, enligt mekanikens andra lag , är omvänt proportionell mot dess massa, då beror accelerationen som kropp B upplever under påverkan av attraktionen av kropp A inte på massan av kropp B. Denna acceleration kallas gravitationsaccelerationen. (Konsekvenserna av detta faktum diskuteras mer i detalj nedan.)
För att beräkna kraften som verkar på en given partikel från många andra partiklar (eller från en kontinuerlig fördelning av materia i ett visst område av rymden), är det nödvändigt att vektoriellt addera krafterna som verkar på varje partikels del (integreras i vid en kontinuerlig fördelning av materia). I Newtons teori om T. är alltså superpositionsprincipen giltig. Newton bevisade teoretiskt att tyngdkraften mellan två kulor av ändlig storlek med en sfäriskt symmetrisk fördelning av materia också uttrycks med formel (1), där mA och mB ≈ de totala massorna av bollarna, och r ≈ avståndet mellan deras centra .
Med en godtycklig fördelning av materia kan tyngdkraften som verkar vid en given punkt på en testpartikel uttryckas som produkten av massan av denna partikel och vektorn g, kallad kraftens fältstyrka vid en given punkt. Ju större storleken (modulen) på vektorn g, desto starkare är fältet T.
Av Newtons lag följer att fältet T är ett potentiellt fält, det vill säga dess intensitet g kan uttryckas som gradienten av någon skalär kvantitet j, kallad gravitationspotential:
g = ≈grad j. (
Således kan fältpotentialen T för en partikel med massan m skrivas som:
Om en godtycklig fördelning av materiens densitet i rymden ges, r = r(r), så gör potentialteorin det möjligt att beräkna gravitationspotentialen j för denna fördelning, och därför styrkan av gravitationsfältet g genom hela rymden. Potentialen j definieras som Poissons lösning av ekvationen.
där D ≈ Laplace-operator.
Gravitationspotentialen för varje kropp eller system av kroppar kan skrivas som summan av potentialerna för de partiklar som utgör kroppen eller systemet (superpositionsprincipen), det vill säga som en integral av uttryck (3):
Integration utförs över hela kroppens massa (eller system av kroppar), r ≈ avståndet för massaelementet dm från den punkt där potentialen beräknas. Uttryck (4a) är en lösning till Poissons ekvation (4). Potentialen hos en isolerad kropp eller system av kroppar bestäms, generellt sett, tvetydigt. Till exempel kan en godtycklig konstant läggas till potentialen. Om vi kräver att potentialen är lika med noll långt från kroppen eller systemet, i oändligheten, så bestäms potentialen genom att lösa Poisson-ekvationen unikt i formen (4a).
Newtons teori om teori och newtonsk mekanik var naturvetenskapens största landvinningar. De gör det möjligt att med stor noggrannhet beskriva ett brett spektrum av fenomen, inklusive rörelsen av naturliga och konstgjorda kroppar i solsystemet, rörelser i andra system av himlakroppar: i dubbelstjärnor, i stjärnhopar, i galaxer. Baserat på Newtons gravitationsteori förutspåddes existensen av den tidigare okända planeten Neptunus och satelliten Sirius, och många andra förutsägelser gjordes, som senare blev briljant bekräftade. Inom modern astronomi är Newtons gravitationslag grunden på vilken himlakropparnas rörelser och struktur, deras utveckling beräknas och himlakropparnas massor bestäms. Noggrann bestämning av jordens gravitationsfält gör det möjligt att bestämma fördelningen av massor under dess yta (gravimetrisk utforskning) och därför direkt lösa viktiga tillämpade problem. Men i vissa fall, när strålningsfälten blir tillräckligt starka, och rörelsehastigheten för kroppar i dessa fält inte är liten jämfört med ljusets hastighet, kan strålning inte längre beskrivas med Newtons lag.
Behovet av att generalisera Newtons gravitationslag Newtons teori utgår från ögonblicklig utbredning av ljus och kan därför inte förenas med den speciella relativitetsteorin (se Relativitetsteorin), som säger att ingen interaktion kan fortplanta sig med en hastighet som överstiger ljusets hastighet i ett vakuum. Det är inte svårt att hitta förhållanden som begränsar tillämpbarheten av Newtons teori om T. Eftersom denna teori inte överensstämmer med den speciella relativitetsteorin kan den inte användas i de fall där gravitationsfält är så starka att de accelererar kroppar som rör sig i dem till en hastighet i storleksordningen av ljusets hastighet c. Hastigheten till vilken en kropp som fritt faller från oändligheten (det antas att den hade en försumbar hastighet) accelererar till en viss punkt är i storleksordning lika med kvadratroten av modulen för gravitationspotentialen j vid denna punkt (vid oändlighet j anses lika med noll). Newtons teori kan alltså endast tillämpas om
|j|<< c2. (
I vanliga himlakroppars T-fält är detta villkor uppfyllt: till exempel på solens yta |j|/c2» 4×10-6 och på ytan av vita dvärgar ≈ cirka 10-3.
Dessutom är Newtons teori inte tillämplig för att beräkna partiklars rörelse även i ett svagt fält, tillfredsställande villkor (5), om partiklar som flyger nära massiva kroppar redan hade en hastighet jämförbar med ljusets hastighet långt från dessa kroppar. I synnerhet är Newtons teori inte tillämpbar för att beräkna ljusets bana i ett T-fält. Slutligen är Newtons teori inte tillämplig vid beräkning av ett alternerande T-fält som skapas av rörliga kroppar (till exempel dubbla stjärnor) på avstånd r > l = сt. , där t ≈ karakteristisk rörelsetid i systemet (till exempel omloppsperioden i ett binärt stjärnsystem). I själva verket, enligt Newtonsk teori, bestäms T.-fältet på valfritt avstånd från systemet av formeln (4a), det vill säga massornas position vid samma tidpunkt då fältet bestäms. Detta innebär att när kroppar rör sig i systemet överförs förändringar i gravitationsfältet som är förknippade med kroppars rörelse omedelbart till vilket avstånd r som helst. Men enligt den speciella relativitetsteorin kan en förändring i fältet som sker under tiden t inte fortplanta sig med en hastighet högre än c.
En generalisering av teoriteorin på basis av den speciella relativitetsteorin gjordes av A. Einstein 1915–16. Den nya teorin kallades av sin skapare för den allmänna relativitetsteorin.
Likvärdighetsprincipen Den viktigaste egenskapen hos det termiska fältet, känt i Newtons teori och som används av Einstein som grund för sin nya teori, är att termisk påverkan på olika kroppar på exakt samma sätt, vilket ger dem samma accelerationer oavsett deras massa, kemiska sammansättning och andra egenskaper. Således, på jordens yta, faller alla kroppar under påverkan av dess fält T. med samma acceleration ≈ accelerationen av fritt fall. Detta faktum fastställdes empiriskt av G. Galileo och kan formuleras som principen om strikt proportionalitet av den gravitationella, eller tunga, massan mT, som bestämmer kroppens interaktion med T-fältet och ingår i lagen (1), och tröghetsmassan mI, som bestämmer kroppens motstånd mot den verkande kraften på den och ingår i Newtons andra mekaniklag (se Newtons mekaniklagar). Faktum är att rörelseekvationen för en kropp i T-fältet skrivs som:
mIA = F = mTg, (
där en ≈ acceleration förvärvad av en kropp under påverkan av gravitationsfältstyrkan g. Om mI är proportionell mot mT och proportionalitetskoefficienten är densamma för alla kroppar, då kan du välja måttenheterna så att denna koefficient blir lika med ett, mI = mT; då tar de ut i ekvation (6), och accelerationen a beror inte på massan och är lika med styrkan g av fältet T., a = g, i enlighet med Galileos lag. (För modern experimentell bekräftelse av detta grundläggande faktum, se nedan.)
Således rör sig kroppar av olika massor och natur i ett givet fält T. på exakt samma sätt om deras initiala hastigheter var desamma. Detta faktum visar en djup analogi mellan kropparnas rörelse i T.s fält och kropparnas rörelse i frånvaron av T., men i förhållande till den accelererade referensramen. Sålunda, i frånvaro av temperatur, rör sig kroppar med olika massor genom tröghet rätlinjigt och likformigt. Om du observerar dessa kroppar, till exempel från kabinen på ett rymdskepp, som rör sig utanför T.-fälten med konstant acceleration på grund av motorns drift, så kommer naturligtvis alla kroppar i förhållande till kabinen att röra sig med konstant acceleration, lika stor och motsatt i riktning mot accelerationsfartyget. Kropparnas rörelse kommer att vara densamma som att falla med samma acceleration i ett konstant enhetligt fält T. Tröghetskrafterna som verkar i ett rymdskepp som flyger med en acceleration som är lika med gravitationsaccelerationen på jordens yta går inte att särskilja från gravitationskrafterna krafter som verkar i det sanna fältet T. i skeppet som står på jordens yta. Följaktligen är tröghetskrafterna i den accelererade referensramen (associerade med rymdfarkosten) ekvivalenta med gravitationsfältet. Detta faktum uttrycks av Einsteins likvärdighetsprincip. Enligt denna princip är det möjligt att utföra den omvända proceduren för simuleringen av T-fältet som beskrivs ovan med ett accelererat referenssystem, nämligen att det är möjligt att "förstöra" det verkliga gravitationsfältet vid en given punkt genom att införa en referens system som rör sig med accelerationen av fritt fall. Det är faktiskt välkänt att i kabinen på en rymdfarkost som rör sig fritt (med motorerna avstängda) runt jorden i dess gravitationsfält, uppstår ett tillstånd av viktlöshet – inga gravitationskrafter uppträder. Einstein föreslog att inte bara mekanisk rörelse, utan i allmänhet alla fysiska processer i det sanna fältet av T. å ena sidan och i ett accelererat system i frånvaro av T. å andra sidan, fortskrider enligt samma lagar . Denna princip kallas "stark ekvivalensprincip" i motsats till "svag ekvivalensprincip", som endast avser mekanikens lagar.
Huvudidén i Einsteins gravitationsteori
Referenssystemet som betraktas ovan (en rymdfarkost med en motor i gång), som rör sig med konstant acceleration i frånvaro av ett gravitationsfält, simulerar endast ett enhetligt gravitationsfält, identiskt i storlek och riktning i hela rymden. Men de T-fält som skapas av enskilda kroppar är inte sådana. För att simulera till exempel det sfäriska fältet för jordens T behöver vi accelererade system med olika accelerationsriktningar vid olika punkter. Observatörer i olika system, som har etablerat en förbindelse med varandra, kommer att upptäcka att de rör sig accelererat i förhållande till varandra, och därigenom fastställa frånvaron av ett sant T-fält. Det sanna T-fältet reduceras alltså inte bara till införandet av en accelererad referensram i det vanliga rymden, eller, mer exakt, i den speciella relativitetsteoriens rum-tid. Emellertid visade Einstein att om vi, baserat på ekvivalensprincipen, kräver att det sanna gravitationsfältet är ekvivalent med lokala referensramar som accelereras på lämpligt sätt vid varje punkt, så kommer rymdtiden i varje ändlig region att visa sig vara krökt ≈ icke-euklidisk . Detta betyder att i det tredimensionella rymden kommer geometrin, generellt sett, att vara icke-euklidisk (summan av vinklarna i en triangel är inte lika med p, förhållandet mellan omkretsen och radien är inte lika med 2p, etc. ), och tiden kommer att flyta olika vid olika punkter. Således, enligt Einsteins gravitationsteori, är det sanna gravitationsfältet inget annat än en manifestation av krökningen (skillnaden mellan geometri och euklidisk geometri) av fyrdimensionell rum-tid.
Det bör betonas att skapandet av Einsteins gravitationsteori blev möjligt först efter upptäckten av icke-euklidisk geometri av den ryske matematikern N. I. Lobachevsky, den ungerske matematikern J. Bolyai och de tyska matematikerna K. Gauss och B. Riemann.
I frånvaro av temperatur avbildas en kropps tröghetsrörelse i rum-tiden för den speciella relativitetsteorin med en rak linje, eller, i matematiskt språk, en extremal (geodesisk) linje. Einsteins idé, baserad på likvärdighetsprincipen och som ligger till grund för teorin om geodetik, är att inom geodetikområdet rör sig alla kroppar längs geodetiska linjer i rum-tid, som dock är krökt, och därför är geodetik inte längre rak.
Massorna som skapar T-fältet böjer rum-tid. Kroppar som rör sig i krökt rum-tid, i detta fall, rör sig längs samma geodetiska linjer oavsett kroppens massa eller sammansättning. Observatören uppfattar denna rörelse som rörelse längs krökta banor i tredimensionellt utrymme med variabel hastighet. Men från allra första början fastslog Einsteins teori att banans krökning, lagen om hastighetsändring ≈ dessa är egenskaperna hos rum-tid, egenskaperna hos geodetiska linjer i denna rum-tid, och därför accelerationen av alla olika kroppar bör vara desamma och därför är förhållandet mellan tung massa och tröghet [på vilket accelerationen av en kropp i ett givet fält T beror, se formel (6)] är detsamma för alla kroppar, och dessa massor är omöjlig att skilja. Således är T-fältet, enligt Einstein, en avvikelse av rymdtidens egenskaper från egenskaperna hos den speciella relativitetsteorins platta (ej krökta) mångfald.
Den andra viktiga idén bakom Einsteins teori är påståendet att temperaturen, det vill säga krökningen av rum-tiden, bestäms inte bara av massan av det ämne som utgör kroppen, utan också av alla typer av energi som finns i systemet. Denna idé var en generalisering till fallet med T. teorin om principen om ekvivalens av massa (m) och energi (E) i den speciella relativitetsteorin, uttryckt med formeln E = mc2. Enligt denna idé beror T. inte bara på massornas fördelning i rymden, utan också på deras rörelse, på det tryck och spänning som finns i kroppar, på det elektromagnetiska fältet och alla andra fysiska fält.
Slutligen generaliserar Einsteins gravitationsteori slutsatsen av den speciella relativitetsteorin om den ändliga utbredningshastigheten för alla typer av interaktion. Enligt Einstein fortplantar sig förändringar i gravitationsfältet i ett vakuum med en hastighet c.
Einsteins gravitationsekvationer
I den speciella relativitetsteorin i en tröghetsreferensram skrivs kvadraten på det fyrdimensionella "avståndet" i rum-tid (intervall ds) mellan två oändligt nära händelser som:
ds2= (cdt)2- dx2- dy2- dz2 (
där t ≈ tid, x, y, z ≈ rektangulära kartesiska (rumsliga) koordinater. Detta koordinatsystem kallas galileiskt. Uttryck (7) har en form som liknar uttrycket för det kvadratiska avståndet i det euklidiska tredimensionella rummet i kartesiska koordinater (upp till antalet dimensioner och tecken framför kvadraterna av differentialer på höger sida). Sådan rumtid kallas platt, euklidisk eller, mer exakt, pseudo-euklidisk, vilket betonar tidens speciella natur: i uttryck (7) finns ett "+"-tecken före (cdt)2, i motsats till "≈ ”-tecken före de kvadratiska differentialerna för rumsliga koordinater. Den speciella relativitetsteorin är alltså en teori om fysiska processer i platt rum-tid (Minkowski rum-tid; se Minkowski rymd).
I Minkowski rum-tid är det inte nödvändigt att använda kartesiska koordinater, där intervallet skrivs i formen (7). Du kan ange valfria kurvlinjära koordinater. Då kommer kvadraten på intervallet ds2 att uttryckas i termer av dessa nya koordinater i den allmänna kvadratiska formen:
ds2 = gikdx idx k (
(i, k = 0, 1, 2, 3), där x 1, x 2, x 3 ≈ godtyckliga rymdkoordinater, xO = ct ≈ tidskoordinat (hädanefter utförs summering över två gånger förekommande index). Ur en fysisk synvinkel innebär övergången till godtyckliga koordinater en övergång från ett tröghetsreferenssystem till ett system, generellt sett, som rör sig med acceleration (och i det allmänna fallet olika på olika punkter), deformeras och roterar, och användningen av icke-kartesiska rumsliga koordinater i detta system. Trots den uppenbara komplexiteten med att använda sådana system, visar de sig i praktiken ibland vara bekväma. Men i den speciella relativitetsteorin kan man alltid använda det galileiska systemet, där intervallet är skrivet särskilt enkelt. [I det här fallet, i formel (8) gik = 0 för i ¹ k, g00 = 1, gii = ≈1 för i = 1, 2, 3.]
I allmän relativitetsteori är rumtiden inte platt, utan krökt. I krökt rum-tid (i ändliga, inte små, områden) är det inte längre möjligt att införa kartesiska koordinater, och användningen av krökta koordinater blir oundviklig. I de ändliga områdena av en sådan krökt rumtid skrivs ds2 med krökta koordinater i den allmänna formen (8). Genom att veta gik som en funktion av fyra koordinater kan man bestämma alla geometriska egenskaper hos rum-tid. Gik-kvantiteterna sägs definiera rum-tidsmetriken, och mängden av alla giks kallas metrisk tensor. Med gik beräknas tidsflödet vid olika punkter i referenssystemet och avståndet mellan punkter i tredimensionellt rymden. Således har formeln för att beräkna ett oändligt litet tidsintervall dt från en klocka i vila i referensramen formen:
I närvaro av ett T-fält är värdet på g00 olika vid olika punkter, därför beror tidsflödet på T-fältet. Det visar sig att ju starkare fältet är, desto långsammare tiden går för en observatör utanför fältet.
Den matematiska apparat som studerar icke-euklidisk geometri (se Riemannsk geometri) i godtyckliga koordinater är tensorkalkyl. Den allmänna relativitetsteorin använder tensorkalkylapparaten, dess lagar är skrivna i godtyckliga kurvlinjära koordinater (detta betyder i synnerhet skrivna i godtyckliga referenssystem), som de säger, i samvariant form.
Huvuduppgiften för teorin om T. är bestämningen av gravitationsfältet, vilket i Einsteins teori motsvarar bestämningen av rum-tidens geometri. Det sista problemet handlar om att hitta den metriska tensorn gik.
Einsteins gravitationsekvationer kopplar sammen gik-värdena med kvantiteter som kännetecknar den materia som skapar fältet: densitet, momentumflöden, etc. Dessa ekvationer skrivs som:
Här Rik ≈ den så kallade Ricci-tensorn, uttryckt genom gik, ═ dess första och andra derivator med avseende på koordinater; R = Rik g ik (värden g ik bestäms från ekvationerna gikg km = , där ═≈ Kronecker symbol); Tik ≈ materiens så kallade energi-momentum-tensor, vars komponenter uttrycks genom densitet, rörelsemängdsflöden och andra storheter som kännetecknar materien och dess rörelse (fysisk materia betyder vanlig materia, elektromagnetiskt fält och alla andra fysiska fält).
Strax efter skapandet av den allmänna relativitetsteorin visade Einstein (1917) att det var möjligt att ändra ekvationer (9) samtidigt som de grundläggande principerna för den nya teorin bibehölls. Denna förändring består av att lägga till den så kallade "kosmologiska termen" till höger i ekvationerna (9): Lgik. Konstanten L, som kallas den "kosmologiska konstanten", har dimensionen cm-2. Syftet med denna komplikation av teorin var Einsteins försök att konstruera en modell av universum som inte förändras över tiden (se Kosmologi). Den kosmologiska termen kan betraktas som en kvantitet som beskriver energitätheten och trycket (eller spänningen) i vakuumet. Men snart (på 20-talet) visade den sovjetiske matematikern A. A. Friedman att Einsteins ekvationer utan L-termen leder till en utvecklande modell av universum, och den amerikanske astronomen E. Hubble upptäckte (1929) lagen om den så kallade röda skift för galaxer, vilket tolkades som en bekräftelse på universums evolutionära modell. Einsteins idé om ett statiskt universum visade sig vara felaktig, och även om ekvationer med en L-term också tillåter icke-stationära lösningar för universums modell, var behovet av en L-term inte längre nödvändigt. Efter detta kom Einstein fram till att det inte var nödvändigt att införa en L-term i T-ekvationerna (det vill säga att L = 0). Alla fysiker håller inte med om Einsteins slutsats. Men det bör betonas att det än så länge inte finns några seriösa observationsmässiga, experimentella eller teoretiska skäl för att anse L vara icke-noll. I alla fall, om L ¹ 0 är, enligt astrofysiska observationer, dess absoluta värde extremt litet: |L|< 10-55см-2. Он может играть роль только в космологии и практически совершенно не сказывается во всех др. задачах теории Т. Везде в дальнейшем будет положено L = 0.
Externt liknar ekvationerna (9) ekvation (4) för den newtonska potentialen. I båda fallen finns till vänster de kvantiteter som kännetecknar fältet, och till höger finns de mängder som kännetecknar den materia som skapar fältet. Emellertid har ekvationerna (9) ett antal signifikanta egenskaper. Ekvation (4) är linjär och uppfyller därför superpositionsprincipen. Det tillåter en att beräkna gravitationspotentialen j för varje fördelning av godtyckligt rörliga massor. Newtons fält T. beror inte på massornas rörelse, därför bestämmer ekvation (4) inte direkt deras rörelse. Massornas rörelse bestäms utifrån Newtons andra mekaniklag (6). Situationen är annorlunda i Einsteins teori. Ekvationerna (9) är inte linjära och uppfyller inte superpositionsprincipen. I Einsteins teori är det omöjligt att godtyckligt definiera den högra sidan av ekvationerna (Tik), som beror på materiens rörelse, och sedan beräkna gravitationsfältet gik. Att lösa Einsteins ekvationer leder till en gemensam bestämning av både materiens rörelse som skapar fältet och till beräkningen av själva fältet. Det är viktigt att ekvationerna för T-fältet också innehåller ekvationerna för massrörelse i T-fältet. Ur fysisk synvinkel motsvarar detta att materia i Einsteins teori skapar en krökning av rum-tid, och detta. krökning i sin tur påverkar rörelsemateria som skapar krökning. För att lösa Einsteins ekvationer är det naturligtvis nödvändigt att känna till egenskaperna hos materia som inte är beroende av gravitationskrafter. Så, till exempel, när det gäller en idealgas, måste du känna till ekvationen för materiens tillstånd ≈ förhållandet mellan tryck och densitet.
I fallet med svaga gravitationsfält skiljer sig rum-tidsmetriken lite från den euklidiska och Einsteins ekvationer omvandlas ungefär till ekvationerna (4) och (6) enligt Newtons teori (om man räknar med rörelser som är långsamma jämfört med ljusets hastighet , och avstånden från fältkällan är mycket mindre än l = сt, där t ≈ karakteristisk tidpunkt för förändring av kropparnas position i fältkällan). I det här fallet kan vi begränsa oss till att beräkna små korrigeringar av Newtons ekvationer. Effekterna som motsvarar dessa korrigeringar gör det möjligt att experimentellt testa Einsteins teori (se nedan). Effekterna av Einsteins teori är särskilt betydande i starka gravitationsfält.
Några slutsatser av Einsteins gravitationsteori
Ett antal slutsatser av Einsteins teori skiljer sig kvalitativt från slutsatserna i Newtons teori om T. De viktigaste av dem är relaterade till uppkomsten av "svarta hål", singulariteter av rum-tid (platser där formellt, enligt teorin, existensen av partiklar och fält i den vanliga formen som vi känner till) och existensen av gravitationsvågor.
Svarta hål. Enligt Einsteins teori uttrycks den andra kosmiska hastigheten i ett sfäriskt fält T. i vakuum med samma formel som i Newtons teori:
Följaktligen, om en kropp med massan m komprimeras till linjära dimensioner mindre än värdet r = 2 Gm/c2, kallad gravitationsradien, så blir fältet för T så starkt att inte ens ljus kan fly från det till oändligheten, till ett avlägset observatör; detta skulle kräva hastigheter högre än ljuset. Sådana föremål kallas svarta hål. En extern observatör kommer aldrig att få någon information från området inom sfären med radien r = 2Gm/s2. När en roterande kropp komprimeras skiljer sig T-fältet, enligt Einsteins teori, från fältet för en icke-roterande kropp, men slutsatsen om bildandet av ett svart hål förblir giltig.
I ett område som är mindre än gravitationsradien kan inga krafter hindra kroppen från ytterligare kompression. Kompressionsprocessen kallas gravitationskollaps. Samtidigt ökar fältet T och krökningen av rum-tid ökar. Det har bevisats att som ett resultat av gravitationskollaps uppstår en singularitet av rum-tid oundvikligen, uppenbarligen förknippad med uppkomsten av dess oändliga krökning. (Angående den begränsade tillämpbarheten av Einsteins teori under sådana förhållanden, se nästa avsnitt.) Teoretisk astrofysik förutsäger uppkomsten av svarta hål i slutet av evolutionen av massiva stjärnor (se Relativistisk astrofysik); Det är möjligt att svarta hål och andra ursprung finns i universum. Svarta hål verkar ha upptäckts inom vissa binära stjärnsystem.
Gravitationsvågor. Einsteins teori förutspår att kroppar som rör sig med variabel acceleration kommer att avge gravitationsvågor. Gravitationsvågor är alternerande fält av tidvattengravitationskrafter som fortplantar sig med ljusets hastighet. En sådan våg, som till exempel faller på testpartiklar placerade vinkelrätt mot riktningen för dess utbredning, orsakar periodiska förändringar i avståndet mellan partiklarna. Men även i fallet med gigantiska system av himlakroppar är utstrålningen av gravitationsvågor och energin som förs bort av dem försumbar. Strålningseffekten på grund av solsystemets planeters rörelse är alltså cirka 1011 erg/sek, vilket är 1022 gånger mindre än ljusstrålningen från solen. Gravitationsvågor samverkar lika svagt med vanlig materia. Detta förklarar att gravitationsvågor ännu inte har upptäckts experimentellt.
Kvanteffekter. Begränsningar av tillämpligheten av Einsteins gravitationsteori
Einsteins teori är inte en kvantteori. I detta avseende liknar den klassisk Maxwells elektrodynamik. Det mest allmänna resonemanget visar dock att gravitationsfältet måste lyda kvantlagar på samma sätt som det elektromagnetiska fältet. Annars skulle motsättningar uppstå med osäkerhetsprincipen för elektroner, fotoner osv. Tillämpningen av kvantteorin på gravitationen visar att gravitationsvågor kan betraktas som ett flöde av kvanta - "gravitoner", som är lika verkliga som elektromagnetiska fältkvanta - fotoner. Gravitoner är neutrala partiklar med noll vilomassa och spinn lika med 2 (i enheter av Plancks konstant).
I de allra flesta tänkbara processer i universum och under laboratorieförhållanden är tyngdkraftens kvanteffekter extremt svaga, och det är möjligt att använda Einsteins icke-kvantteori. Emellertid bör kvanteffekter bli mycket betydande nära singulariteter av T.-fältet, där krökningen av rum-tid är mycket stor. Dimensionsteorin indikerar att kvanteffekter i gravitationen blir avgörande när rumtidens krökningsradie (avståndet vid vilket betydande avvikelser från euklidisk geometri uppträder: ju mindre denna radie, desto större krökning) blir lika med värdet rpl= . Avståndet rpl kallas Plancklängden; den är försumbar: rpl = 10-33 cm. Under sådana förhållanden är Einsteins gravitationsteori inte tillämplig.
══Singulära tillstånd uppstår under gravitationskollaps; det fanns en singularitet i det förflutna i det expanderande universum (se Kosmologi). En konsekvent kvantteori för kvantteori som är tillämplig på singulartillstånd finns ännu inte.
Kvanteffekter leder till födelsen av partiklar i T-fältet av svarta hål. För svarta hål som uppstår från stjärnor och har en massa som är jämförbar med solen är dessa effekter försumbara. De kan dock vara viktiga för svarta hål med låg massa (mindre än 1015 g), som i princip kan uppstå i de tidiga stadierna av universums expansion (se "Svart hål").
Experimentell testning av Einsteins teori
Einsteins gravitationsteori bygger på ekvivalensprincipen. Dess verifiering med största möjliga noggrannhet är den viktigaste experimentella uppgiften. Enligt likvärdighetsprincipen måste alla kroppar, oavsett sammansättning och massa, alla typer av materia falla i T-fältet med samma acceleration. Giltigheten av detta uttalande, som redan nämnts, fastställdes först av Galileo. Den ungerske fysikern L. Eotvos, med hjälp av torsionsbalanser, bevisade giltigheten av ekvivalensprincipen med en noggrannhet på 10-8; Den amerikanske fysikern R. Dicke och hans kollegor förde träffsäkerheten till 10-10, och den sovjetiske fysikern V.B. Braginsky och hans kollegor till ≈ 10-12.
Dr. ett test av ekvivalensprincipen är slutsatsen att ljusets frekvens n ändras när det fortplantar sig i ett gravitationsfält. Teorin förutsäger (se Rödförskjutning) en förändring i frekvensen Dn vid fortplantning mellan punkter med en gravitationspotentialskillnad j1 ≈ j2:
Experiment i laboratoriet har bekräftat denna formel med en noggrannhet på minst 1% (se Mössbauer-effekt).
Utöver dessa experiment för att testa grunderna i teorin, finns det ett antal experimentella tester av dess slutsatser. Teorin förutsäger böjningen av en ljusstråle när den passerar nära en tung massa. En liknande avvikelse följer av Newtons teori om T., men Einsteins teori förutspår en dubbelt så stor effekt. Många observationer av denna effekt under ljusets passage från stjärnor nära solen (under totala solförmörkelser) bekräftade förutsägelsen av Einsteins teori (en avvikelse på 1,75▓▓ vid kanten av solskivan) med en noggrannhet på cirka 20 %. Mycket större noggrannhet har uppnåtts med hjälp av modern teknik för att observera utomjordiska punktradiokällor. Genom denna metod bekräftades teorins förutsägelse med en noggrannhet (från 1974) på inte mindre än 6%.
Dr. En effekt som är nära relaterad till den föregående är den längre tiden för ljusutbredning i T-fältet än vad som ges av formler utan att ta hänsyn till effekterna av Einsteins teori. För en stråle som passerar nära solen är denna ytterligare fördröjning cirka 2×10-4 sek. Experimenten utfördes med radar från planeterna Merkurius och Venus under deras passage bakom solens skiva, samt genom att vidarebefordra radarsignaler med rymdfarkoster. Teorins förutsägelser har bekräftats (från 1974) med en noggrannhet på 2%.
Slutligen är en annan effekt den långsamma ytterligare (inte förklarad av gravitationsstörningar från andra planeter i solsystemet) rotation av de elliptiska banorna för planeter som rör sig runt solen, förutspått av Einsteins teori. Denna effekt är störst för Merkurius omloppsbana ≈ 43▓▓ per århundrade. Denna förutsägelse har bekräftats experimentellt, enligt moderna data, med en noggrannhet på upp till 1%.
Således bekräftar alla tillgängliga experimentella data riktigheten av både de bestämmelser som ligger till grund för Einsteins gravitationsteori och dess observationsförutsägelser.
Det bör betonas att experiment vittnar mot försök att konstruera andra teorier om T., som skiljer sig från Einsteins teori.
Sammanfattningsvis noterar vi att indirekt bekräftelse av Einsteins gravitationsteori är den observerade expansionen av universum, teoretiskt förutspådd på basis av den allmänna relativitetsteorin av den sovjetiske matematikern A. A. Friedman i mitten av 20-talet. av vårt århundrade.
Lit.: Einstein A., Samling. vetenskapliga arbeten, vol. 1≈4, M., 1965≈67; Landau L., Lifshitz E., Field Theory, 6:e upplagan, M., 1973; Fok V.A., Theory of space, time and gravity, 2nd ed., M., 1961; Zeldovich Ya B., Novikov I. D., Theory of gravitation and evolution of stars, M., 1971; Brumberg V. A., Relativistic celestial mechanics, M., 1972; Braginsky V.B., Rudenko V.N., Relativistiska gravitationsexperiment, "Uspekhi Fizicheskikh Nauk", 1970, v. 100, v. 3, sid. 395.
I. D. Novikov.
Wikipedia
Exempel på användningen av ordet gravitation i litteraturen.
Fingrarna rätar knappt ut sig i det oväntade trycket på hans kropp allvar, Ewing lossade sina säkerhetsbälten och såg på bildskärmen små kärror som vrålade över kosmodromens fält i riktning mot sitt skepp.
Värld Allvar i Antivärlden finns det ingen, istället finns det Universal Repulsion, och därför måste alla ständigt hålla fast vid vad de måste.
I detta fall speglade Disraeli utan tvekan den faktiska historiska processen av konstant ömsesidighet allvar den engelska bourgeoisin och den engelska aristokratin, som mer än en gång kom fram till en klasskompromiss när deras privilegier hotades av folklig indignation.
Vattnet brast ut med ett lätt ringande ljud från hundratals små hål, flög upp och föll tillbaka, lydde den obönhörliga lagen allvar och snurrar oändligt i en blå bubbelpool.
Sneezy var för upptagen av den tårlösa längtan efter den avlägsna kärnan, och Oniko blev alltför skrämd av den mäktiga allvar Jorden att reagera på vad som helst.
Bland de svagare växte besvikelsen redan märkbart för andra, tanken på meningslösheten av ytterligare vistelse i armén mognade tydligare; allvar gå hem.
Allvar en skeptiker till en troende är lika normal som förekomsten av lagen om färgers komplementaritet.
Och här är resultatet - en ras av gigantiska astronauter utkristalliserades, som inte längre kunde leva i ett starkt fält allvar hemplanet utan speciella enheter.
Galynins musik är intensiv i tanken, uppenbar allvar Den episka, pittoreska karaktären av uttalandet skuggas med rik humor och mjuka, återhållsamma texter.
Maximal kraft allvar faller alltid på geoidens yta, varför kontakten alltid är placerad nära havsytan.
Under jorden fanns kraftverk, hydroponiska trädgårdar, livsuppehållande enheter, bearbetningsmaskiner, generatorer allvar- Utrustning som behövs för att upprätthålla verksamheten vid Callisto-stationen.
Jättarna tittade med fasa på gravimetern, som visade hur monstruöst växande allvar.
Vi båda tänkte uppenbarligen på samma sak och lyssnade uppmärksamt på gravimeterns alarmerande sång, en underbar enhet som känner av fält allvar på ett större avstånd från astroleten.
Förutom alla våra besvär på grund av utmattning, led vi av demens, som yttrade sig i minnesförlust, långsamhet i tankar och rörelser, allvar till stationära ställningar, särskilt hos män.
Den förbenades till gravitationsstim, ruttnade till stjärnträsk, fylld av svarta hål, pulserade av instabilitet allvar, adresserad i regionen anisotropt rymd.
·
Reissner - Nordström · Kerr ·
Kerr - Newman ·
Gödel · Kasner ·
Friedman - Lemaitre - Robertson - Walker
Ungefärliga lösningar:
Post-Newtonsk formalism · Kovariant störningsteori ·
Numerisk relativitet
| Kända vetenskapsmän |
|---|
| Einstein · Minkowski · Schwarzschild · Lemaitre · Eddington · Friedman · Fock · Kerr · Chandrasekhar · Penrose Hawking och andra… |
Allvar (attraktion, universell gravitation, allvar) (från lat. gravitas- "gravitation") är den universella grundläggande interaktionen mellan alla materiella kroppar. I approximationen av låga hastigheter och svag gravitationsinteraktion beskrivs den av Newtons gravitationsteori, i det allmänna fallet beskrivs den av Einsteins allmänna relativitetsteori. Allvarär den svagaste av de fyra typerna av grundläggande interaktioner. I kvantgränsen måste gravitationsinteraktion beskrivas av en kvantteori om gravitation, som ännu inte har utvecklats.
Gravitationsattraktion
Lagen om universell gravitation är en av tillämpningarna av den omvända kvadratlagen, som också finns i studien av strålning (se till exempel Ljustryck), och är en direkt följd av den kvadratiska ökningen av arean av sfären med ökande radie, vilket leder till en kvadratisk minskning av bidraget från varje enhetsarea till arean av hela sfären.
Gravitationsfältet, liksom gravitationsfältet, är potentiellt. Detta innebär att du kan introducera den potentiella energin för gravitationsattraktion för ett par kroppar, och denna energi kommer inte att förändras efter att kropparna har flyttats längs en sluten slinga. Gravitationsfältets potential innebär lagen om bevarande av summan av kinetisk och potentiell energi och, när man studerar kroppars rörelse i ett gravitationsfält, förenklar ofta lösningen avsevärt. Inom ramen för den newtonska mekaniken är gravitationsinteraktionen långväga. Detta betyder att oavsett hur en massiv kropp rör sig beror gravitationspotentialen när som helst i rymden endast på kroppens position vid ett givet ögonblick.
Stora rymdobjekt - planeter, stjärnor och galaxer har enorm massa och skapar därför betydande gravitationsfält.
Tyngdkraften är den svagaste interaktionen. Men eftersom den verkar på alla avstånd och alla massor är positiva, är den ändå en mycket viktig kraft i universum. I synnerhet är den elektromagnetiska interaktionen mellan kroppar på en kosmisk skala liten, eftersom den totala elektriska laddningen av dessa kroppar är noll (materia som helhet är elektriskt neutral).
Gravitationen är också, till skillnad från andra interaktioner, universell i sin effekt på all materia och energi. Inga föremål har upptäckts som inte har någon gravitationsinteraktion alls.
På grund av sin globala natur är gravitationen ansvarig för sådana storskaliga effekter som strukturen av galaxer, svarta hål och universums expansion, och för elementära astronomiska fenomen - planeternas banor och för enkel attraktion till ytan av universum. Jorden och kropparnas fall.
Gravitationen var den första interaktionen som beskrevs av matematisk teori. Aristoteles (IV-talet f.Kr.) trodde att föremål med olika massa faller med olika hastighet. Först mycket senare (1589) bestämde Galileo Galilei experimentellt att så inte är fallet - om luftmotståndet elimineras accelererar alla kroppar lika. Isaac Newtons lag om universell gravitation (1687) beskrev gravitationens allmänna beteende väl. 1915 skapade Albert Einstein den allmänna relativitetsteorin, som mer exakt beskriver gravitationen i termer av rumtidens geometri.
Himmelsmekanik och några av dess uppgifter
Himlamekanikens enklaste problem är gravitationssamverkan mellan två punkt- eller sfäriska kroppar i det tomma utrymmet. Detta problem inom ramen för klassisk mekanik löses analytiskt i sluten form; resultatet av dess lösning formuleras ofta i form av Keplers tre lagar.
När antalet interagerande kroppar ökar, blir uppgiften dramatiskt mer komplicerad. Således kan det redan kända trekroppsproblemet (det vill säga rörelsen hos tre kroppar med massor som inte är noll) inte lösas analytiskt i en allmän form. Med en numerisk lösning uppstår instabilitet hos lösningarna relativt de initiala förhållandena ganska snabbt. När den tillämpas på solsystemet tillåter denna instabilitet oss inte att exakt förutsäga planeternas rörelse på skalor som överstiger hundra miljoner år.
I vissa speciella fall går det att hitta en ungefärlig lösning. Det viktigaste är fallet när massan av en kropp är betydligt större än massan av andra kroppar (exempel: solsystemet och dynamiken i Saturnus ringar). I det här fallet, som en första approximation, kan vi anta att ljuskroppar inte interagerar med varandra och rör sig längs Keplerska banor runt den massiva kroppen. Interaktionerna dem emellan kan tas med i beräkningen inom ramen för störningsteorin och medelvärdesbildas över tid. I det här fallet kan icke-triviala fenomen uppstå, såsom resonanser, atttraktorer, kaos etc. Ett tydligt exempel på sådana fenomen är den komplexa strukturen hos Saturnus ringar.
Trots försök att korrekt beskriva beteendet hos ett system med ett stort antal attraherande kroppar med ungefär samma massa, kan detta inte göras på grund av fenomenet dynamiskt kaos.
Starka gravitationsfält
I starka gravitationsfält, såväl som när man rör sig i ett gravitationsfält med relativistiska hastigheter, börjar effekterna av den allmänna relativitetsteorin (GTR) uppträda:
- ändra rum-tidens geometri;
- som en konsekvens avvikelsen av gravitationslagen från Newton;
- och i extrema fall - uppkomsten av svarta hål;
- fördröjning av potentialer associerade med den ändliga hastigheten för utbredning av gravitationsstörningar;
- som en konsekvens, uppkomsten av gravitationsvågor;
- olinjäritetseffekter: gravitationen tenderar att interagera med sig själv, så principen om superposition i starka fält håller inte längre.
Gravitationsstrålning
En av de viktiga förutsägelserna av allmän relativitet är gravitationsstrålning, vars närvaro bekräftades av direkta observationer 2015. Men innan fanns det starka indirekta bevis för dess existens, nämligen: energiförluster i nära binära system som innehåller kompakta graviterande objekt (som neutronstjärnor eller svarta hål), i synnerhet i det berömda systemet PSR B1913+16 (Hals pulsar) - Taylor) - överensstämmer väl med den allmänna relativitetsmodellen, där denna energi förs bort exakt av gravitationsstrålning.
Gravitationsstrålning kan endast genereras av system med variabel fyrpolig eller högre multipolmoment, detta faktum tyder på att gravitationsstrålningen från de flesta naturliga källor är riktad, vilket avsevärt komplicerar dess upptäckt. Tyngdkraft n-fältkällan är proportionell texvc hittades inte; Se matematik/README för inställningshjälp.): (v/c)^(2n + 2), om multipolen är av elektrisk typ, och Det går inte att tolka uttryck (körbar fil texvc hittades inte; Se matematik/README för inställningshjälp.): (v/c)^(2n + 4)- om multipolen är av magnetisk typ, var vär den karakteristiska rörelsehastigheten för källor i strålningssystemet, och c- ljusets hastighet. Således kommer det dominerande momentet att vara fyrpolmomentet av den elektriska typen, och kraften hos motsvarande strålning är lika med:
texvc hittades inte; Se matematik/README för hjälp med installationen.): L = \frac(1)(5)\frac(G)(c^5)\left\langle \frac(d^3 Q_(ij))(dt^ 3 ) \frac(d^3 Q^(ij))(dt^3)\right\rangle,
Var Det går inte att tolka uttryck (körbar fil texvc hittades inte; Se matematik/README - hjälp med installationen.): Q_(ij)- fyrpolig momenttensor för massfördelningen av det strålande systemet. Konstant Det går inte att tolka uttryck (körbar fil texvc hittades inte; Se matematik/README för hjälp med installationen.): \frac(G)(c^5) = 2,76 \times 10^(-53)(1/W) låter oss uppskatta storleksordningen på strålningseffekten.
Subtila effekter av gravitationen
Fel vid skapande av miniatyr: Filen hittades inte
Mätning av rymdens krökning i jordens omloppsbana (konstnärs teckning)
Förutom de klassiska effekterna av gravitationsattraktion och tidsutvidgning förutspår den allmänna relativitetsteorin förekomsten av andra manifestationer av gravitation, som under jordförhållanden är mycket svaga och därför är deras upptäckt och experimentell verifiering mycket svår. Tills nyligen verkade det att övervinna dessa svårigheter vara bortom experimenters förmåga.
Bland dem, i synnerhet, kan vi nämna drag av tröghetsreferensramar (eller Lense-Thirring-effekten) och det gravitomagnetiska fältet. 2005 genomförde NASA:s robotgravitationsprob B ett oöverträffat precisionsexperiment för att mäta dessa effekter nära jorden. Bearbetning av de erhållna uppgifterna genomfördes fram till maj 2011 och bekräftade förekomsten och omfattningen av effekterna av geodetisk precession och drag av tröghetsreferenssystem, dock med en noggrannhet något mindre än vad som ursprungligen antogs.
Efter intensivt arbete med att analysera och extrahera mätbrus tillkännagavs de slutliga resultaten av uppdraget vid en presskonferens på NASA-TV den 4 maj 2011 och publicerades i Physical Review Letters. Det uppmätta värdet av geodetisk precession var −6601,8±18,3 millisekunder bågar per år, och medbringningseffekten - −37,2±7,2 millisekunder bågar per år (jämför med teoretiska värden på -6606,1 mas/år och -39,2 mas/år).
Klassiska teorier om gravitation
Se även: Teorier om gravitationPå grund av det faktum att kvanteffekter av gravitation är extremt små även under de mest extrema och observationsförhållanden, finns det fortfarande inga tillförlitliga observationer av dem. Teoretiska uppskattningar visar att man i de allra flesta fall kan begränsa sig till den klassiska beskrivningen av gravitationsinteraktion.
Det finns en modern kanonisk klassisk gravitationsteori - den allmänna relativitetsteorin, och många klargörande hypoteser och teorier om olika grader av utveckling, som konkurrerar med varandra. Alla dessa teorier gör mycket liknande förutsägelser inom den approximation där experimentella tester för närvarande utförs. Följande är flera grundläggande, mest välutvecklade eller kända teorier om gravitation.
Allmän relativitetsteori
I standardmetoden för den allmänna relativitetsteorin (GTR) betraktas gravitationen initialt inte som en kraftinteraktion, utan som en manifestation av rum-tidens krökning. Sålunda tolkas gravitationen i allmän relativitet som en geometrisk effekt, och rum-tid betraktas inom ramen för icke-euklidisk riemannsk (närmare bestämt pseudo-riemannsk) geometri. Gravitationsfältet (en generalisering av den Newtonska gravitationspotentialen), ibland även kallat gravitationsfältet, i allmänhet identifieras relativitetsteori med det metriska tensorfältet - metriken för fyrdimensionell rum-tid, och styrkan hos gravitationsfältet - med den affina anslutningen av rum-tid bestäms av metriken.
Standarduppgiften för allmän relativitetsteori är att bestämma komponenterna i den metriska tensorn, som tillsammans definierar de geometriska egenskaperna för rum-tid, från den kända fördelningen av energi-momentumkällor i det fyradimensionella koordinatsystemet som är i fråga. Kunskap om metriken gör i sin tur att man kan beräkna rörelsen hos testpartiklar, vilket är likvärdigt med kunskap om egenskaperna hos gravitationsfältet i ett givet system. På grund av tensorkaraktären hos de allmänna relativitetsekvationerna, såväl som den grundläggande grundläggande motiveringen för dess formulering, tror man att gravitationen också är av tensorkaraktär. En konsekvens är att gravitationsstrålningen måste vara minst fyrpolig.
Det är känt att i generell relativitetsteori finns det svårigheter på grund av att gravitationsfältets energi inte är invarians, eftersom denna energi inte beskrivs av en tensor och kan teoretiskt bestämmas på olika sätt. I klassisk allmän relativitetsteori uppstår även problemet med att beskriva spin-omloppsinteraktionen (eftersom spinnet hos ett utökat objekt inte heller har en entydig definition). Man tror att det finns vissa problem med resultatens entydighet och motiveringen av konsekvens (problemet med gravitationssingulariteter).
Allmän relativitetsteori har dock bekräftats experimentellt tills helt nyligen (2012). Dessutom leder många alternativa tillvägagångssätt till Einsteins, men standard för modern fysik, tillvägagångssätt för formuleringen av gravitationsteorin till ett resultat som sammanfaller med allmän relativitet i lågenergiapproximationen, som är den enda som nu är tillgänglig för experimentell verifiering.
Einstein-Cartan teori
En liknande uppdelning av ekvationer i två klasser förekommer också i RTG, där den andra tensorekvationen introduceras för att ta hänsyn till sambandet mellan icke-euklidiskt rum och Minkowski-rum. Tack vare närvaron av en dimensionslös parameter i Jordan-Brans-Dicke-teorin blir det möjligt att välja den så att teorins resultat sammanfaller med resultaten av gravitationsexperiment. Dessutom, eftersom parametern tenderar till oändlighet, kommer teorins förutsägelser närmare och närmare den allmänna relativitetsteorin, så det är omöjligt att vederlägga Jordan-Brans-Dicke-teorin genom något experiment som bekräftar den allmänna relativitetsteorin.
Kvantteori om gravitation
Trots mer än ett halvt sekel av försök är gravitationen den enda grundläggande interaktion för vilken en allmänt accepterad konsekvent kvantteori ännu inte har konstruerats. Vid låga energier, i en anda av kvantfältteorin, kan gravitationsinteraktionen ses som ett utbyte av gravitoner - spin 2 gauge-bosoner. Den resulterande teorin är emellertid icke-renormaliserbar och anses därför otillfredsställande.
Under de senaste decennierna har tre lovande tillvägagångssätt för att lösa problemet med att kvantisera gravitationen utvecklats: strängteori, loopkvantgravitation och kausal dynamisk triangulering[[K:Wikipedia:Artiklar utan källor (land: Lua-fel: callParserFunction: funktionen "#property" hittades inte. )]][[K:Wikipedia:Artiklar utan källor (land: Lua-fel: callParserFunction: funktionen "#property" hittades inte. )]] [ ] .
Strängteorin
I den, i stället för partiklar och bakgrundsrymdtid, finns strängar och deras flerdimensionella analoger - braner. För högdimensionella problem är braner högdimensionella partiklar, men med tanke på att partiklar rör sig inuti dessa branar, de är rum-tidsstrukturer. En variant av strängteori är M-teori.
Slinga kvantgravitation
Den försöker formulera en kvantfältteori utan hänvisning till rum-tidsbakgrunden enligt denna teori består rum och tid av diskreta delar. Dessa små kvantceller i rymden är kopplade till varandra på ett visst sätt, så att de på små skalor av tid och längd skapar en brokig, diskret struktur av rymden, och på stora skalor omvandlas de smidigt till kontinuerlig jämn rumtid. Medan många kosmologiska modeller bara kan beskriva universums beteende från Plancktiden efter Big Bang, kan loopkvantgravitationen beskriva själva explosionsprocessen och till och med se längre tillbaka. Loop quantum gravitation tillåter oss att beskriva alla partiklar i standardmodellen utan att kräva införandet av Higgs-bosonen för att förklara deras massor.
Kausal dynamisk triangulering
I den är rymd-tidsmanifolden konstruerad från elementära euklidiska simplexer (triangel, tetraeder, pentachore) av dimensioner i storleksordningen Planckiska, med hänsyn till kausalitetsprincipen. Rumtidens fyrdimensionalitet och pseudo-euklidiska natur på makroskopiska skalor postuleras inte i den, utan är en konsekvens av teorin.
Det finns inte tillräckligt med information i det här avsnittet.
Principer
|
Klassisk
Relativistisk |
|
Mellan alla materiella kroppar. I approximationen av låga hastigheter och svag gravitationsinteraktion beskrivs den av Newtons gravitationsteori, i det allmänna fallet beskrivs den av Einsteins allmänna relativitetsteori. I kvantgränsen ska gravitationsinteraktion beskrivas av en kvantteori om gravitation, som ännu inte har utvecklats.
Encyklopedisk YouTube
1 / 5
✪ Gravityvisualisering
✪ FORSKARE HAR LURAT OSS FRÅN FÖDELSEN. 7 uppviglande FAKTA OM GRAVITET. AVSLÖJAR NEWTONS OCH FYSIKERS LÖGNER
✪ Alexander Chirtsov - Gravity: utveckling av vyer från Newton till Einstein
✪ 10 intressanta fakta om gravitation
✪ Gravitation
undertexter
Gravitationsattraktion
Lagen om universell gravitation är en av tillämpningarna av den omvända kvadratlagen, som också finns i studien av strålning (se till exempel Ljustryck), och är en direkt följd av den kvadratiska ökningen av arean av sfären med ökande radie, vilket leder till en kvadratisk minskning av bidraget från varje enhetsarea till arean av hela sfären.
Gravitationsfältet, liksom gravitationsfältet, är potentiellt. Detta innebär att du kan introducera den potentiella energin för gravitationsattraktion för ett par kroppar, och denna energi kommer inte att förändras efter att kropparna har flyttats längs en sluten slinga. Gravitationsfältets potential innebär lagen om bevarande av summan av kinetisk och potentiell energi och, när man studerar kroppars rörelse i ett gravitationsfält, förenklar ofta lösningen avsevärt. Inom ramen för den newtonska mekaniken är gravitationsinteraktionen långväga. Detta betyder att oavsett hur en massiv kropp rör sig beror gravitationspotentialen när som helst i rymden endast på kroppens position vid ett givet ögonblick.
Stora rymdobjekt - planeter, stjärnor och galaxer har enorm massa och skapar därför betydande gravitationsfält.
Tyngdkraften är den svagaste interaktionen. Men eftersom den verkar på alla avstånd och alla massor är positiva, är den ändå en mycket viktig kraft i universum. I synnerhet är den elektromagnetiska interaktionen mellan kroppar på en kosmisk skala liten, eftersom den totala elektriska laddningen av dessa kroppar är noll (materia som helhet är elektriskt neutral).
Gravitationen är också, till skillnad från andra interaktioner, universell i sin effekt på all materia och energi. Inga föremål har upptäckts som inte har någon gravitationsinteraktion alls.
På grund av sin globala natur är gravitationen ansvarig för sådana storskaliga effekter som strukturen av galaxer, svarta hål och universums expansion, och för elementära astronomiska fenomen - planeternas banor och för enkel attraktion till ytan av universum. Jorden och kropparnas fall.
Gravitationen var den första interaktionen som beskrevs av matematisk teori. Aristoteles (IV-talet f.Kr.) trodde att föremål med olika massa faller med olika hastighet. Och först mycket senare (1589) bestämde Galileo Galilei experimentellt att så inte är fallet - om luftmotståndet elimineras accelererar alla kroppar lika. Isaac Newtons lag om universell gravitation (1687) beskrev gravitationens allmänna beteende väl. 1915 skapade Albert Einstein den allmänna relativitetsteorin, som mer exakt beskriver gravitationen i termer av rumtidens geometri.
Himmelsmekanik och några av dess uppgifter
Himlamekanikens enklaste problem är gravitationssamverkan mellan två punkt- eller sfäriska kroppar i det tomma utrymmet. Detta problem inom ramen för klassisk mekanik löses analytiskt i sluten form; resultatet av dess lösning formuleras ofta i form av Keplers tre lagar.
När antalet interagerande kroppar ökar, blir uppgiften dramatiskt mer komplicerad. Således kan det redan kända trekroppsproblemet (det vill säga rörelsen hos tre kroppar med massor som inte är noll) inte lösas analytiskt i en allmän form. Med en numerisk lösning uppstår instabilitet hos lösningarna relativt de initiala förhållandena ganska snabbt. När den tillämpas på solsystemet tillåter denna instabilitet oss inte att exakt förutsäga planeternas rörelse på skalor som överstiger hundra miljoner år.
I vissa speciella fall går det att hitta en ungefärlig lösning. Det viktigaste är fallet när massan av en kropp är betydligt större än massan av andra kroppar (exempel: solsystemet och dynamiken i Saturnus ringar). I det här fallet, som en första approximation, kan vi anta att ljuskroppar inte interagerar med varandra och rör sig längs Keplerska banor runt den massiva kroppen. Interaktionerna dem emellan kan tas med i beräkningen inom ramen för störningsteorin och medelvärdesbildas över tid. I det här fallet kan icke-triviala fenomen uppstå, såsom resonanser, atttraktorer, kaos etc. Ett tydligt exempel på sådana fenomen är den komplexa strukturen hos Saturnus ringar.
Trots försök att korrekt beskriva beteendet hos ett system med ett stort antal attraherande kroppar med ungefär samma massa, kan detta inte göras på grund av fenomenet dynamiskt kaos.
Starka gravitationsfält
I starka gravitationsfält, såväl som när man rör sig i ett gravitationsfält med relativistiska hastigheter, börjar effekterna av allmän relativitet (GTR) uppträda:
- ändra rum-tidens geometri;
- som en konsekvens avvikelsen av gravitationslagen från Newton;
- och i extrema fall - uppkomsten av svarta hål;
- fördröjning av potentialer associerade med den ändliga hastigheten för utbredning av gravitationsstörningar;
- som en konsekvens, uppkomsten av gravitationsvågor;
- olinjäritetseffekter: gravitationen tenderar att interagera med sig själv, så principen om superposition i starka fält håller inte längre.
Gravitationsstrålning
En av de viktiga förutsägelserna av allmän relativitet är gravitationsstrålning, vars närvaro bekräftades av direkta observationer 2015. Men innan fanns det starka indirekta bevis för dess existens, nämligen: energiförluster i nära binära system som innehåller kompakta graviterande objekt (som neutronstjärnor eller svarta hål), i synnerhet i det berömda systemet PSR B1913+16 (Hals pulsar) - Taylor) - överensstämmer väl med den allmänna relativitetsmodellen, där denna energi förs bort exakt av gravitationsstrålning.
Gravitationsstrålning kan endast genereras av system med variabla fyrpoliga eller högre multipolmoment. Detta faktum tyder på att gravitationsstrålningen från de flesta naturliga källor är riktad, vilket avsevärt komplicerar dess upptäckt. Tyngdkraft n-fältkällan är proportionell (v / c) 2 n + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2)), om multipolen är av elektrisk typ, och (v / c) 2 n + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- om multipolen är av magnetisk typ, var vär den karakteristiska rörelsehastigheten för källor i strålningssystemet, och c- ljusets hastighet. Således kommer det dominerande momentet att vara fyrpolmomentet av den elektriska typen, och kraften hos motsvarande strålning är lika med:
L = 1 5 G c 5 ⟨ d 3 Q i j d t 3 d 3 Q i j d t 3 ⟩ , (\displaystyle L=(\frac (1)(5))(\frac (G)(c^(5)))\ vänster\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\höger \rangle ,)Var Q i j (\displaystyle Q_(ij))- fyrpolig momenttensor för massfördelningen av det strålande systemet. Konstant G c 5 = 2,76 × 10 − 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2,76\ gånger 10^(-53))(1/W) låter oss uppskatta storleksordningen på strålningseffekten.
Sedan 1969 (Webers experiment (Engelsk)), görs försök att direkt detektera gravitationsstrålning. I USA, Europa och Japan finns det för närvarande flera markbaserade detektorer i drift (LIGO, VIRGO, TAMA (Engelsk), GEO 600), såväl som LISA (Laser Interferometer Space Antenna) rymdgravitationsdetektorprojekt. En markbaserad detektor i Ryssland utvecklas vid Dulkyn Scientific Center for Gravitational Wave Research i Republiken Tatarstan.
Subtila effekter av gravitationen
Förutom de klassiska effekterna av gravitationsattraktion och tidsutvidgning förutspår den allmänna relativitetsteorin förekomsten av andra manifestationer av gravitation, som under jordförhållanden är mycket svaga och därför är deras upptäckt och experimentell verifiering mycket svår. Tills nyligen verkade det att övervinna dessa svårigheter vara bortom experimenters förmåga.
Bland dem kan man i synnerhet nämna draget hos tröghetsreferensramar (eller Lense-Thirring-effekten) och det gravitomagnetiska fältet. 2005 genomförde NASA:s obemannade Gravity Probe B ett aldrig tidigare skådat precisionsexperiment för att mäta dessa effekter nära jorden. Bearbetning av de erhållna uppgifterna genomfördes fram till maj 2011 och bekräftade förekomsten och omfattningen av effekterna av geodetisk precession och drag av tröghetsreferenssystem, dock med en noggrannhet något mindre än vad som ursprungligen antogs.
Efter intensivt arbete med att analysera och extrahera mätbrus tillkännagavs de slutliga resultaten av uppdraget vid en presskonferens på NASA-TV den 4 maj 2011 och publicerades i Physical Review Letters. Det uppmätta värdet av geodetisk precession var −6601,8±18,3 millisekunder bågar per år, och medbringningseffekten - −37,2±7,2 millisekunder bågar per år (jämför med teoretiska värden på -6606,1 mas/år och -39,2 mas/år).
Klassiska teorier om gravitation
På grund av det faktum att kvanteffekter av gravitation är extremt små även under de mest extrema och observationsförhållanden, finns det fortfarande inga tillförlitliga observationer av dem. Teoretiska uppskattningar visar att man i de allra flesta fall kan begränsa sig till den klassiska beskrivningen av gravitationsinteraktion.
Det finns en modern kanonisk klassisk gravitationsteori - den allmänna relativitetsteorin, och många klargörande hypoteser och teorier om olika grader av utveckling, som konkurrerar med varandra. Alla dessa teorier gör mycket liknande förutsägelser inom den approximation där experimentella tester för närvarande utförs. Följande är flera grundläggande, mest välutvecklade eller kända teorier om gravitation.
Allmän relativitetsteori
Allmän relativitetsteori har dock bekräftats experimentellt tills helt nyligen (2012). Dessutom leder många alternativa tillvägagångssätt till Einsteins, men standard för modern fysik, tillvägagångssätt för formuleringen av gravitationsteorin till ett resultat som sammanfaller med allmän relativitet i lågenergiapproximationen, som är den enda som nu är tillgänglig för experimentell verifiering.
Einstein-Cartan teori
En liknande uppdelning av ekvationer i två klasser förekommer också i RTG, där den andra tensorekvationen introduceras för att ta hänsyn till sambandet mellan icke-euklidiskt rum och Minkowski-rum. Tack vare närvaron av en dimensionslös parameter i Jordan-Brans-Dicke-teorin blir det möjligt att välja den så att teorins resultat sammanfaller med resultaten av gravitationsexperiment. Dessutom, eftersom parametern tenderar till oändlighet, kommer teorins förutsägelser närmare och närmare den allmänna relativitetsteorin, så det är omöjligt att vederlägga Jordan-Brans-Dicke-teorin genom något experiment som bekräftar den allmänna relativitetsteorin.
Kvantteori om gravitation
Trots mer än ett halvt sekel av försök är gravitationen den enda grundläggande interaktion för vilken en allmänt accepterad konsekvent kvantteori ännu inte har konstruerats. Vid låga energier, i en anda av kvantfältteorin, kan gravitationsinteraktionen representeras som ett utbyte av gravitoner - spin-2 gauge bosoner. Den resulterande teorin är emellertid icke-renormaliserbar och anses därför otillfredsställande.
Under de senaste decennierna har flera lovande tillvägagångssätt för att lösa problemet med kvantisering av gravitation utvecklats: strängteori, loopkvantgravitation och andra.
Strängteorin
I den, istället för partiklar och bakgrundsrymdtid, visas strängar och deras flerdimensionella analoger -
