Jismning og‘irlik kuchi: Versiyalar orasidagi farq

Ishorat qoʻshish
Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
„Gravity“ sahifasi tarjima qilib yaratildi
(Farq yoʻq)

28-Iyul 2023, 14:33 dagi koʻrinishi

Fizikada tortishish kuchi ( from lotin tortishish kuchi "og'irlik" [1] ) - bu massaga ega bo'lgan barcha narsalar o'rtasida o'zaro tortishishni keltirib chiqaradigan asosiy o'zaro ta'sir . Gravitatsiya hozirgacha to'rtta asosiy o'zaro ta'sirning eng zaifi bo'lib, kuchli o'zaro ta'sirdan taxminan 10 38 marta, elektromagnit kuchdan 10 36 marta va zaif o'zaro ta'sirdan 10 29 marta zaifdir. Natijada, u subatomik zarralar darajasida sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi. [2] Biroq, tortishish makroskopik miqyosdagi ob'ektlar orasidagi eng muhim o'zaro ta'sir bo'lib, u sayyoralar, yulduzlar, galaktikalar va hatto yorug'lik harakatini belgilaydi.

Yerda tortishish kuchi jismoniy ob'ektlarga og'irlik beradi va Oyning tortishish kuchi okeanlardagi oy osti to'lqinlari uchun javobgardir (tegishli antipodal to'lqin Yer va Oyning bir-birining orbitasidagi inertsiyasidan kelib chiqadi). Gravitatsiya, shuningdek, ko'p muhim biologik funktsiyalarga ega bo'lib, gravitropizm jarayoni orqali o'simliklarning o'sishini boshqarishga yordam beradi va ko'p hujayrali organizmlarda suyuqliklarning aylanishiga ta'sir qiladi.


Koinotdagi asl gazsimon materiya o'rtasidagi tortishish kuchi uning birlashishiga va yulduzlar hosil bo'lishiga olib keldi, ular oxir-oqibat galaktikalarga aylanadi, shuning uchun tortishish koinotdagi ko'plab yirik tuzilmalar uchun javobgardir. Gravitatsiya cheksiz diapazonga ega, garchi jismlar uzoqlashgani sari uning ta'siri zaiflashadi.

Gravitatsiya umumiy nisbiylik nazariyasida (1915 yilda Albert Eynshteyn tomonidan taklif qilingan) eng aniq tasvirlangan bo'lib, u tortishish kuch sifatida emas, balki massaning notekis taqsimlanishidan kelib chiqqan va massalarning geodeziya bo'ylab harakatlanishiga sabab bo'lgan fazo-vaqtning egri chizig'i sifatida tavsiflanadi. chiziqlar. Kosmosdagi bu egrilikning eng ekstremal misoli qora tuynuk bo'lib, undan hech narsa, hatto yorug'lik ham, qora tuynuk hodisa ufqidan o'tib keta olmaydi. [3] Biroq, ko'pgina ilovalar uchun tortishish Nyutonning universal tortishish qonuni bilan yaxshi yaqinlashtirilgan bo'lib, u tortishish kuchini har qanday ikkita jismni bir-biriga tortadigan kuch sifatida tavsiflaydi, kattaligi ularning massalari mahsulotiga proportsional va kvadratiga teskari proportsionaldir . ular orasidagi masofa :

F = G \frac{m_1 m_2}{r^2},


Bu yerda F - kuch, m1 va m2 - o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning massalari, r - massalar markazlari orasidagi masofa va G - tortishish doimiysi .

Zarrachalar fizikasining hozirgi modellari shuni ko'rsatadiki, koinotdagi tortishishning eng qadimgi namunasi, ehtimol, kvant tortishish, o'ta tortishish yoki tortishish yakkalik shaklida, oddiy fazo va vaqt bilan bir qatorda, Plank davrida ( 10-43 soniyadan keyin) rivojlangan. Koinotning tug'ilishi ), ehtimol soxta vakuum, kvant vakuum yoki virtual zarracha kabi dastlabki holatdan, hozircha noma'lum tarzda. [4] Olimlar hozirda kvant mexanikasiga mos keladigan tortishish nazariyasini, kvant tortishish nazariyasini [5] ishlab chiqish ustida ishlamoqda, bu tortishish kuchini fizikaning boshqa uchta asosiy o'zaro ta'siri bilan umumiy matematik doirada ( hamma narsaning nazariyasi ) birlashtirishga imkon beradi.

Ta'riflar

Gravitatsiya - bu koinotdagi barcha massalar o'rtasidagi o'zaro tortishish, shuningdek, tortishish tortishish deb ham ataladi. Ya'ni, sayyora yoki boshqa osmon jismining yuzasida tortishish kuchi. [6]

Tarix

Qadimgi dunyo

Gravitatsiyaning tabiati va mexanizmi qadimgi olimlarning keng doirasi tomonidan o'rganilgan. Yunonistonda Aristotel jismlar Yerga qarab qulaganiga ishongan, chunki Yer koinotning markazi bo'lgan va koinotdagi barcha massani o'ziga tortgan. U, shuningdek, yiqilgan jismning tezligi uning og'irligi bilan ortishi kerak deb o'ylagan, keyinchalik bu xulosa noto'g'ri ekanligi isbotlangan. Aristotelning nuqtai nazari butun Qadimgi Yunonistonda keng qabul qilingan bo'lsa-da, Plutarx kabi boshqa mutafakkirlar ham bor edi, ular tortishish kuchi faqat Yerga xos emasligini to'g'ri bashorat qilganlar.

Qadimgi yunon faylasufi Arximed tortishish kuchini kuch sifatida tushunmasa ham, uchburchakning tortishish markazini kashf etgan. [7] U, shuningdek, agar ikkita teng og'irlikning og'irlik markazi bir xil bo'lmasa, ikkala og'irlikning birgalikdagi og'irlik markazi ularning tortishish markazlarini birlashtiruvchi chiziqning o'rtasida bo'ladi, deb taxmin qildi. [8] Ikki asr o'tgach, Rim muhandisi va arxitektori Vitruviy o'zining " Architectura" asarida tortishish moddaning og'irligiga emas, balki uning "tabiatiga" bog'liq ekanligini ta'kidladi. [9] Milodiy 6-asrda vizantiyalik iskandariyalik olim Jon Filopon Aristotelning “harakatning davom etishi kuchning davomiy taʼsiriga bogʻliq” degan nazariyasini oʻz ichiga vaqt oʻtishi bilan kamayib boruvchi sababchi kuchni oʻzgartiruvchi impuls nazariyasini taklif qildi.

Milodiy VII asrda Hindistonda Brahmagupta tortishish jismlarni Yerga tortuvchi jozibador kuch degan fikrni ilgari surgan va uni tasvirlash uchun gurutvākarṣan atamasini ishlatgan. [10] [11] [12]

Qadimgi Yaqin Sharqda gravitatsiya shiddatli munozaralarga sabab bo'lgan. Fors ziyoli Al-Beruniy tortishish kuchi faqat Yerga xos emas deb hisoblagan va u boshqa samoviy jismlar ham tortishish kuchiga ega boʻlishi kerak, deb toʻgʻri taxmin qilgan. [13] Bundan farqli o'laroq, Al-Xaziniy Aristotel bilan bir xil pozitsiyani egallab, koinotdagi barcha moddalar Yerning markaziga tortiladi. [14]


Piza minorasi, bu erda afsonaga ko'ra Galiley jismlarning qulash tezligi bo'yicha tajriba o'tkazgan.

Ilmiy inqilob

16-asr oʻrtalarida turli yevropalik olimlar Aristotelchilarning ogʻirroq jismlarning tezroq tushishi haqidagi fikrini eksperimental ravishda rad etdilar. Xususan, ispaniyalik Dominik ruhoniysi Domingo de Soto 1551 yilda erkin yiqilish paytida jismlar bir xilda tezlashadi, deb yozgan. De Sotoga Italiyadagi boshqa Dominikan ruhoniylari, jumladan Benedetto Varchi, Franchesko Beato, Luka Ghini va Jovan Bellaso tomonidan o'tkazilgan tajribalar ta'sir ko'rsatgan bo'lishi mumkin, bu Aristotelning tanalarning qulashi haqidagi ta'limotiga ziddir. XVI asr o'rtalarida italyan fizigi Giambattista Benedetti o'ziga xos tortishish kuchi tufayli bir xil materialdan yasalgan, ammo turli xil massalarga ega bo'lgan jismlar bir xil tezlikda tushishini da'vo qilgan maqolalarini nashr etdi. 1586 yilda Delft minorasida o'tkazilgan tajribada flamand fizigi Saymon Stevin turli o'lchamdagi va og'irlikdagi ikkita to'p o'qlari minoradan tushganda bir xil tezlikda tushishini kuzatdi. Nihoyat, 16-asrning oxirida Galileo Galileyning qiyaliklardan pastga aylanayotgan sharlarni sinchiklab oʻlchashi unga tortishish tezlashuvi barcha jismlar uchun bir xil ekanligini qatʼiy aniqlashga imkon berdi. Galiley havo qarshiligi past zichlikli va yuqori sirt maydoniga ega bo'lgan jismlarning atmosferada sekinroq tushishining sababi deb taxmin qildi.

1604 yilda Galiley yiqilayotgan jismning masofasi o'tgan vaqtning kvadratiga proporsional ekanligini to'g'ri taxmin qildi. [15] Buni keyinchalik 1640-1650 yillarda italyan olimlari Iesuits Grimaldi va Rikchioli tasdiqladi. Shuningdek, ular mayatnikning tebranishlarini o'lchash yo'li bilan Yerning tortishish kuchining kattaligini hisoblab chiqdilar. [16]

Nyutonning tortishish nazariyasi

Ingliz fizigi va matematigi, ser Isaak Nyuton (1642-1727)

1684 yilda Nyuton Edmond Halleyga "De motu corporum in gyrum " ("Orbitadagi jismlarning harakati to'g'risida") nomli qo'lyozmani yubordi, u Keplerning sayyoralar harakati qonunlarini fizik asoslab berdi. [17] Xelli qo'lyozmadan hayratda qoldi va Nyutonni uni kengaytirishga undadi va bir necha yil o'tgach, Nyuton Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ( Tabiiy falsafaning matematik asoslari ) deb nomlangan yangi kitobni nashr etdi. Ushbu kitobda Nyuton tortishish kuchini universal kuch deb ta'riflab berdi va "sayyoralarni o'z orblarida ushlab turadigan kuchlar o'zaro ularning aylanayotgan markazlaridan masofalarining kvadratlari bo'lishi kerak" deb da'vo qildi. Keyinchalik bu bayonot quyidagi teskari kvadrat qonuniga qisqartirildi:

F = G \frac{m_1 m_2}{r^2},

Bu yerda F - kuch, m1 va m2 - o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning massalari, r - massalar markazlari orasidagi masofa va G - tortishish doimiysi 6.674× 10 -11 m 3 ⋅kg -1 ⋅s -2

Nyutonning Prinsipiyasi ilmiy jamoatchilik tomonidan yaxshi qabul qilindi va uning tortishish qonuni tezda butun Evropa dunyosiga tarqaldi. [18] Bir asrdan ko'proq vaqt o'tgach, 1821 yilda, uning tortishish nazariyasi Neptunning mavjudligini bashorat qilish uchun ishlatilganda yanada katta ahamiyat kasb etdi. O'sha yili frantsuz astronomi Aleksis Buvar ushbu nazariyadan Uran orbitasini modellashtiruvchi jadval yaratish uchun foydalangan, bu sayyoraning haqiqiy traektoriyasidan sezilarli darajada farq qilishi ko'rsatilgan. Ushbu nomuvofiqlikni tushuntirish uchun ko'plab astronomlar Uran orbitasidan tashqarida uning orbitasini buzayotgan katta ob'ekt bo'lishi mumkinligini taxmin qilishdi. 1846 yilda astronomlar Jon Couch Adams va Urbain Le Verrier Neptunning tungi osmonda joylashishini bashorat qilish uchun mustaqil ravishda Nyuton qonunidan foydalanganlar va sayyora bir kun ichida u erda kashf etilgan. [19]


Umumiy nisbiylik

Oxir-oqibat, astronomlar Merkuriy sayyorasi orbitasida Nyuton nazariyasi bilan izohlab bo'lmaydigan ekssentriklikni payqashdi: orbita perigeliyasi har asrda taxminan 42,98 yoy sekundiga oshib bordi. Bu nomuvofiqlikning eng aniq izohi hali ochilmagan samoviy jism edi (masalan, Quyosh atrofida Merkuriydan ham yaqinroq aylanadigan sayyora), ammo bunday jismni topishga qaratilgan barcha harakatlar samarasiz bo'lib chiqdi. Nihoyat, 1915 yilda Albert Eynshteyn umumiy nisbiylik nazariyasini ishlab chiqdi, u Merkuriy orbitasini aniq modellashtirishga qodir. [20]

Umumiy nisbiylik nazariyasida tortishish ta'siri kuch o'rniga fazo-vaqt egriligiga bog'liq. Eynshteyn bu g'oyani ekvivalentlik printsipi shaklida o'ynay boshladi, bu kashfiyot keyinchalik u "hayotimdagi eng baxtli fikr" deb ta'rifladi. [21] Bu nazariyada erkin tushish inersiya harakatiga ekvivalent deb qaraladi, ya’ni erkin tushayotgan inersiya jismlari yerdagi noinersial kuzatuvchilarga nisbatan tezlashadi. [22] [23] Nyuton fizikasidan farqli o'laroq, Eynshteyn bu tezlanish ob'ektga hech qanday kuch qo'llamasdan sodir bo'lishi mumkinligiga ishondi.


Eynshteyn fazoviy vaqt materiya tomonidan egri ekanligini va erkin tushadigan jismlar egri fazoda mahalliy tekis yo'llar bo'ylab harakatlanishini taklif qildi. Ushbu to'g'ri yo'llar geodeziya deb ataladi. Nyutonning birinchi harakat qonunida bo'lgani kabi, Eynshteyn ob'ektga qo'llaniladigan kuch uni geodeziyadan chetga chiqishiga olib keladi, deb hisoblagan. Masalan, Yer yuzasida turgan odamlarning geodezik yo'ldan yurishiga to'sqinlik qiladi, chunki Yerning mexanik qarshiligi ularga yuqoriga qarab kuch ta'sir qiladi. Bu fazoda geodeziya bo'ylab harakatlanish nima uchun inertial deb hisoblanishini tushuntiradi.

Eynshteynning tortishish ta'rifi ko'pchilik fiziklar tomonidan tezda qabul qilindi, chunki u ilgari hayratlanarli bo'lgan eksperimental natijalarning keng doirasini tushuntira oldi. [24] Keyingi yillarda keng ko'lamli tajribalar umumiy nisbiylik g'oyasini qo'shimcha qo'llab-quvvatladi. [25] [26] [27] [28] Bugungi kunda Eynshteynning nisbiylik nazariyasi mutlaq aniqlik zarur bo'lgan barcha tortishish hisoblari uchun qo'llaniladi, garchi Nyutonning teskari kvadrat qonuni foydali va juda aniq taxminiy bo'lib qolmoqda. [29]

  1. ↑ „dict.cc dictionary :: gravitas :: English-Latin translation“. 2021-yil 13-avgustda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2018-yil 11-sentyabr.
  2. ↑ Krebs, Robert E.. Scientific Development and Misconceptions Through the Ages: A Reference Guide, illustrated, Greenwood Publishing Group, 1999 — 133 bet. ISBN 978-0-313-30226-8. 
  3. ↑ „HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull“. hubblesite.org. 2018-yil 26-dekabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2016-yil 7-oktyabr.
  4. ↑ Staff. „Birth of the Universe“. University of Oregon. 2018-yil 28-noyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2016-yil 24-sentyabr. – discusses "Planck time" and "Planck era" at the very beginning of the Universe
  5. ↑ Overbye, Dennis. „Black Holes May Hide a Mind-Bending Secret About Our Universe - Take gravity, add quantum mechanics, stir. What do you get? Just maybe, a holographic cosmos.“. The New York Times (2022-yil 10-oktyabr). Qaraldi: 2022-yil 10-oktyabr.
  6. ↑ McGraw-Hill Dict (1989)
  7. ↑ Reviel Neitz. The Archimedes Codex: Revealing The Secrets of the World's Greatest Palimpsest. Hachette UK, 13 October 2011 — 125 bet. ISBN 978-1-78022-198-4. 2019-yil 10-aprelda qaraldi. 
  8. ↑ CJ Tuplin, Lewis Wolpert. Science and Mathematics in Ancient Greek Culture. Hachette UK, 2002 — xi bet. ISBN 978-0-19-815248-4. 2019-yil 10-aprelda qaraldi. 
  9. ↑ Vitruvius, Marcus Pollio „7“,. De Architectura libri decem, Herbert Langford Warren, Nelson Robinson (illus), Morris Hicky Morgan Alfred A. Howard: , Harvard University, Cambridge: Harvard University Press, 1914 — 215 bet. 
  10. ↑ Pickover, Clifford. Archimedes to Hawking: Laws of Science and the Great Minds Behind Them (en). Oxford University Press, 2008-04-16. ISBN 9780199792689. 2017-yil 29-avgustda qaraldi. 
  11. ↑ Bose, Mainak Kumar. Late classical India (en). A. Mukherjee & Co., 1988. 2021-yil 28-iyulda qaraldi. 
  12. ↑ Sen, Amartya. The Argumentative Indian. Allen Lane, 2005 — 29 bet. ISBN 978-0-7139-9687-6. 
  13. ↑ Starr, S. Frederick. Lost Enlightenment: Central Asia's Golden Age from the Arab Conquest to Tamerlane. Princeton University Press, 2015 — 260 bet. ISBN 9780691165851. 
  14. ↑ Rozhanskaya, Mariam; Levinova, I. S. (1996). "Statics". in Rushdī, Rāshid. Encyclopedia of the History of Arabic Science. 2. Psychology Press. 614–642 b. ISBN 9780415124119. 
  15. ↑ Gillispie, Charles Coulston. The Edge of Objectivity: An Essay in the History of Scientific Ideas. Princeton University Press, 1960 — 3–6 bet. ISBN 0-691-02350-6. 
  16. ↑ J.L. Heilbron, Electricity in the 17th and 18th Centuries: A Study of Early Modern Physics (Berkeley: University of California Press, 1979), 180.
  17. ↑ Sagan, Carl. Comet. New York: Random House, 1997 — 52–58 bet. ISBN 978-0-3078-0105-0. 2021-yil 5-avgustda qaraldi. 
  18. ↑ „The Reception of Newton's Principia“. 2022-yil 9-oktyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2022-yil 6-may.
  19. ↑ „This Month in Physics History“ (en). www.aps.org. Qaraldi: 2022-yil 6-may.
  20. ↑ Nobil, Anna M. (March 1986). "The real value of Mercury's perihelion advance". Nature 320 (6057): 39–41. doi:10.1038/320039a0. 
  21. ↑ Webb. „Without Einstein it would have taken decades longer to understand gravity“ (2015-yil 23-noyabr). Qaraldi: 2022-yil 21-may.
  22. ↑ „Gravity and Warped Spacetime“. black-holes.org. 2011-yil 21-iyunda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2010-yil 16-oktyabr.
  23. ↑ Dmitri Pogosyan. „Lecture 20: Black Holes – The Einstein Equivalence Principle“. University of Alberta. 2013-yil 8-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2011-yil 14-oktyabr.
  24. ↑ Brush, S. G. (1999-01-01). "Why was Relativity Accepted?". Physics in Perspective 1 (2): 184–214. doi:10.1007/s000160050015. ISSN 1422-6944. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1999PhP.....1..184B. 
  25. ↑ Lindley, David (2005-07-12). "The Weight of Light" (en). Physics 16. https://physics.aps.org/story/v16/st1. 
  26. ↑ „Hafele-Keating Experiment“. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Qaraldi: 2022-yil 22-may.
  27. ↑ „How the 1919 Solar Eclipse Made Einstein the World's Most Famous Scientist“ (en). Discover Magazine. Qaraldi: 2022-yil 22-may.
  28. ↑ „At Long Last, Gravity Probe B Satellite Proves Einstein Right“ (en). www.science.org. Qaraldi: 2022-yil 22-may.
  29. ↑ „Einstein showed Newton was wrong about gravity. Now scientists are coming for Einstein.“ (en). NBC News. Qaraldi: 2022-yil 22-may. 
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Jismning_og‘irlik_kuchi&oldid=3808889" dan olindi