gravitace je jednou ze čtyř základních sil ve vesmíru, vedle elektromagnetismu a silných a slabých jaderných sil. Přestože je gravitace všudypřítomná a důležitá pro to, aby naše nohy neletěly ze země, zůstává z velké části pro vědce hádankou.
starověcí učenci, kteří se snažili popsat svět, přišli s vlastním vysvětlením, proč věci padají k zemi., Řecký filozof Aristoteles tvrdil, že objekty mají přirozenou tendenci pohybovat se směrem ke středu vesmíru, který on věřil být uprostřed Země, podle fyzik Richard Fitzpatrick z University of Texas.
ale později svítidla uvolnila naši planetu ze své primární polohy ve vesmíru. Polský polymath Nicolas Copernicus si uvědomil, že cesty planet na obloze mají mnohem větší smysl, pokud je slunce středem sluneční soustavy., Britský matematik a fyzik Isaac Newton rozšířené Copernicus poznatky a usoudil, že, jako slunce remorkéry na planety, všechny objekty působí přitažlivá síla na jeden další.
Ve své slavné 1687 pojednání „Philosophiae naturalis principia mathematica,“ Newton popsal, co se nyní nazývá jeho zákon univerzální gravitace. To je obvykle psáno jako:
Fg = G (m1 ∙ m2) / r2
Kde F je gravitační síla, m1 a m2 jsou hmotnosti dvou těles a r je vzdálenost mezi nimi., G, gravitační konstanta, je základní konstanta, jejíž hodnota musí být objevena experimentem.
Gravitace je mocná, ale ne, že silný
Gravitace je nejslabší ze základních sil., Tyčový magnet elektromagneticky vytáhne kancelářskou sponku nahoru a překoná gravitační sílu celé země na kusu kancelářského vybavení. Fyzici vypočítali, že gravitace je 10^40 (to je číslo 1 následované 40 nulami) krát slabší než elektromagnetismus, podle PBS Nova.
zatímco gravitační účinky lze jasně vidět na stupnici věcí, jako jsou planety, hvězdy a galaxie, gravitační síla mezi každodenními objekty je velmi obtížně měřitelná., V roce 1798 Britský fyzik Henry Cavendish provedla jeden z světa je první vysoce přesné experimenty vyzkoušet, aby přesně určit hodnotu G, gravitační konstanta, jak je uvedeno v Proceedings of the National Academy of Science je Přední Otázkou.
Cavendish postavena, co je známé jako torzní rovnováhy, připojení dva malé olověné kuličky na koncích nosníku zavěšen vodorovně pomocí tenký drát. V blízkosti každé z malých kuliček umístil velkou kulovou hmotnost olova., Malé olověné kuličky jsou gravitačně přitahovány k těžké olověné závaží, což způsobuje drát kroutit jen trochu a umožní mu, aby vypočítat G.
Pozoruhodné je, že Cavendish je odhad pro G bylo pouze 1% z jeho moderní-denní přijata hodnota 6.674 × 10^-11 m^3/kg^1 * s^2. Většina ostatních univerzálních konstant je známa mnohem vyšší přesností, ale protože gravitace je tak slabá, musí vědci navrhnout neuvěřitelně citlivé zařízení, aby se pokusili měřit její účinky. Přesnější hodnota G zatím unikla jejich přístrojovému vybavení.,
německo-Americký fyzik Albert Einstein přinesl další revoluci v našem chápání gravitace. Jeho teorie obecné relativity ukázala, že gravitace vzniká zakřivením časoprostoru, což znamená, že i paprsky světla, které musí následovat toto zakřivení, jsou ohnuty extrémně masivními předměty.
Einsteinovy teorie byly použity ke spekulaci o existenci černých děr-nebeských entit s takovou hmotností, že ani světlo nemůže uniknout z jejich povrchu., V blízkosti černé díry, Newtonův zákon univerzální gravitace již přesně popisuje, jak se objekty pohybují, ale spíše Einsteinův tenzor pole rovnice mají přednost.
Astronomové od té doby se objevil v reálném životě černých děr ve vesmíru, dokonce i správu snap detailní foto kolosální ten, který žije v centru naší galaxie. Jiné dalekohledy viděly efekty černých děr po celém vesmíru.,
aplikace Newtonova gravitačního zákona na extrémně lehké objekty, jako jsou lidé, buňky a atomy, zůstává podle Minute Physics trochu nestudovanou hranicí. Vědci předpokládají, že takové entity se navzájem přitahují pomocí stejných gravitačních pravidel jako planety a hvězdy, ale protože gravitace je tak slabá, je těžké to vědět s jistotou.
možná, že atomy přitahují jeden druhého gravitačně rychlostí jednoho nad jejich vzdáleností, místo čtverců — naše současné nástroje nemají způsob, jak to říct., Nové skryté aspekty reality by mohly být přístupné, kdybychom mohli měřit takové minutové gravitační síly.
věčná síla tajemství
gravitace zmatuje vědce i jinými způsoby. Standardní Model částicové fyziky, který popisuje působení téměř všech známých částic a sil, vynechává gravitaci. Zatímco světlo je neseno částicí zvanou foton, fyzici netuší, zda existuje ekvivalentní částice pro gravitaci, která by se nazývala graviton.,
spojování gravitace v teoretickém rámci s kvantovou mechanikou, dalším významným objevem fyzikální komunity 20. století, zůstává nedokončeným úkolem. Taková teorie všeho, jak je známo, nemusí být nikdy realizována.
ale gravitace byla stále používána k odhalení monumentálních nálezů. V šedesátých a 70.letech astronomové Vera Rubin a Kent Ford ukázali, že hvězdy na okrajích galaxií obíhají rychleji, než by mělo být možné. Bylo to skoro, jako by se na ně gravitačně táhla nějaká neviditelná hmota, přinášející na světlo materiál, který nyní nazýváme temnou hmotou.,
V posledních letech, vědci se také podařilo zachytit dalším z důsledků Einsteinovy teorie relativity — gravitační vlny emitované při masivní objekty, jako jsou neutronové hvězdy a černé díry rotují kolem sebe. Od roku 2017 otevřela laserová Interferometrová gravitační vlnová Observatoř (LIGO) nové okno vesmíru detekcí mimořádně slabého signálu takových událostí.
Napsat komentář