Gravitasjonskrafttegning. Gravitasjonskrefter: definisjon, formel, typer

Don DeYoung

Tyngdekraften (eller tyngdekraften) holder oss godt på bakken og lar jorden rotere rundt solen. Takket være denne usynlige kraften faller regnet til bakken, og vannstanden i havet stiger og synker hver dag. Tyngdekraften holder jorden i en sfærisk form og hindrer også atmosfæren vår fra å rømme ut i verdensrommet. Det ser ut til at denne tiltrekningskraften, observert hver dag, bør studeres godt av forskere. Men nei! På mange måter er tyngdekraften fortsatt det dypeste mysteriet for vitenskapen. Denne mystiske kraften er et fantastisk eksempel på hvor begrenset moderne vitenskapelig kunnskap er.

Hva er gravitasjon?

Isaac Newton var interessert i denne problemstillingen allerede i 1686 og kom til den konklusjonen at tyngdekraften er en tiltrekningskraft som eksisterer mellom alle objekter. Han skjønte at den samme kraften som får eplet til å falle til bakken er i sin bane. Jordens tyngdekraft får faktisk månen til å avvike fra sin rette bane med omtrent én millimeter hvert sekund under dens rotasjon rundt jorden (Figur 1). Newtons universelle tyngdelov er en av de største vitenskapelige oppdagelsene gjennom tidene.

Tyngdekraften er "strengen" som holder objekter i bane

Bilde 1. En illustrasjon av månens bane som ikke er tegnet i målestokk. I hvert sekund beveger månen seg omtrent 1 km. Over denne avstanden avviker den fra den rette banen med omtrent 1 mm - dette er på grunn av jordens gravitasjonskraft (stiplet linje). Månen ser konstant ut til å falle bak (eller rundt) jorden, akkurat som planetene rundt solen også faller.

Tyngdekraften er en av de fire grunnleggende naturkreftene (tabell 1). Legg merke til at av de fire kreftene er denne kraften den svakeste, og likevel er den dominerende i forhold til store romobjekter. Som Newton viste, blir den attraktive gravitasjonskraften mellom alle to masser mindre og mindre etter hvert som avstanden mellom dem blir større og større, men den når aldri helt null (se The Design of Gravity).

Derfor tiltrekker hver partikkel i hele universet faktisk annenhver partikkel. I motsetning til kreftene til de svake og sterke kjernekraftene, er tiltrekningskraften langdistanse (tabell 1). Magnetiske og elektriske interaksjonskrefter er også langdistansekrefter, men tyngdekraften er unik ved at den er både langdistanse og alltid attraktiv, noe som betyr at den aldri kan gå tom (i motsetning til elektromagnetisme, der krefter enten kan tiltrekke seg eller frastøte).

Fra og med den store kreasjonistiske vitenskapsmannen Michael Faraday i 1849, har fysikere konstant søkt etter den skjulte sammenhengen mellom tyngdekraften og kraften til den elektromagnetiske kraften. For tiden prøver forskere å kombinere alle de fire grunnleggende kreftene i én ligning eller den såkalte "Teorien om alt", men uten å lykkes! Tyngdekraften er fortsatt den mest mystiske og minst forståelige kraften.

Tyngdekraften kan ikke skjermes på noen måte. Uansett sammensetningen av barrieren, har den ingen effekt på tiltrekningen mellom to adskilte objekter. Dette betyr at i laboratoriet er det umulig å lage et anti-gravitasjonskammer. Tyngdekraften avhenger ikke av den kjemiske sammensetningen til gjenstander, men avhenger av deres masse, kjent for oss som vekt (tyngdekraften på en gjenstand er lik vekten til den gjenstanden - jo større masse, jo større kraft eller vekt.) Blokker laget av glass, bly, is eller til og med styrofoam, og som har samme masse, vil oppleve (og utøve) samme gravitasjonskraft. Disse dataene ble innhentet under eksperimenter, og forskerne vet fortsatt ikke hvordan de teoretisk kan forklares.

Design i Gravity

Kraften F mellom to masser m 1 og m 2 plassert i en avstand r kan skrives som formelen F = (G m 1 m 2) / r 2

Hvor G er gravitasjonskonstanten, først målt av Henry Cavendish i 1798.1

Denne ligningen viser at tyngdekraften avtar når avstanden, r, mellom to objekter blir større, men aldri når helt null.

Den omvendte kvadratiske naturen til denne ligningen er rett og slett fantastisk. Det er tross alt ingen nødvendig grunn til at tyngdekraften skal virke på denne måten. I et uordnet, tilfeldig og utviklende univers vil vilkårlige krefter som r 1.97 eller r 2.3 virke mer sannsynlige. Nøyaktige målinger viste imidlertid en nøyaktig potens til minst fem desimaler, 2,00000. Som en forsker sa, virker dette resultatet "for nøyaktig".2 Vi kan konkludere med at tiltrekningskraften indikerer et nøyaktig, skapt design. Faktisk, hvis graden skulle avvike enda litt fra 2, ville banene til planetene og hele universet bli ustabile.

Lenker og notater

Teknisk sett er G = 6.672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
Thompsen, D., "Veldig nøyaktig om tyngdekraften", vitenskapsnyheter 118(1):13, 1980.

Så hva er egentlig gravitasjon? Hvordan er denne kraften i stand til å handle i et så stort, tomt ytre rom? Og hvorfor eksisterer det i det hele tatt? Vitenskapen har aldri klart å svare på disse grunnleggende spørsmålene om naturlovene. Tiltrekningskraften kan ikke komme sakte gjennom mutasjon eller naturlig utvalg. Den har vært aktiv helt siden begynnelsen av universets eksistens. Som enhver annen fysisk lov, er tyngdekraften utvilsomt et fantastisk bevis på en planlagt skapelse.

Noen forskere har forsøkt å forklare tyngdekraften i form av usynlige partikler, gravitoner, som beveger seg mellom objekter. Andre snakket om kosmiske strenger og gravitasjonsbølger. Nylig klarte forskere ved hjelp av et spesiallaget laboratorium LIGO (Eng. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) kun å se effekten av gravitasjonsbølger. Men naturen til disse bølgene, hvordan fysisk gjenstander samhandler med hverandre på store avstander, endrer form, er fortsatt et stort spørsmål for alle. Vi vet rett og slett ikke naturen til opprinnelsen til tyngdekraften og hvordan den holder stabiliteten til hele universet.

Tyngdekraften og Skriften

To avsnitt fra Bibelen kan hjelpe oss å forstå tyngdekraftens natur og naturvitenskap generelt. Den første passasjen, Kolosserne 1:17, forklarer at Kristus "Det er først og fremst, og alt er verdt det for ham". Det greske verbet står (συνισταω sunistao) betyr: å klamre seg til, holdes eller holdes sammen. Den greske bruken av dette ordet utenfor Bibelen betyr kar som inneholder vann. Ordet som brukes i Kolosserbrevet er i perfekt tid, som vanligvis indikerer en nåværende pågående tilstand som har oppstått fra en fullført tidligere handling. En av de fysiske mekanismene som brukes er åpenbart tiltrekningskraften, etablert av Skaperen og umiskjennelig vedlikeholdt i dag. Bare tenk: Hvis tyngdekraften sluttet å virke et øyeblikk, ville det utvilsomt oppstå kaos. Alle himmellegemer, inkludert jorden, månen og stjernene, ville ikke lenger holdes sammen. Hele den timen ville bli delt inn i separate, små deler.

Det andre skriftstedet, Hebreerne 1:3, erklærer at Kristus "holder alle ting med sin makts ord." Ord holder (φερω pherō) beskriver igjen vedlikehold eller bevaring av alt, inkludert tyngdekraften. Ord holder brukt i dette verset betyr mye mer enn bare å holde en vekt. Det inkluderer kontroll over alle pågående bevegelser og endringer i universet. Denne endeløse oppgaven utføres gjennom Herrens allmektige Ord, gjennom hvilket universet selv ble til. Tyngdekraften, den "mystiske kraften" som fortsatt er dårlig forstått selv etter fire hundre år med forskning, er en av manifestasjonene av denne fantastiske guddommelige omsorgen for universet.

Forvrengninger av tid og rom og sorte hull

Einsteins generelle relativitetsteori anser ikke tyngdekraften som en kraft, men som en krumning av selve rommet nær et massivt objekt. Lys, som tradisjonelt følger rette linjer, er spådd å bøye seg når det beveger seg gjennom buet rom. Dette ble først demonstrert da astronomen Sir Arthur Eddington oppdaget en endring i den tilsynelatende posisjonen til en stjerne under en total formørkelse i 1919, og trodde at lysstrålene ble bøyd av solens tyngdekraft.

Generell relativitetsteori forutsier også at hvis et legeme er tett nok, vil tyngdekraften forvrenge rommet så mye at lys ikke kan passere gjennom det i det hele tatt. En slik kropp absorberer lys og alt annet som dens sterke tyngdekraft har fanget, og kalles et svart hull. Et slikt legeme kan bare oppdages ved gravitasjonseffekter på andre objekter, ved den sterke krumningen av lys rundt det, og av den sterke strålingen som sendes ut av materie som faller på den.

All materie inne i et sort hull komprimeres i midten, som har uendelig tetthet. "Størrelsen" på hullet bestemmes av hendelseshorisonten, dvs. en grense som omgir midten av et sort hull, og ingenting (ikke engang lys) kan unnslippe fra det. Hullets radius kalles Schwarzschild-radius, etter den tyske astronomen Karl Schwarzschild (1873–1916), og beregnes som R S = 2GM/c 2, der c er lysets hastighet i vakuum. Hvis solen skulle falle ned i et svart hull, ville dens Schwarzschild-radius bare være 3 km.

Det er solide bevis på at når kjernebrenselet til en massiv stjerne tar slutt, kan den ikke lenger motstå å kollapse under sin egen enorme vekt og faller ned i et svart hull. Svarte hull med en masse på milliarder av soler antas å eksistere i sentrum av galakser, inkludert vår galakse, Melkeveien. Mange forskere tror at superlyse og svært fjerne objekter kalt kvasarer bruker energien som frigjøres når materie faller ned i et svart hull.

I følge spådommene til generell relativitet, forvrenger tyngdekraften også tiden. Dette har også blitt bekreftet av svært nøyaktige atomklokker, som går noen mikrosekunder saktere ved havnivå enn i områder over havet, hvor jordas gravitasjon er litt svakere. Nær hendelseshorisonten er dette fenomenet mer merkbart. Hvis vi ser på klokken til en astronaut som nærmer seg hendelseshorisonten, vil vi se at klokken går saktere. Mens i hendelseshorisonten vil klokken stoppe, men vi vil aldri kunne se den. Omvendt vil ikke astronauten legge merke til at klokken hans går saktere, men han vil se at klokken vår går raskere og raskere.

Den største faren for en astronaut i nærheten av et sort hull vil være tidevannskrefter, forårsaket av at tyngdekraften er sterkere på deler av kroppen som er nærmere det sorte hullet enn på deler lenger unna det. Når det gjelder deres kraft, er tidevannskreftene nær et svart hull som har massen til en stjerne sterkere enn noen orkan og river lett i små biter alt som kommer over dem. Men mens gravitasjonsattraksjonen avtar med kvadratet av avstand (1/r 2), avtar tidevannsaktiviteten med avstandskuben (1/r 3). Derfor, i motsetning til populær tro, er gravitasjonskraften (inkludert tidevannskraft) svakere på hendelseshorisontene til store sorte hull enn på små sorte hull. Så tidevannskrefter ved hendelseshorisonten til et sort hull i observerbart rom vil være mindre merkbare enn den mildeste brisen.

Utvidelsen av tid ved gravitasjon nær hendelseshorisonten er grunnlaget for den nye kosmologiske modellen skapt av skapelsesfysiker Dr. Russell Humphries, som han diskuterer i sin bok Starlight and Time. Denne modellen kan bidra til å løse problemet med hvordan vi kan se lyset fra fjerne stjerner i et ungt univers. I tillegg er det i dag et vitenskapelig alternativ til det ikke-bibelske, som er basert på filosofiske antakelser som går utenfor vitenskapens rammer.

Merk

Tyngdekraften, den "mystiske kraften" som, selv etter fire hundre år med forskning, fortsatt er dårlig forstått...

Isaac Newton (1642–1727)

Foto: Wikipedia.org

Isaac Newton (1642–1727)

Isaac Newton publiserte sine oppdagelser om tyngdekraften og bevegelsen til himmellegemer i 1687, i sitt berømte verk " Matematisk begynnelse". Noen lesere konkluderte raskt med at Newtons univers ikke etterlot noe rom for Gud, siden alt nå kan forklares med ligninger. Men Newton trodde ikke det i det hele tatt, som han sa i den andre utgaven av dette berømte verket:

"Vårt vakreste solsystem, planeter og kometer kan bare være resultatet av planen og herredømmet til et intelligent og sterkt vesen."

Isaac Newton var ikke bare en vitenskapsmann. I tillegg til vitenskapen viet han nesten hele livet til studiet av Bibelen. Hans favorittbibelbøker var Daniel og Åpenbaringen, som beskriver Guds planer for fremtiden. Faktisk skrev Newton flere teologiske verk enn vitenskapelige.

Newton hadde respekt for andre forskere som Galileo Galilei. Forresten, Newton ble født samme år som Galileo døde, i 1642. Newton skrev i brevet sitt: «Hvis jeg så lenger enn andre, var det fordi jeg sto på skuldre kjemper." Kort tid før hans død, sannsynligvis reflektert over tyngdekraftens mysterium, skrev Newton beskjedent: "Jeg vet ikke hvordan verden oppfatter meg, men for meg selv ser jeg ut til å være bare en gutt som leker på kysten, som morer seg ved å lete etter en rullestein som er mer fargerik enn andre, eller et vakkert skjell, mens et stort hav av uutforsket sannhet."

Newton blir gravlagt i Westminster Abbey. Den latinske inskripsjonen på graven hans slutter med ordene: "La dødelige glede seg over at en slik pryd av menneskeslekten bodde blant dem".

Vi gikk alle gjennom loven om universell gravitasjon på skolen. Men hva vet vi egentlig om tyngdekraften, bortsett fra informasjonen som legges inn i hodet av skolelærere? La oss friske opp kunnskapen vår...

Faktum én: Newton oppdaget ikke loven om universell gravitasjon

Alle kjenner den berømte lignelsen om eplet som falt på hodet til Newton. Men faktum er at Newton ikke oppdaget loven om universell gravitasjon, siden denne loven rett og slett er fraværende i boken hans "Mathematical Principles of Natural Philosophy". I dette verket er det verken en formel eller en formulering, som alle kan se selv. Dessuten vises den første omtalen av gravitasjonskonstanten først på 1800-tallet, og følgelig kunne formelen ikke ha dukket opp tidligere. Forresten, koeffisienten G, som reduserer resultatet av beregninger med 600 milliarder ganger, har ingen fysisk betydning, og ble introdusert for å skjule motsetninger.

Fakta to: Forfalskning avntet

Det antas at Cavendish var den første som demonstrerte gravitasjonsattraksjon i laboratorieemner, ved å bruke en torsjonsbalanse - en horisontal vippe med vekter i endene hengt opp i en tynn streng. Vippen kunne skru på en tynn ledning. I følge den offisielle versjonen brakte Cavendish et par 158 kg skiver til vektene til vippen fra motsatte sider og vippen snudde i en liten vinkel. Metoden for eksperimentet var imidlertid feil og resultatene ble forfalsket, noe som ble overbevisende bevist av fysikeren Andrei Albertovich Grishaev. Cavendish brukte lang tid på å omarbeide og justere installasjonen slik at resultatene passet til Newtons gjennomsnittlige tetthet av jorden. Metodikken til selve eksperimentet sørget for bevegelse av emnene flere ganger, og årsaken til rotasjonen av vippen var mikrovibrasjonene fra bevegelsen av emnene, som ble overført til suspensjonen.

Dette bekreftes av det faktum at en så enkel installasjon av 1700-tallet for utdanningsformål burde vært, om ikke på alle skoler, så i det minste i fysikkavdelingene ved universitetene, for å vise studentene i praksis resultatet av loven. av universell gravitasjon. Cavendish-innstillingen brukes imidlertid ikke i læreplanen, og skoleelever og elever tar på ord for at to plater tiltrekker hverandre.

Fakta tre: Loven om universell gravitasjon fungerer ikke under en solformørkelse

Hvis vi erstatter referansedata for jorden, månen og solen med formelen til loven om universell gravitasjon, vil kraften i øyeblikket når månen flyr mellom jorden og solen, for eksempel ved en solformørkelse, Tiltrekningen mellom solen og månen er mer enn 2 ganger høyere enn mellom jorden og månen!

I følge formelen måtte månen forlate jordens bane og begynne å dreie rundt solen.

Gravitasjonskonstant - 6,6725×10−11 m³/(kg s²).
Månens masse er 7,3477 × 1022 kg.
Solens masse er 1,9891 × 1030 kg.
Jordens masse er 5,9737 × 1024 kg.
Avstanden mellom jorden og månen = 380 000 000 m.
Avstand mellom månen og solen = 149 000 000 000 m.

Jorden og månen:
6,6725×10-11 x 7,3477×1022 x 5,9737×1024 / 3800000002 = 2,028×1020 H
Måne og sol:
6,6725 x 10-11 x 7,3477 x 1022 x 1,9891 x 1030 / 1490000000002 = 4,39 x 1020 H

2,028×1020H<< 4,39×1020 H
Tiltrekningskraften mellom jorden og månen<< Сила притяжения между Луной и Солнцем

Disse beregningene kan kritiseres av det faktum at månen er et kunstig hult legeme og referansetettheten til dette himmellegemet er mest sannsynlig ikke bestemt riktig.

Faktisk tyder eksperimentelle bevis på at månen ikke er et solid legeme, men et tynnvegget skall. Det autoritative tidsskriftet Science beskriver resultatene av seismiske sensorer etter at den tredje fasen av Apollo 13-raketten traff Månens overflate: «Det seismiske ropet ble oppdaget i mer enn fire timer. På jorden, hvis en rakett traff i tilsvarende avstand, ville signalet bare vare noen få minutter.»

Seismiske vibrasjoner som forfaller så sakte er typiske for en hul resonator, ikke et solid legeme.
Men månen, blant annet, viser ikke sine attraktive egenskaper med hensyn til jorden - jord-måne-paret beveger seg ikke rundt et felles massesenter, slik det ville vært i henhold til loven om universell gravitasjon, og jordens ellipsoidal bane, i strid med denne loven, blir ikke sikksakk.

Dessuten forblir ikke parametrene til Månens bane konstant, banen "utvikler seg" i vitenskapelig terminologi, og den gjør dette i strid med loven om universell gravitasjon.

Fakta fire: absurditeten i teorien om flo og fjære

Hvordan er det, vil noen protestere, fordi selv skolebarn vet om havvannet på jorden, som oppstår på grunn av tiltrekningen av vann til solen og månen.

I følge teorien danner Månens tyngdekraft en tidevanns-ellipsoide i havet, med to tidevannspukler, som på grunn av daglig rotasjon beveger seg langs jordoverflaten.

Praksis viser imidlertid absurditeten i disse teoriene. Tross alt, ifølge dem, skulle en tidevannspukkel 1 meter høy på 6 timer bevege seg gjennom Drakestredet fra Stillehavet til Atlanterhavet. Siden vann er inkompressibelt, vil en vannmasse heve nivået til en høyde på ca. 10 meter, noe som ikke skjer i praksis. I praksis oppstår tidevannsfenomener autonomt i områder på 1000-2000 km.

Laplace ble også forbløffet over paradokset: hvorfor i havnene i Frankrike setter høyvann inn sekvensielt, selv om det ifølge begrepet en tidevanns-ellipsoide skulle komme dit samtidig.

Fakta fem: Teorien om massetyngdekraften virker ikke

Prinsippet for gravitasjonsmålinger er enkelt - gravimetre måler de vertikale komponentene, og avviket til loddlinjen viser de horisontale komponentene.

Det første forsøket på å teste teorien om massegravitasjon ble gjort av britene på midten av 1700-tallet på kysten av Det indiske hav, hvor det på den ene siden er verdens høyeste steinrygg i Himalaya, og på den andre, en havbolle fylt med mye mindre massivt vann. Men akk, loddet viker ikke mot Himalaya! Dessuten oppdager ikke ultrasensitive instrumenter - gravimetre - en forskjell i tyngdekraften til et testlegeme i samme høyde både over massive fjell og over mindre tett hav på en kilometers dyp.

For å redde den vante teorien, kom forskerne med en støtte for den: de sier at årsaken til dette er "isostase" - tettere bergarter ligger under havet og løse bergarter under fjellene, og deres tetthet er nøyaktig den samme som justere alt til ønsket verdi.

Det er også empirisk fastslått at gravimeter i dype gruver viser at gravitasjonen ikke avtar med dybden. Den fortsetter å vokse, og er bare avhengig av kvadratet på avstanden til jordens sentrum.

Fakta seks: tyngdekraften genereres ikke av materie eller masse

I henhold til formelen til loven om universell gravitasjon, to masser, m1 og m2, hvis dimensjoner kan neglisjeres i forhold til avstandene mellom dem, er angivelig tiltrukket av hverandre av en kraft som er direkte proporsjonal med produktet av disse massene og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom dem. Imidlertid er det faktisk ikke et eneste bevis på at stoffet har en gravitasjonstiltrekningseffekt. Praksis viser at gravitasjon ikke genereres av materie eller masser, den er uavhengig av dem, og massive kropper adlyder kun tyngdekraften.

Gravitasjonens uavhengighet fra materie bekreftes av det faktum at, med det sjeldneste unntak, har små kropper i solsystemet ingen gravitasjonsattraksjon i det hele tatt. Med unntak av Månen, viser mer enn seks dusin satellitter av planetene ingen tegn til sin egen tyngdekraft. Dette er bevist ved både indirekte og direkte målinger, for eksempel siden 2004 flyr Cassini-sonden i nærheten av Saturn fra tid til annen nær satellittene, men ingen endringer i hastigheten til sonden er registrert. Ved hjelp av den samme Cassini ble en geysir oppdaget på Enceladus, den sjette største satellitten til Saturn.

Hvilke fysiske prosesser må finne sted på et kosmisk isstykke for at dampstråler skal fly ut i verdensrommet?
Av samme grunn har Titan, Saturns største måne, en gassformet hale som følge av atmosfærisk synking.

Satellittene spådd av teorien om asteroider har ikke blitt funnet, til tross for deres enorme antall. Og i alle rapporter om doble eller parede asteroider, som angivelig dreier seg rundt et felles massesenter, var det ingen bevis for sirkulasjonen til disse parene. Ledsagere var tilfeldigvis i nærheten og beveget seg i kvasisynkrone baner rundt solen.

Forsøk på å sette kunstige satellitter i bane rundt asteroider endte i fiasko. Eksempler inkluderer NEAR-sonden, som ble drevet til Eros-asteroiden av amerikanerne, eller Hayabusa-sonden, som japanerne sendte til Itokawa-asteroiden.

Fakta sju: Saturns asteroider adlyder ikke loven om universell gravitasjon

På en gang fikk Lagrange, som prøvde å løse problemet med tre kropper, en stabil løsning for en bestemt sak. Han viste at det tredje legemet kan bevege seg i bane til det andre, hele tiden i ett av to punkter, hvorav det ene er foran det andre legemet med 60 °, og det andre er like mye bak.

Imidlertid gikk to grupper av asteroide-ledsager, funnet bak og foran i Saturns bane, og som astronomer med glede kalte trojanerne, ut av de forutsagte områdene, og bekreftelsen av loven om universell gravitasjon ble til en punktering.

Fakta åtte: motsetning til den generelle relativitetsteorien

I følge moderne konsepter er lysets hastighet begrenset, som et resultat ser vi fjerne objekter ikke der de befinner seg i øyeblikket, men på punktet der lysstrålen vi så startet fra. Men hvor raskt beveger tyngdekraften seg?

Etter å ha analysert dataene akkumulert på den tiden, fant Laplace at "tyngdekraften" forplanter seg raskere enn lys med minst syv størrelsesordener! Moderne målinger ved å motta pulser fra pulsarer har presset tyngdekraftens forplantningshastighet ytterligere - minst 10 størrelsesordener raskere enn lysets hastighet. På denne måten, eksperimentelle studier er i konflikt med den generelle relativitetsteorien, som offisiell vitenskap fortsatt er avhengig av, til tross for dens fullstendige fiasko.

Fakta ni: Gravity Anomalies

Det er naturlige gravitasjonsanomalier, som heller ikke finner noen forståelig forklaring fra offisiell vitenskap. Her er noen eksempler:

Fakta ti: studier av den vibrasjonsmessige naturen til antigravitasjon

Det er et stort antall alternative studier med imponerende resultater innen antigravitasjon, som fundamentalt tilbakeviser de teoretiske beregningene til offisiell vitenskap.

Noen forskere analyserer den vibrasjonsmessige naturen til antigravitasjon. Denne effekten er tydelig presentert i moderne opplevelse, der dråper henger i luften på grunn av akustisk levitasjon. Her ser vi hvordan det, ved hjelp av en lyd av en bestemt frekvens, er mulig å trygt holde væskedråper i luften ...

Men effekten ved første øyekast forklares av gyroskopets prinsipp, men selv et så enkelt eksperiment motsier for det meste tyngdekraften i sin moderne forstand.

Få mennesker vet at Viktor Stepanovich Grebennikov, en sibirsk entomolog som studerte effekten av hulromsstrukturer i insekter, beskrev fenomenene antigravitasjon hos insekter i sin bok "Min verden". Forskere har lenge visst at massive insekter, som cockchafer, flyr mot tyngdeloven i stedet for på grunn av dem.

Dessuten, basert på sin forskning, skapte Grebennikov en anti-gravitasjonsplattform.

Viktor Stepanovich døde under ganske merkelige omstendigheter og prestasjonene hans gikk delvis tapt, men en del av prototypen til antigravitasjonsplattformen er bevart og kan sees i Grebennikov-museet i Novosibirsk.

En annen praktisk anvendelse av antigravitasjon kan observeres i byen Homestead i Florida, hvor det er en merkelig struktur av monolittiske korallblokker, som folket kalte Coral Castle. Det ble bygget av en innfødt Latvia - Edward Lidskalnin i første halvdel av 1900-tallet. Denne tynne mannen hadde ikke noe verktøy, hadde ikke engang bil og ikke noe utstyr i det hele tatt.

Det ble ikke brukt i det hele tatt av elektrisitet, også på grunn av dets fravær, og gikk likevel på en eller annen måte ned til havet, hvor det hugget steinblokker i flere tonn og på en eller annen måte leverte dem til stedet, og la dem ut med perfekt nøyaktighet.

Etter Eds død begynte forskere å studere skapelsen hans nøye. For forsøkets skyld ble en kraftig bulldoser hentet inn, og det ble forsøkt flyttet en av de 30 tonn tunge blokkene til korallborgen. Bulldoseren brølte, skrens, men flyttet ikke på en stor stein.

En merkelig enhet ble funnet inne i slottet, som forskerne kalte en likestrømsgenerator. Det var en massiv struktur med mange metalldeler. 240 permanente stangmagneter ble bygget inn på utsiden av enheten. Men hvordan Edward Leedskalnin faktisk fikk blokker med flere tonn til å bevege seg er fortsatt et mysterium.

Studiene til John Searle er kjent, i hvis hender uvanlige generatorer kom til live, roterte og genererte energi; skiver med en diameter på en halv meter til 10 meter steg opp i luften og foretok kontrollerte flyvninger fra London til Cornwall og tilbake.

Professorens eksperimenter ble gjentatt i Russland, USA og Taiwan. I Russland, for eksempel, i 1999, under nr. 99122275/09, ble det registrert en søknad om patent på "enhet for generering av mekanisk energi". Vladimir Vitalievich Roshchin og Sergey Mikhailovich Godin reproduserte faktisk SEG (Searl Effect Generator) og gjennomførte en serie studier med den. Resultatet ble en uttalelse: du kan få 7 kW strøm uten å bruke penger; den roterende generatoren mistet opptil 40 % i vekt.

Searles første laboratorieutstyr ble ført til et ukjent reisemål mens han selv satt i fengsel. Installasjonen av Godin og Roshchin forsvant ganske enkelt; alle publikasjoner om henne, med unntak av søknaden om en oppfinnelse, forsvant.

Også kjent er Hutchison-effekten, oppkalt etter den kanadiske ingeniøren-oppfinneren. Effekten manifesteres i levitasjonen av tunge gjenstander, legeringen av forskjellige materialer (for eksempel metall + tre), unormal oppvarming av metaller i fravær av brennende stoffer i nærheten av dem. Her er en video av disse effektene:

Uansett hva tyngdekraften egentlig er, bør det erkjennes at offisiell vitenskap er fullstendig ute av stand til å tydelig forklare naturen til dette fenomenet..

Yaroslav Yargin

Forestill deg først Jorden som en ikke-bevegelig ball (fig. 3.1, a). Gravitasjonskraften F mellom jorden (masse M) og et objekt (masse m) bestemmes av formelen: F=Gmm/r2

hvor r er jordens radius. Konstanten G er kjent som universell gravitasjonskonstant og ekstremt liten. Når r er konstant, er kraften F konst. m. Tiltrekningen av et legeme med masse m av Jorden bestemmer vekten til denne kroppen: W = mg sammenligning av ligningene gir: g = const = GM/r 2 .

Tiltrekningen av et legeme med masse m av Jorden får det til å falle "ned" med en akselerasjon g, som er konstant i alle punktene A, B, C og overalt på jordoverflaten (fig. 3.1.6).

Kraftdiagrammet for fri kropp viser også at det er en kraft som virker på jorden fra siden av et legeme med massen m, som er rettet motsatt av kraften som virker på kroppen fra jorden. Imidlertid er jordens masse M så stor at den "oppovergående" akselerasjonen a "av jorden, beregnet ved formelen F \u003d Ma", er ubetydelig og kan neglisjeres. Jorden har en annen form enn sfærisk: radius ved polen r p er mindre enn radius ved ekvator r e. Dette betyr at tiltrekningskraften til et legeme med masse m ved polen F p \u003d GMm / r 2 p er større enn ved ekvator F e = GMm/r e . Derfor er akselerasjonen av fritt fall g p ved polen større enn akselerasjonen av fritt fall g e ved ekvator. Akselerasjonen g endres med breddegraden i samsvar med endringen i jordens radius.

Som du vet, er jorden i konstant bevegelse. Den roterer rundt sin akse, gjør én omdreining hver dag, og beveger seg i bane rundt solen med en omdreining på ett år. For enkelhets skyld tar vi jorden som en homogen ball, og la oss se på bevegelsen til kropper med masse m på polen A og på ekvator C (fig. 3.2). På en dag roterer kroppen ved punkt A 360 °, forblir på plass, mens kroppen som befinner seg ved punkt C dekker en avstand på 2 lg. For at kroppen som befinner seg i punkt C skal bevege seg i en sirkulær bane, trengs det en slags kraft. Dette er en sentripetalkraft, som bestemmes av formelen mv 2 /r, hvor v er hastigheten til kroppen i bane. Kraften til gravitasjonsattraksjonen som virker på et legeme som befinner seg i punkt C, F = GMm/r må:

a) sikre bevegelse av kroppen i en sirkel;

b) tiltrekke kroppen til jorden.

Dermed er F = (mv 2 /r) + mg ved ekvator, og F = mg ved polen. Dette betyr at g endres med breddegraden når radiusen til banen endres fra r ved C til null ved A.

Det er interessant å forestille seg hva som ville skje hvis jordrotasjonshastigheten økte så mye at sentripetalkraften som virker på kroppen ved ekvator ville blitt lik tiltrekningskraften, dvs. mv 2 / r = F = GMm / r 2 . Den totale gravitasjonskraften ville bli brukt utelukkende for å holde kroppen ved punkt C i en sirkulær bane, og det ville ikke være noen kraft igjen på jordoverflaten. Enhver ytterligere økning i hastigheten på jordens rotasjon ville tillate kroppen å "sveve bort" ut i verdensrommet. På samme tid, hvis et romfartøy med astronauter om bord skytes opp til en høyde R over jordens sentrum med en hastighet v, slik at likheten mv*/R=F = GMm/R 2 er tilfredsstilt, så er dette romfartøyet vil rotere rundt jorden under forhold med vektløshet.

Nøyaktige målinger av fritt fallakselerasjonen g viser at g varierer med breddegrad, som vist i tabell 3.1. Det følger av dette at vekten til et bestemt legeme endres over jordoverflaten fra et maksimum på en breddegrad på 90 ° til et minimum på en breddegrad på 0 °.

På dette treningsnivået neglisjeres vanligvis små endringer i akselerasjon g og en gjennomsnittsverdi på 9,81 m-s 2 brukes. For å forenkle beregninger tas akselerasjonen g ofte som nærmeste heltall, dvs. 10 ms - 2, og dermed tiltrekningskraften som virker fra jorden på en kropp med masse 1 kg, dvs. vekt, tatt som 10 N. Mest eksamenstavler for eksaminander foreslår å bruke g \u003d 10 m-s - 2 eller 10 N-kg -1 for å forenkle beregningene.

« Fysikk - klasse 10"

Hvorfor beveger månen seg rundt jorden?
Hva skjer hvis månen stopper?
Hvorfor kretser planetene rundt solen?

I kapittel 1 ble det diskutert i detalj at kloden gir samme akselerasjon til alle legemer nær jordoverflaten - akselerasjonen av fritt fall. Men hvis kloden gir akselerasjon til kroppen, så virker den i henhold til Newtons andre lov på kroppen med en viss kraft. Kraften som jorden virker på kroppen kalles gravitasjon. La oss først finne denne kraften, og deretter vurdere kraften til universell gravitasjon.

Moduloakselerasjon bestemmes fra Newtons andre lov:

I det generelle tilfellet avhenger det av kraften som virker på kroppen og dens masse. Siden akselerasjonen av fritt fall ikke er avhengig av massen, er det klart at tyngdekraften må være proporsjonal med massen:

Den fysiske størrelsen er akselerasjonen for fritt fall, den er konstant for alle kropper.

Basert på formelen F = mg, kan du spesifisere en enkel og praktisk praktisk metode for å måle massene av kropper ved å sammenligne massen til en gitt kropp med standardenheten for masse. Forholdet mellom massene til to kropper er lik forholdet mellom tyngdekreftene som virker på kroppene:

Dette betyr at massene av kropper er de samme hvis tyngdekreftene som virker på dem er de samme.

Dette er grunnlaget for bestemmelse av masser ved veiing på fjær- eller balansevekt. Ved å sikre at trykkkraften til kroppen på vekten, lik tyngdekraften som påføres kroppen, balanseres av trykkkraften til vektene på de andre vektene, lik tyngdekraften som påføres vektene , bestemmer vi dermed kroppens masse.

Tyngdekraften som virker på et gitt legeme nær jorden kan betraktes som konstant bare på en viss breddegrad nær jordens overflate. Hvis kroppen løftes eller flyttes til et sted med en annen breddegrad, vil akselerasjonen av fritt fall, og dermed tyngdekraften, endre seg.

Tyngdekraften.

Newton var den første som strengt beviste at årsaken til at en stein faller til jorden, månens bevegelse rundt jorden og planetene rundt solen, er den samme. den tyngdekraft som virker mellom alle kropper i universet.

Newton kom til den konklusjon at hvis det ikke var for luftmotstand, så kunne banen til en stein kastet fra et høyt fjell (fig. 3.1) med en viss hastighet bli slik at den aldri ville nå jordoverflaten i det hele tatt, men ville beveger seg rundt det som hvordan planetene beskriver banene sine på himmelen.

Newton fant denne grunnen og var i stand til å uttrykke den nøyaktig i form av én formel - loven om universell gravitasjon.

Siden kraften til universell gravitasjon gir samme akselerasjon til alle legemer, uavhengig av deres masse, må den være proporsjonal med massen til kroppen den virker på:

"Tyngekraft eksisterer for alle legemer generelt og er proporsjonal med massen til hver av dem ... alle planeter graviterer mot hverandre ..." I. Newton

Men siden for eksempel Jorden virker på Månen med en kraft proporsjonal med Månens masse, så må Månen, ifølge Newtons tredje lov, virke på Jorden med samme kraft. Dessuten må denne kraften være proporsjonal med jordens masse. Hvis gravitasjonskraften virkelig er universell, må ethvert annet legeme fra siden av et gitt legeme påvirkes av en kraft proporsjonal med massen til denne andre kroppen. Følgelig må kraften til universell gravitasjon være proporsjonal med produktet av massene til de samvirkende legemer. Av dette følger formuleringen av loven om universell gravitasjon.

Tyngdeloven:

Kraften til gjensidig tiltrekning av to kropper er direkte proporsjonal med produktet av massene til disse legemene og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom dem:

Proporsjonalitetsfaktoren G kalles gravitasjonskonstant.

Gravitasjonskonstanten er numerisk lik tiltrekningskraften mellom to materialpunkter med en masse på 1 kg hver, hvis avstanden mellom dem er 1 m. Tross alt, med masser m 1 \u003d m 2 \u003d 1 kg og en avstand r \u003d 1 m, får vi G \u003d F (numerisk).

Det må huskes på at loven om universell gravitasjon (3.4) som en universell lov er gyldig for materielle punkter. I dette tilfellet rettes kreftene til gravitasjonsinteraksjonen langs linjen som forbinder disse punktene (fig. 3.2, a).

Det kan vises at homogene legemer som har form som en kule (selv om de ikke kan betraktes som materielle punkter, fig. 3.2, b) også samhandler med kraften definert av formel (3.4). I dette tilfellet er r avstanden mellom midten av kulene. Kraftene til gjensidig tiltrekning ligger på en rett linje som går gjennom midten av ballene. Slike krefter kalles sentral. Kroppene hvis fall til jorden vi vanligvis vurderer er mye mindre enn jordens radius (R ≈ 6400 km).

Slike legemer, uavhengig av deres form, kan betraktes som materielle punkter, og kraften til deres tiltrekning til jorden kan bestemmes ved å bruke loven (3.4), med tanke på at r er avstanden fra det gitte legemet til sentrum av kroppen. Jord.

En stein som kastes til jorden vil avvike under påvirkning av tyngdekraften fra en rett bane, og etter å ha beskrevet en buet bane, vil den til slutt falle til jorden. Hvis du kaster den med større hastighet, vil den falle ytterligere." I. Newton

Definisjon av gravitasjonskonstanten.

La oss nå finne ut hvordan du kan finne gravitasjonskonstanten. Først av alt, merk at G har et spesifikt navn. Dette skyldes det faktum at enhetene (og følgelig navnene) av alle mengder som er inkludert i loven om universell gravitasjon allerede er etablert tidligere. Tyngdeloven gir en ny sammenheng mellom kjente størrelser med bestemte navn på enheter. Det er derfor koeffisienten viser seg å være en navngitt verdi. Ved å bruke formelen til loven om universell gravitasjon er det lett å finne navnet på gravitasjonskonstanten i SI: N m 2 / kg 2 \u003d m 3 / (kg s 2).

For å kvantifisere G, er det nødvendig å uavhengig bestemme alle mengdene som er inkludert i loven om universell gravitasjon: både masser, kraft og avstand mellom legemer.

Vanskeligheten ligger i det faktum at gravitasjonskreftene mellom kropper med små masser er ekstremt små. Det er av denne grunn at vi ikke legger merke til kroppens tiltrekning til omgivende objekter og gjensidig tiltrekning av objekter til hverandre, selv om gravitasjonskrefter er de mest universelle av alle krefter i naturen. To personer som veier 60 kg i en avstand på 1 m fra hverandre tiltrekkes med en kraft på bare rundt 10 -9 N. For å måle gravitasjonskonstanten er det derfor nødvendig med ganske subtile eksperimenter.

Gravitasjonskonstanten ble først målt av den engelske fysikeren G. Cavendish i 1798 ved hjelp av en enhet kalt torsjonsbalanse. Opplegget for torsjonsbalansen er vist i figur 3.3. En lett rocker med to like vekter i endene er opphengt i en tynn elastisk tråd. To tunge baller er urørlig festet i nærheten. Gravitasjonskrefter virker mellom vekter og ubevegelige baller. Under påvirkning av disse kreftene snur og vrir vippen tråden til den resulterende elastiske kraften blir lik gravitasjonskraften. Vrivinkelen kan brukes til å bestemme tiltrekningskraften. For å gjøre dette trenger du bare å kjenne trådens elastiske egenskaper. Massene av legemer er kjent, og avstanden mellom sentrene til samvirkende legemer kan måles direkte.

Fra disse eksperimentene ble følgende verdi for gravitasjonskonstanten oppnådd:

G \u003d 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2.

Bare i tilfellet når kropper med enorme masser samhandler (eller i det minste massen til en av kroppene er veldig stor), når gravitasjonskraften en stor verdi. For eksempel tiltrekkes jorden og månen til hverandre med en kraft F ≈ 2 10 20 N.

Avhengighet av akselerasjon av fritt fall av kropper på geografisk breddegrad.

En av årsakene til økningen i akselerasjonen av fritt fall når man flytter punktet der kroppen befinner seg fra ekvator til polene, er at kloden er noe flatet ved polene og avstanden fra jordens sentrum til overflaten. ved polene er mindre enn ved ekvator. En annen grunn er jordens rotasjon.

Likhet mellom treghets- og gravitasjonsmasser.

Den mest slående egenskapen til gravitasjonskrefter er at de gir samme akselerasjon til alle legemer, uavhengig av massene deres. Hva vil du si om en fotballspiller hvis spark ville like akselerert en vanlig lærball og en vekt på to pund? Alle vil si at det er umulig. Men jorden er akkurat en slik "ekstraordinær fotballspiller", med den eneste forskjellen at dens effekt på kropper ikke har karakter av en kortsiktig påvirkning, men fortsetter kontinuerlig i milliarder av år.

I Newtons teori er masse kilden til gravitasjonsfeltet. Vi er i jordens gravitasjonsfelt. Samtidig er vi også kilder til gravitasjonsfeltet, men på grunn av at massen vår er betydelig mindre enn jordens masse, er feltet vårt mye svakere og objektene rundt reagerer ikke på det.

Den uvanlige egenskapen til gravitasjonskrefter, som vi allerede har sagt, forklares av det faktum at disse kreftene er proporsjonale med massene til begge vekselvirkende legemer. Kroppens masse, som er inkludert i Newtons andre lov, bestemmer kroppens treghetsegenskaper, dvs. dens evne til å oppnå en viss akselerasjon under påvirkning av en gitt kraft. den treghetsmasse m og.

Hvilket forhold kan det ha til kroppens evne til å tiltrekke hverandre? Massen som bestemmer kroppens evne til å tiltrekke hverandre er gravitasjonsmassen m r .

Det følger overhodet ikke av newtonsk mekanikk at treghets- og gravitasjonsmassene er de samme, dvs.

m og = m r. (3,5)

Likeverd (3,5) er en direkte konsekvens av erfaring. Det betyr at man ganske enkelt kan snakke om massen til et legeme som et kvantitativt mål på både treghets- og gravitasjonsegenskaper.

Gravitasjonskraften er grunnlaget som universet hviler på. Takket være tyngdekraften eksploderer ikke solen, atmosfæren slipper ikke ut i verdensrommet, mennesker og dyr beveger seg fritt på overflaten, og planter bærer frukt.

Himmelmekanikk og relativitetsteorien

Loven om universell gravitasjon studeres i klasse 8-9 på videregående. Flittige elever vet om det berømte eplet som falt på hodet til den store Isaac Newton og oppdagelsene som fulgte. Faktisk er det mye vanskeligere å gi en klar definisjon av tyngdekraften. Moderne forskere fortsetter diskusjoner om hvordan kropper samhandler i det ytre rom og om antigravitasjon eksisterer. Det er ekstremt vanskelig å studere dette fenomenet i terrestriske laboratorier, derfor er det flere grunnleggende teorier om tyngdekraften:

Newtonsk gravitasjon

I 1687 la Newton grunnlaget for himmelmekanikk, som studerer bevegelsen til kropper i tomt rom. Han beregnet månens gravitasjonskraft på jorden. I følge formelen avhenger denne kraften direkte av deres masse og avstanden mellom gjenstander.

F = (G m1 m2)/r2
Gravitasjonskonstant G=6,67*10-11

Ligningen er ikke helt relevant når et sterkt gravitasjonsfelt eller tiltrekningen av mer enn to objekter skal analyseres.

Einsteins teori om tyngdekraften

I løpet av forskjellige eksperimenter kom forskerne til den konklusjon at det er noen feil i Newtons formel. Grunnlaget for himmelmekanikk er en langdistansekraft som virker øyeblikkelig uavhengig av avstanden, noe som ikke samsvarer med relativitetsteorien.

I følge A. Einsteins teori utviklet på begynnelsen av 1900-tallet, forplanter ikke informasjon seg raskere enn lysets hastighet i vakuum, så gravitasjonseffekter oppstår som følge av rom-tidsdeformasjon. Jo større masse en gjenstand har, jo større krumning blir lettere gjenstander inn i.

kvantegravitasjon

En veldig kontroversiell og ikke fullt utformet teori som forklarer samspillet mellom kropper som en utveksling av spesielle partikler - gravitoner.

På begynnelsen av det 21. århundre klarte forskere å gjennomføre flere betydelige eksperimenter, inkludert ved hjelp av Hadron Collider, og utvikle teorien om løkkekvantetyngdekraft og strengteori.

Univers uten gravitasjon

Fantasyromaner beskriver ofte forskjellige gravitasjonsforvrengninger, anti-gravitasjonskamre og romskip med et kunstig gravitasjonsfelt. Lesere tenker noen ganger ikke engang på hvor urealistiske handlingene til bøkene er og hva som vil skje hvis tyngdekraften avtar/øker eller forsvinner helt.

Mennesket er tilpasset jordens tyngdekraft, så under andre forhold vil det måtte endre seg dramatisk. Vektløshet fører til muskelatrofi, en reduksjon i antall røde blodceller og en forstyrrelse i arbeidet til alle vitale systemer i kroppen, og med en økning i gravitasjonsfeltet kan folk rett og slett ikke bevege seg.
Luft og vann, planter og dyr, hus og biler vil fly ut i verdensrommet. Selv om folk klarer å bli, vil de fort dø uten oksygen og mat. Lav tyngdekraft på månen er hovedårsaken til fraværet av en atmosfære på den, og følgelig liv.
Planeten vår vil falle fra hverandre når trykket i midten av jorden forsvinner, alle eksisterende vulkaner bryter ut og de tektoniske platene begynner å divergere.
Stjerner vil eksplodere på grunn av det intense trykket og den kaotiske kollisjonen av partikler i kjernen.
Universet vil bli til en formløs gryterett av atomer og molekyler som ikke klarer å kombinere for å skape noe mer.

Heldigvis for menneskeheten vil tyngdekraftsstansen og de forferdelige hendelsene som vil følge aldri skje. Det mørke scenariet viser ganske enkelt hvor viktig tyngdekraften er. Hun er mye svakere enn elektromagnetisme, sterke eller svake interaksjoner, men faktisk, uten det, vil vår verden slutte å eksistere.