Bu məqalədə ümumdünya cazibə qanununun kəşf tarixinə diqqət yetiriləcək. Burada biz bu fiziki doqmanı kəşf edən alimin həyatından bioqrafik məlumatlar ilə tanış olacaq, onun əsas müddəalarını, kvant cazibə qüvvəsi ilə əlaqəsini, inkişafının gedişatını və daha çox şeyləri nəzərdən keçirəcəyik.
Dahi
Ser İsaak Nyuton İngiltərədən olan alimdir. O, vaxtilə fizika və riyaziyyat kimi elmlərə çox diqqət və səy sərf etmiş, həmçinin mexanika və astronomiyaya çoxlu yeniliklər gətirmişdir. O, haqlı olaraq klassik modelində fizikanın ilk qurucularından biri hesab olunur. O, "Təbiət fəlsəfəsinin riyazi prinsipləri" fundamental əsərinin müəllifidir, burada mexanikanın üç qanunu və ümumdünya cazibə qanunu haqqında məlumat verib. İsaak Nyuton bu əsərlərlə klassik mexanikanın əsasını qoyub. O, diferensial və inteqral tipli hesablamaları, işıq nəzəriyyəsini inkişaf etdirmişdir. Fiziki optikaya da böyük töhfələr verdi.və fizika və riyaziyyatda bir çox başqa nəzəriyyələr inkişaf etdirdi.
Qanun
Ümumdünya cazibə qanunu və onun kəşf tarixi 1666-cı ilə aiddir. Onun klassik forması mexanika çərçivəsindən kənara çıxmayan qravitasiya növünün qarşılıqlı təsirini təsvir edən qanundur.
Onun mahiyyəti ondan ibarət idi ki, bir-birindən müəyyən r məsafəsi ilə ayrılmış m1 və m2 maddənin 2 cismi və ya nöqtəsi arasında yaranan cazibə qüvvəsinin F qüvvəsinin göstəricisi hər iki kütlə göstəricisi ilə mütənasibdir və cisimlər arasındakı kvadrat məsafələrə tərs mütənasiblik:
F=G, burada G 6-a bərabər olan cazibə sabitini bildirir, 67408(31)•10-11 m3 / kgf2.
Nyutonun cazibə qüvvəsi
Ümumdünya cazibə qanununun kəşf tarixini nəzərdən keçirməzdən əvvəl onun ümumi xüsusiyyətlərinə daha yaxından nəzər salaq.
Nyutonun yaratdığı nəzəriyyədə kütləsi böyük olan bütün cisimlər ətraflarında başqa cisimləri özünə cəlb edən xüsusi sahə yaratmalıdır. Bu cazibə sahəsi adlanır və onun potensialı var.
Sferik simmetriyaya malik cisim, bədənin mərkəzində yerləşən eyni kütləli maddi nöqtənin yaratdığına bənzər, öz xaricində bir sahə əmələ gətirir.
Daha böyük kütləsi olan cismin yaratdığı qravitasiya sahəsində belə bir nöqtənin trayektoriyasının istiqaməti Kepler qanununa tabedir. Kainatın obyektləri, məsələn,planet və ya kometa da ona tabe olur, ellips və ya hiperbolada hərəkət edir. Digər kütləvi cisimlərin yaratdığı təhrifin uçotu pozğunluq nəzəriyyəsinin müddəalarından istifadə etməklə nəzərə alınır.
Dəqiqlik təhlil edilir
Nyuton ümumdünya cazibə qanununu kəşf etdikdən sonra onu dəfələrlə sınaqdan keçirmək və sübut etmək lazım idi. Bunun üçün bir sıra hesablamalar və müşahidələr aparılıb. Onun müddəaları ilə razılaşaraq və onun göstəricisinin düzgünlüyünə əsaslanaraq, qiymətləndirmənin eksperimental forması GR-nin aydın təsdiqi kimi xidmət edir. Fırlanan, lakin antenaları stasionar qalan cismin dördqütblü qarşılıqlı təsirlərinin ölçülməsi bizə göstərir ki, δ artım prosesi r -(1+δ) potensialından asılıdır. bir neçə metr və limitdə yerləşir (2, 1±6, 2)•10-3. Bir sıra digər praktiki təsdiqlər bu qanunun heç bir dəyişiklik edilmədən yaradılmasına və vahid formada olmasına imkan verdi. 2007-ci ildə bu dogma bir santimetrdən (55 mikron-9,59 mm) az məsafədə yenidən yoxlanıldı. Eksperimental səhvləri nəzərə alan elm adamları məsafə diapazonunu araşdırdılar və bu qanunda heç bir aşkar sapma aşkar etmədilər.
Ayın Yerlə bağlı orbitinin müşahidəsi də onun etibarlılığını təsdiqlədi.
Evklid fəzası
Nyutonun klassik cazibə nəzəriyyəsi Evklid fəzası ilə əlaqələndirilir. Yuxarıda müzakirə edilən bərabərliyin məxrəcindəki məsafə ölçülərinin kifayət qədər yüksək dəqiqliyə (10-9) malik faktiki bərabərliyi bizə Nyuton mexanikasının fəzasının Evklid əsasını göstərir. -ölçülü fiziki forma. ATmaddənin belə bir nöqtəsinə görə sferik səthin sahəsi onun radiusunun kvadratının dəyərinə tam mütənasibdir.
Tarixdən data
Ümumdünya cazibə qanununun kəşf tarixinin qısa xülasəsini nəzərdən keçirək.
İdeyalar Nyutondan əvvəl yaşamış digər alimlər tərəfindən irəli sürülüb. Epikur, Kepler, Dekart, Roberval, Qassendi, Hüygens və başqaları onun üzərində düşüncələri ziyarət etmişlər. Kepler təklif etdi ki, cazibə qüvvəsi Günəşin ulduzundan olan məsafə ilə tərs mütənasibdir və yalnız ekliptik müstəvilərdə paylanır; Dekarta görə, bu, efirin qalınlığında burulğanların fəaliyyətinin nəticəsi idi. Məsafədən asılılıq haqqında düzgün təxminləri əks etdirən bir sıra təxminlər var idi.
Nyutondan Halleyə göndərilən məktubda ser İshaqın özünün sələflərinin Huk, Vren və Buyo İsmail olduğu barədə məlumatlar var idi. Lakin ondan əvvəl heç kim riyazi üsullardan istifadə edərək cazibə qanunu ilə planetlərin hərəkətini aydın şəkildə birləşdirə bilmədi.
Ümumdünya cazibə qanununun kəşf tarixi "Təbiət fəlsəfəsinin riyazi əsasları" (1687) əsəri ilə sıx bağlıdır. Bu əsərdə Nyuton sözügedən qanunu Keplerin o dövrə qədər məlum olan empirik qanunu sayəsində əldə edə bildi. O, bizə bunu göstərir:
- hər hansı görünən planetin hərəkət forması mərkəzi qüvvənin varlığını göstərir;
- Mərkəzi növün cazibə qüvvəsi elliptik və ya hiperbolik orbitlər əmələ gətirir.
Nyuton nəzəriyyəsi haqqında
Ümumdünya cazibə qanununun kəşfinin qısa tarixini nəzərdən keçirmək onu əvvəlki fərziyyələrdən fərqləndirən bir sıra fərqlərə də işarə edə bilər. Nyuton təkcə nəzərdən keçirilən fenomenin təklif olunan düsturunun nəşri ilə məşğul olmadı, həm də vahid formada riyazi tipli bir model təklif etdi:
- cazibə qanunu haqqında müddəa;
- hərəkət qanunu haqqında qanun;
- riyazi tədqiqat metodlarının sistematikası.
Bu triada səma cisimlərinin ən mürəkkəb hərəkətlərini belə kifayət qədər dəqiq şəkildə araşdıra bildi və bununla da səma mexanikası üçün əsas yaratdı. Eynşteynin bu modeldəki fəaliyyətinin başlanğıcına qədər fundamental düzəlişlər dəstinin olması tələb olunmurdu. Yalnız riyazi aparat əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilməli idi.
Müzakirə üçün obyekt
XVIII əsrdə kəşf edilmiş və sübut edilmiş qanun fəal mübahisələrin və ciddi yoxlamaların məşhur mövzusuna çevrildi. Bununla belə, əsr onun postulatları və bəyanatları ilə ümumi razılaşma ilə başa çatdı. Qanunun hesablamalarından istifadə edərək cənnətdə cisimlərin hərəkət yollarını dəqiq müəyyən etmək mümkün olmuşdur. Birbaşa yoxlama Henry Cavendish tərəfindən 1798-ci ildə edildi. Bunu böyük həssaslıqla burulma tipli balansdan istifadə edərək etdi. Ümumdünya cazibə qanununun kəşf tarixində Puassonun təqdim etdiyi şərhlərə xüsusi yer ayırmaq lazımdır. O, qravitasiya potensialı konsepsiyasını və Puasson tənliyini işləyib hazırladı, onun köməyi ilə bunu hesablamaq mümkün idi.potensial. Bu tip model maddənin ixtiyari paylanması şəraitində qravitasiya sahəsini öyrənməyə imkan verdi.
Nyuton nəzəriyyəsində çoxlu çətinliklər var idi. Əsas odur ki, uzunmüddətli hərəkətin izaholunmazlığı hesab edilə bilər. Cazibə qüvvələrinin vakuum fəzasında sonsuz sürətlə necə göndərilməsi sualına dəqiq cavab vermək mümkün deyildi.
Qanunun "təkamülü"
Növbəti iki yüz il və hətta daha çox müddət ərzində bir çox fiziklər Nyutonun nəzəriyyəsini təkmilləşdirmək üçün müxtəlif yollar təklif etməyə cəhd etdilər. Bu səylər 1915-ci ildə zəfərlə, yəni Eynşteyn tərəfindən yaradılmış Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsinin yaradılması ilə başa çatdı. O, bütün çətinliklərin öhdəsindən gələ bildi. Uyğunluq prinsipinə uyğun olaraq, Nyutonun nəzəriyyəsi müəyyən şərtlərdə tətbiq oluna bilən daha ümumi formada bir nəzəriyyə üzərində işin başlanğıcına yaxınlaşma oldu:
- Tədqiq olunan sistemlərdə qravitasiya təbiətinin potensialı çox böyük ola bilməz. Günəş sistemi səma cisimlərinin hərəkəti üçün bütün qaydalara əməl olunmasının nümunəsidir. Relyativistik fenomen özünü perihelion yerdəyişməsinin nəzərə çarpan təzahüründə tapır.
- Bu qrup sistemlərdə hərəkət sürəti işıq sürəti ilə müqayisədə cüzidir.
Zəif stasionar qravitasiya sahəsində GR hesablamalarının Nyuton hesablamaları şəklində olmasının sübutu stasionar sahədə cazibə qüvvəsinin skalyar potensialının olmasıdır. Puasson tənliyinin şərtlərini ödəyə bilən qüvvələrin zəif ifadə edilmiş xüsusiyyətləri.
Kvanta Şkalası
Lakin tarixdə nə universal cazibə qanununun elmi kəşfi, nə də Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi son qravitasiya nəzəriyyəsi rolunu oynaya bilməzdi, çünki hər ikisi kvant üzərində qravitasiya tipli prosesləri adekvat şəkildə təsvir etmir. miqyası. Kvant qravitasiya nəzəriyyəsi yaratmaq cəhdi müasir fizikanın ən mühüm vəzifələrindən biridir.
Kvant cazibəsi nöqteyi-nəzərindən cisimlər arasında qarşılıqlı təsir virtual qravitonlar mübadiləsi ilə yaranır. Qeyri-müəyyənlik prinsipinə uyğun olaraq, virtual qravitonların enerji potensialı onun mövcud olduğu vaxt intervalı ilə tərs mütənasibdir, bir cismin emissiya nöqtəsindən başqa bir nöqtə tərəfindən udulduğu vaxta qədər.
Bunu nəzərə alaraq belə çıxır ki, kiçik məsafələr miqyasında cisimlərin qarşılıqlı təsiri virtual tipli qravitonlar mübadiləsinə səbəb olur. Bu mülahizələrin sayəsində məsafəyə görə mütənasibliyin qarşılıqlılığına uyğun olaraq Nyutonun potensialı və onun asılılığı qanunu haqqında müddəanı yekunlaşdırmaq olar. Kulon və Nyuton qanunları arasındakı bənzətmə qravitonların çəkisinin sıfıra bərabər olması ilə izah olunur. Fotonların çəkisi eyni məna daşıyır.
Aldatma
Məktəb kurikulumunda tarixdən sualın cavabı, necəNyuton ümumdünya cazibə qanununu kəşf etdi, bir alma meyvəsinin düşməsinin hekayəsidir. Bu əfsanəyə görə, bir alimin başına düşüb. Bununla belə, bu, geniş yayılmış bir yanlış fikirdir və əslində, mümkün baş zədəsi ilə oxşar bir hadisə olmadan hər şey edə bildi. Nyutonun özü də bəzən bu mifi təsdiqləyirdi, lakin əslində qanun kortəbii bir kəşf deyildi və bir anlıq fikir partlaması ilə gəlmədi. Yuxarıda yazıldığı kimi, o, uzun müddət işlənib hazırlanmış və ilk dəfə 1687-ci ildə ictimaiyyətə nümayiş etdirilən “Riyaziyyatın əsasları” əsərlərində təqdim edilmişdir.
