Здесь, на бледно-голубой точке, которую мы называем домом, гравитация - это то, что мы все испытываем каждую секунду каждого дня.
«Гравитация - это клей, который заставляет диффузную материю между звездами медленно коллапсировать и формировать новые водородные термоядерные машины (также известные как звезды), это клей, который связывает галактики вместе, и он отвечает за нашу собственную Землю, вращающуюся вокруг Солнца каждый год, "- говорит астрофизик из Университета Коннектикута Кара Баттерсби в электронном письме.
Гравитация также сыграла ключевую роль в знаменитой «яблочной» истории сэра Исаака Ньютона. Вы знаете, о чем мы говорим.
Однажды Ньютон тусовался в Линкольншире, Англия, и увидел, как яблоко упало с дерева. (По крайней мере, он так утверждал.)
В последующие годы он расскажет многим своим знакомым - таким как Вольтер и биограф Уильям Стьюкли - что его великие сочинения о природе гравитации были вдохновлены этим приземленным маленьким событием. Помощник Ньютона Джон Кондуитт писал:
Таким образом, была заложена основа закона всемирного тяготения Ньютона . Центральным для этого является явление, называемое гравитационной постоянной, иначе: «Большая G» или просто «G».
Уравнение
Перво-наперво. Прежде чем приступить к рассмотрению большой буквы G, мы должны сделать шаг назад и объяснить закон всемирного тяготения Ньютона.
Как Кэти Мак - астрофизик и автор книги « Конец всего (астрофизическая речь) » - написала по электронной почте, что гравитация - это «механизм, с помощью которого вещи, обладающие массой, притягиваются друг к другу».
Ньютон понял, что сила этого притяжения между заданным набором объектов зависит от (а) того, насколько они массивны и (б) насколько далеко друг от друга они находятся. Его Закон всемирного тяготения выражает эту динамику математическими терминами.
Вот соответствующее уравнение :
Буква «F» означает «силу тяжести»; «m1» означает массу первого объекта; «m2» обозначает массу второго объекта; а «r2» - это сокращение для квадрата расстояния между центрами масс внутри объекта один и объекта два.
А «Г»? Что ж, друзья, это Большой G: гравитационная постоянная.
"Боже, Джи!"
«Для любых двух масс, будь то шары для боулинга или планеты, сила тяжести между ними определяется их массами, их расстоянием и числом G», - говорит Мак.
Благодаря экспериментам, проведенным Генри Кавендишем в 1790-х годах, мы теперь знаем, что гравитационная постоянная имеет числовое значение около 6,67 x 10 -11 ньютонов (м2 / кг2).
В этом контексте термин «ньютоны» относится к единице измерения. Один ньютон - это сила, необходимая для ускорения чего-либо массой 2,2 фунта (1 килограмм) со скоростью 3,28 фута (1 метр) в секунду.
Подобно Андерсу Цельсию и Чарльзу Ф. Рихтеру, сэр Исаак Ньютон заслужил место в хваленом списке ученых, чьи подразделения были названы в их честь . Хорошо для него.
Ньютон против Эйнштейна
Здесь есть нюанс, который мы должны признать. Вы видите, закон всемирного тяготения не совсем как «универсальный» , как следует из названия.
По словам Баттерсби, «наша классическая картина гравитации», которую Ньютон сформулировал еще в 17 веке, - это «точное приближение реальности физики в большинстве мест во всей Вселенной (конечно, на Земле)».
«Однако, - добавляет она, - эта теория была заменена общей теорией относительности Эйнштейна , которая является усовершенствованием« ньютоновской гравитации », которая утверждает, что материя деформирует само пространство-время (подобно тому, как тяжелый шар создает ямочку на резиновом покрытии. простынь)."
Это подводит нас к черным дырам .
Черные дыры, которые могут стать более чем в миллион раз массивнее нашего Солнца, влияют на гравитацию так, как закон Ньютона не может объяснить. Было показано, что общая теория относительности делает более точные прогнозы относительно них.
«Вы должны начать вносить поправки в тот факт, что описание гравитации Ньютоном не совсем подходит для чрезвычайно сильной гравитации или очень быстрого движения», - говорит Мак. «В этих случаях нам нужно переключиться на картину гравитации Эйнштейна ... Но пока вы не рассматриваете один из этих крайних случаев, уравнение, которое Исаак Ньютон записал в 1686 году для того, что он назвал« Законом Вселенной ». Универсальная гравитация действительно универсальна ».
может заработать небольшую комиссию с партнерских ссылок в этой статье.
Вот это интересно
Рассуждения сэра Исаака Ньютона о яблони могут иметь под собой правду . Тем не менее, утверждение, что его ударил по голове падающий фрукт, считается современным украшением.
