a gravitáció az univerzum négy alapvető erőjének egyike, az elektromágnesesség és az erős és gyenge nukleáris erők mellett. Annak ellenére, hogy mindent átható és fontos ahhoz, hogy a lábunk ne repüljön le a földről, a gravitáció nagyrészt puzzle marad a tudósok számára.
Az ókori tudósok, akik megpróbálták leírni a világot, saját magyarázatokkal álltak elő arra vonatkozóan, hogy miért esnek a dolgok a föld felé., A görög filozófus Arisztotelész azt állította, hogy a tárgyak természetes tendenciát mutatnak az univerzum középpontja felé, amelyről úgy gondolta, hogy a Föld közepe, Richard Fitzpatrick fizikus szerint a Texasi Egyetemen.
de később a világítótestek kiszorították bolygónkat a kozmosz elsődleges helyzetéből. A lengyel polymath Nicolas Copernicus rájött, hogy a bolygók útjai az égen sokkal értelmesebbek, ha a nap a naprendszer központja., Isaac Newton brit matematikus és fizikus kiterjesztette Kopernikusz meglátásait, és azzal érvelt, hogy mivel a nap a bolygókra vonul, minden tárgy vonzerőt gyakorol egymásra.
híres 1687-es értekezésében “Philosophiae naturalis principia mathematica”, Newton leírta az egyetemes gravitáció törvényét. Általában a következőképpen íródott:
Fg = G (m1 ∙ m2)/r2
ahol F a gravitációs erő, az m1 és m2 két objektum tömege, r pedig a köztük lévő távolság., G, a gravitációs állandó, egy alapvető állandó, amelynek értékét kísérlet útján kell felfedezni.
A gravitáció erős, de nem olyan erős
a gravitáció a leggyengébb az alapvető erők közül., A rúdmágnes elektromágnesesen felfelé húzza a gemkapcsot, leküzdve az egész Föld gravitációs erejét az irodai berendezés darabján. A fizikusok kiszámították, hogy a gravitáció 10^40 (Ez az 1.szám, amelyet 40 nulla követ), szor gyengébb, mint az elektromágnesesség, a PBS Nova szerint.
míg a gravitáció hatása jól látható olyan dolgok skáláján, mint a bolygók, csillagok és galaxisok, a gravitáció erejét a mindennapi tárgyak között rendkívül nehéz mérni., 1798-ban Henry Cavendish brit fizikus a világ egyik első nagy pontosságú kísérletét hajtotta végre, hogy megpróbálja pontosan meghatározni a G értékét, a gravitációs állandót, amint azt a Nemzeti Tudományos Akadémia elülső anyagának eljárása jelentette.
Cavendish úgynevezett torziós egyensúlyt épített fel, két kis ólomgömböt csatolva egy vékony huzal által vízszintesen felfüggesztett gerenda végéhez. Az egyes kis golyók közelében nagy, gömb alakú ólomtömeget helyezett el., A kis ólomgolyókat gravitációsan vonzották a nehéz ólomsúlyok, ami miatt a huzal csak egy kicsit csavarodott, és lehetővé tette számára, hogy kiszámítsa G.
figyelemre méltóan, Cavendish becslése G-re csak 1% volt a modernkori elfogadott értékétől 6.674 × 10^-11 m^3 / kg^1 * s^2. A legtöbb más univerzális konstans sokkal nagyobb pontossággal ismert, de mivel a gravitáció annyira gyenge, a tudósoknak hihetetlenül érzékeny berendezéseket kell tervezniük annak hatásainak mérésére. Eddig a G pontosabb értéke elkerülte műszereiket.,
Albert Einstein német-amerikai fizikus a következő forradalmat hozta létre a gravitáció megértésében. Az általános relativitáselmélet azt mutatta, hogy a gravitáció a téridő görbületéből ered, ami azt jelenti, hogy még a fénysugarakat is, amelyeknek ezt a görbületet kell követniük, rendkívül hatalmas tárgyak hajlítják.
Einstein elméleteit arra használták, hogy spekuláljanak a fekete lyukak létezéséről-olyan nagy tömegű égi entitásokról, hogy még a fény sem tud menekülni a felületükről., A fekete lyuk közelében Newton univerzális gravitáció törvénye már nem pontosan leírja, hogyan mozognak az objektumok, hanem inkább Einstein tenzor mező egyenletei elsőbbséget élveznek.
A csillagászok azóta felfedezték a valós fekete lyukakat az űrben, még akkor is, ha sikerült egy részletes fényképet készíteni a galaxisunk közepén élő kolosszálisról. Más teleszkópok látták a fekete lyukak hatását az egész univerzumban.,
Newton gravitációs törvényének alkalmazása a rendkívül könnyű tárgyakra, mint például az emberek, sejtek és atomok, a Percfizika szerint egy kicsit bizonytalan határ marad. A kutatók feltételezik, hogy ezek az entitások ugyanolyan gravitációs szabályok alkalmazásával vonzzák egymást, mint a bolygók és a csillagok, de mivel a gravitáció annyira gyenge, nehéz biztosan tudni.
talán az atomok gravitációsan vonzzák egymást a távolságuk fölé, négyzet helyett-jelenlegi eszközeink nem tudják megmondani., A valóság Új, rejtett aspektusai hozzáférhetők lehetnek, ha csak ilyen perc gravitációs erőket tudnánk mérni.
A rejtély örök ereje
a gravitáció más módon is megzavarja a tudósokat. A részecskefizika Standard modellje, amely szinte minden ismert részecske és erő hatását írja le, elhagyja a gravitációt. Míg a fényt egy fotonnak nevezett részecske hordozza, a fizikusoknak fogalmuk sincs arról, hogy van-e egyenértékű részecske a gravitációnak, amelyet gravitonnak neveznének.,
a gravitáció elméleti keretbe történő egyesítése a kvantummechanikával, a 20. századi fizikai közösség másik nagy felfedezése továbbra is befejezetlen feladat. Egy ilyen elmélet mindent, mint ismeretes, soha nem lehet megvalósítani.
de a gravitációt még mindig használják a monumentális megállapítások feltárására. Az 1960-as és 70-es években Vera Rubin és Kent Ford csillagászok kimutatták, hogy a galaxisok szélein lévő csillagok a lehetségesnél gyorsabban keringenek. Majdnem olyan volt, mintha valami láthatatlan tömeg gravitációsan rángatta volna őket, hogy megvilágítson egy anyagot, amelyet most sötét anyagnak nevezünk.,
az elmúlt években a tudósoknak sikerült megragadniuk Einstein relativitáselméletének egy másik következményét is — a gravitációs hullámokat, amikor hatalmas tárgyak, például neutroncsillagok és fekete lyukak forognak egymás körül. 2017 óta a lézeres interferométer gravitációs hullámú Obszervatórium (LIGO) új ablakot nyitott az Univerzum számára azáltal, hogy észlelte az ilyen események rendkívül halvány jelét.
Vélemény, hozzászólás?