Domhantarraingt - céard é féin? An fórsa domhantarraingthe. domhantarraingthe Domhain

Mankind ó shíl am ársa faoi conas an domhan thart orainn. Cén fáth go bhfuil a fhásann an féar, cén fáth shines an ghrian, cén fáth ní féidir linn eitilt ... Siad siúd, go teagmhasach, i gcónaí spéis ar leith i ndaoine. Anois tá a fhios againn go bhfuil an chúis de gach rud - dhomhantarraingt. Cad é atá ann, agus cén fáth go bhfuil an bhfeiniméan seo chomh tábhachtach sin i scála na cruinne, tá muid athbhreithniú inniu.

prodrome

Taighdeoirí fuarthas amach go bhfuil taithí gach comhlacht ollmhór a mhealladh frithpháirteach dá chéile. Níos déanaí d'éirigh sé amach go n-eascraíonn an fórsa mistéireach ar ghluaiseacht comhlachtaí celestial agus a orbits buan. An teoiric an-céanna na himtharraingthe le chéile genius Isaak Nyuton, a bhfuil a hipitéisí tar réamhshocraithe forbairt na fisice feadh na gcéadta bliain atá le teacht. Arna fhorbairt agus lean (cé gur i dtreo go hiomlán difriúil) Is eolaí Albert Einstein - ar cheann de na aigne is mó an chéid seo caite.

Leis na céadta bliain, tá eolaithe faoi deara a mhealladh, ag iarraidh a thuiscint agus a thomhas é. Mar fhocal scoir, a chur ar an tseirbhís na daonnachta sna blianta beaga anuas (i roinnt chiall, ar ndóigh), fiú a leithéid de rud mar dhomhantarraingt. Cad é atá ann, cad é an sainmhíniú ar an téarma atá faoi chaibidil san eolaíocht nua-aimseartha?

sainmhíniú eolaíochta

Má tá tú scrúdú na scríbhinní na fealsúna ársa, is féidir a fháil amach go ciallaíonn an focal Laidine "na gravitas" "heaviness", "mhealladh". Sa lá atá inniu, tá eolaithe a dtugtar an idirghníomhaíocht uilíoch agus leanúnach idir comhlachtaí ábhartha. Má tá an fórsa sách lag agus tá sé bailí ach amháin le haghaidh rudaí atá ag gluaiseacht i bhfad níos moille ná mar a an luas an tsolais, is infheidhme maidir leo teoiric Newton. Más rud é nach bhfuil sé an cás, ba chóir duit a úsáid torthaí na Einstein.

Tús: Faoi láthair, nach bhfuil an nádúr an meáchanlár dtuigtear go hiomlán i bprionsabal. Cad é atá ann, ní mór dúinn nach bhfuil fós i láthair go hiomlán.

Na teoiricí Newton agus Einstein

De réir theagasc clasaiceach na Isaaka Nyutona, gach comhlacht á mealladh le gach ceann eile le fórsa comhréireach go díreach chuig a n-mais contrártha i gcomhréir leis an cearnach de an t-achar atá idir iad. Einstein éileamh go (tá súil cuaire spás is féidir ach amháin más rud é go ina mbeidh substaint ann) domhantarraingthe idir rudaí a thaispeántar i gcás am cuartha agus spás.

Bhí sé seo smaoineamh an-domhain, ach Léiríonn staidéir le déanaí sé roinnt míchruinneas. Sa lá atá inniu, tá sé Creidtear go warps domhantarraingthe i spás spás amháin: Is féidir le am mall síos agus fiú stop, ach tá an réaltacht atá ag athrú an cruth teoiric ábhair sealadach daingnithe. Sin é an fáth nach bhfuil an Einstein chothromóid clasaiceach a chur ar fáil fiú seans go mbeidh an limistéar ar aghaidh go mbeadh tionchar acu ábhar agus an réimse maighnéadach mar thoradh air.

An níos mó a fhios againn ar an dlí an meáchanlár (meáchanlár), an abairt mhatamaiticiúil a bhfuil úinéireacht mar am Newton:

\ [F = γ \ frac [-1.2] {m_1 m_2} {r ^ 2} \]

Faoi thuig γ tairiseach imtharraingteach (siombail G uaireanta úsáidtear), ar a bhfuil an luach is comhionann le 6.67545 × 10-11 m³ / (kg · s²).

Idirghníomhaíocht idir cáithníní bunrang

Tá an chastacht dochreidte an cheantair máguaird a bhaineann den chuid is mó le líon gan teorainn an cáithníní bunrang. Eatarthu, tá idirghníomhaíochtaí éagsúla ag na leibhéil faoi ar féidir linn ach buille faoi thuairim ann freisin. Mar sin féin, tá difríochtaí gach cineál na n-idirghníomhaíochtaí na cáithníní bunrang lena chéile go suntasach ina n-éifeacht.

An is cumhachtaí de gach fórsaí aitheanta le chéile na comhpháirteanna an núicléas adamhach. Chun iad a dheighilt, is gá duit a chaitheamh méid fíor colossal fuinnimh. Dála na leictreoin, tá siad "ceangailte" chun an eithne amháin ngnáthnós idirghníomhaíocht leictreamaighnéadacha. Chun stop a chur leis, go leor uaireanta an fuinneamh a léirítear é mar thoradh ar imoibriú ceimiceach is coitianta. Is Gravity (a bhfuil sé, tá a fhios agat cheana féin) sa leagan na n-adamh agus cáithníní subatomic é an cineál is éasca na hidirghníomhaíochta.

Tá an réimse imtharraingteach sa chás seo chomh lag go bhfuil sé deacair a shamhlú. Oddly leor, ach tá an ghluaiseacht na comhlachtaí celestial, a bhfuil a meáchan uaireanta dodhéanta a shamhlú, "a leanúint" siad. Gach seo a bhuíochas féidir le dhá ghné an meáchanlár atá pronounced go háirithe i gcás na n rudaí fisiceacha móra:

• Murab ionann agus imtharraingte fórsa adamhach tarraingt i bhfad níos mó i bhfad ón réad. Dá bhrí sin, coimeádann tromchúis an Domhain ina réimse, fiú an ghealach, agus fórsa comhchosúil fhithis Iúpatar Tacaíonn héasca satailítí il, is é mais gach ceann acu inchomparáide leis an domhan!
• Lena chois sin, cinntíonn sé i gcónaí a mhealladh idir réada, an t-achar, tá an fórsa lag ag luas íseal.

Is ghlóthach a teoiric a bheag nó a comhtháite de domhantarraingthe le déanaí, agus tá sé mar thoradh ar bharúlacha céadta bliain d'aois ar ghluaisne na pláinéid agus comhlachtaí celestial eile. An tasc i bhfad níos éasca ag an bhfíric go bhfuil siad ag gluaiseacht i bhfolús, i gcás nach bhfuil ach aon idirghníomhaíochtaí féideartha eile. Galileo agus Kepler - dhá réalteolaí suntasaí de an t-am, tá a gcuid breathnuithe is luachmhaire chabhraigh chun an bealach a réiteach le haghaidh fionnachtana nua.

Ach amháin bhí an mór Isaak Nyuton in ann a bhunú ar an gcéad teoiric na domhantarraingthe agus a chur in iúl i mapáil matamaitice. Ba é an chéad dlí na himtharraingthe, mapáil matamaitice a thugtar thuas.

Conclúidí Newton agus roinnt dá réamhtheachtaithe

Murab ionann agus feiniméin fhisiceacha eile atá ann sa domhan thart orainn, manifests domhantarraingthe féin i gcónaí agus i ngach áit. Ba chóir a thuiscint go bhfuil an téarma "náid domhantarraingthe", atá le fáil go minic sna ciorcail pseudo-eolaíochta, nach bhfuil sé ceart: ní fiú weightlessness i spás chiallaíonn nach bhfuil duine nó spásárthach mhealladh bailí rud ollmhór.

Lena chois sin, tá gach comhlacht ábhartha meáchan áirithe, a léirítear i bhfoirm fórsa cuireadh i bhfeidhm go dóibh, agus an luasghéarú a tháirgtear mar gheall ar an nochtadh.

Dá bhrí sin, is é an fórsa imtharraingteach comhréireach leis an mais na rudaí. Huimhriúil, is féidir iad a chur in iúl, ag fáil an dá an táirge ar an mais na gcomhlachtaí. Seo fórsa obeys spleáchas docht inbhéartach ar an cearnach de an t-achar idir rudaí. Gach idirghníomhaíocht eile ag brath an-difriúil ar an fad idir an dá chomhlacht.

Mais mar bhunchloch an teoiric

Tháinig Le sraith de rudaí phointe háirithe conspóideach timpeall atá tógtha ar an teoiric iomlán nua-aimseartha na himtharraingthe agus Siún Einstein. Más cuimhin leat an dara dlí de Newton, ansin a fhios agat cheana féin go bhfuil meáchan mar ghné éigeantach d'aon chomhlacht ábhartha fisiciúil. Taispeánann sé conas a rachaidh an rud féin a iompar i gcás a bheith faoi réir fórsaí, beag beann ar a thionscnamh.

Ós rud é gach ceann de na chomhlachta (de réir Newton) nuair a nochtar fórsa seachtrach luathaithe, a chinneann sin mais cé chomh mór is atá an luasghéarú. Smaoinigh ar sampla níos soiléire. Samhlaigh scooter agus bus: má chuirtear i bhfeidhm dóibh go díreach ar an éifeacht chéanna, shroich siad luasanna éagsúla le haghaidh am mhíchothrom. Seo go léir míniú atá ar an teoiric na himtharraingthe.

Cad é an gaol de mhais agus tromchúis?

Má labhairt linn faoi dhomhantarraingt, drámaí mais an bhfeiniméan Tá ról go hiomlán os coinne leis sin a imríonn sé maidir le cumhacht agus luasghéarú an réad. Go bhfuil sé an phríomhfhoinse a mhealladh. Má ghlacann tú le breathnú ar an dá chomhlacht agus an fórsa a mheallann siad rud an tríú, atá suite ag achar chomhionann óna an chéad dá, ansin tá an ndáil na fórsaí comhionann leis an cóimheas idir an mais de na chéad dhá rud. Dá bhrí sin, is é an fórsa tarraingteach díreach i gcomhréir leis meáchan chorp.

Má cheapann muid an tríú dlí Newton, is féidir a chinntiú deir sé díreach an rud céanna. An fórsa imtharraingteach a fheidhmíonn ar an dá chomhlacht de láimh ag achar chomhionann óna an fhoinse a mhealladh, ag brath go díreach ar an mais na rudaí sonraí. I saol laethúil tá muid ag caint faoi an chumhacht leis ina bhfuil an comhlacht mealladh chuig an dromchla an phláinéid, mar a teideal.

Lig dúinn suim suas. Dá bhrí sin, tá an mais a bhaineann go dlúth leis an chumhacht agus luasghéarú. Ag an am céanna gcinnfidh sé an fórsa a mbeidh an comhlacht ag gníomhú ar a mhealladh.

Gnéithe luasghéarú comhlachtaí i réimse imtharraingteach

Tá an dúbailteacht iontach ar an gcúis go sa réimse céanna imtharraingteach luasghéarú Beidh rudaí an-éagsúil a bheith comhionann. Má ghlactar leis go bhfuil muid dá chomhlacht. Tabhair ceann amháin acu z mais, agus an ceann eile - Z. Tá an dá rudaí a thrown ar an talamh, a thagann faoi shaoirse.

Arna chinneadh ag an cóimheas idir na fórsaí aomtha? Taispeánann sé foirmle simplí matamaiticiúla - z / Z. Sin díreach an luasghéarú a fhaigheann siad mar thoradh ar an fórsa domhantarraingthe a bheith díreach mar an gcéanna. Go simplí, an luasghéarú go bhfuil an comhlacht i réimse imtharraingteach nach bhfuil ag brath ar a n-airíonna.

Cad a chinneann an t-luasghéarú sa chás atá luaite?

Braitheann sé ach (!) As an meáchan de na rudaí a chruthú réimse seo, chomh maith le a seasamh spásúil. Is é an ról déach an mhais agus luasghéarú arb ionann agus na comhlachtaí éagsúla i réimse imtharraingteach cheana réasúnta oscailte ar feadh i bhfad. Tá na feiniméin an teideal seo a leanas: "prionsabal coibhéise". Béim ar an téarma arís go bhfuil an luasghéarú agus táimhe minic coibhéiseach (go pointe áirithe, ar ndóigh).

An tábhacht a bhaineann le luach na G

is cuimhin linn ónár ndóigh scoil fisice, go bhfuil an luasghéarú an meáchanlár ag an dromchla ar ár bplainéad (meáchanlár Domhain) 10 m / sek.² (9.8 ar ndóigh, ach tá sé seo luach a úsáidtear le haghaidh éasca le ríomh). Dá bhrí sin, ní ag cur san áireamh friotaíocht an aeir (ag airde suntasach ar achar gearr ionsaithe), ansin an éifeacht a fhaightear nuair a gheobhaidh an comhlacht incrimint de luasghéarú 10 m / soic. gach dara. Mar shampla, beidh leabhar a thit as an dara hurlár an tí, faoi dheireadh na bliana a misean a bheith ag gluaiseacht ar luas de 30-40 m / s. Go simplí, 10 m / s - is é seo an "luas" meáchanlár taobh istigh den Domhan.

Luasghéarú an meáchanlár sa litríocht fisice shonrófar «g» litir. Ós rud é an cruth ar an Domhain go pointe áirithe níos mó cosúil le tangerine ná an liathróid, nach bhfuil an luach an méid i is ngach ceann dá réimsí mar an gcéanna. Dá bhrí sin, sna cuaillí luasghéarú thuas, agus bíonn sé níos lú ar na beanna arda na sléibhte.

Fiú amháin i dtionscal na mianadóireachta imríonn aon ról beag sin dhomhantarraingt. An fhisic an bhfeiniméan seo Sábhálann uaireanta go leor ama. Mar sin, tá geolaithe spéis ar leith ag sainmhíniú breá beacht g, mar is féidir cruinneas eisceachtúil a iniúchadh agus a aimsiú fosuithe mianraí. Dála an scéil, tá sé cosúil fhoirmle domhantarraingthe ina imríonn luach ról mheas ag dúinn? Anseo tá sé:

F = G x M1xM2 / R2

Tabhair aird! Sa chás seo, le tuiscint foirmle domhantarraingthe G «tairiseach imtharraingteach", a luach mór dúinn a tugadh cheana thuas.

Ag an am, le chéile Newton na prionsabail a d'fhógair thuas. Bhí a fhios aige, agus an aontacht agus uilíocht an fórsa imtharraingteach, ach gach gné den feiniméan nach bhféadfadh sé cur síos a dhéanamh. Go onóir thit a Alberta Eynshteyna, a bhí in ann míniú a thabhairt ar phrionsabal an chomhionannais. Owes go bhfuil cine daonna a thuiscint atá ann faoi láthair ar an nádúr an leanúntas spás-am.

An teoiric de Siún, obair Alberta Eynshteyna

I n-aimsir Isaaka Nyutona Creidtear gur féidir leis an pointe tosaigh a léiriú i bhfoirm éigin "slata" diana, ag a bhfuil an seasamh suiteáilte an chomhlachta sa spásúil chóras a chomhordú. San am céanna glacadh leis go mbeidh gach breathnóirí, a thabhairt faoi deara na comhordanáidí a bheith sa spás céanna ama. Sna blianta, measadh go raibh an staid seo chomh soiléir go raibh aon iarracht chun dúshlán é nó a chur air. É seo a thuiscint, mar gheall ar shrianta ár bplainéad aon diallais sa riail ar bith.

Einstein gcruthófar go mbeadh cruinneas an tomhais a chur i ndáiríre suntasach má tá an clog hipitéiseach ag gluaiseacht i bhfad níos moille ná mar a luas solais. Go simplí, más rud é breathnóir amháin ag gluaiseacht níos moille ná an luas an tsolais, leanfaidh an dá imeacht, a tharlaíonn siad dó ag an am céanna. Dá réir sin, don dara bhreathnadóir? Is é an ráta ar féidir leis an imeacht céanna nó níos tarlú ag amanna éagsúla.

Ach tá an fórsa domhantarraingthe a bhaineann leis an teoiric de Siún? Lig dúinn a oscailt an cheist go mion.

An ceangal idir an teoiric de Siún agus imtharraingteach fórsaí

Le blianta beaga anuas, rinne sé líon mór de fionnachtana i réimse na cháithníní fo-adamhacha. A chiontú ag fás go bhfuil muid ar tí a fháil ar an cáithnín deiridh, níos faide ná nach féidir ár saol a bheith brúite. Thiocfaidh chun bheith gá níos insistent go mbeadh a fhios go cruinn conas a tionchar a imirt ar beag bídeach "brící" ar ár Cruinne bhfuil fórsaí bunúsacha atá curtha amach san aois seo caite, agus fiú níos luaithe. Go háirithe gortaithe go nach bhfuil an nádúr an-an meáchanlár a mhíniú go fóill.

Sin é an fáth, tar éis an Einstein, a bunaíodh an clár "éagumas" Meicnic Newtonian clasaiceach sa réimse atá á mheas, na taighdeoirí dírithe ar athmhachnamh iomlán na sonraí a fuarthas roimhe seo. Ar go leor bealaí, tá an t-athbhreithniú ndearnadh, ar thromaíocht. Cad é ar an leibhéal na n-cháithníní fo-adamhacha? An bhfuil sé ar a laghad roinnt luach sa domhan iontach ilghnéitheach?

A réiteach simplí?

Ar dtús, shíl go leor gur féidir le himtharraingthe an neamhréireacht Newton agus an teoiric de Siún a mhíniú go leor ach, ar analaí ó electrodynamics. Bheadh sé indéanta a glacadh leis go leathann an réimse imtharraingteach cosúil le réimse maighnéadach, tar éis a bhfuil sé indéanta a dhearbhú "idirghabhálaí" sna hidirghníomhaíochtaí na comhlachtaí celestial, ag míniú na neamhréireachtaí go leor de na sean agus an teoiric nua. Is é an bhfíric go ansin bheadh sé a mheas go raibh an t-treoluas coibhneasta iomadú na bhfórsaí solais i bhfad níos ísle. Ós rud é domhantarraingthe agus faoi cheangal ama?

I bprionsabal, Einstein féin fuair beagnach a thógáil teoiric choibhneasaíocha atá bunaithe ar tuairimí den sórt sin, tá go díreach rud amháin a chosc sé ar intinn aige. Ní raibh aon cheann de na heolaithe an am sin aon eolas ar chor ar bith a d'fhéadfadh a chabhraigh a chinneadh an "luas" meáchanlár. Ach bhí a lán faisnéise a bhaineann le gluaiseacht na maiseanna mór. Mar is eol duit, tá a rinne siad ach foinse aitheanta de réimsí cumhachtach imtharraingteach.

luas ard difear mór meáchan chorp, agus tá sé seo ar aon bhealach cosúil leis an idirghníomhú idir luas agus cumhacht. An luas níos airde, is mó an meáchan chorp. Is í an fhadhb atá ann go bhfuil an dara ceann a bheadh ina huathoibríoch gan teorainn i gcás tairiscint leis an luas an tsolais nó níos mó. Mar sin, arna dtabhairt i gcrích Einstein nach bhfuil aon domhantarraingt, agus réimse tensor chun cur síos ar chóir iad a úsáid i bhfad níos éagsúla.

A leanúna tháinig ar an tuairim sin domhantarraingthe agus nach mbaineann go praiticiúil. Ós rud é gur féidir leis an réimse an tensor an-gníomhú ar an spás, ach in am chun difear. Mar sin féin, an fisiceoir Stephen Hawking thar cionn modernity tá pointe eile de. Ach sin scéal eile ...