Гравитация

Содержание статьи

Гравитация в ОТО

Несмотря на то, что теория Ньютона вполне применима на практике, она имеет ряд недостатков. Закон всемирного тяготения является математическим описанием, но не дает представления о фундаментальной физической природе вещей.

Согласно Ньютону, сила притяжения действует на любых расстояниях. Причем действует мгновенно. Учитывая, что самая большая скорость в мире – скорость света, выходит несоответствие. Как гравитация может мгновенно действовать на любые расстояниях, когда для их преодоления свету нужно не мгновение, а несколько секунд или даже лет?

В рамках ОТО гравитация рассматривается не как сила, которая действует на тела, но как искривление пространства и времени под действием массы.  Таким образом гравитация – не силовое взаимодействие.

Чем массивнее объект, тем сильнее он искривляет пространство

Каково действие гравитации? Попробуем описать его с использованием аналогии.

Представим пространство в виде упругого листа. Если положить на него легкий теннисный мячик, поверхность останется ровной. Но если рядом с мячиком положить тяжелую гирю, она продавит на поверхности ямку, и мячик начнет скатываться к большой и тяжелой гире. Это и есть «гравитация».

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Возмущение в движении планет

Законы Кеплера, описывающие траектории движения планет, учитывают только тяготение Солнца и упускают влияние других объектов системы. Поэтому при реальных наблюдениях за вращением какого-либо небесного тела можно увидеть небольшие отклонения от предсказанной орбиты, нехарактерные для кеплеровских постулатов. Эти отклонения называют возмущениями, и в сегодняшней науке рассчитываются достаточно точно благодаря формуле тяготения и известным значениям расстояний между Солнцем и планетами, а также их масс.

Нептун

Одно из самых масштабных проявлений возмущений в науке – несоответствие рассчитанного и наблюдаемого движения планеты Уран, открытой Вильямом Гершелем в 1781 году. Несмотря на то, что было учтено влияние как звезды, так и остальных тел, существовали небольшие отклонения, с которыми астрономы никак не могли примириться. Тогда было высказано предположение о существовании за Ураном ещё одной, восьмой планеты. В 1846 году на основании расчетов Урбена Леверье и Джона Адамса она была найдена, получив название Нептун. А в 1930 году подобным образом, «на кончике пера», открылось существование Плутона, споры о статусе которого не утихают и по сей день.

Что сильнее- электромагнитная или гравитационная сила

Многие думают, что именно электромагнетизм сильнее гравитации. В целом, если не придираться к некоторым тонкостям, это правда, но, как всегда, есть некоторые ”но”.

Электромагнетизм — это сила, которая возникает на самом микроскопическом уровене и в некотором роде является основной всей механики, создавая основные силы. Например, в атоме чего-либо (допустим водорода) есть протоны, которые летают вокруг электронов. В итоге у нас есть электрический заряд и масса. Первый определяет силу электромагнитного взаимодействия, а второй уже относится к гравитации.

Эти силы рассматривают по отдельности из-за того, что они имеют свое влияние на разном уровне. Ни для кого не секрет, что электромагнитные частицы одного заряда отталкиваются, а противоположного — притягиваются. Если мы имеем дело с системой, в которой есть частицы с положительными и отрицательными зарядами, то можно считать, что она нейтральна. Примером может служить атом, который находится, как бы в равновесии.

Если мы возьмем огромное количество атомов и начнем рассматривать, например, планету, то расстановка сил изменится. В этом случае все тело в целом будет иметь плюс-минус нейтральный заряд и на первый план выйдет именно сила гравитации. То есть электромагнетизм действительно силен, но только когда речь идет о связи элементарных частиц. На этом уровне он действительно сильнее гравитации. Если говорить о больших объектах, то гравитация важнее.

На микроуровне все уравновешено собственными силами.

Способы прививки

Существует масса способов прививки плодового дерева. Каждый из них имеет свои особенности и используется в зависимости от особенностей прививаемого материала и сезона проведения процедуры.

Если опыта проведения прививок нет, лучше начинать с наиболее простых и понятных способов, которые практически всегда дают хорошие результаты.

За кору

Этот метод прививки применяется, когда к взрослой или старой сливе нужно привить новые сорта. Процедура проводится после начала сокодвижения. В это время кора становится пластичной и легко отстает от древесины.

Этапы процедуры:

• подвой срезают пилой на пенек и обрабатывают садовым варом;
• кору надрезают вниз на длину 2,5 см;
• срезанную кору слегка отворачивают с двух сторон;
• на нижнем конце черенка делают косой срез на 3 см под углом 30°;
• на черенке оставляют 2-3 почки, остальную часть отрезают (над почкой);
• черенок вставляют за кору;
• место прививки фиксируют пленкой и обмазывают садовым варом.

Все работы нужно проводить острыми садовыми или окулировочными ножами. Обязательное условие — обеззараживание инструментов перед работой спиртом.

Плодовый сад будет гармонично развиваться только при полном понимании особенностей всех растений и соблюдения правил ухода за ними.

Важно не нарушать естественное процессы плодового дерева— это часто приводит к глобальным проблемам. Только таким образом можно добиться долголетия и стабильного плодоношения сливы

Кометы

Некоторые парадоксы

1. Вращающийся вокруг Земли спутник, по отношению к планете, невесом. И всё, что в нём находится, также невесомо. Луна, относительно Земли, опять же невесома, но тела на её поверхности весом уже обладают. Тоже самое и с Землёй. Она невесома относительно Солнца, но мы на ней вес ощущаем. Солнце тоже невесомо относительно галактического ядра. И так – до бесконечности.
2. В звёздах, в процессе термоядерных реакций, создаётся огромное давление. Но оно сдерживается гравитационными силами. То есть, существование звезды возможно потому, что присутствует динамическое равновесие: температура-давление – гравитационные силы.
3. В чёрной дыре прекращаются все процессы, кроме одного – гравитации. Её ничто не может поглотить или искривить.

Кто открыл закон всемирного тяготения

Ни для кого не секрет, что закон всемирного тяготения был открыт великим английским ученым Исааком Ньютоном, по легенде гуляющим в вечернем саду и раздумывающем над проблемами физики. В этот момент с дерева упало яблоко (по одной версии прямо на голову физику, по другой просто упало), ставшее впоследствии знаменитым яблоком Ньютона, так как привело ученого к озарению, эврике. Яблоко, упавшее на голову Ньютону и вдохновило того к открытию закона всемирного тяготения, ведь Луна в ночном небе оставалась не подвижной, яблоко же упало, возможно, подумал ученый, что какая-то сила воздействует как на Луну (заставляя ее вращаться по орбите), так и на яблоко, заставляя его падать на землю.

Сейчас по заверениям некоторых историков науки вся эта история про яблоко лишь красивая выдумка

На самом деле падало яблоко или нет, не столь уж важно, важно, что ученый таки действительно открыл и сформулировал закон всемирного тяготения, который ныне является одним из краеугольных камней, как физики, так и астрономии

Разумеется, и задолго до Ньютона люди наблюдали, как падающие на землю вещи, так и звезды в небе, но до него они полагали, что существует два типа гравитации: земная (действующая исключительно в пределах Земли, заставляющая тела падать) и небесная (действующая на звезды и Луну). Ньютон же был первым, кто объединил эти два типа гравитации в своей голове, первым кто понял, что гравитация есть только одна и ее действие можно описать универсальным физическим законом.

Точность закона всемирного тяготения Ньютона[править | править код]

Экспериментальная оценка степени точности закона тяготения Ньютона является одним из подтверждений общей теории относительности. Опыты по измерению квадрупольного взаимодействия вращающегося тела и неподвижной антенны показали, что приращение в выражении для зависимости ньютоновского потенциала на расстояниях нескольких метров находится в пределах . Другие опыты также подтвердили отсутствие модификаций в законе всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения Ньютона в 2007 г. был проверен и на расстояниях, меньших одного сантиметра (от 55 мкм до 9.53 мм). С учетом погрешностей эксперимента в исследованном диапазоне расстояний отклонений от закона Ньютона не обнаружено.

Прецизионные лазерные дальнометрические наблюдения за орбитой Луны подтверждают закон всемирного тяготения на расстоянии от Земли до Луны с точностью .

Гравитационные волны

Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Математически связаны с возмущением метрики пространства-времени и могут быть описаны как «рябь пространства-времени». Гравитационные волны предсказываются общей теорией относительности. Впервые они были непосредственно обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории LIGO, на которых были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие, вероятно, в результате слияния двух чёрных дыр и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры.

Хочу купить револьвер. Часть 2: Топ-10 лучших револьверов 2020 года

Подробно о том, что собою представляет керамбит

Сильные гравитационные поля

В сильных гравитационных полях (а также при движении в гравитационном поле с релятивистскими скоростями) начинают проявляться эффекты общей теории относительности (ОТО):

• изменение геометрии пространства-времени;
  • как следствие, отклонение закона тяготения от ньютоновского;
  • и в экстремальных случаях — возникновение чёрных дыр;
• запаздывание потенциалов, связанное с конечной скоростью распространения гравитационных возмущений

  как следствие, появление гравитационных волн;

  ;

• эффекты нелинейности: гравитация имеет свойство взаимодействовать сама с собой, поэтому принцип суперпозиции в сильных полях уже не выполняется.

Гравитация как проявление геометрических свойств пространства-времени

Тот факт, что гравитационные силы можно рассматривать как ускорения в инерциальных системах координат, которые отличаются от точки к точке, означает, что гравитация – это геометрическое понятие.

Мы говорим, что пространство-время искривляется. Рассмотрим мяч на плоской поверхности. Он будет покоиться или, если нет никакого трения, равномерно двигаться при отсутствии действия каких-либо сил на него. Если поверхность искривляется, мяч ускорится и будет двигаться до самой низкой точки, выбирая кратчайший путь. Аналогичным образом теория Эйнштейна утверждает, что четырехмерное пространство-время искривлено, и тело движется в этом искривленном пространстве по геодезической линии, которой соответствует кратчайший путь. Поэтому гравитационное поле и действующие в нем на физические тела гравитационные силы – это геометрические величины, зависящие от свойств пространства-времени, которые наиболее сильно изменяются вблизи массивных тел.

Сильные гравитационные поля

В сильных гравитационных полях (а также при движении в гравитационном поле с релятивистскими скоростями) начинают проявляться эффекты общей теории относительности (ОТО):

• изменение геометрии пространства-времени;
  • как следствие, отклонение закона тяготения от ньютоновского;
  • и в экстремальных случаях — возникновение чёрных дыр;
• запаздывание потенциалов, связанное с конечной скоростью распространения гравитационных возмущений

  как следствие, появление гравитационных волн;

  ;

• эффекты нелинейности: гравитация имеет свойство взаимодействовать сама с собой, поэтому принцип суперпозиции в сильных полях уже не выполняется.

Удаление насекомых с лобового стекла автомобиля

Основные события

Блокада Порт-Артура

Эти действия были сорваны «Ретвизваном»

В начале весны 1904 года прибывает Адмирал Макаров и кораблестроитель Н. Е. Кутейников . Одновременно приходят большое количество запчастей и техники для ремонта судов.

В конце марта японская флотилия вновь пытается блокировать вход в крепость, взорвав четыре транспортных судна, начиненных камнями, но затопили их слишком далеко.

31 марта тонет российский броненосец «Петропавловск», налетевшей на три мины. Судно исчезло за три минуты, погибшие 635 чел., среди них были адмирал Макаров и художник Верещагин.

3-я попытка блокировать вход в гавань, увенчалась успехом, Япония, затопив восемь транспортников, запирает российские эскадры на несколько дней и незамедлительно высаживается в Маньчжурии.

Крейсеры «Россия», «Громобой», «Рюрик» единственные сохранили свободу передвижения. Ими было затоплено несколько судов с военными и оружием, в том числе «Хи-таци Мару», который переправлял оружие для осады Порт-Артура, благодаря чему, захват растянулся на несколько месяцев.

Оборона города

22.04 (05.05) в 100 км от крепости высаживается японское войско в составе 38,5 тыс. человек.

27.04 (10.05) японскими отрядами было разорвано ж/д сообщение между Маньчжурией и Порт-Артуром.

2 (15) мая затоплены 2 японских корабля, попавшие, благодаря заградителю «Амур», в расставленные мины. Всего за пять майских дней (12−17.05) Япония потеряла 7 кораблей, а два ушли в Японский порт на ремонт.

Успешно высадившись, японцы, стали двигаться к Порт-Артуру, чтобы блокировать её. Встретить японские отряды, русское командование решило на укреплённых участках, вблизи Цзиньчжоу.

13 (26) мая свершилось крупное сражение. Русский отряд (3,8 тыс. чел.) и при наличии 77 орудий и 10 пулемётов, больше 10 часов отбивали атаку врага. И только подошедшие японские канонерки, подавив левый флаг, прорвали оборону. Японцы потеряли — 4 300 человек, русские — 1 500 человек.

Благодаря выигранному бою у Цзиньчжоу, японцы преодолели естественную преграду на пути к крепости.

В конце мая Япония без боя захватывает порт Дальний практически неповрежденным, что существенно помогло им в дальнейшем.

1−2 (14−15) июня в сражении у Вафангоу 2-я японская армия одерживает победу над русским отрядами под командованием генерала Штакельберга, который был направлен для снятия порт-артурской блокады.

30 июля занимаются дальние подступы к крепости, и начинается оборона. Это яркий исторический момент. Оборона велась до 2 января 1905 года. В крепости и примыкающих к ним районах, у русской армии не было единой власти. Генерал Стессель — командовал войсками, генерал Смиронов — командующий крепости, адмирал Витгефт — командовал флотом. К общему мнению они приходили с трудом. Но среди руководящего состава был талантливый командующий — генерал Кондратенко. Благодаря его ораторским и управленческим качествам, начальство находило компромисс.

Кондратенко заслужил славу героя Порт-Артурских событий, он погиб в конце осады крепости.

Численность войск, находящихся в крепости — порядка 53 тысяч человек, а также 646 орудий и 62 пулемёта. Осада велась в течение 5 месяцев. Японская армия потеряла 92 тысячи человек, Россия — 28 тысяч человек.

Ляоян и Шахэ

В августе 11 (24) произошло генеральное сражение при Ляояне. Японцы, двигаясь полукругом с юга и востока, атаковали русские позиции. В продолжительных боях, японская армия во главе с маршалом И. Ояма понесла урон в 23 000, русские войска во главе с командующим Куропаткиным тоже понесли потери — 16 (или 19, по некоторым данным) тысяч убитых и раненых.

Русские успешно отражали атаки на юге Лаояна 3 дня, но Куропаткин, предположив, что японцы могут преградить ж/д севернее Ляояна, приказал своим отрядам отходить к Мукдену. Русская армия отступила, не оставив ни одного орудия.

Осенью происходит вооружённое столкновение на реке Шахэ. Началом послужила атака русских войск, а через неделю японцы перешли в контратаку. Потери России составили около 40 тыс. чел., японская сторона — 30 тыс. чел. Завершившаяся операция на р. Шахэ установила время затишья на фронте.

14−15 (27−28) мая японский флот в Цусимском сражении разгромил российскую эскадру, которая была передислоцирована из Балтики, командовал её вице-адмирал З. П. Рожественский .

7 июля происходит последнее крупное сражение — вторжение Японии на Сахалин. 14-ти тысячной японской армии оказывали сопротивление 6 тысяч русских — это были в основном каторжане и ссыльные, которые вступили в армейские ряды, чтобы приобрести льготы и потому, сильными боевыми навыками не обладали. К концу июля русское сопротивление было подавлено, пленёнными были более 3-х тысяч человек.

Сноски

Новая ситуация в мире после Второй мировой войны. Распад антигитлеровской коалиции

Гравитация, что это такое Как объяснить ребенку. Что такое гравитация?

Сила тяжести, или гравитация, – это существующая между двумя частицами материи (или двумя объектами) сила притяжения, которая удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца или Луну на ее орбите вокруг Земли. (По мере увеличения расстояния между двумя объектами их гравитационное притяжение уменьшается.) Сила тяжести – это также та сила, которая удерживает любой предмет на Земле или на любом другом небесном теле, не позволяя ему улететь в космос. Чем больше объект, тем сильнее его гравитационное притяжение, и наоборот. Поскольку Луна намного меньше Земли, ее гравитационное притяжение составляет всего одну шестую гравитационного притяжения нашей планеты. Вот почему американские космонавты на Луне могли без особых усилий передвигаться большими прыжками.

Гравитацией объясняется также то, почему Земля – и другие планеты и небесные тела – имеют в общем круглую форму. Когда формировалась наша солнечная система, под действием гравитации стягивались вместе пыль и газы, летящие сквозь космос. Когда большое количество материи собирается одновременно в одном месте, такая материя образует шар, так как гравитация притягивает все к центральной точке. И все-таки Земля не идеально круглая. В процессе ее вращения вокруг своей оси возникает дополнительная сила, под действием которой Земля слегка «выпячивается» в срединной области.

Аномалии и неточности

Есть некоторые наблюдения, которые не учитываются должным образом, что может указывать на необходимость в более совершенных теориях гравитации или, возможно, быть объясненными другими способами.

Кривая вращения типичной спиральной галактики: предсказанная ( А ) и наблюдаемая ( Б ). Расхождение кривых связано с темной материей .

• Сверхбыстрые звезды : звезды в галактиках следуют распределению скоростей, когда звезды на окраинах движутся быстрее, чем они должны, в соответствии с наблюдаемым распределением нормальной материи. Галактики в скоплениях галактик демонстрируют похожую картину. Темная материя , которая взаимодействует посредством гравитации, но не электромагнитно, может объяснить это несоответствие. Также были предложены различные модификации ньютоновской динамики .
• Аномалия пролета : различные космические аппараты испытывали большее ускорение, чем ожидалось, во время маневров по гравитации .
• Ускорение расширения : кажется, что метрическое расширение пространства ускоряется. Для объяснения этого была предложена темная энергия . Недавнее альтернативное объяснение состоит в том, что геометрия пространства неоднородна (из-за скоплений галактик) и что, когда данные интерпретируются заново, чтобы учесть это, расширение в конце концов не ускоряется, однако этот вывод оспаривается.
• Аномальное увеличение астрономической единицы : недавние измерения показывают, что быстрее, чем если бы это происходило исключительно за счет потери массы Солнцем из-за излучения энергии.
• Фотоны с дополнительной энергией : фотоны, проходящие через скопления галактик, должны набирать энергию, а затем снова терять ее на выходе. Ускоряющееся расширение Вселенной должно остановить фотоны, возвращающие всю энергию, но даже с учетом этого фотоны из космического микроволнового фонового излучения получают в два раза больше энергии, чем ожидалось. Это может указывать на то, что гравитация спадает быстрее, чем величина обратного квадрата на определенных масштабах расстояний.
• Сверхмассивные водородные облака : спектральные линии леса Лайман-альфа предполагают, что водородные облака более сгруппированы в определенных масштабах, чем ожидалось, и, как темный поток , может указывать на то, что гравитация спадает медленнее, чем обратный квадрат на определенных масштабах расстояний.

Что представляет собой гравитация?

Гравитация — самая таинственная сила во Вселенной. Ученые не знают до конца ее природы. Именно она удерживает на орбитах планеты Солнечной системы. Это сила, возникающая между двумя объектами и зависящая от массы и расстояния.

Гравитацию называют силой притяжения или тяготения. С помощью нее планета или другое тело тянет объекты к своему центру. Сила тяжести удерживает планеты на орбите вокруг Солнца.

Что еще делает гравитация?

Почему вы приземляетесь на землю, когда вскакиваете, а не уплываете в космос? Почему предметы падают, когда вы их бросаете? Ответ — невидимая сила тяжести, которая тянет объекты друг к другу. Земная гравитация — это то, что держит вас на земле и заставляет вещи падать.

Все, что имеет массу, имеет гравитацию. Мощь гравитации зависит от двух факторов: массы предметов и расстояния между ними. Если взять в руки камень и перо, с одинаковой высоты отпустить их, оба предмета упадут на землю. Тяжелый камень упадет быстрее пера. Перо еще повисит в воздухе, потому что оно легче. Объекты с большей массой имеют большую силу притяжения, которая становится слабее с расстоянием: чем ближе объекты друг к другу, тем сильнее их гравитационное тяготение.

Гравитация на Земле и во Вселенной

Во время полета самолета люди в нем остаются на местах и могут передвигаться как на земле. Так происходит из-за траектории полета. Существует специально разработанные самолеты, в которых на определенной высоте отсутствует гравитация, образуется невесомость. Самолет выполняет специальный маневр, масса предметов меняется, они ненадолго поднимаются в воздух. Через несколько секунд гравитационное поле восстанавливается.

Рассматривая силу гравитации в Космосе, у земного шара она больше большинства планет. Достаточно посмотреть движение космонавтов при высадке на планеты. Если по земле мы ходим спокойно, то там космонавты как бы парят в воздухе, но не улетают в космос. Это значит, что у данной планеты тоже есть сила тяготения, просто несколько иная, чем у планеты Земля.

Гравитация играет важнейшую роль в развитии Вселенной. При отсутствии силы тяготения, не было бы звезд, планет, астероидов, черных дыр, галактик. Интересно, что черных дыр на самом деле не видно. Ученые определяют признаки черной дыры по степени мощности гравитационного поля в определенной области. Если оно очень сильное с сильнейшим колебанием, это говорит о существовании черной дыры. 

Миф 1. В космосе отсутствует гравитация

Просматривая документальные фильмы о космонавтах, кажется, что они парят над поверхностью планет. Так происходит из-за того, что на других планетах гравитация ниже, чем на Земле, поэтому космонавты идут как бы паря в воздухе.

Миф 2. Все приближающиеся к черной дыре тела разрываются

Черные дыры обладают мощной силой и образуют мощные гравитационные поля. Чем ближе объект к черной дыре, тем сильнее становятся приливные силы и мощность притяжения. Дальнейшее развитие событий зависит от массы объекта, размера черной дыры и расстояния между ними. Черная дыра имеет массу прямо противоположную ее размеру. Интересно, что чем больше размер дыры, тем слабее приливные силы и наоборот. Таким образом, не все объекты разрываются при попадании в поле черной дыры. 

Миф 3. Искусственные спутники могут обращаться вокруг Земли вечно

Теоретически можно так сказать, если бы не влияние второстепенных факторов. Многое зависит от орбиты. На низкой орбите спутник вечно летать не сможет из-за атмосферного торможения, на высоких орбитах он может находиться в неизменном состоянии довольно долго, но здесь вступают в силу гравитационные силы других объектов.

Если бы из всех планет существовала только Земля, спутник притягивался бы к ней и практически не менял траекторию движения. Но на высоких орбитах объект окружает множество планет, больших и малых, каждая со своей силой тяготения.

Некоторые факты

1. В некоторых уголках Земли сила гравитации имеет более слабую силу, чем на всей планете. Например, в Канаде, в районе Гудзонова залива сила притяжения ниже.
2. Когда космонавты возвращаются из космоса на нашу планету, в самом начале им сложно приспособиться к гравитационной силе земного шара. Иногда это занимает несколько месяцев.
3. Самой мощной силой гравитации среди космических объектов обладают черные дыры. Одна черная дыра размером с мячик имеет силу больше, чем любая планета.

Несмотря на непрекращающееся изучение силы притяжения, гравитация остается нераскрытой. Это означает, что научные знания остаются ограниченными и человечеству предстоит познать много нового.

ОСН ФСИН

Гравитон

Если вы еще не устали от потока информации, двигаемся дальше. Мы уже выяснили, что гравитационное взаимодействие определенно есть. Тогда оно должно переноситься какой-либо частицей, логично ведь? Главным кандидатом на эту роль является гравитон – гипотетическая частица, существование которой до сих пор не доказано. Она еще даже официально не существует, а уже породила множество споров в научном сообществе. Некоторые говорят о том, что черные дыры тоже должны излучали бы гравитоны, если бы те существовали, а это противоречит ОТО.

Были предприняты неоднократные попытки расширить стандартную модель, но все они разбились о высоченные энергии. В решении этой задачи могут помочь теории квантовой гравитации, об одной из которых я уже рассказывал. Они говорят о том, гравитоны – одно из состояний струн, а не точечные частицы. Как оно есть на самом деле, никто пока сказать не может, так как никто до сих пор не обнаружил те самые гравитоны из-за их чрезвычайно низкого гравитационного влияния.