Ushbu maqola umumjahon tortishish qonunining kashf etilishi tarixiga qaratiladi. Bu erda biz ushbu fizik dogmani kashf etgan olimning hayotidan biografik ma'lumotlar bilan tanishamiz, uning asosiy qoidalarini, kvant tortishish kuchi bilan bog'liqligini, rivojlanish jarayonini va yana ko'p narsalarni ko'rib chiqamiz.
Genius
Ser Isaak Nyuton - ingliz olimi. O'z vaqtida u fizika va matematika kabi fanlarga katta e'tibor va kuch bag'ishlagan, shuningdek, mexanika va astronomiyaga juda ko'p yangi narsalarni olib kelgan. U haqli ravishda klassik modelda fizikaning birinchi asoschilaridan biri hisoblanadi. U "Natural falsafaning matematik asoslari" fundamental asarining muallifi bo'lib, unda mexanikaning uchta qonuni va butun olam tortishish qonuni haqida ma'lumot bergan. Isaak Nyuton bu asarlari bilan klassik mexanikaga asos solgan. U differentsial va integral tipdagi hisoblarni, yorug'lik nazariyasini ishlab chiqdi. U fizik optikaga ham katta hissa qo'shgan.va fizika va matematikada boshqa koʻplab nazariyalarni ishlab chiqdi.
Qonun
Umumjahon tortishish qonuni va uning ochilish tarixi 1666-yilga borib taqaladi. Uning klassik shakli mexanika doirasidan tashqariga chiqmaydigan tortishish turining o'zaro ta'sirini tavsiflovchi qonundir.
Uning mohiyati shundan iborat ediki, bir-biridan ma'lum masofa r bilan ajratilgan 2 jism yoki m1 va m2 materiya nuqtalari o'rtasida paydo bo'ladigan tortishish kuchi F kuchining ko'rsatkichi ikkala massa ko'rsatkichlariga proportsionaldir va jismlar orasidagi kvadrat masofalarga teskari proportsionallik:
F=G, bu erda G 6 ga teng tortishish konstantasini bildiradi, 67408(31)•10-11 m3 / kgf2.
Nyutonning tortishish kuchi
Umumjahon tortishish qonunining ochilish tarixini koʻrib chiqishdan oldin uning umumiy xususiyatlarini batafsil koʻrib chiqamiz.
Nyuton tomonidan yaratilgan nazariyaga ko'ra, massasi katta bo'lgan barcha jismlar atrofida boshqa jismlarni o'ziga tortadigan maxsus maydon hosil qilishi kerak. U tortishish maydoni deb ataladi va uning salohiyati bor.
Sferik simmetriyaga ega boʻlgan jism oʻzidan tashqarida maydon hosil qiladi, xuddi tananing markazida joylashgan bir xil massadagi moddiy nuqta yaratgan maydonga oʻxshaydi.
Masasi ancha katta boʻlgan jism tomonidan yaratilgan tortishish maydonidagi bunday nuqtaning traektoriya yoʻnalishi Kepler qonuniga boʻysunadi. Koinot ob'ektlari, masalan,sayyora yoki kometa ham ellips yoki giperbolada harakatlanib, unga itoat qiladi. Boshqa massiv jismlar yaratadigan buzilishlarni hisobga olish buzilish nazariyasi qoidalaridan foydalangan holda hisobga olinadi.
Aniqlik tahlil qilinmoqda
Nyuton butun olam tortishish qonunini ochgach, uni koʻp marta sinab koʻrish va isbotlash kerak edi. Buning uchun bir qator hisob-kitoblar va kuzatishlar olib borildi. Uning qoidalari bilan kelishib, ko'rsatkichning to'g'riligiga asoslanib, baholashning eksperimental shakli GRning aniq tasdig'i bo'lib xizmat qiladi. Aylanadigan, lekin antennalari harakatsiz qolgan jismning to'rt qutbli o'zaro ta'sirini o'lchash d ni oshirish jarayoni r -(1+d) potentsialga bog'liqligini ko'rsatadi. bir necha metr va chegarada joylashgan (2, 1±6, 2)•10-3. Bir qator boshqa amaliy tasdiqlar ushbu qonunni hech qanday o'zgartirishlarsiz o'rnatishga va yagona shaklga ega bo'lishga imkon berdi. 2007 yilda bu dogma bir santimetrdan kamroq masofada (55 mikron-9,59 mm) qayta tekshirildi. Eksperimental xatolarni hisobga olgan holda, olimlar masofa oralig'ini o'rganib chiqdilar va bu qonunda aniq og'ishlarni topmadilar.
Oyning Yerga nisbatan orbitasini kuzatish ham uning haqiqiyligini tasdiqladi.
Yevklid fazosi
Nyutonning klassik tortishish nazariyasi Evklid fazosi bilan bogʻlangan. Yuqorida muhokama qilingan tenglik maxrajidagi masofa o'lchovlarining etarlicha yuqori aniqlikdagi haqiqiy tengligi (10-9) bizga Nyuton mexanikasi fazosining Evklid asosini ko'rsatadi, uchta - o'lchovli jismoniy shakl. DAmateriyaning bunday nuqtasiga sferik sirtning maydoni uning radiusi kvadratining qiymatiga to'liq proportsionaldir.
Tarixdan ma'lumotlar
Umumjahon tortishish qonunining kashf etilishi tarixining qisqacha mazmunini koʻrib chiqamiz.
G`oyalar Nyutondan oldin yashagan boshqa olimlar tomonidan ilgari surilgan. Epikur, Kepler, Dekart, Roberval, Gassendi, Gyuygens va boshqalar bu haqdagi mulohazalarga tashrif buyurdilar. Kepler tortishish kuchi Quyosh yulduzidan masofaga teskari proportsional va faqat ekliptika tekisliklarida taqsimlanishini taklif qildi; Dekartning fikriga ko'ra, bu efir qalinligidagi girdoblar faolligining oqibati edi. Masofaga bogʻliqlik haqidagi toʻgʻri taxminlarni aks ettiruvchi bir qator taxminlar mavjud edi.
Nyutonning Halleyga yuborgan maktubida ser Isaakning oʻzidan oldingilari Huk, Ren va Buyo Ismoil boʻlganligi haqida maʼlumot bor edi. Biroq, undan oldin hech kim matematik usullardan foydalangan holda tortishish qonuni va sayyoralar harakatini aniq bog'lay olmadi.
Umumjahon tortishish qonunining kashf etilishi tarixi "Tabiat falsafasining matematik asoslari" (1687) asari bilan chambarchas bog'liq. Ushbu ishda Nyuton Keplerning empirik qonuni tufayli ko'rib chiqilayotgan qonunni o'sha vaqtga qadar ma'lum bo'lgan qonunni ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi. U bizga shuni ko'rsatadi:
- har qanday ko'rinadigan sayyoraning harakat shakli markaziy kuch mavjudligini ko'rsatadi;
- Markaziy turdagi tortishish kuchi elliptik yoki giperbolik orbitalarni hosil qiladi.
Nyuton nazariyasi haqida
Umumjahon tortishish qonuni kashfiyotining qisqacha tarixini ko'rib chiqish uni avvalgi farazlardan ajratib turadigan bir qator farqlarni ham ko'rsatishi mumkin. Nyuton nafaqat ko'rib chiqilayotgan hodisaning taklif qilingan formulasini nashr etish bilan shug'ullangan, balki yaxlit shaklda matematik turdagi modelni ham taklif qilgan:
- tortishish qonuni haqidagi qoida;
- harakat qonuni to'g'risidagi nizom;
- matematik tadqiqot usullari tizimi.
Ushbu triada hatto samoviy jismlarning eng murakkab harakatlarini ham toʻgʻri tekshirishga muvaffaq boʻldi va shu bilan samoviy mexanika uchun asos yaratdi. Eynshteynning ushbu modeldagi faoliyati boshlanishigacha fundamental tuzatishlar to'plamining mavjudligi talab qilinmagan. Faqat matematik apparatni sezilarli darajada yaxshilash kerak edi.
Muhokama uchun ob'ekt
XVIII asr davomida kashf etilgan va tasdiqlangan qonun faol tortishuvlar va sinchkovlik bilan tekshirishlarning mashhur mavzusiga aylandi. Biroq, asr uning postulatlari va bayonotlari bilan umumiy kelishuv bilan yakunlandi. Qonunning hisob-kitoblaridan foydalanib, osmondagi jismlarning harakat yo'llarini aniq aniqlash mumkin edi. To'g'ridan-to'g'ri tekshirish 1798 yilda Genri Kavendish tomonidan amalga oshirilgan. U buni katta sezgirlik bilan torsion tipidagi balans yordamida amalga oshirdi. Umumjahon tortishish qonunining ochilishi tarixida Puasson tomonidan kiritilgan talqinlarga alohida o'rin ajratish kerak. U tortishish potentsiali tushunchasini va Puasson tenglamasini ishlab chiqdi, uning yordamida buni hisoblash mumkin edi.salohiyat. Ushbu turdagi model materiyaning ixtiyoriy taqsimlanishida tortishish maydonini o'rganish imkonini berdi.
Nyuton nazariyasida koʻp qiyinchiliklar boʻlgan. Asosiysi, uzoq muddatli harakatlarning tushunarsizligi deb hisoblanishi mumkin. Vakuum fazosi orqali qanday qilib tortishish kuchlari cheksiz tezlikda yuboriladi, degan savolga aniq javob berishning iloji bo'lmadi.
Qonunning "evolyutsiyasi"
Keyingi ikki yuz yil va undan ham ko'proq vaqt davomida ko'plab fiziklar Nyuton nazariyasini takomillashtirishning turli usullarini taklif qilishga urinishgan. Bu sa'y-harakatlar 1915 yilda g'alaba bilan yakunlandi, ya'ni Eynshteyn tomonidan yaratilgan umumiy nisbiylik nazariyasi yaratildi. U barcha qiyinchiliklarni engib o'tishga muvaffaq bo'ldi. Muvofiqlik printsipiga ko'ra, Nyuton nazariyasi nazariya ustida ishlashning boshlanishiga nisbatan umumiyroq shaklda bo'lib chiqdi, uni ma'lum sharoitlarda qo'llash mumkin:
- O’rganilayotgan tizimlarda tortishish tabiatining potentsiali juda katta bo’lishi mumkin emas. Quyosh tizimi samoviy jismlarning harakatining barcha qoidalariga rioya qilishning namunasidir. Relyativistik hodisa perigeliya siljishining sezilarli namoyon bo'lishida o'zini topadi.
- Bu tizimlar guruhidagi harakat tezligi yorugʻlik tezligiga nisbatan ahamiyatsiz.
Kuchsiz statsionar tortishish maydonida GR hisoblari Nyuton koʻrinishida boʻlishini isbotlash, statsionar maydonda tortishishning skalyar potentsialining mavjudligidir. Puasson tenglamasining shartlarini qondira oladigan kuchlarning zaif ifodalangan xarakteristikalari.
Kvanta shkalasi
Ammo tarixda na universal tortishish qonunining ilmiy kashfiyoti, na umumiy nisbiylik nazariyasi yakuniy tortishish nazariyasi boʻlib xizmat qila olmaydi, chunki ikkalasi ham kvantdagi tortishish tipidagi jarayonlarni yetarlicha tasvirlab bera olmaydi. masshtab. Kvant tortishish nazariyasini yaratishga urinish zamonaviy fizikaning eng muhim vazifalaridan biridir.
Kvant tortishish nuqtai nazaridan ob'ektlar orasidagi o'zaro ta'sir virtual gravitonlar almashinuvi orqali hosil bo'ladi. Noaniqlik printsipiga ko'ra, virtual gravitonlarning energiya potentsiali u mavjud bo'lgan vaqt oralig'iga teskari proportsionaldir, bir ob'ekt tomonidan emissiya nuqtasidan boshqa nuqta tomonidan so'rilgan vaqtgacha.
Bundan kelib chiqqan holda, ma'lum bo'lishicha, kichik masofalar miqyosida jismlarning o'zaro ta'siri virtual turdagi gravitonlar almashinuvini talab qiladi. Ushbu mulohazalar tufayli Nyutonning potentsial qonuni va uning masofaga nisbatan mutanosiblikning o'zaro bog'liqligi haqidagi qoidani xulosa qilish mumkin. Kulon va Nyuton qonunlari o'rtasidagi o'xshashlik gravitonlarning og'irligi nolga teng ekanligi bilan izohlanadi. Fotonlarning og'irligi bir xil ma'noga ega.
Aldash
Maktab dasturida tarix fanidan savolga javob, qanday qilibNyuton butun dunyo tortishish qonunini kashf etdi, bu olma mevasining tushishi haqidagi hikoyadir. Bu afsonaga ko'ra, u bir olimning boshiga tushgan. Biroq, bu keng tarqalgan noto'g'ri tushunchadir va aslida bosh jarohati bo'lgan shunga o'xshash holatsiz hamma narsani qilish mumkin edi. Nyutonning o'zi ham ba'zan bu afsonani tasdiqlagan, lekin aslida qonun o'z-o'zidan paydo bo'lmagan va bir lahzalik idrok etishda paydo bo'lmagan. Yuqorida yozilganidek, u uzoq vaqt davomida ishlab chiqilgan va birinchi marta 1687 yilda ommaga namoyish etilgan "Matematika asoslari" asarida taqdim etilgan.
