Gravitatsiooni tüübid. Gravitatsioonijõud: nende arvutamise valemi kontseptsioon ja omadused

« Füüsika – 10. klass"

Miks Kuu Maa ümber liigub?
Mis juhtub, kui kuu peatub?
Miks planeedid tiirlevad ümber Päikese?

1. peatükis käsitleti üksikasjalikult seda, et maakera annab kõigile Maa pinna lähedal asuvatele kehadele ühesuguse kiirenduse – gravitatsioonikiirenduse. Aga kui maakera annab kehale kiirenduse, siis Newtoni teise seaduse kohaselt mõjub see kehale teatud jõuga. Jõudu, millega Maa kehale mõjub, nimetatakse gravitatsiooni. Esiteks leiame selle jõu ja seejärel kaalume universaalset gravitatsioonijõudu.

Kiirendus absoluutväärtuses määratakse Newtoni teise seaduse alusel:

Üldiselt oleneb see kehale mõjuvast jõust ja selle massist. Kuna raskuskiirendus ei sõltu massist, on selge, et gravitatsioonijõud peab olema massiga võrdeline:

Füüsikaline suurus on raskuskiirendus, see on kõigi kehade jaoks konstantne.

Valemi F = mg alusel saate määrata lihtsa ja praktiliselt mugava meetodi kehade massi mõõtmiseks, võrreldes antud keha massi standardse massiühikuga. Kahe keha masside suhe on võrdne kehadele mõjuvate gravitatsioonijõudude suhtega:

See tähendab, et kehade massid on ühesugused, kui neile mõjuvad gravitatsioonijõud on samad.

See on aluseks masside määramisel vedru- või kangkaaludel kaalumise teel. Tagades, et kehale mõjuv survejõud, mis on võrdne kehale rakendatava raskusjõuga, on tasakaalustatud teisele kaalualusele mõjuva raskusjõuga, mis on võrdne kaalukausile rakendatava raskusjõuga. raskusi, määrame seeläbi keha massi.

Maa lähedal antud kehale mõjuvat gravitatsioonijõudu saab konstantseks pidada vaid teatud laiuskraadil Maa pinna lähedal. Kui keha tõsta või teisaldada erineva laiuskraadiga kohta, siis gravitatsioonikiirendus ja seega ka gravitatsioonijõud muutub.

Universaalse gravitatsiooni jõud.

Newton tõestas esimesena rangelt, et Maale kukkunud kivi põhjus, Kuu liikumine ümber Maa ja planeedid ümber Päikese on samad. See universaalne raskusjõud, mis toimib universumi mis tahes kehade vahel.

Newton jõudis järeldusele, et kui poleks õhutakistust, siis võib kõrgelt mäelt (joon. 3.1) teatud kiirusega visatud kivi trajektoor kujuneda selliseks, et see ei jõuaks üldse kunagi Maa pinnale. kuid liiguks selle ümber nii, nagu planeedid kirjeldavad oma orbiite taevaruumis.

Newton leidis selle põhjuse ja suutis seda täpselt väljendada ühe valemi - universaalse gravitatsiooni seaduse - kujul.

Kuna universaalne gravitatsioonijõud annab kõigile kehadele sama kiirenduse, olenemata nende massist, peab see olema võrdeline selle keha massiga, millele see mõjub:

"Gravitatsioon eksisteerib üldiselt kõigi kehade jaoks ja on võrdeline igaühe massiga... kõik planeedid graviteerivad üksteise poole..." I. Newton

Aga kuna näiteks Maa mõjub Kuule jõuga, mis on võrdeline Kuu massiga, siis Kuu peab Newtoni kolmanda seaduse järgi mõjuma Maale sama jõuga. Pealegi peab see jõud olema proportsionaalne Maa massiga. Kui gravitatsioonijõud on tõesti universaalne, siis antud keha küljelt peab jõud mõjuma igale teisele kehale, mis on võrdeline selle teise keha massiga. Järelikult peab universaalne gravitatsioonijõud olema võrdeline vastastikku mõjutavate kehade masside korrutisega. Sellest järeldub universaalse gravitatsiooni seaduse sõnastus.

Universaalse gravitatsiooni seadus:

Kahe keha vastastikuse tõmbejõud on võrdeline nende kehade masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga:

Proportsionaalsustegurit G nimetatakse gravitatsioonikonstant.

Gravitatsioonikonstant on arvuliselt võrdne tõmbejõuga kahe materiaalse punkti vahel, mis kaaluvad 1 kg, kui nendevaheline kaugus on 1 m Tõepoolest, masside m 1 = m 2 = 1 kg ja vahemaa r = 1 m korral saada G = F (arvuliselt).

Tuleb meeles pidada, et materiaalsete punktide puhul kehtib universaalse gravitatsiooni seadus (3.4) universaalse seadusena. Sel juhul on gravitatsioonilised vastasmõju jõud suunatud piki neid punkte ühendavat joont (joon. 3.2, a).

Võib näidata, et pallikujulised homogeensed kehad (isegi kui neid ei saa pidada materiaalseteks punktideks, joon. 3.2, b) interakteeruvad ka valemiga (3.4) määratud jõuga. Sel juhul on r kuulide keskpunktide vaheline kaugus. Vastastikuse tõmbejõud asuvad sirgel, mis läbib kuulide keskpunkte. Selliseid jõude nimetatakse keskne. Kehad, mida me tavaliselt peame Maale kukkumiseks, on Maa raadiusest palju väiksemad (R ≈ 6400 km).

Selliseid kehasid saab olenemata nende kujust pidada materiaalseteks punktideks ja määrata nende Maa külgetõmbejõu seaduse (3.4) abil, pidades silmas, et r on kaugus antud kehast Maa keskpunktini.

Maale visatud kivi kaldub gravitatsiooni mõjul sirgelt teelt kõrvale ja, kirjeldades kõverat trajektoori, langeb lõpuks Maale. Kui visata seda suurema kiirusega, kukub see veelgi." I. Newton

Gravitatsioonikonstandi määramine.

Nüüd uurime, kuidas leida gravitatsioonikonstanti. Kõigepealt pange tähele, et G-l on konkreetne nimi. See on tingitud asjaolust, et kõigi universaalse gravitatsiooni seaduses sisalduvate suuruste ühikud (ja vastavalt ka nimed) on juba varem kindlaks määratud. Gravitatsiooniseadus annab teadaolevate suuruste vahel uue seose teatud nimetustega ühikutega. Seetõttu osutub koefitsient nimeliseks suuruseks. Universaalse gravitatsiooniseaduse valemit kasutades on lihtne leida gravitatsioonikonstandi ühiku nimetus SI-s: N m 2 / kg 2 = m 3 / (kg s 2).

G kvantifitseerimiseks on vaja iseseisvalt määrata kõik universaalse gravitatsiooni seaduses sisalduvad suurused: nii massid, jõud kui ka kehadevaheline kaugus.

Raskus seisneb selles, et väikese massiga kehade vahelised gravitatsioonijõud on äärmiselt väikesed. Just sel põhjusel ei märka me oma keha külgetõmmet ümbritsevate objektide poole ja objektide vastastikust tõmbumist üksteise poole, kuigi gravitatsioonijõud on looduses kõige universaalsemad. Kaks teineteisest 1 m kaugusel asuvat 60 kg kaaluvat inimest tõmbavad ligi vaid umbes 10–9 N suuruse jõuga. Seetõttu on gravitatsioonikonstandi mõõtmiseks vaja teha üsna peeneid katseid.

Gravitatsioonikonstandi mõõtis esmakordselt inglise füüsik G. Cavendish 1798. aastal, kasutades instrumenti, mida nimetatakse torsioonbilansiks. Torsioonbilansi skeem on näidatud joonisel 3.3. Kerge jalas, mille otstes on kaks identset raskust, riputatakse õhukese elastse niidi külge. Läheduses on fikseeritud kaks rasket palli. Raskuste ja statsionaarsete kuulide vahel toimivad gravitatsioonijõud. Nende jõudude mõjul pöörab nookur niiti, kuni tekkiv elastsusjõud muutub võrdseks gravitatsioonijõuga. Pöördenurga järgi saate määrata tõmbejõu. Selleks peate teadma ainult niidi elastseid omadusi. Kehade massid on teada ja vastastikmõjus olevate kehade keskpunktide vahelist kaugust saab vahetult mõõta.

Nendest katsetest saadi gravitatsioonikonstandi jaoks järgmine väärtus:

G = 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2.

Ainult siis, kui tohutu massiga kehad interakteeruvad (või vähemalt ühe keha mass on väga suur), saavutab gravitatsioonijõud suure väärtuse. Näiteks Maa ja Kuu tõmbuvad teineteise poole jõuga F ≈ 2 10 20 N.

Kehade vabalangemise kiirenduse sõltuvus geograafilisest laiuskraadist.

Üks põhjusi, miks keha paiknemise punkt liigub ekvaatorilt poolustele gravitatsioonikiirenduse suurenemisele, on maakera pooluste vaheline lame ja kaugus Maa keskpunktist selle pinnani poolused on vähem kui ekvaatoril. Teine põhjus on Maa pöörlemine.

Inertsiaal- ja gravitatsioonimasside võrdsus.

Gravitatsioonijõudude kõige silmatorkavam omadus on see, et need annavad kõigile kehadele ühesuguse kiirenduse, olenemata nende massist. Mida ütleksite jalgpalluri kohta, kelle lööki kiirendaksid võrdselt nii tavaline nahkpall kui ka kahekilone raskus? Kõik ütlevad, et see on võimatu. Kuid Maa on just selline "erakordne jalgpallur" selle ainsa erinevusega, et selle mõju kehadele ei ole lühiajaline löök, vaid kestab pidevalt miljardeid aastaid.

Newtoni teoorias on gravitatsioonivälja allikaks mass. Oleme Maa gravitatsiooniväljas. Samas oleme ka gravitatsioonivälja allikad, kuid tänu sellele, et meie mass on oluliselt väiksem kui Maa mass, on meie väli palju nõrgem ja ümbritsevad objektid sellele ei reageeri.

Gravitatsioonijõudude erakordne omadus, nagu me juba ütlesime, on seletatav asjaoluga, et need jõud on võrdelised mõlema vastastikku mõjuva keha massiga. Newtoni teise seadusega hõlmatud keha mass määrab keha inertsiaalsed omadused, st selle võime saavutada teatud kiirenduse antud jõu mõjul. See inertne mass m ja.

Näib, mis seos võib sellel olla kehade võimega üksteist meelitada? Mass, mis määrab kehade võime üksteist meelitada, on gravitatsioonimass m r.

Newtoni mehaanikast ei järeldu sugugi, et inertsiaal- ja gravitatsioonimassid on samad, s.t et

m ja = m r . (3.5)

Võrdsus (3.5) on katse otsene tagajärg. See tähendab, et me saame lihtsalt rääkida keha massist kui selle inertsiaalsete ja gravitatsiooniliste omaduste kvantitatiivsest mõõdust.

Looduses on teada ainult neli peamist põhijõudu (neid nimetatakse ka peamised interaktsioonid) - gravitatsiooniline vastastikmõju, elektromagnetiline vastastikmõju, tugev vastastikmõju ja nõrk vastastikmõju.

Gravitatsiooniline interaktsioon on kõigist nõrgim.Gravitatsioonijõudühendavad maakera osad omavahel ja see sama interaktsioon määrab universumi suuremahulised sündmused.

Elektromagnetiline interaktsioon hoiab elektrone aatomites ja seob aatomeid molekulideks. Nende jõudude eriline ilming onCoulombi jõud, mis toimib statsionaarsete elektrilaengute vahel.

Tugev interaktsioon seob tuumades nukleone. See interaktsioon on kõige tugevam, kuid see toimib ainult väga lühikeste vahemaade tagant.

Nõrk interaktsioon toimib elementaarosakeste vahel ja on väga väikese ulatusega. See tekib beeta-lagunemise ajal.

4.1.Newtoni universaalse gravitatsiooni seadus

Kahe materiaalse punkti vahel on vastastikuse tõmbejõud, mis on otseselt võrdeline nende punktide masside korrutisega ( m Ja M ) ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ( r 2 ) ja suunatud piki vastastikmõjus olevaid kehasid läbivat sirgjoontF= (GmM/r 2) r o ,(1)

Siin r o - jõu suunas tõmmatud ühikvektor F(joonis 1a).

Seda jõudu nimetatakse gravitatsioonijõud(või universaalne raskusjõud). Gravitatsioonijõud on alati ligitõmbavad jõud. Kahe keha vastastikmõju jõud ei sõltu keskkonnast, milles kehad asuvad.

g 1 g 2

Joon.1a Joon.1b Joon.1c

Nimetatakse konstanti G gravitatsioonikonstant. Selle väärtus määrati eksperimentaalselt: G = 6,6720. 10 -11 N. m 2 / kg 2 - s.o. kaks 1 kg kaaluvat punktkeha, mis asuvad üksteisest 1 m kaugusel, tõmbuvad kokku jõuga 6,6720. 10 -11 N. G väga väike väärtus lihtsalt lubab rääkida gravitatsioonijõudude nõrkusest – nendega tuleks arvestada ainult suurte masside puhul.

Nimetatakse võrrandis (1) sisalduvaid masse gravitatsioonilised massid. See rõhutab, et põhimõtteliselt on Newtoni teise seadusega hõlmatud massid ( F= m sisse a) ja universaalse gravitatsiooni seadus ( F=(Gm gr M gr /r 2) r o), on erineva iseloomuga. Siiski on kindlaks tehtud, et suhe m gr / m in kõigi kehade puhul on sama suhtelise veaga kuni 10 -10.

4.2.Materiaalse punkti gravitatsiooniväli (gravitatsiooniväli).

Arvatakse, et gravitatsiooniline interaktsioon viiakse läbi kasutades gravitatsiooniväli (gravitatsiooniväli), mille tekitavad kehad ise. Tutvustatakse kahte selle välja omadust: vektor - ja skalaar - gravitatsioonivälja potentsiaal.

4.2.1.Gravitatsioonivälja tugevus

Olgu meil materiaalne punkt massiga M. Arvatakse, et selle massi ümber tekib gravitatsiooniväli. Sellisele väljale iseloomulik tugevus on gravitatsioonivälja tugevusg, mis on määratud universaalse gravitatsiooni seadusest g= (GM/r 2) r o ,(2)

Kus r o - ühikvektor, mis on tõmmatud materiaalsest punktist gravitatsioonijõu suunas. Gravitatsioonivälja tugevus gon vektorsuurus ja on punktmassi abil saadud kiirendus m, toodud punktmassi tekitatud gravitatsioonivälja M. Tõepoolest, kui võrrelda (1) ja (2), saame gravitatsiooni- ja inertsiaalmasside võrdsuse korral F=m g.

Rõhutagem seda gravitatsioonivälja viidud keha poolt vastuvõetud kiirenduse suurus ja suund ei sõltu sisestatud keha massi suurusest. Kuna dünaamika põhiülesanne on määrata kehale välisjõudude mõjul vastuvõetava kiirenduse suurus, siis järelikult gravitatsioonivälja tugevus määrab täielikult ja ühemõtteliselt gravitatsioonivälja jõukarakteristikud. g(r) sõltuvus on näidatud joonisel 2a.

Joon.2a Joon.2b Joon.2c

Välja kutsutakse keskne, kui kõigis välja punktides on intensiivsusvektorid suunatud piki sirgeid, mis lõikuvad ühes punktis ja on paigal mis tahes inertsiaalse tugisüsteemi suhtes. Eriti, keskne on materiaalse punkti gravitatsiooniväli: kõigis välja punktides vektorid gJa F=m g, gravitatsioonivälja viidud kehale mõjuvad on suunatud massist radiaalselt M , luues välja, punktmassiks m (joonis 1b).

Universaalse gravitatsiooni seadus kujul (1) kehtestatakse kehadele, mida võetakse materiaalsete punktidena, s.o. sellistele kehadele, mille mõõtmed on nendevahelise kaugusega võrreldes väikesed. Kui ei saa tähelepanuta jätta kehade suurusi, siis tuleks kehad jagada punktelementideks, arvutada valemi (1) abil kõigi paarikaupa võetud elementide vahelised tõmbejõud ja seejärel geomeetriliselt liita. Materiaalsetest punktidest massiga M 1, M 2, ..., M n koosneva süsteemi gravitatsioonivälja tugevus on võrdne nende masside väljatugevuste summaga eraldi ( gravitatsiooniväljade superpositsiooni põhimõte ): g=g i, Kus g i= (GM i /r i 2) r o i - ühe massi väljatugevus M i.

Gravitatsioonivälja graafiline kujutamine pingevektorite abil g välja erinevates punktides on väga ebamugav: paljudest materiaalsetest punktidest koosnevate süsteemide puhul kattuvad intensiivsuse vektorid ja saadakse väga segane pilt. Sellepärast gravitatsioonivälja kasutamise graafiliseks kujutamiseks jõujooned (pingejooned), mis viiakse läbi nii, et pingevektor on suunatud elektriliinile tangentsiaalselt. Pingutusjooni peetakse suunatud samamoodi nagu vektorit g(joonis 1c), need. jõujooned lõpevad materiaalses punktis. Kuna igas ruumipunktis on pingevektoril ainult üks suund, See pingejooned ei ristu kunagi. Materiaalse punkti puhul on jõujooned punkti sisenevad radiaalsed sirged (joonis 1b).

Selleks et kasutada intensiivsusjooni mitte ainult suuna, vaid ka väljatugevuse väärtuse iseloomustamiseks, tõmmatakse need jooned teatud tihedusega: intensiivsusjoonte arv, mis läbistavad intensiivsusjoontega risti olevat pindalaühikut, peab olema võrdne vektori absoluutväärtus g.

Mis seadusega sa mind üles pood?
- Ja me riputame kõik ühe seaduse järgi - universaalse gravitatsiooni seaduse järgi.

Gravitatsiooni seadus

Gravitatsiooni nähtus on universaalse gravitatsiooni seadus. Kaks keha mõjutavad teineteist jõuga, mis on pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja võrdeline nende masside korrutisega.

Matemaatiliselt saame seda suurt seadust väljendada valemiga

Gravitatsioon toimib universumis suurte vahemaade tagant. Kuid Newton väitis, et kõik objektid on vastastikku tõmbunud. Kas on tõsi, et kaks objekti tõmbavad teineteist ligi? Kujutage vaid ette, on teada, et Maa meelitab teid toolil istudes. Kuid kas olete kunagi mõelnud, et arvuti ja hiir tõmbavad teineteist ligi? Või laual lebav pliiats ja pastakas? Sel juhul asendame pliiatsi massi ja pliiatsi massi valemiga, jagame nendevahelise kauguse ruuduga, võttes arvesse gravitatsioonikonstanti, ja saame nende vastastikuse tõmbejõu. Kuid see on nii väike (pliiatsi ja pliiatsi väikese massi tõttu), et me ei tunne selle kohalolekut. Maa ja tooli või Päikese ja Maa puhul on asi hoopis teine. Massid on märkimisväärsed, mis tähendab, et saame juba hinnata jõu mõju.

Meenutagem vabalangemise kiirendust. See on külgetõmbeseaduse mõju. Jõu mõjul muudab keha kiirust, mida aeglasemalt, seda suurem on tema mass. Selle tulemusena langevad kõik kehad Maale ühesuguse kiirendusega.

Mis põhjustab selle nähtamatu ainulaadse jõu? Tänapäeval on gravitatsioonivälja olemasolu teada ja tõestatud. Gravitatsioonivälja olemuse kohta saad lähemalt tutvuda teema lisamaterjalist.

Mõelge sellele, mis on gravitatsioon? Kust see pärit on? Mis see on? Kindlasti ei saa olla nii, et planeet vaatab Päikest, näeb, kui kaugel see on, ja arvutab selle seaduse järgi kauguse pöördruudu?

Gravitatsiooni suund

Keha on kaks, oletame, et keha A ja B. Keha A tõmbab keha B. Jõud, millega keha A mõjub, algab kehale B ja on suunatud kehale A. See tähendab, et see “võtab” keha B ja tõmbab seda enda poole. . Keha B "teeb" kehaga A sama.

Iga keha tõmbab ligi Maa. Maa “võtab” keha ja tõmbab selle oma keskme poole. Seetõttu on see jõud alati suunatud vertikaalselt allapoole ja seda rakendatakse keha raskuskeskmest, seda nimetatakse raskusjõuks.

Peaasi, mida meeles pidada

Mõned geoloogilise uurimise meetodid, loodete ennustamine ja viimasel ajal tehissatelliitide ja planeetidevaheliste jaamade liikumise arvutamine. Planeedi positsioonide eelarvestus.

Kas me saame sellise katse ise läbi viia ja mitte arvata, kas planeedid ja objektid tõmbavad ligi?

Selline vahetu kogemus tehtud Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) – inglise füüsik ja keemik) kasutades joonisel näidatud seadet. Mõte oli riputada kahe kuuliga varras väga õhukesele kvartsniidile ja siis külje pealt kaks suurt pliist kuuli nende poole tuua. Kuulide külgetõmbejõud keerab niiti kergelt - kergelt, sest tavaliste objektide vahelised tõmbejõud on väga nõrgad. Sellise seadme abil suutis Cavendish vahetult mõõta mõlema massi jõudu, kaugust ja suurust ning seeläbi määrata gravitatsioonikonstant G.

Kosmose gravitatsioonivälja iseloomustava gravitatsioonikonstandi G ainulaadne avastus võimaldas määrata Maa, Päikese ja teiste taevakehade massi. Seetõttu nimetas Cavendish oma kogemust "Maa kaalumiseks".

Huvitaval kombel on erinevatel füüsikaseadustel mõned ühised jooned. Pöördume elektriseaduste (Coulombi jõud) juurde. Elektrijõud on samuti pöördvõrdelised kauguse ruuduga, kuid laengute vahel ja tahes-tahtmata tekib mõte, et selles mustris on peidus sügav tähendus. Seni pole keegi suutnud ette kujutada gravitatsiooni ja elektrit kui sama olemuse kahte erinevat ilmingut.

Siinne jõud varieerub ka pöördvõrdeliselt kauguse ruuduga, kuid elektri- ja gravitatsioonijõudude suuruse erinevus on silmatorkav. Püüdes kindlaks teha gravitatsiooni ja elektri üldist olemust, avastame, et elektrilised jõud on gravitatsioonijõududest niivõrd võimsamad, et on raske uskuda, et mõlemal on sama allikas. Kuidas saab öelda, et üks on teisest võimsam? Kõik oleneb ju sellest, milline on mass ja milline on laeng. Arutades, kui tugevalt mõjub gravitatsioon, pole sul õigust öelda: “Võtame sellise ja sellise suurusega massi,” sest valite selle ise. Aga kui me võtame selle, mida loodus ise meile pakub (tema enda arvud ja mõõdud, millel pole midagi pistmist meie tollide, aastate, meie mõõtudega), siis saame võrrelda. Võtame laetud elementaarosakese, näiteks elektroni. Kaks elementaarosakest, kaks elektroni, tõrjuvad elektrilaengu mõjul teineteist jõuga, mis on pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja gravitatsiooni mõjul tõmbuvad nad taas üksteise külge jõuga, mis on pöördvõrdeline ruudu ruuduga. kaugus.

Küsimus: milline on gravitatsioonijõu ja elektrijõu suhe? Gravitatsioon on elektrilise tõukejõu suhtes samaväärne arvuga 42 nulliga. See põhjustab sügavaimat hämmeldust. Kust võis nii suur arv tulla?

Inimesed otsivad seda tohutut koefitsienti teistest loodusnähtustest. Nad proovivad igasuguseid suuri numbreid ja kui on vaja suurt numbrit, siis miks mitte võtta näiteks Universumi läbimõõdu ja prootoni läbimõõdu suhe – üllataval kombel on see ka 42 nulliga arv. Ja nii nad ütlevad: võib-olla on see koefitsient võrdne prootoni läbimõõdu ja universumi läbimõõdu suhtega? See on huvitav idee, kuid universumi järk-järgult paisudes peab muutuma ka gravitatsioonikonstant. Kuigi seda hüpoteesi pole veel ümber lükatud, pole meil selle kasuks mingeid tõendeid. Vastupidi, mõned tõendid viitavad sellele, et gravitatsioonikonstant ei muutunud sel viisil. See tohutu arv jääb tänapäevani saladuseks.

Einstein pidi muutma gravitatsiooniseadusi vastavalt relatiivsusteooria põhimõtetele. Esimene neist põhimõtetest väidab, et kaugust x ei saa ületada hetkega, samas kui Newtoni teooria kohaselt toimivad jõud koheselt. Einstein pidi muutma Newtoni seadusi. Need muudatused ja täpsustused on väga väikesed. Üks neist on järgmine: kuna valgusel on energiat, siis energia võrdub massiga ja kõik massid tõmbuvad ligi, tõmbub ka valgus ning seetõttu tuleb Päikesest möödudes kõrvale kalduda. Nii see tegelikult juhtub. Ka gravitatsioonijõud on Einsteini teoorias veidi muudetud. Kuid see väga väike muudatus gravitatsiooniseaduses on piisav, et selgitada mõningaid ilmseid ebakorrapärasusi Merkuuri liikumises.

Füüsikalised nähtused mikromaailmas alluvad teistsugustele seaduspärasustele kui nähtused maailmas suures mastaabis. Tekib küsimus: kuidas avaldub gravitatsioon väikeste mastaapide maailmas? Sellele vastab gravitatsiooni kvantteooria. Kuid gravitatsiooni kvantteooriat veel pole. Inimesed ei ole veel väga edukalt loonud gravitatsiooniteooriat, mis oleks täielikult kooskõlas kvantmehaaniliste põhimõtete ja määramatuse printsiibiga.

Hoolimata asjaolust, et gravitatsioon on universumi kõige nõrgem vastastikmõju objektide vahel, on selle tähtsus füüsikas ja astronoomias tohutu, kuna see võib mõjutada füüsilisi objekte ruumis mis tahes kaugusel.

Kui olete astronoomiahuviline, olete ilmselt mõelnud, mis on selline mõiste nagu gravitatsioon või universaalse gravitatsiooni seadus. Gravitatsioon on universaalne põhiline interaktsioon kõigi universumi objektide vahel.

Gravitatsiooniseaduse avastamine on omistatud kuulsale inglise füüsikule Isaac Newtonile. Tõenäoliselt teavad paljud teist lugu kuulsale teadlasele pähe kukkunud õunast. Kui aga vaadata sügavamalt ajalukku, siis on näha, et gravitatsiooni olemasolule mõtlesid juba ammu enne tema ajastut filosoofid ja antiikateadlased, näiteks Epikuros. Kuid just Newton kirjeldas esimest korda füüsiliste kehade gravitatsioonilist vastasmõju klassikalise mehaanika raames. Tema teooria töötas välja teine ​​kuulus teadlane Albert Einstein, kes kirjeldas oma üldises relatiivsusteoorias täpsemalt gravitatsiooni mõju ruumis, aga ka selle rolli aegruumi kontiinumis.

Newtoni universaalse gravitatsiooni seadus ütleb, et gravitatsiooniline külgetõmbejõud kahe vahemaaga eraldatud massipunkti vahel on pöördvõrdeline kauguse ruuduga ja otseselt võrdeline mõlema massiga. Gravitatsioonijõud on pikamaa. See tähendab, et hoolimata sellest, kuidas massiga keha liigub, sõltub selle gravitatsioonipotentsiaal klassikalises mehaanikas puhtalt selle objekti asukohast antud ajahetkel. Mida suurem on objekti mass, seda suurem on selle gravitatsiooniväli – seda võimsam on selle gravitatsioonijõud. Kosmoseobjektidel, nagu galaktikad, tähed ja planeedid, on suurim gravitatsioonijõud ja vastavalt ka üsna tugevad gravitatsiooniväljad.

Gravitatsiooniväljad

Maa gravitatsiooniväli

Gravitatsiooniväli on kaugus, mille piires toimub gravitatsiooniline interaktsioon universumi objektide vahel. Mida suurem on objekti mass, seda tugevam on selle gravitatsiooniväli – seda märgatavam on selle mõju teistele füüsilistele kehadele teatud ruumis. Objekti gravitatsiooniväli on potentsiaalne. Eelmise väite olemus seisneb selles, et kui tutvustada kahe keha vahel potentsiaalset külgetõmbeenergiat, siis see ei muutu pärast viimast liigutamist mööda suletud ahelat. Siit tuleb veel üks kuulus suletud ahela potentsiaalse ja kineetilise energia summa jäävuse seadus.

Materiaalses maailmas on gravitatsiooniväljal suur tähtsus. Seda omavad kõik universumi materiaalsed objektid, millel on mass. Gravitatsiooniväli võib mõjutada mitte ainult ainet, vaid ka energiat. Just selliste suurte kosmiliste objektide nagu mustad augud, kvasarid ja ülimassiivsed tähed gravitatsiooniväljade mõjul tekivad päikesesüsteemid, galaktikad ja muud astronoomilised parved, mida iseloomustab loogiline struktuur.

Värsked teadusandmed näitavad, et Universumi kuulus paisumise efekt põhineb ka gravitatsioonilise vastastikmõju seadustel. Eelkõige soodustavad Universumi paisumist nii selle väikeste kui ka suurimate objektide võimsad gravitatsiooniväljad.

Gravitatsiooniline kiirgus kahendsüsteemis

Gravitatsioonikiirgus ehk gravitatsioonilaine on termin, mille võttis füüsikasse ja kosmoloogiasse esmakordselt kasutusele kuulus teadlane Albert Einstein. Gravitatsioonikiirgust tekitab gravitatsiooniteoorias materiaalsete objektide liikumine muutuva kiirendusega. Objekti kiirenduse käigus näib gravitatsioonilaine temast “eraldavat”, mis viib ümbritsevas ruumis gravitatsioonivälja võnkumiseni. Seda nimetatakse gravitatsioonilaine efektiks.

Kuigi gravitatsioonilaineid ennustab nii Einsteini üldrelatiivsusteooria kui ka teised gravitatsiooniteooriad, pole neid kunagi otseselt tuvastatud. See on peamiselt tingitud nende äärmisest väiksusest. Kuid astronoomias on kaudseid tõendeid, mis võivad seda mõju kinnitada. Seega saab kaksiktähtede lähenemise näitel jälgida gravitatsioonilaine mõju. Vaatlused kinnitavad, et kaksiktähtede lähenemise kiirus sõltub mingil määral nende kosmiliste objektide energiakadudest, mis eeldatavasti kulutatakse gravitatsioonikiirgusele. Teadlased saavad seda hüpoteesi lähitulevikus usaldusväärselt kinnitada, kasutades uue põlvkonna Advanced LIGO ja VIRGO teleskoope.

Kaasaegses füüsikas on mehaanika kaks mõistet: klassikaline ja kvant. Kvantmehaanika töötati välja suhteliselt hiljuti ja see erineb põhimõtteliselt klassikalisest mehaanikast. Kvantmehaanikas ei ole objektidel (kvantidel) kindlaid asukohti ja kiirusi, siin põhineb kõik tõenäosusel. See tähendab, et objekt võib teatud ajahetkel hõivata ruumis teatud koha. Kuhu ta järgmisena kolib, ei saa usaldusväärselt kindlaks teha, vaid suure tõenäosusega.

Gravitatsiooni huvitav mõju on see, et see võib aegruumi kontiinumi painutada. Einsteini teooria väidab, et energiahulka või mis tahes materiaalse aine ümber olevas ruumis on aegruum kõver. Sellest lähtuvalt muutub selle aine gravitatsioonivälja mõju all olevate osakeste trajektoor, mis võimaldab suure tõenäosusega ennustada nende liikumise trajektoori.

Gravitatsiooni teooriad

Tänapäeval teavad teadlased üle tosina erineva gravitatsiooniteooria. Need jagunevad klassikalisteks ja alternatiivseteks teooriateks. Esimese kuulsaim esindaja on Isaac Newtoni klassikaline gravitatsiooniteooria, mille leiutas kuulus Briti füüsik juba 1666. aastal. Selle olemus seisneb selles, et massiivne keha mehaanikas tekitab enda ümber gravitatsioonivälja, mis tõmbab ligi väiksemaid objekte. Viimastel omakorda on nagu kõigil teistel universumi materiaalsetel objektidel ka gravitatsiooniväli.

Järgmise populaarse gravitatsiooniteooria leiutas maailmakuulus saksa teadlane Albert Einstein 20. sajandi alguses. Einstein suutis gravitatsiooni kui nähtust täpsemalt kirjeldada ja selgitada ka selle toimet mitte ainult klassikalises mehaanikas, vaid ka kvantmaailmas. Tema üldine relatiivsusteooria kirjeldab sellise jõu nagu gravitatsiooni võimet mõjutada aegruumi kontiinumi, samuti elementaarosakeste trajektoori ruumis.

Alternatiivsetest gravitatsiooniteooriatest väärib ehk suurimat tähelepanu relativistlik teooria, mille leiutas meie kaasmaalane kuulus füüsik A.A. Logunov. Erinevalt Einsteinist väitis Logunov, et gravitatsioon ei ole geomeetriline, vaid reaalne, üsna tugev füüsiline jõuväli. Alternatiivsetest gravitatsiooniteooriatest on tuntud ka skalaarne, bimeetriline, kvaasilineaarne jt.

1. Kosmoses viibinud ja Maale naasnud inimestel on alguses üsna raske harjuda meie planeedi gravitatsioonilise mõju tugevusega. Mõnikord kulub selleks mitu nädalat.
2. On tõestatud, et kaaluta olekus võib inimkeha kaotada kuni 1% luuüdi massist kuus.
3. Päikesesüsteemi planeetidest on Marsil kõige väiksem gravitatsioonijõud ja Jupiteril suurim.
4. Tuntud salmonellabakterid, mis põhjustavad soolehaigusi, käituvad kaaluta olekus aktiivsemalt ja on võimelised inimorganismile palju rohkem kahju tekitama.
5. Kõigist universumi teadaolevatest astronoomilistest objektidest on mustadel aukudel suurim gravitatsioonijõud. Golfipalli suurusel mustal augul võib olla samasugune gravitatsioonijõud kui kogu meie planeedil.
6. Gravitatsioonijõud Maal ei ole meie planeedi kõigis nurkades ühesugune. Näiteks Kanadas Hudsoni lahe piirkonnas on see madalam kui teistes maakera piirkondades.

Don DeYoung

Gravitatsioon (või gravitatsioon) hoiab meid kindlalt maa peal ja võimaldab maakeral tiirleda ümber päikese. Tänu sellele nähtamatule jõule sajab maale vihma ning veetase ookeanis tõuseb ja langeb iga päev. Gravitatsioon hoiab maakera kerakujulisena ja takistab ka meie atmosfääri pääsemist avakosmosesse. Näib, et teadlased peaksid seda iga päev täheldatavat külgetõmbejõudu hästi uurima. Kuid mitte! Paljuski jääb gravitatsioon teaduse sügavaimaks saladuseks. See salapärane jõud on tähelepanuväärne näide sellest, kui piiratud on tänapäevased teaduslikud teadmised.

Mis on gravitatsioon?

Isaac Newton tundis selle probleemi vastu huvi juba 1686. aastal ja jõudis järeldusele, et gravitatsioon on tõmbejõud, mis eksisteerib kõigi objektide vahel. Ta mõistis, et selle orbiidil on sama jõud, mis paneb õuna maapinnale kukkuma. Tegelikult paneb Maa gravitatsioonijõud Kuu ümber Maa tiirlemisel oma sirgelt teelt umbes ühe millimeetri võrra kõrvale kalduma (joonis 1). Newtoni universaalne gravitatsiooniseadus on üks kõigi aegade suurimaid teaduslikke avastusi.

Gravitatsioon on "köis", mis hoiab objekte orbiidil

Pilt 1. Illustratsioon Kuu orbiidist, pole mõõtkavas joonistatud. Iga sekund läbib kuu umbes 1 km. Selle vahemaa jooksul kaldub see sirgest rajast kõrvale umbes 1 mm - see toimub Maa gravitatsioonilise tõmbe tõttu (katkendjoon). Kuu näib pidevalt jäävat Maast maha (või ümber), täpselt nagu planeedid langevad ümber päikese.

Gravitatsioon on üks neljast looduse põhijõust (tabel 1). Pange tähele, et neljast jõust on see jõud kõige nõrgem, kuid siiski domineerib see suurte kosmoseobjektide suhtes. Nagu Newton näitas, muutub mis tahes kahe massi vaheline ligitõmbav gravitatsioonijõud järjest väiksemaks, kui nendevaheline kaugus muutub järjest suuremaks, kuid see ei jõua kunagi täielikult nullini (vt "Gravitatsiooni disain").

Seetõttu tõmbab kogu universumi iga osake tegelikult kõiki teisi osakesi. Erinevalt nõrga ja tugeva tuuma vastasmõju jõududest on tõmbejõud pikamaa (tabel 1). Magnetjõud ja elektriline jõud on samuti kaugjõud, kuid gravitatsioon on ainulaadne selle poolest, et see on nii pikamaa kui ka alati atraktiivne, mis tähendab, et see ei saa kunagi otsa (erinevalt elektromagnetismist, kus jõud võivad kas meelitada või tõrjuda) .

Alates suurest loometeadlasest Michael Faradayst 1849. aastal on füüsikud pidevalt otsinud peidetud seost gravitatsioonijõu ja elektromagnetilise interaktsiooni jõu vahel. Praegu püüavad teadlased ühendada kõik neli põhijõudu üheks võrrandiks ehk nn kõige teooriaks, kuid tulutult! Gravitatsioon on endiselt kõige salapärasem ja kõige vähem uuritud jõud.

Gravitatsiooni ei saa kuidagi kaitsta. Olenemata blokeeriva partitsiooni koostisest ei mõjuta see kahe eraldatud objekti külgetõmbejõudu. See tähendab, et antigravitatsioonikambrit on laboritingimustes võimatu luua. Raskusjõud ei sõltu objektide keemilisest koostisest, vaid sõltub nende massist, mida me tunneme kaaluna (esemele mõjuv gravitatsioonijõud on võrdne selle objekti kaaluga – mida suurem on mass, seda suurem on jõud või kaal.) Klaasist, pliist, jääst või isegi stürofoomist koosnevad plokid, millel on sama mass, kogevad (ja avaldavad) sama gravitatsioonijõudu. Need andmed saadi katsete käigus ja teadlased ei tea siiani, kuidas neid teoreetiliselt seletada.

Disain gravitatsioonis

Jõud F kahe massi m 1 ja m 2 vahel, mis asuvad kaugusel r, saab kirjutada valemiga F = (G m 1 m 2)/r 2

Kus G on gravitatsioonikonstant, mille mõõdeti esmakordselt Henry Cavendish aastal 1798.1

See võrrand näitab, et gravitatsioon väheneb, kui kahe objekti vaheline kaugus r suureneb, kuid ei jõua kunagi täielikult nullini.

Selle võrrandi pöördruutseaduse olemus on lihtsalt põnev. Lõppude lõpuks ei ole mingit vajalikku põhjust, miks gravitatsioon peaks toimima nii, nagu ta toimib. Korrapärases, juhuslikus ja arenevas universumis tunduvad suvalised võimsused, nagu r 1,97 või r 2,3, tõenäolisemad. Täpsed mõõtmised näitasid aga täpset võimsust vähemalt viie kümnendkoha täpsusega 2,00000. Nagu üks teadlane ütles, tundub see tulemus "liiga täpne".2 Võime järeldada, et gravitatsioonijõud näitab täpset, loodud kujundust. Tegelikult muutuksid planeetide ja kogu universumi orbiidid ebastabiilseks, kui aste kalduks 2-st vähegi kõrvale.

Lingid ja märkmed

1. Tehniliselt võttes G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
2. Thompsen, D., "Väga täpne gravitatsiooni kohta", Teadusuudised 118(1):13, 1980.

Mis siis täpselt on gravitatsioon? Kuidas on see jõud võimeline tegutsema nii suures tühjas ruumis? Ja miks see üldse olemas on? Teadus pole kunagi suutnud vastata neile põhiküsimustele loodusseaduste kohta. Tõmbejõud ei saa tekkida aeglaselt mutatsioonide või loodusliku valiku kaudu. See on kehtinud universumi algusest peale. Nagu iga teine ​​füüsikaseadus, on gravitatsioon kahtlemata märkimisväärne tõend kavandatud loomisest.

Mõned teadlased on püüdnud gravitatsiooni seletada nähtamatute osakeste ehk gravitonide abil, mis objektide vahel liiguvad. Teised rääkisid kosmilistest keeltest ja gravitatsioonilainetest. Hiljuti suutsid teadlased spetsiaalselt loodud LIGO laboratooriumi (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) abil näha ainult gravitatsioonilainete mõju. Kuid nende lainete olemus, kuidas objektid füüsiliselt üksteisega suurte vahemaade tagant suhtlevad, muutes nende edumaa, on endiselt kõigi jaoks suur küsimus. Me lihtsalt ei tea gravitatsioonijõu päritolu ja seda, kuidas see säilitab kogu universumi stabiilsuse.

Gravitatsioon ja Pühakiri

Kaks kirjakohta Piiblist aitavad meil mõista gravitatsiooni ja füüsikateaduse olemust üldiselt. Esimene lõik, Koloslastele 1:17, selgitab, et Kristus "Kõigepealt on olemas ja kõik sõltub Temast". Kreeka verb seisab (συνισταω sunistao) tähendab: kleepuma, hoidma või koos hoidma. Selle sõna kreekakeelne kasutamine väljaspool Piiblit tähendab vett sisaldav anum. Koloslaste raamatus kasutatud sõna on perfektses vormis, mis üldiselt viitab praegusele jätkuvale seisundile, mis on tekkinud mineviku lõpuleviimisest. Üks kõne all olevatest füüsilistest mehhanismidest on ilmselgelt gravitatsioonijõud, mille Looja on kehtestanud ja mida tänapäeval pidevalt säilitatakse. Kujutage vaid ette: kui gravitatsioonijõud hetkeks lakkaks, tekiks kahtlemata kaos. Kõiki taevakehi, sealhulgas maad, kuud ja tähti, ei hoita enam koos. Kõik jaguneks kohe eraldi, väikesteks osadeks.

Teine pühakiri, Heebrealastele 1:3, kuulutab, et Kristus "Ta hoiab kõike oma jõu sõnaga." Sõna hoiab (φερω pherō) kirjeldab taas kõige toetamist või säilimist, sealhulgas gravitatsiooni. Sõna hoiab, nagu selles salmis kasutatakse, tähendab palju enamat kui lihtsalt kaalu hoidmist. See hõlmab kontrolli kõigi universumis toimuvate liikumiste ja muutuste üle. Seda lõputut ülesannet täidetakse Issanda kõikvõimsa Sõna kaudu, mille kaudu universum ise eksisteerima hakkas. Gravitatsioon, "salapärane jõud", mis jääb pärast nelisada aastat kestnud uurimistööd halvasti mõistetavaks, on üks selle hämmastava jumaliku hoolitsuse ilming universumi eest.

Aja ja ruumi moonutused ning mustad augud

Einsteini üldine relatiivsusteooria käsitleb gravitatsiooni mitte kui jõudu, vaid kui ruumi enda kumerust massiivse objekti lähedal. Valgus, mis traditsiooniliselt järgib sirgeid jooni, peaks kõvera ruumi läbimisel painduma. Seda demonstreeriti esmakordselt, kui astronoom Sir Arthur Eddington avastas 1919. aastal täieliku varjutuse ajal tähe näiva asendi muutuse, uskudes, et valguskiiri painutab päikese gravitatsioon.

Üldrelatiivsusteooria ennustab ka seda, et kui keha on piisavalt tihe, moonutab selle gravitatsioon ruumi nii palju, et valgus ei pääse sellest üldse läbi. Selline keha neelab valgust ja kõike muud, mida tema tugev gravitatsioon haarab, ja seda nimetatakse mustaks auguks. Sellist keha saab tuvastada ainult selle gravitatsioonimõjude järgi teistele objektidele, valguse tugeva painde järgi selle ümber ja tugeva kiirguse järgi, mida kiirgab sellele langev aine.

Kogu musta augu sees olev aine on lõpmatu tihedusega keskel kokku surutud. Augu “suuruse” määrab sündmuste horisont, s.t. piir, mis ümbritseb musta augu keskpunkti ja millest kaugemale ei pääse miski (isegi mitte valgus). Augu raadiust nimetatakse Saksa astronoomi Karl Schwarzschildi (1873–1916) järgi Schwarzschildi raadiuseks ja see arvutatakse valemiga RS = 2GM/c 2, kus c on valguse kiirus vaakumis. Kui päike peaks langema musta auku, oleks selle Schwarzschildi raadius vaid 3 km.

On häid tõendeid selle kohta, et pärast seda, kui massiivsel tähel saab tuumakütus otsa, ei suuda see enam vastu panna oma tohutu raskuse all kokkuvarisemisele ja kukub musta auku. Arvatakse, et galaktikate, sealhulgas meie enda galaktika Linnutee tsentrites eksisteerivad miljardite päikeste massiga mustad augud. Paljud teadlased usuvad, et üliheledad ja väga kauged objektid, mida nimetatakse kvasariteks, kasutavad energiat, mis vabaneb, kui aine kukub musta auku.

Üldrelatiivsusteooria ennustuste kohaselt moonutab gravitatsioon ka aega. Seda on kinnitanud ka väga täpsed aatomkellad, mis töötavad merepinnal paar mikrosekundit aeglasemalt kui merepinnast kõrgemal asuvatel aladel, kus Maa gravitatsioon on veidi nõrgem. Sündmushorisondi lähedal on see nähtus märgatavam. Kui vaatame astronaudi kella, kui ta sündmuste horisondile läheneb, näeme, et kell töötab aeglasemalt. Sündmushorisondis olles kell peatub, kuid me ei näe seda kunagi. Ja vastupidi, astronaut ei märka, et tema kell töötab aeglasemalt, kuid ta näeb, et meie kell töötab üha kiiremini.

Peamiseks ohuks musta augu läheduses viibiva astronaudi jaoks on loodete jõud, mis on põhjustatud sellest, et gravitatsioon on tugevam mustale augule lähemal asuvatel kehaosadel kui sellest kaugemal asuvatel osadel. Mõõnajõudude jõud tähe massiga musta augu lähedal on tugevam kui ükski orkaan ja rebib kergesti väikesteks tükkideks kõik, mis ette tuleb. Kui aga gravitatsiooniline külgetõmme väheneb kauguse ruuduga (1/r 2), siis loodete mõju väheneb kauguse kuubikuga (1/r 3). Seetõttu on vastupidiselt tavapärasele tarkusele gravitatsioonijõud (sh loodete jõud) suurte mustade aukude sündmuste horisondis nõrgem kui väikeste mustade aukude puhul. Seega oleks vaadeldavas ruumis asuva musta augu sündmuste horisondis loodete jõud vähem märgatav kui kõige leebem tuul.

Aja venitamine gravitatsiooni toimel sündmuste horisondi lähedal on loomisfüüsiku dr Russell Humphreysi uue kosmoloogilise mudeli aluseks, mida ta kirjeldab oma raamatus "Tähevalgus ja aeg". See mudel võib aidata lahendada probleemi, kuidas näeme noores universumis kaugete tähtede valgust. Lisaks on see tänapäeval teaduslik alternatiiv piiblivälisele, mis põhineb filosoofilistel eeldustel, mis väljuvad teaduse ulatusest.

Märge

Gravitatsioon, "salapärane jõud", mis on isegi pärast nelisada aastat kestnud uurimistööd endiselt halvasti mõistetav ...

Isaac Newton (1642–1727)

Foto: Wikipedia.org

Isaac Newton (1642–1727)

Isaac Newton avaldas oma avastused gravitatsiooni ja taevakehade liikumise kohta 1687. aastal oma kuulsas teoses " Matemaatilised põhimõtted" Mõned lugejad jõudsid kiiresti järeldusele, et Newtoni universum ei jätnud Jumalale ruumi, sest nüüd saab kõike seletada võrrandite abil. Kuid Newton ei arvanud seda sugugi, nagu ta ütles selle kuulsa teose teises väljaandes:

"Meie kõige ilusam päikesesüsteem, planeedid ja komeedid saavad olla ainult intelligentse ja võimsa olendi plaani ja valitsemise tulemus."

Isaac Newton polnud ainult teadlane. Lisaks teadusele pühendas ta peaaegu kogu oma elu Piibli uurimisele. Tema lemmikraamatuteks olid Taanieli raamat ja Ilmutusraamat, mis kirjeldavad Jumala tulevikuplaane. Tegelikult kirjutas Newton rohkem teoloogilisi kui teaduslikke töid.

Newton austas teisi teadlasi, nagu Galileo Galilei. Muide, Newton sündis samal aastal, kui Galileo suri, 1642. aastal. Newton kirjutas oma kirjas: „Kui ma nägin teistest kaugemale, siis sellepärast, et seisin püsti õlad hiiglased." Vahetult enne oma surma, arvatavasti gravitatsiooni mõistatuse üle mõtiskledes, kirjutas Newton tagasihoidlikult: "Ma ei tea, kuidas maailm mind tajub, aga mulle tundub, et olen vaid mererannas mängiv poiss, kes lõbustab end sellega, et leiab aeg-ajalt mõne teistest värvilisema kivikese või kauni karbi, samas kui tohutu ookeani. uurimata tõest."

Newton on maetud Westminster Abbeysse. Ladinakeelne kiri tema haual lõpeb sõnadega: "Rõõmustagem surelikud, et nende seas elas selline inimsoo ehe.".