Historie objevu zákona univerzální gravitace - popis, rysy a zajímavosti

Tento článek bude věnovat pozornost historii objevu zákona univerzální gravitace. Zde se seznámíme s biografickými informacemi ze života vědce, který objevil tuto fyzickou dogmu, zvážil její hlavní ustanovení, vztah s kvantovou gravitací, průběh vývoje a mnoho dalšího.

Genius

Sir Isaac Newton je vědec z Anglie. Současně se věnuje velkou pozornost a úsilí těmto vědám, jako je fyzika a matematika, a také přinesla mnoho nových mechaniků a astronomie. Právo je považován za jednoho z prvních zakladatelů fyziky v jeho klasickém modelu. Je autorem základní práce "Matematické principy přírodní filozofie", kde popsal informace o třech mechanikách mechaniky a zákonu univerzální gravitace. Isaac Newton položil tyto základy základů klasické mechaniky. Vyvinuli výpočet diferenciálu a integrální typ, teorie světla. Také významně přispěl k fyzické optice a vyvinul mnoho dalších teorií v oblasti fyziky a matematiky.

Zákon

Zákon univerzální gravitace a historie jeho objevu se datují do vzdáleného roku 1666. Jeho klasická forma je zákon, který popisuje vzájemné působení gravitačního typu, který nepřekračuje mechaniky.

Jeho podstata spočívá v tom, že rychlost gravitační tah síly F vytvořeného mezi dvěma tělesy nebo body M1 a M2 hmoty od sebe odděleny o určitou vzdálenost r, pozoruje proporcionalita s ohledem na obou opatření hmoty a má nepřímé úměrnosti druhé mocnině vzdálenosti mezi subjekty:

F = G, kde symbolem G označujeme gravitační konstantu rovnající se 6,67408 (31) • 10^-11 m³/ kgf².

Gravitace Newtona

Než se podíváme na historii objevu zákona univerzální gravitace, seznámíme se podrobněji s jeho obecnými charakteristikami.

V teorii vytvořené Newtonem musí všechna těla s velkou hmotností vytvářet kolem nich zvláštní pole, které přitahuje jiné předměty k sobě. Říká se tomu gravitační pole a má potenciál.

Tělo se sférickou symetrií vytváří pole mimo sebe, které je podobné tělu vytvořenému hmotným bodem téže hmoty umístěné ve středu těla.

Směr trajektorie takového bodu v oblasti gravitace, vytvořeného tělem s mnohem větší hmotou, se řídí Keplerovým zákonem. Objekty vesmíru, jako je například planeta nebo kometa, také to poslouchají, pohybují se podél elipsy nebo hyperbole. Deformace, kterou vytváří jiné masivní tělo, je způsobena teorií perturbace.

Analýza přesnosti

Poté, co Newton objevil zákon univerzální gravitace, bylo nutné ho mnohokrát prokázat a prokázat. Za tímto účelem byla provedena řada výpočtů a pozorování. Po dohodě s jejími ustanoveními a na základě přesnosti svého ukazatele slouží experimentální forma hodnocení jako živé potvrzení GRT. Měření kvadrupolových interakcí těla, které se otáčí, ale její antény zůstávají stacionární, nám ukazují, že proces budování delta- závisí na potenciálu r ^{-(1 + delta-)}, ve vzdálenosti několika metrů a je v limitu (2,1 ± 6,2) • 10^-3. Řada dalších praktických potvrzení umožnila, aby se tento zákon prosadil a přijal jednotnou podobu bez úprav. V roce 2007 byla tato dogma znovu zkontrolována ve vzdálenosti menší než jeden centimetr (55 μm-9,59 mm). Vzhledem k experimentálním chybám vědci zkoumali rozsah vzdálenosti a nenalezli žádné zjevné odchylky v tomto zákoně.

Pozorování oběžné dráhy Měsíce vůči Zemi také potvrdilo jeho platnost.

Euklidovský prostor

Klasická newtonovská gravitační teorie se vztahuje k eukleidovskému prostoru. Skutečná rovnost s dostatečně vysokou přesností (10^-9.) míry míry vzdálenosti v jmenovateli rovnosti popsané výše nám ukazuje euklidovskou základnu prostoru Newtonovské mechaniky s trojrozměrnou fyzikální formou. V takovém bodě záležitosti má plocha sférického povrchu přesnou přesnost vzhledem k velikosti čtverce svého poloměru.

Data z historie

Podívejme se na stručné shrnutí historie objevu zákona univerzální gravitace.

Nápady byly předkládány jinými vědci, kteří žili před Newtonem. Úvahy o ní navštívily Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens a další. Kepler navrhl, aby gravitační síla měla poměrnou vzdálenost od vzdálenosti od sluneční hvězdy a že šíření má pouze v ekliptických rovinách, podle Descartesů je to důsledkem činnosti vírů v éterové vrstvě. Existovalo několik domněnek, které obsahovaly odraz správných odhadů o závislosti na vzdálenosti.

Dopis od Newtona k Hallejovi obsahoval informace, že předchůdci samotného sira Isaaca byli Guk, Ren a Buyo Ismael. Nicméně před ním nebyl nikdo spolehlivě schopen pomocí matematických metod spojovat zákon gravitace a planetárního hnutí.

Historie objevu zákona univerzální gravitace úzce souvisí s prací "Matematické principy přírodní filozofie" (1687). V této práci byl Newton schopen odvodit zákon zvažovaný díky Keplerovově empirickému zákonu, který byl tehdy již znám. Ukazuje nám, že:

• tvar pohybu jakékoli viditelné planety naznačuje přítomnost centrální síly;
• síla přitažlivosti centrálního typu vytváří eliptické nebo hyperbolické dráhy.

O Newtonově teorii

Zkoumání stručné historie objevu zákona univerzální gravitace může také naznačovat řadu rozdílů, které ji odlišují od pozadí předchozích hypotéz. Newton se nejen zabýval zveřejněním navrženého vzorce daného jevu, ale také navrhl matematický model v celém svém rozsahu:

• pozici o gravitačním právu;
• postoj k zákonu pohybu;
• systematika metod matematického výzkumu.

Tato trojice dokázala dostatečně přesně měřit i nejsložitější pohyby nebeských objektů, čímž vznikla základna nebeské mechaniky. Až do počátku aktivity Einsteina v tomto modelu nebyla nutná existence zásadního souboru oprav. Pouze matematické přístroje musely být výrazně vylepšeny.

Objekt pro diskusi

Odhalený a prokázaný zákon v osmnáctém století se stal známým předmětem aktivních sporů a důkladných kontrol. Století však skončilo všeobecnou dohodou s jeho postuláty a prohlášeními. Pomocí výpočtů zákona bylo možné určit přesně cestu pohybu těles v nebi. Byla provedena přímá kontrola Henry Cavendish v roce 1798. Udělal to pomocí torzních vah s velkou citlivostí. V historii objevu univerzálního gravitačního zákona je třeba vymezit zvláštní místo pro interpretace zavedené Poissonem. Vyvinul představu o potenciálu gravitace a Poissonovské rovnici, s níž bylo možné tento potenciál vypočítat. Tento typ modelu nám umožnil studovat gravitační pole za přítomnosti libovolného rozdělení hmoty.

V Newtonově teorii bylo mnoho potíží. Hlavní z nich lze považovat za nevysvětlitelné akce na dlouhé vzdálenosti. Bylo nemožné přesně odpovědět na otázku, jak jsou síly přitahování posílány přes vakuový prostor s nekonečnou rychlostí.

"Evoluce" zákona

Dalších dvě stě let a ještě víc se mnoho vědců - fyziků pokusilo nabídnout různé způsoby, jak zlepšit Newtonovu teorii. Toto úsilí skončilo triumfem v roce 1915, totiž vytvořením obecné teorie relativity, kterou vytvořil Einstein. Dokázal překonat celou řadu obtíží. V souladu se zásadou korespondence se Newtonova teorie ukázala být přiblížením počátku práce na teorii v obecnější formě, která může být použita za přítomnosti určitých podmínek:

1. Potenciál gravitační povahy nemůže být v systémech, které jsou předmětem šetření, příliš velké. Sluneční soustava je příkladem dodržování všech pravidel pro pohyb nebeských těles. Relativistický jev se nachází ve výrazném projevu periheliového posunu.
2. Indikátor rychlosti pohybu v této skupině systémů je ve srovnání s rychlostí světla nevýznamný.

Důkaz, že slabé stacionární výpočty pole GR gravitace formu Newton, je přítomnost gravitační skalárního potenciálu pole se stacionárním mírná pevnostními vlastnostmi, který je schopen splnit podmínky z Poissonovy rovnice.

Kvantová stupnice

V historii však ani vědecký objev zákona univerzální gravitace, ani obecná teorie relativity nemohly sloužit jako konečná gravitační teorie, protože obě popisují procesy gravitačního typu na stupnici kvant nedostatečně. Pokus o vytvoření kvantově gravitační teorie je jedním z nejdůležitějších problémů moderní fyziky.

Z hlediska kvantové gravitace je interakce mezi objekty vytvořena vzájemnou výměnou virtuálních gravitonů. V souladu se zásadou nejistoty má energetický potenciál virtuálních gravitonů inverzní proporcionalitu k časovému intervalu, ve kterém existoval, od místa záření jedním objektem až po dobu, ve které byl absorbován jiným bodem.

Vzhledem k tomu se ukazuje, že v malém měřítku interakce těl zahrnuje výměnu gravitonů virtuálního typu. Kvůli těmto úvahám lze uzavřít ustanovení o právu Newtonova potenciálu a jeho závislosti v souladu s inverzní mírou proporcionality s ohledem na vzdálenost. Existence analogie mezi zákony Coulomba a Newtona je vysvětlena skutečností, že gravitonová hmotnost je nulová. Stejná hodnota má hmotnost fotonů.

Nesprávná koncepce

Ve školním programu je odpověď na historickou otázku, jak Newton objevil zákon univerzální gravitace, příběh padlého jablečného ovoce. Podle této legendy padla na hlavu vědce. To je však rozšířená mylná představa, a ve skutečnosti by to bylo možné bez takového případu možného zranění hlavy. Samotný Newton někdy potvrdil tento mýtus, ale ve skutečnosti zákon nebyl spontánním objevem a nepřicházel do okamžiku osvětlení. Jak bylo napsáno výše, bylo dlouho vyvíjeno a poprvé bylo uvedeno v pracích na téma "Matematické základy", publikované veřejností v roce 1687.