Zgodovina odkrivanja zakona univerzalne gravitacije - opis, značilnosti in zanimiva dejstva

Ta članek bo pozoren na zgodovino odkrivanja zakona univerzalne gravitacije. Tukaj se bomo seznanili z biografskimi informacijami iz življenja znanstvenika, ki je odkril to fizično dogmo, upošteval njene glavne določbe, odnos s kvantno težo, potek razvoja in še veliko več.

Genius

Sir Isaac Newton je znanstvenik iz Anglije. Nekoliko pozornosti in prizadevanj je bilo naenkrat znanosti, kot so fizika in matematika, ter prineslo veliko novih mehanike in astronomije. Po pravici velja za enega prvih ustanoviteljev fizike v svojem klasičnem modelu. Je avtor temeljnega dela "Matematična načela naravne filozofije", kjer je opisal informacije o treh zakonih mehanike in zakonu univerzalne gravitacije. Isaac Newton je postavil te temelje temeljev klasične mehanike. Razvili so se račun diferenciala in integralni tip, svetlobna teorija. Prav tako je veliko prispeval k telesni optiki in razvil številne druge teorije na področju fizike in matematike.

Zakon

Zakon univerzalne gravitacije in zgodovina njenega odkritja segajo v daljavo leta 1666. Njegova klasična oblika je zakon, ki opisuje interakcijo gravitacijskega tipa, ki ne presega okvira mehanike.

Njegovo bistvo je v tem, da je stopnja gravitacijska sila sile F, ustvarjenega med dvema telesoma ali točkama m1 in m2 snovi ločene druga od druge z določeno razdaljo r, ugotavlja sorazmernost glede na obeh ukrepov mase in ima inverzno sorazmernost z kvadratom razdalje med organi:

F = G, kjer simbol G označujemo z gravitacijsko konstanto, ki je enaka 6,67408 (31) • 10^-11 m³/ kgf².

Gravitacija Newtona

Preden se lotimo zgodovine odkrivanja zakona univerzalne gravitacije, se podrobneje seznanimo s svojimi splošnimi značilnostmi.

V teoriji, ki jo je ustvaril Newton, morajo vsa telesa z veliko maso ustvariti okrog sebe posebno polje, ki privlači druge predmete k sebi. Imenuje se gravitacijsko polje in ima potencial.

Telo s sferično simetrijo tvori polje zunaj sebe, ki je podobno tistemu, ki ga ustvari materialna točka iste mase, ki se nahaja v središču telesa.

Smer trajektorije takšne točke na področju gravitacije, ki jo ustvari telo z veliko večjo maso, sledi Keplerjevemu zakonu. Predmeti vesolja, kot je na primer planet ali komet, jih tudi poslušajo, se premikajo po elipsi ali hiperboli. Izkrivljanje, ki ga ustvarijo druge množične telesa, je posledica teorije perturbacije.

Analiza natančnosti

Ko je Newton odkril zakon univerzalne gravitacije, je bilo treba tokrat preverjati in dokazovati. Za to smo naredili vrsto izračunov in opazovanj. Potem ko se je dogovorila s svojimi določbami in na podlagi točnosti njenega kazalnika, eksperimentalna oblika ocenjevanja služi kot živa potrditev GRT. Merjenje kvadrupolnih interakcij telesa, ki se vrti, vendar njegove antene ostajajo mirne, nam pokažejo, da je proces gradnje delta- odvisna od potencialne r ^{-(1 + delta-)}, na razdalji nekaj metrov in je v meji (2,1 ± 6,2) • 10^-3. Številne druge praktične potrditve so omogočile, da se ta zakon uveljavlja in sprejme enotno obliko brez sprememb. Leta 2007 je bila ta dogma preizkušena na razdalji, manjšem od centimetra (55 μm-9,59 mm). Z upoštevanjem eksperimentalnih napak so znanstveniki preučili obseg razdalje in niso našli očitnih odstopanj v tem zakonu.

Opazovanje luninega orbita glede na Zemljo je potrdilo njegovo veljavnost.

Evklidski prostor

Klasična Newtonova teorija gravitacije je povezana z evklidskim prostorom. Dejanska enakost z dovolj visoko natančnostjo (10^-9) ukrepa ukrepa razdalje v imenovalcu zgoraj opisane enakosti, prikazuje evklidsko bazo Newtonovega mehanskega prostora s tridimenzionalno fizično obliko. Na taki točki snovi ima površina sferične površine natančno sorazmernost glede na velikost kvadrata njenega polmera.

Podatki iz zgodovine

Poglejmo si kratek povzetek zgodovine odkrivanja zakona univerzalne gravitacije.

Zamisli so predlagali drugi znanstveniki, ki so živeli pred Newtonom. Razmišljanja o obiskani Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens in drugi. Kepler domnevo, da je gravitacijska sila obratno sorazmerno z oddaljenostjo od Sonca in zvezd se je razširila le v ekliptike ploskostyah- po Descartesu, da je posledica dejavnosti vrtincev v gostem zraku. Bilo je veliko domnev, ki so vsebovale odraz pravilnih ugibanj o odvisnosti od oddaljenosti.

Pismo Newton-a za Halley je vsebovalo informacije, da so bili predhodniki samega Isaacja Guk, Ren in Buyo Ismael. Vendar pa pred njo nihče ni mogel zanesljivo, z uporabo matematičnih metod, povezati težo in planetarno gibanje.

Zgodovina odkrivanja zakona univerzalne gravitacije je tesno povezana z delom "Matematična načela naravne filozofije" (1687). Pri tem delu je Newton uspel izpeljati obravnavani zakon, zahvaljujoč Keplerjevemu empiričnemu zakonu, ki je bil takrat že znan. On nam pokaže, da:

• oblika gibanja katerega koli vidnega planeta kaže prisotnost osrednje sile;
• sila privlačnosti osrednjega tipa oblikuje eliptične ali hiperbolične orbite.

O Newtonovi teoriji

Pregled kratke zgodovine odkrivanja prava univerzalne gravitacije lahko nam kaže tudi številne razlike, ki so ga razlikovale glede na prejšnje hipoteze. Newton se ni ukvarjal le z objavo predlagane formule zadevnega pojava, temveč je v celoti predlagal tudi matematični model:

• stališče o zakonu gravitacije;
• stališče o zakonu o gibanju;
• sistematika matematičnih raziskovalnih metod.

Ta triada je lahko dovolj natančno izmerila celo najbolj zapletena gibanja nebesnih predmetov, s čimer je ustvarila podlago za nebesno mehaniko. Do začetka delovanja Einsteina v tem modelu ni bil potreben temeljni niz popravkov. Treba je bistveno izboljšati samo matematične naprave.

Predmet za razpravo

Odkrito in dokazano pravo v osemnajstem stoletju je postalo dobro znana tema dejavnih sporov in skromnih čekov. Vendar pa se je stoletje končalo s splošnim dogovorom s svojimi postulati in izjavami. Z uporabo izračunov zakona je bilo mogoče natančno določiti pot gibanja teles v nebesih. Neposreden pregled je bil opravljen Henry Cavendish leta 1798. To je naredil z uporabo torzijskih lestvic z veliko občutljivostjo. V zgodovini odkrivanja univerzalnega gravitacijskega zakona je potrebno razbrati posebno mesto za interpretacije, ki jih je predstavil Poisson. Razvil je pojem potenciala gravitacije in Poissonovega enačbe, s katerim je bil mogoč izračun tega potenciala. Ta vrsta modela nam je omogočila preučevanje gravitacijskega polja v prisotnosti poljubne porazdelitve snovi.

V Newtonovi teoriji je bilo veliko težav. Glavno od njih se lahko šteje za nepojasnjeno dolgoročno ukrepanje. Nemogoče je bilo natančno odgovoriti na vprašanje, kako se privlačne sile pošiljajo skozi vakuumski prostor z neskončno hitrostjo.

"Evolucija" zakona

V naslednjih dvesto letih in še več, mnogi znanstveniki-fiziki so poskušali ponuditi različne načine za izboljšanje Newtonove teorije. Ta prizadevanja so se končala z zmago leta 1915, in sicer z oblikovanjem splošne teorije relativnosti, ki jo je ustvaril Einstein. Sposoben je premagati celoten niz težav. V skladu z načelom dopisovanja se je Newtonova teorija izkazala kot približek začetku dela na teoriji v bolj splošni obliki, ki se lahko uporabi v prisotnosti določenih pogojev:

1. Potencial gravitacijske narave v sistemih v preiskavi ne more biti prevelik. Sončni sistem je primer skladnosti z vsemi pravili za gibanje nebesnih teles. Relativistični pojav se kaže v opaznem manifestu perielionskega premika.
2. Indikator hitrosti gibanja v tej skupini sistemov je v primerjavi z svetlobno hitrostjo nepomemben.

Dokaz, da je šibek stacionarni izračuni polje GR masa v obliki Newton, je prisotnost gravitacijo skalarno potencialnega polja s stacionarnim značilnosti blage trdnosti, ki je sposoben, da izpolnjujejo pogoje za Poissonove enačbe.

Kvantna skala

Vendar pa je v zgodovini koli znanstvenih odkritij univerzalne gravitacije prava, ni splošna teorija relativnosti ne more služiti kot končni gravitacijske teorije, kot sta pomanjkljivo zadovoljivo opisati težo v procesih kvantnih merilu. Poskus ustvarjanja kvantno-gravitacijske teorije je eden najpomembnejših problemov sodobne fizike.

Z vidika kvantne gravitacije se interakcija med predmeti ustvarja z vzajemno izmenjavo virtualnih gravitacij. V skladu z načelom negotovosti, energetski potencial virtualnih gravitons ima inverzno časovno sorazmernost interval, v katerem je obstajala od sevanja točke enega objekta do trenutka, ko je pogoltnila še eno točko.

Glede na to se izkaže, da v majhnih razdaljah interakcija telesa vključuje izmenjavo gravitacij virtualne vrste. Zaradi teh premislekov lahko sklepamo o zakonitosti Newtonovega potenciala in njegovi odvisnosti v skladu z inverzno mero sorazmernosti glede na razdaljo. Obstoj analogije med Coulombovi in ​​Newtonovi zakoni je razložen z dejstvom, da je gravitonska teža enaka nič. Enaka vrednost ima težo fotonov.

Napačno

V šolskem programu je odgovor na vprašanje iz zgodovine, kot je Newton odkril zakon univerzalne gravitacije, zgodba o padcu jabolčnega sadja. Po tej legendi je padla na glavo znanstvenika. Vendar pa je to razširjeno napačno spoznanje, v resnici pa bi lahko brez takšnega primera prišlo do možne poškodbe glave. Sam Newton je včasih potrdil ta mit, vendar v resnici zakon ni bil spontano odkritje in ni prišel v trenutek osvetlitve. Kot je bilo zgoraj napisano, je bilo razvito že dolgo in prvič predstavljeno v delih na "Matematičnih temeljih", ki jih je leta 1687 objavila javnost.