Povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije - opis, značajke i zanimljive činjenice

Ovaj članak će obratiti pozornost na povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije. Ovdje imamo pogled na biografske podatke o životu znanstvenika koji je otkrio ovaj fizički dogmu, pogled na svoje glavne odredbe, odnos s kvantne gravitacije, tijekom razvoja, i još mnogo toga.

genije

Sir Isaac Newton je znanstvenik iz Engleske. U jednom trenutku, mnogo se pozornosti i napora pridavalo takvim znanostima kao što su fizika i matematika, a također su donijeli puno novih u mehanici i astronomiji. Pravo se smatra jednim od prvih utemeljitelja fizike u svom klasičnom modelu. Autor je temeljnog rada "Matematička načela prirodne filozofije", gdje je opisao informacije o tri zakona mehanike i zakonu univerzalne gravitacije. Isaac Newton postavio je temelje temelja klasične mehanike. Razvili su se kalkulacija diferencijalu i integralni tip, teorija svjetlosti. Također je napravio veliki doprinos fizičkoj optici i razvio mnoge druge teorije iz područja fizike i matematike.

Zakon

Zakon univerzalne gravitacije i povijest njezina otkrića sežu u davnu 1666. godinu. Njegov klasični oblik je zakon koji opisuje interakciju gravitacijskog tipa koji ne prelazi okvir mehanike.

Njegova suština je u tome da je stopa gravitacijski potisak sile F generiran između dva tijela ili točke M1 i M2 materije odvojeni jedan od drugoga u određenom udaljenosti r, zapaža razmjernosti u odnosu na obje mjere masu i ima obrnutu proporcionalnost u kvadratu udaljenosti između tijela:

F = G, gdje označavamo pomoću simbola G gravitacijska konstanta jednaka 6.67408 (31) • 10^-11 m³/ kgf².

Gravitacija Newtona

Prije nego što razmotrimo povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije, upoznajmo se detaljnije s njegovim općim karakteristikama.

U teoriji koju je stvorio Newton, sva tijela s velikom masom moraju stvoriti oko sebe posebnu oblast koja privlači druge predmete za sebe. To se naziva gravitacijsko polje i ima potencijal.

Tijelo s kuglastom simetrijom tvori polje izvan sebe što je slično onom stvorenom materijalnom točkom iste mase koja se nalazi u središtu tijela.

Smjer putanje takve točke u području gravitacije, stvoren tijelom s mnogo većom masom, poštuje Keplerov zakon. Objekti svemira, kao što je, na primjer, planet ili komet, također se pokoravaju, krećući se duž elipse ili hiperbola. Iskrivljenost koju stvaraju druga masivna tijela pripisuje teorija perturbacije.

Analizirajući točnost

Nakon što je Newton otkrio zakon univerzalne gravitacije, bilo je potrebno mnogo puta provjeriti i dokazati. Zbog toga su napravljena niz izračuna i opažanja. Nakon što se postigne dogovor sa svojim odredbama i temelji se na točnosti svog indikatora, eksperimentalni oblik ocjenjivanja služi kao živa potvrda GRT-a. Mjerenje kvadrupolskih interakcija tijela koje se okreće, ali njegove antene ostaju nepokretne, pokazuju nam da proces gradnje delta- ovisi o potencijalu r ^{-(1 + delta)}, na udaljenosti od nekoliko metara i nalazi se u granici (2,1 ± 6,2) • 10^-3. Brojne druge praktične potvrde dopuštale su ovom zakonu da se potvrdi i usvoji jedinstven oblik, bez izmjena. U 2007, ova dogma je rechecked na udaljenosti manji od centimetra (55 μm-9,59 mm). Uzevši u obzir eksperimentalne pogreške, znanstvenici su istraživali raspon udaljenosti i nisu pronašli očita odstupanja u ovom zakonu.

Promatranje Mjesečeve orbite u odnosu na Zemlju također je potvrdilo njegovu valjanost.

Euklidski prostor

Klasična Newtonova teorija gravitacije povezana je s Euklidskim prostorom. Stvarna jednakost uz dovoljno visoku točnost (10^-9) mjere mjerne udaljenosti u nazivniku jednakosti opisane iznad, pokazuje nam Euklidska osnova za prostor Newtonovog mehanika, s trodimenzionalnim fizičkim oblikom. U takvoj točki materije površina sferične površine ima točnu proporcionalnost s obzirom na veličinu kvadrata radijusa.

Podaci iz povijesti

Razmotrimo kratki sažetak povijesti otkrića zakona univerzalne gravitacije.

Ideje su postavili drugi znanstvenici koji su živjeli prije Newtona. Razmišljanja o njoj posjećivali Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens i drugi. Kepler conjectured da gravitacijska sila je obrnuto proporcionalan udaljenosti od Sunca i zvijezde se proširila tek u ekliptici ploskostyah- prema Descartesa, to je posljedica aktivnostima vrtloga u gustom zraku. Bilo je nekoliko nagađanja koja su sadržavala odraz ispravnih pretpostavki o ovisnosti o udaljenosti.

Pismo od Newtona do Halleya sadržavalo je informacije da su prethodnici samog Sir Isaca bili Guk, Ren i Buyo Ismael. Međutim, prije njega, nitko nije mogao pouzdano, koristeći matematičke metode, odnositi na zakon gravitacije i planetarni pokret.

Povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije usko je povezana s radom "Matematička načela prirodne filozofije" (1687). U ovom radu, Newton je uspio proizaći iz razmatranja zakona zahvaljujući Keplerovom empirijskom zakonu, koji je već bio poznat do tada. On nam pokazuje:

• oblik kretanja bilo kojeg vidljivog planeta ukazuje na prisutnost središnje sile;
• sila privlačenja središnjeg oblika čini eliptične ili hiperboličke orbite.

O Newtonovoj teoriji

Inspekcija kratka povijest otkrića zakonu univerzalne gravitacije može nam također ukazuju na brojne razlike koje ga razlikuju od prethodnih pretpostavki. Newton nije samo bavio objavljivanjem predložene formule ovog fenomena, već je predložio i matematički model u cijelosti:

• položaj na zakon gravitacije;
• položaj na zakon pokreta;
• sustavna matematička metoda istraživanja.

Ova trijada je mogla dovoljno točno izmjeriti i najsloženije pokrete nebeskih predmeta, stvarajući tako osnovu za nebesku mehaniku. Do početka Einsteinove aktivnosti u ovom modelu nije postojala nužnost postojanja osnovnog skupa ispravaka. Mora se značajno poboljšati samo matematički uređaji.

Objekt za raspravu

Otkriveni i dokazani zakon tijekom osamnaestog stoljeća postao je poznati subjekt aktivnih sporova i skrupuloznih provjera. Međutim, stoljeće završilo je općim dogovorom sa svojim postulatima i izjavama. Koristeći izračune zakona, bilo je moguće točno odrediti put kretanja tijela na nebu. Izvršena je izravna provjera Henry Cavendish u 1798. Učinio je to pomoću vektora tipa torzije s velikom osjetljivošću. U povijesti otkrića univerzalnog zakona gravitacije, nužno je izdvojiti posebno mjesto za interpretacije koju je uveo Poisson. Razvio je ideju o potencijalu gravitacije i Poissonovoj jednadžbi s kojom je bilo moguće izračunati taj potencijal. Ova vrsta modela omogućila nam je proučavanje gravitacijskog polja u prisutnosti proizvoljne raspodjele materije.

U Newtonovoj teoriji bilo je mnogo poteškoća. Glavni dio njih mogao bi se smatrati neobjašnjivom dugoročnom akcijom. Nije bilo moguće precizno odgovoriti na pitanje kako se snage privlačnosti šalju kroz prostor vakuuma s beskonačnom brzinom.

"Evolucija" zakona

Sljedećih dvjesto godina, a još više, mnogi znanstvenici - fizičari pokušali su ponuditi različite načine kako bi poboljšali Newtonovu teoriju. Ti napori su završili trijumfom 1915. godine, odnosno stvaranjem Opće teorije relativnosti koju je stvorio Einstein. Mogao je prevladati cijeli niz poteškoća. U skladu s načelom poštivanja Newtonove teorije je pristup do početka rada na teoriji u općenitijem obliku koji se može koristiti pod određenim uvjetima:

1. Potencijal gravitacijske prirode ne može biti prevelik u sustavima koji se istražuju. Sunčev sustav je primjer poštivanja svih pravila za kretanje nebeskih tijela. Relativistički fenomen se nalazi u vidljivoj manifestaciji perihelionskog pomaka.
2. Pokazivač brzine kretanja u ovoj skupini sustava je neznatan u usporedbi s brzinom svjetlosti.

Dokaz da slaba stacionarni polje GR gravitacija izračuni uzeti oblik Newton, je prisutnost gravitacije skalarnog potencijala područja s nepomičnim obilježja blage snage, koja je u stanju zadovoljiti uvjete Poisson jednadžbe.

Kvantna skala

Međutim, u povijesti bilo kojeg znanstvenog otkrića univerzalne gravitacije zakona, opća teorija relativnosti nije mogla poslužiti kao završni gravitacijske teorije, kao i neadekvatna zadovoljavajući način opisati gravitaciju u procesima kvantne razmjera. Pokušaj stvaranja kvantno-gravitacijske teorije jedan je od najvažnijih problema moderne fizike.

S gledišta kvantne gravitacije, interakcija između objekata nastaje međusobnom razmjenom virtualnih gravitona. U skladu s načelom nesigurnosti, energetski potencijal virtualnih gravitons ima obrnutu proporcionalnost vremenski interval u kojem je postojala, od zračenja točke jedan objekt na vrijeme u kojem je progutao još jednu točku.

S obzirom na to, ispada da, na maloj udaljenosti, interakcija tijela podrazumijeva zamjenu gravitona virtualnog tipa. Zbog tih razloga možemo zaključiti položaj Newtonov zakon i njegove potencijalne ovisnosti u odgovarajućim obrnutom indikator proporcionalnosti u odnosu na udaljenost. Postojanje analogije između zakona Coulomb i Newton objašnjena je činjenicom da težina gravitacije je nula. Ista vrijednost ima težinu fotona.

obmana

U školskom programu, odgovor na pitanje iz povijesti, kao što je Newton otkrio zakon univerzalne gravitacije, priča je o padu voća jabuka. Prema ovoj legendi, pala je na čelo znanstvenika. Međutim, ovo je široko rasprostranjena zabluda, au stvarnosti sve može učiniti bez takvog slučaja mogućeg ozljeda glave. Sam Newton je ponekad potvrdio taj mit, ali u stvarnosti zakon nije bio spontano otkriće i nije došao u trenutak trenutnog osvjetljenja. Kao što je već napisano, razvijen je dugo vremena i prvi put je predstavljen u djelima na "Matematičkim temeljima", koje je publika objavila 1687.