万有引力定数は、ニュートンの万有引力の法則における「G」です。

May 05 2021
アイザックニュートンの万有引力の法則は、重力の法則を数式に組み込むのに役立ちます。そして、重力定数はその式の「G」です。
アイザックニュートンは、リンゴを地面に落とす力は、月が地球を周回する力と同じであることを証明しました。これはニュートンの万有引力の法則であり、彼は重力定数としてGを使用して数学的に定義しました。dmitro2009 / Shutterstock

ここで私たちが故郷と呼ぶ淡いブルーの点で、重力は私たち全員が毎日毎秒経験するものです。

「重力は、星の間の拡散物質をゆっくりと崩壊させ、新しい水素核融合機(別名星)を形成させる接着剤です。銀河を結合する接着剤であり、毎年太陽の周りを周回する私たち自身の地球に責任があります。 「コネチカット大学の天体物理学者CaraBattersbyは電子メールで述べています。

重力は、アイザックニュートン卿の有名な「リンゴ」の物語のキープレーヤーでもありました。あなたは私たちが話しているものを知っています。

ある日、ニュートンはイギリスのリンカンシャーでリンゴが木から落ちるのを見てぶらぶらしていました。(またはそう彼は主張した。)

今後数年間で、彼は、ヴォルテールや伝記作家のウィリアム・ステュークリなど、多くの知人に、重力の性質に関する彼のすばらしい著作は、このありふれた小さな出来事に触発されたと語っています。ニュートンの助手ジョン・コンデュイットは、次のように書いています。

[それは] (地面に木からリンゴの秋を作った)重力と同じ力が地球から一定の距離に制限されていなかったが、はるかに遠く、通常は考えられていたよりも拡張する必要があることを彼の思想に入って来た-なぜない高など月のように、彼は自分自身に言いました、もしそうなら、それは彼女の動きに影響を与え、おそらく彼女を彼女の軌道に留めなければなりません

このようにして、ニュートンの万有引力の法則の基礎が築かれました。その中心となるのは、重力定数、別名「ビッグG」または単に「G」と呼ばれる現象です。

方程式

まず最初に。Big Gに取り組む前に、一歩下がって、ニュートンの万有引力の法則を説明する必要があります。

以下のようケイティマック天体物理学者と「の著者-すべて(Astrophysically話す)の終わり」 -電子メールを介して言い、重力「は質量を持っている事はお互いに惹かされる機構」です。

ニュートンは、与えられたオブジェクトのセット間のこの引力の強さは、(a)それらがどれほど大きいか、および(b)それらがどれだけ離れているかに依存することに気づきました。それは彼の万有引力の法則が数学的に表現したダイナミックなものです。

関連する方程式は次のとおりです。

F =(G x m1 x m2)/ r2

「F」は「重力」を表します。「m1」は最初のオブジェクトの質量を意味します。「m2」は2番目のオブジェクトの質量を示します。「r2」は、オブジェクト1とオブジェクト2内の重心間の距離の2乗の省略形です。

そして「G」?よく友達、それはビッグGです:重力定数。

「ゴリー、G!」

「ボウリング球であろうと惑星であろうと、任意の2つの質量について、それらの間の重力は、それらの質量、距離、および数Gによって決定されます」とマックは言います。

1790年代にヘンリーキャベンディッシュが行った実験のおかげで、重力定数の数値は約6.67 x 10 -11ニュートン(m2 / kg2)であることがわかりました。

この文脈では、「ニュートン」という用語は測定単位を指します。1ニュートンは、毎秒3.28フィート(1メートル)で2.2ポンド(1キログラム)の質量で何かを加速するために必要な力の量です。

アンデルスセルシウスやチャールズF.リヒターのように、アイザックニュートン卿は、彼らの名誉にちなんで名付けられたユニットを持っている科学者の自慢のリストの場所を獲得しました。彼にとって良かった。

はくちょう座X-1は、軌道上にある太陽の約15倍の質量のブラックホールで、巨大な青いコンパニオンスターがあります。ニュートンの重力の説明は、非常に強い重力や非常に速い動きには機能しません。言い換えれば、ブラックホールのようなもののために。

ニュートン対アインシュタイン

さて、ここで認めるべきニュアンスの層があります。あなたが見る、万有引力の法則ではありません、かなり名前が示すように「ユニバーサル」と。

バターズビーによれば、ニュートンが17世紀に明確に述べた「私たちの古典的な重力の図」は、「宇宙全体のほとんどの場所(確かに地球上)の物理学の現実の正確な近似」です。

「しかし、この理論は、アインシュタインの一般相対性理論に取って代わられました。これは、「ニュートン重力」の改良版であり、物質が時空自体を変形させると仮定しています(重いボールがゴムにくぼみを作るように)シート)。」

それは私たちをブラックホールに導きます。

ブラックホールは、太陽の100万倍以上の質量を持つ可能性があり、ニュートンの法則では説明できない方法で重力に影響を与えます。一般相対性理論は、それらについてより正確な予測を行うことが示されています。

「ニュートンの重力の記述が非常に強い重力や非常に速い動きに対して正確に機能しないという事実を修正し始める必要があります」とマックは言います。「それらの場合、私たちはアインシュタインの重力の絵に切り替える必要があります...しかし、あなたがそれらの極端な場合の1つを見ない限り、アイザックニュートンが1686年に彼が呼んだもののために書き留めた方程式普遍的な重力は本当に普遍的です。」

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今それは興味深いです

アイザックニュートン卿のリンゴの木に関する糸は、真実の根拠を持っているかもしれません。とにかく、彼が落ちてくる果物に頭を打たれたという主張は、現代の装飾と見なされます。