Что такое гравитация?

Что такое гравитация?

Гравитация не только держит нас на Земле, но и объясняет как формируются звезды и галактики. А также она может показать нам как они умрут. Несмотря на то, что мы можем напрямую наблюдать гравитацию, она на много сложнее чем кажется.

В общем, о гравитации можно рассказать двумя разными способами. Во-первых так, как её описал Исаак Ньютон. Во-вторых, так, как её описал Альберт Эйнштейн.

Что такое гравитация по Ньютону?

В классическом, Ньютоновском описании гравитация притягивает объекты ко всем остальным объектам с массой во вселенной. От мельчайших частиц до галактик. По его мнению она взаимодействует со всеми частицами одинаково.

Однако, сила притяжения завит от массы объектов и расстояния между ними. Чем больше масса, тем сильнее она притягивает объекты. Но эта сила быстро уменьшается с увеличением расстояния между ними.

Ньютон описал это так:

Гравитация прямо пропорциональна массам объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Гравитация по теории Ньютона
Гравитация по теории Ньютона

Формула Ньютона с массой и расстоянием очень полезна для таких вещей, как предсказание о существовании планеты Уран на основе движения Нептуна. Однако, эта теория не может объяснить всё происходящее вокруг. Это лишь упрощенная модель для более лёгкого осознания нами физики гравитации.

Самым ярким доказательством не универсальности теории Ньютона является орбита движения Меркурия. Проблема в том, что точка, в которой он ближе всего к Солнцу не там, где предсказывает закон Ньютона. Понадобится Эйнштейн, чтобы объяснить почему.

Что такое гравитация по Эйнштейну?

Эйнштейн объяснял гравитацию как свойство не только массы, но и пространства времени. Он видел пространство время как ткань вселенной и его общая теория относительности утверждает что объекты у которых есть масса или энергия искажают эту ткань.

Подумайте об арбузе и апельсине на матрасе. Каждый из них создаёт углубление. Если апельсин прикатится к арбузу, то он ускорится, продвигаясь к углублению, созданному более массивным арбузом. Таким образом притягивающая сила становится  либо сильнее, либо слабее в зависимости от  расстояния между фруктами.

Это как закон Ньютона на стероидах. Гравитация — это деформация в пространстве времени, созданная массой или энергией. Так что в случае Меркурия, чем ближе он к Солнцу, тем сильнее его огромная масса изгибает пространство времени, что заставляет сдвинуться точку перигея (ближайшую точку к Солнцу на орбите).

Вы могли заметить, что это относится к объектам с массой или энергией. Эйнштейн также обнаружил, что гравитация может воздействовать на объекты с энергией, но без массы. Например на свет, если гравитация достаточно сильная.

Пример: Он заметил, что свет изгибается рядом с очень массивными планетами и звездами. И его общая теория относительности правильно предсказывает, что достаточно сжатая масса может исказить пространство времени настолько, что даже свет не может вырваться. Это называется черной дырой.

Помните, что у каждой фундаментальной силы есть частица переносчик, которая фактически передаёт силу между телами, но если свет отвечает на гравитацию, значит её частица переносчик должна быть невероятно мала.

Считается, что гравитацию переносят безмассовые частицы, под названием гравитоны. В отличие от других частиц переносчиков, гравитоны пока только теоретические. Лишь недавно, используя большой адронный коллайдер их смогли засечь. Фактически, их практически невозможно обнаружить. Мы лишь можем видеть результат их работы — гравитацию.

Спасибо, что прочитали нашу статью. Пишите в комментарии свои мнения по поводу физики гравитации, и как вы думаете: Что такое гравитация?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *