Закон Всесвітнього Тяжіння – це вигадка паразитів. Історія відкриття закону всесвітнього тяжіння - опис, особливості та цікаві факти

Коли він дійшов великого результату: одна й та сама причина викликає явища напрочуд широкого діапазону - від падіння кинутого каменю на Землю до руху величезних космічних тіл. Ньютон знайшов цю причину і зміг точно висловити її у вигляді однієї формули – закону всесвітнього тяжіння.

Оскільки сила всесвітнього тяжіння повідомляє всім тілам одне й те саме прискорення незалежно від їхньої маси, то вона повинна бути пропорційна масі того тіла, на яке діє:

Але оскільки, наприклад, Земля діє Місяць із силою, пропорційної масі Місяця, те й Місяць за третім законом Ньютона має діяти Землю з тією самою силою. Причому ця сила має бути пропорційна масі Землі. Якщо сила тяжіння є справді універсальною, то з боку даного тіла на будь-яке інше тіло має діяти сила, пропорційна масі цього іншого тіла. Отже, сила всесвітнього тяжіння має бути пропорційна добутку мас тіл, що взаємодіють. Звідси випливає формулювання закону всесвітнього тяжіння.

Визначення закону всесвітнього тяжіння

Сила взаємного тяжіння двох тіл прямо пропорційна добутку мас цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

Коефіцієнт пропорційності Gназивається гравітаційної постійної.

Гравітаційна постійна чисельно дорівнює силі тяжіння між двома матеріальними точками масою 1 кг кожна, якщо відстань між ними дорівнює 1 м. m 1 = m 2=1 кг та R=1 м отримуємо G=F(Чисельно).

Слід пам'ятати, що закон всесвітнього тяжіння (4.5) як загальний закон справедливий для матеріальних точок. При цьому сили гравітаційної взаємодії спрямовані вздовж лінії, що з'єднує ці точки ( рис.4.2). Такі сили називаються центральними.

Можна показати, що однорідні тіла, що мають форму кулі (навіть якщо їх не можна вважати матеріальними точками), також взаємодіють із силою, яка визначається формулою (4.5). В цьому випадку R- Відстань між центрами куль. Сили взаємного тяжіння лежать на прямій, що проходить через центри куль. (Такі сили і називаються центральними.) Тіла, падіння яких Землю ми зазвичай розглядаємо, мають розміри, набагато менші, ніж земний радіус ( R≈6400км). Такі тіла можна, незалежно від їхньої форми, розглядати як матеріальні точки та визначати силу їхнього тяжіння до Землі за допомогою закону (4.5), маючи на увазі, що Rє відстань від цього тіла до центру Землі.

Визначення гравітаційної постійної

Тепер з'ясуємо, як можна знайти постійну гравітаційну. Насамперед зауважимо, що Gмає певну назву. Це пов'язано з тим, що одиниці (і найменування) всіх величин, які входять у закон всесвітнього тяжіння, вже було встановлено раніше. Закон ж тяжіння дає новий зв'язок між відомими величинами з певними найменуваннями одиниць. Саме тому коефіцієнт виявляється іменованою величиною. Користуючись формулою закону всесвітнього тяжіння, легко знайти найменування одиниці гравітаційної постійної в СІ:

Н м 2 / кг 2 = м 3 / (кг з 2).

Для кількісного визначення Gпотрібно незалежно визначити всі величини, що входять до закону всесвітнього тяжіння: обидві маси, силу та відстань між тілами. Використовувати при цьому астрономічні спостереження не можна, оскільки визначити маси планет , Сонця, та й Землі, можна лише основі самого закону всесвітнього тяжіння, якщо значення гравітаційної постійної відомо. Досвід має бути проведений Землі з тілами, маси яких можна виміряти на терезах.

Труднощі у тому, що гравітаційні сили між тілами невеликих мас вкрай малі. Саме з цієї причини ми не помічаємо тяжіння нашого тіла до навколишніх предметів і взаємне тяжіння предметів один до одного, хоча гравітаційні сили – найуніверсальніші з усіх сил у природі. Дві людини масами по 60 кг на відстані 1 м один від одного притягуються з силою лише близько 10 -9 Н. Тому для вимірювання гравітаційної постійної потрібні досить тонкі досліди.

Вперше гравітаційна стала була виміряна англійським фізиком Г. Кавендішем у 1798 р. за допомогою приладу, званого крутильними вагами. Схема крутильних ваг показана малюнку 4.3. На тонкій пружній нитці підвішено легке коромисло з двома однаковими грузиками на кінцях. Поруч нерухомо закріплені дві важкі кулі. Між грузиками та нерухомими кулями діють сили тяжіння. Під впливом цих сил коромисло повертається та закручує нитку. По кутку закручування можна визначити силу тяжіння. Для цього потрібно лише знати пружні властивості нитки. Маси тіл відомі, а відстань між центрами тіл, що взаємодіють, можна безпосередньо виміряти.

З цих дослідів було отримано наступне значеннядля гравітаційної постійної:

Лише у тому випадку, коли взаємодіють тіла величезних мас (або принаймні маса одного з тіл дуже велика), сила тяжіння досягає великої величини. Наприклад, Земля та Місяць притягуються один до одного із силою F≈2 10 20 H.

Залежність прискорення вільного падіння тіл від географічної широти

Одна з причин збільшення прискорення вільного падіння при переміщенні точки, де знаходиться тіло, від екватора до полюсів, полягає в тому, що земна куля дещо сплюснуть біля полюсів і відстань від центру Землі до її поверхні біля полюсів менше, ніж на екваторі. Іншою, більш суттєвою причиною є обертання Землі.

Рівність інертної та гравітаційної мас

Найдивовижнішою властивістю гравітаційних сил є те, що вони повідомляють усім тілам, незалежно від їх мас, те саме прискорення. Що б ви сказали про футболіста, удар якого однаково прискорював би звичайний шкіряний м'яч та двопудову гирю? Кожен скаже, що це неможливо. А ось Земля є саме таким «незвичайним футболістом» з тією різницею, що дія її на тіла не носить характеру короткочасного удару, а триває безперервно мільярди років.

Незвичайна властивість гравітаційних сил, як ми вже говорили, пояснюється тим, що ці сили пропорційні масам обох тіл, що взаємодіють. Факт цей не може не викликати подиву, якщо над ним добре задуматися. Адже маса тіла, яка входить до другого закону Ньютона, визначає інертні властивості тіла, тобто його здатність набувати певного прискорення під дією даної сили. Цю масу природно назвати інертною масоюі позначити через m і.

Здавалося б, яке відношення вона може мати здатність тіл притягувати один одного? Масу, що визначає здатність тіл притягатися один до одного, слід назвати гравітаційною масою m г.

З механіки Ньютона зовсім не випливає, що інертна та гравітаційна маси однакові, тобто що

Рівність (4.6) є безпосереднім наслідком досвіду. Воно означає, що можна говорити просто про масу тіла як про кількісну міру як інертних, так і гравітаційних його властивостей.

Закон всесвітнього тяжіння є одним із найуніверсальніших законів природи. Він справедливий для будь-яких тіл, які мають масу.

Значення закону всесвітнього тяжіння

Але якщо підійти до цієї теми кардинальніше, то з'ясовується, що закон всесвітнього тяжіння не скрізь є можливість його застосування. Цей закон знайшов своє застосування для тіл, які мають форму кулі, його можна використовувати для матеріальних точок, а також він прийнятний для кулі, що має великий радіус, де ця куля може взаємодіяти з тілами набагато меншими, ніж його розміри.

Як ви вже здогадалися з інформації, наданої на цьому уроці, закон всесвітнього тяжіння є основою у вивченні небесної механіки. А, як ви знаєте, небесна механіка вивчає рух планет.

Завдяки цьому закону всесвітнього тяжіння з'явилася можливість у більш точному визначенні розташування небесних тіл та можливість обчислення їхньої траєкторії.

Але для тіла і нескінченної площині, а також для взаємодії нескінченного стрижня і кулі цю формулу застосовувати не можна.

За допомогою цього закону Ньютон зміг пояснити не лише те, як рухаються планети, а й чому виникають морські припливи та відливи. Через час, завдяки працям Ньютона, астрономам вдалося відкрити такі планети Сонячної системи, як Нептун і Плутон.

Важливість відкриття закону всесвітнього тяжіння полягає в тому, що за його допомогою з'явилася можливість робити прогнози сонячних та місячних затемненьі з точністю розраховувати рухи космічних кораблів.

Сили всесвітнього тяжіння є найбільш універсальними щосили природи. Адже їхня дія поширюється на взаємодію між будь-якими тілами, що мають масу. А як відомо, будь-яке тіло має масу. Сили тяжіння діють крізь будь-які тіла, оскільки сил тяжіння немає пригород.

Завдання

А тепер, щоб закріпити знання про закон всесвітнього тяжіння, спробуємо розглянути та вирішити цікаве завдання. Ракета піднялася на висоту h рівну 990 км. Визначте, наскільки зменшилася сила тяжіння, що діє на ракету на висоті h, порівняно з силою тяжіння mg, що діє на неї біля Землі? Радіус Землі R = 6400 км. Позначимо через m масу ракети, а через M масу Землі.

На висоті h сила тяжіння дорівнює:

Звідси обчислимо:

Підстановка значення дасть результат:

Легенду про те, як Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння, отримавши яблуком по маківці, придумав Вольтер. Причому сам Вольтер запевняв, що цю правдиву історію йому розповіла улюблена племінниця Ньютона Кетрін Бартон. Ось тільки дивно, що ні сама племінниця, ні її дуже близький друг Джонатан Свіфт у своїх спогадах про Ньютона про доленосне яблуко ніколи не згадували. До речі, і сам Ісаак Ньютон, докладно записуючи у своїх зошитах результати експериментів з поведінки різних тіл, відзначав лише посудини, наповнені золотом, сріблом, свинцем, піском, склом водою чи пшеницею, ні про яблука. Втім, це не завадило нащадкам Ньютона водити екскурсантів садом у маєтку Вулсток і показувати їм ту саму яблуню, поки її не зламала буря.

Так, яблуня була, і яблуками, напевно, з неї падали, але наскільки велика заслуга яблука у справі відкриття закону всесвітнього тяжіння?

Суперечки про яблуко не затихають ось уже 300 років, так само як і суперечки про сам закон всесвітнього тяжіння вірніше про те, кому належить пріоритет відкриття.

Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотський, Фізика 10 клас

Структура поля сили тяжіння не виходить із величини маси планети. Навпаки, саме інтенсивність цього гравітаційного поля (як одного виду гравітації), виражена величиною польового заряду (прискорення вільного падіння), формує масу планети.

І це ще раз підкреслює абсурдність вираження сили тяжіння формулою, яка називається в традиційній фізичній теорії формулою всесвітньої гравітації, через рівність: Fт. = m*g= G*(m*Mз)/R 2 , де «R» - радіус Землі плюс висота тіла над поверхнею Землі, а Мз - маса Землі, але що фактично її вагу (що знову абсурдно).

Крім визначення «маси» Землі з наведеної рівності, виражають з неї і заряд поля сили тяжкості (прискорення вільного падіння) у вигляді «g=G*Mз/Rз. 2», називаючи таку формулу якимось самостійним виразом для прискорення вільного падіння. При цьому забувається про те, що прискорення вільного падіння виражається, природно, без будь-якого обліку мас, виходячи з формули шляху падіння тіла. gt²/2»(і gоt²/4у фізиці розрізнення) та - з формули оборотного маятника ( gо=4піR/Т 2).

На основі абсурдної формули g = G * Mз / Rз. 2 була виведена відповідно також абсурдна формула Шварцшильда, яка стверджує про прагнення зірок до їх стиснення і, надалі, - до якогось гравітаційного колапсу. Таке абсурдне твердження призвело і абсурдної теорії деяких «чорних дірок». І всі ці безглуздя висловлюються на тлі фактів зменшення ваги тіл при наближенні їх до центру Землі і - незалежності характеру падіння тіл від їхньої маси.

Незважаючи на те, що Ньютон через його час і не був знайомий з фактом фізичних полів, він насправді позначив всесвітню гравітаційну структуру як силовий або зовнішній прояв всієї просторово-часової космічної структури. Адже він виявив залежність величин просторових зарядів обертання (званих доцентровим обертальним прискоренням для Місяця і прискоренням вільного падіння для Землі) від квадрата радіусу між ними без жодного обліку мас.

Така структурна просторова залежність, що виражає взаємно-центричну зовнішньо силову взаємодію полів і є законом всесвітньої гравітації. Але, розглядаючи взаємодії тіл, а не полів, що позначають тіла та окремі заряди, І. Ньютон висловив і закон всесвітньої гравітації не обертально і структурно, а лінійно та математично: твором гравітаційних зарядів тіл (замінених потім масами).

Ці заряди у законі Кулона - вже електричні заряди, а досвіді Кавендиша - це зовнішньо-молекулярні заряди тіл. І ось подальша заміна гравітаційних зарядів І. Ньютона, що позначають зовнішню польову або просторову характеристику (у тому числі й конкретного тіла) на маси, що характеризують внутрішню польову характеристику виключно тіл, і призвела до абсурду рівності «Fт. = m * g = G * (m * Mз) / R 2 ».

Адже маса (не розрізняється практично у традиційної фізики від сили тяжкості) - це похідне освіту від внутрішнього молекулярного заряду речовини тіла. Т.ч., на початкове спотворення закону всесвітньої гравітації, що виразилося в лінійному, а не в обертально-структурному розгляді сили було накладено спотворення вже у вигляді заміни зовнішнього поняття гравітаційного заряду внутрішнім фізичним поняттям маси.

Цим і вийшло подвійне викривлення закону всесвітньої гравітації. У зв'язку з цим він і не має жодного відношення до утворення сили тяжіння, оскільки, по-перше, всесвітня гравітація або тяжіння означає обертальний структурний, а не лінійний розгляд сили. А, по-друге, і лінійний розгляд сили висловлює не внутрішню характеристикутіл і внутрішню польову взаємодію, а - зовнішню просторово-польову взаємодію гравітаційних зарядів (розглядом їхньої обертальної польової характеристикою, у розмірності обертального прискорення).

І, дійсно, сила тяжіння, що діє лише на великих космічних тілах, а не в космосі, ніяк не має відношення саме до всесвітньої чи загальної гравітації. Освіта сили тяжіння, природно, відноситься до гравітації, але вже опосередковано через масу.

При цьому і утворення сили тяжіння, як і будь-якої сили, Виходячи з порівняння обертальних польових зарядів самим Ньютоном, необхідно розглядати не лінійно або лінійними векторами, а - обертально структурно або спіральними векторами. Про польове чи сферичне походження сили говорить і третій закон Ньютона, як про спіральних векторах дії та протидії.

Та й сам шлях падіння тіла, що переходить у вектор сили тяжіння, - це довжина розгорнутого кола з радіусом, що дорівнює дузі півкола, що описується середнім радіусом Землі. Т.ч., у розгляді закону всесвітньої гравітації, що відноситься до окружного взаємно-центричного польового простору та до обертально-структурного виразу сили, допустили його об'єднання з лінійним виразом сили (наприклад, у законі Кулона і в подібному до нього вираженні сили зовнішньо-молекулярної взаємодії свинцевих куль Г. Кавендішем).

А цей вираз сили відноситься вже до передмасового перехідного простору (що займає близько 20% від усього космічного об'єму, що спостерігається) і відноситься тому до прояву всесвітньої гравітаційної чи зовнішньо силової структуриале ніяк не до закону всесвітньої гравітації. І потім вже це лінійне позначення сили об'єднали з виразом сили тяжіння (причому не у вигляді F=m*g0, а у вигляді F=m*g без розрізнення сенсу прискорення вільного падіння і сенсу поняття маси). Сила ж тяжкості тим більше не відноситься до закону всесвітньої гравітації, позначаючи лише безпосередньо масовий простір або простір мас, що займає лише близько 5%від усього космічного об'єму, що спостерігається.

І лише в масовому просторі всесвітні сферичні лінії одержують окружне, а потім і прямолінійне викривлення. Тому і пряма лінія, як це не дивно, означає найбільше, але саме просторове викривлення.

Також і І. Ньютон через його епоху вбачав всесвітню категорію чи загальність, виходячи лише із земного оточення, як із зазначених п'яти відсотків. Нині ж космічних досліджень таке сприйняття гравітації та всесвітнього законугравітації не допустимо.

Отже, рух планет, наприклад Місяця навколо Землі або Землі навколо Сонця, - це те ж саме падіння, але тільки падіння, яке триває нескінченно довго (принаймні, якщо відволіктися від переходу енергії в «немеханічні» форми).

Припущення про єдність чинників, управляючих рухом планет і падінням земних тіл, висловлювалася вченими ще задовго до Ньютона. Мабуть, першим ясно висловив цю думку грецький філософ Анаксагор, виходець з Малої Азії, який жив у Афінах майже дві тисячі років тому. Він казав, що Місяць, якби не рухався, упав би на Землю.

Однак ніякого практичного впливу на розвиток науки геніальна гіпотеза Анаксагора, мабуть, не мала. Їй судилося виявитися не зрозумілою сучасниками та забутою нащадками. Античні та середньовічні мислителі, чию увагу привертав рух планет, були дуже далекі від правильного (а частіше взагалі від будь-якого) тлумачення причин цього руху. Адже навіть великий Кеплер, який зумів ціною величезної праці сформулювати точні математичні закони руху планет, вважав, що причиною цього руху є обертання Сонця.

Відповідно до уявлень Кеплера, Сонце, обертаючись, постійними поштовхами захоплює планети у обертання. Щоправда, залишалося незрозумілим, чому час обігу планет навколо Сонця відрізняється від періоду обігу Сонця навколо власної осі. Кеплер писав про це: «якби планети не мали природних опорів, то не можна було б вказати причини, чому б їм не дотримуватися точності обертання Сонця. Але хоча насправді всі планети рухаються в тому ж напрямку, в якому відбувається і обертання Сонця, швидкість їхнього руху не однакова. Справа в тому, що вони змішують у відомих пропорціях відсталість своєї власної маси зі швидкістю свого руху».

Кеплер не зміг зрозуміти, що збіг напрямків руху планет навколо Сонця з напрямом обертання Сонця навколо своєї осі пов'язаний не з законами руху планет, а з походженням нашої сонячної системи. Штучна планета може бути запущена як у напрямі обертання Сонця, і проти цього обертання.

Набагато ближче, ніж Кеплер, підійшов до відкриття закону тяжіння тіл Роберт Гук. Ось його справжні слова з роботи під назвою «Спроба вивчення руху Землі», що вийшла в 1674: «Я розвину теорію, яка у всіх відносинах узгоджується з загальновизнаними правилами механіки. Теорія ця ґрунтується на трьох припущеннях: по-перше, що всі без винятку небесні тіла володіють спрямованим до їхнього центру або вагою, завдяки якій вони притягують не лише свої власні частини, але також і всі небесні тіла, що перебувають у сфері їхньої дії. Згідно з другим припущенням всі тіла, що рухаються прямолінійно і рівномірним чином, будуть рухатися по прямій лінії до тих пір, поки вони не будуть відхилені якоюсь силою і не будуть описувати траєкторії по колу, еліпсу або інший менш простий кривий. Відповідно до третього припущення сили тяжіння діють тим більше, чим ближче до них знаходяться тіла, на які вони діють. Я не міг ще встановити за допомогою досвіду, які різні ступені тяжіння. Але якщо розвивати цю ідею далі, то астрономи зуміють визначити закон, згідно з яким рухаються всі небесні тіла».

Воістину можна лише дивуватися, що Гук не захотів зайнятися розвитком цих ідей, посилаючись на зайнятість іншими роботами. Але з'явився вчений, який зробив прорив у цій галузі

Історія відкриття Ньютоном законом всесвітнього тяжіння досить відома. Вперше думка про те, що природа сил, які змушують падати камінь і визначальних рух небесних тіл, - одна і та ж, виникла ще у Ньютона-студента, що перші обчислення не дали правильних результатів, оскільки дані про відстань від Землі, які були в той час. до Місяця були неточними, що через 16 років з'явилися нові, виправлені відомості про цю відстань. Для пояснення законів руху планет Ньютон застосував закони створеної ним динаміки та встановлений ним закон всесвітнього тяжіння.

Як перший закон динаміки він назвав галілеївський принцип інерції, включивши його в систему основних законів-постулатів своєї теорії.

При цьому Ньютону довелося усунути помилку Галілея, який вважав, що рівномірний рух колом - це рух за інерцією. Ньютон вказав (і це другий закон динаміки), що єдиний спосіб змінити рух тіла - значення або напрямок швидкості - це вплинути на нього з деякою силою. При цьому прискорення, з яким рухається тіло під дією сили, обернено пропорційно масі тіла.

Згідно з третім законом динаміки Ньютона, «дії завжди є однакова і протилежна протидія».

Послідовно застосовуючи принципи - закони динаміки, він спочатку обчислив доцентрове прискорення Місяця при його русі по орбіті навколо Землі, а потім зумів показати, що відношення цього прискорення до прискорення вільного падіння тіл у поверхні Землі дорівнює відношенню квадратів радіусів Землі та місячної орбіти. Звідси Ньютон зробив висновок, що природа сили тяжіння і сили, що утримує Місяць на орбіті, - та сама. Іншими словами, згідно з його висновками, Земля і Місяць притягуються один до одного із силою, обернено пропорційною квадрату відстані між їхніми центрами Fg ≈ 1∕r2.

Ньютону вдалося показати, що єдиним поясненням незалежності прискорення вільного падіння тіл від їхньої маси є пропорційність сили тяжіння масі.

Узагальнюючи отримані висновки, Ньютон писав: «Не може бути сумніву, що природа тяжкості на інших планетах така сама, як і на Землі. Справді, уявімо, що земні тіла піднято до орбіти Місяця і пущено разом із Місяцем, також позбавленої всякого руху, падати на Землю. На підставі вже доведеного (маються на увазі досліди Галілея) безсумнівно, що в однакові часи вони пройдуть однакові з Місяцем простори, бо їх маси так відносяться до маси Місяця, як їх ваги до ваги його». Так Ньютон відкрив, а потім сформулював закон всесвітнього тяжіння, який по праву є надбанням науки.

2. Властивості гравітаційних сил.

Одна з найчудовіших властивостей сил всесвітнього тяжіння, або, як їх часто називають, гравітаційних сил, відбито вже в самій назві, даній Ньютоном: всесвітні. Ці сили, якщо можна сказати, «найуніверсальніші» серед усіх сил природи. Все, що має масу - а маса властива будь-якій формі, будь-якому виду матерії, - має відчувати гравітаційні дії. Виняток не становить навіть світло. Якщо уявляти собі наочно гравітаційні сили з допомогою ниток, які тягнуться від одних тіл до інших, то безліч таких ниток мало б пронизувати простір будь-де. При цьому не зайве помітити, що порвати таку ниточку, загородитись від гравітаційних сил неможливо. Для всесвітнього тяжіння немає перешкод, радіус їхньої дії не обмежений (r = ∞). Гравітаційні сили – це дії, що дальнодіють. Такою є «офіційна назва» цих сил у фізиці. Внаслідок дальнодії гравітація пов'язує всі тіла Всесвіту.

Відносна повільність зменшення сил з відстанню на кожному кроці проявляється в наших земних умовах: адже всі тіла не змінюють своєї ваги, будучи перенесеними, з однієї висоти на іншу (або, якщо бути точнішими, змінюють, але вкрай незначно), саме тому, що при відносно малому зміні відстані – у разі від центру Землі – гравітаційні сили мало змінюються.

До речі, саме з цієї причини закон виміру гравітаційних сил з відстанню було відкрито «на небі». Усі необхідні дані черпалися з астрономії. Не слід, однак, думати, що зменшення сили тяжіння з висотою не можна виявити у земних умовах. Так, наприклад, маятниковий годинник з періодом коливання в одну секунду відстане за добу майже на три секунди, якщо його підняти з підвалу на верхній поверх Московського університету (200 метрів) – і це тільки за рахунок зменшення сили тяжіння.

Висоти, на яких рухаються штучні супутники, вже можна порівняти з радіусом Землі, так що для розрахунку їхньої траєкторії облік зміни сили земного тяжіння з відстанню абсолютно необхідний.

Гравітаційні сили мають ще одну дуже цікаву і незвичайну властивість, про яку й йтиметься зараз мова.

Протягом багатьох століть середньовічна наука сприймала як непорушну догму твердження Аристотеля у тому, що тіло падає тим швидше, що більше його вага. Навіть повсякденний досвід підтверджує це: адже відомо, що пушинка падає повільніше, ніж камінь. Однак, як уперше зумів показати Галілей, вся справа тут у тому, що опір повітря, вступаючи в гру, радикально спотворює ту картину, яка була б, якби на всі тіла діяло лише земне тяжіння. Існує чудовий за своєю наочністю досвід із так званою трубкою Ньютона, що дозволяє дуже просто оцінити роль опору повітря. Ось короткий описцього досвіду. Уявіть собі звичайну скляну (щоб було видно, що робиться всередині) трубку, в яку вміщені різні предмети: дробинки, шматочки пробки, пір'їнки або пушинки і т. д. Якщо перевернути трубку так, щоб все це могло падати, то найшвидше промайне дробинка за нею шматочки пробки і, нарешті, плавно опуститься пух. Але спробуємо простежити за падінням тих самих предметів, коли з трубки викачано повітря. Пушинка, втративши колишню повільність, мчить, не відстаючи від дробинки та пробки. Значить, її рух затримувався опором повітря, яке меншою мірою позначалося на русі пробки і ще менше на русі дробинки. Отже, якби не опір повітря, якби тіла діяли лише сили всесвітнього тяжіння – у разі земне тяжіння,- всі тіла падали б абсолютно однаково, прискорюючись у тому самому темпі.

Але «нічого не нове під Місяцем». Дві тисячі років тому Лукрецій Кар у своїй знаменитій поемі «Про природу речей» писав:

все те, що падає в повітрі рідкісним,

Падати швидше має відповідно до власної ваги

Лише тому, що води чи повітря тонка сутність

Не в стані однакових речей ставити перешкод,

Але поступається швидше тим, хто має велику тяжкість.

Навпаки, ніколи жодну ніде не здатна

Річ затримати порожнечу і з'явитися якоюсь опорою,

З природи своєї постійно всьому поступаючись.

Мабуть тому все, проносячись у порожнечі без перешкод,

Рівну швидкість мати, незважаючи на відмінність у вазі.

Звичайно, ці чудові слова були чудовим здогадом. Щоб перетворити цей здогад на надійно встановлений закон, знадобилося безліч дослідів, починаючи з знаменитих експериментів Галілея, який вивчив падіння з відомої похилої Пізанської вежікуль однакових розмірів, але зроблених з різних матеріалів(мармуру, дерева, свинцю тощо. буд.), і закінчуючи найскладнішими сучасними вимірами впливу гравітації світ. І все це різноманіття експериментальних даних наполегливо зміцнює нас переконання, що гравітаційні сили повідомляють всім тілам однакове прискорення; зокрема, прискорення вільного падіння, викликане земним тяжінням, однаково всім тіл і залежить ні від складу, ні від будови, ні з маси самих тіл.

Цей простий, начебто, закон і виражає собою, мабуть, чудову особливість гравітаційних сил. Немає буквально ніяких інших сил, які однаково прискорювали всі тіла незалежно від їхньої маси.

Отже, цю властивість сил всесвітнього тяжіння можна спресувати в одне коротке твердження: гравітаційна сила пропорційна масі тіл. Підкреслимо, що тут мова йдепро ту масу, що у законах Ньютона постає як міра інерції. Її навіть називають інертною масою.

У чотирьох словах «гравітаційна сила пропорційна масі» полягає напрочуд глибокий зміст. Великі та малі тіла, гарячі та холодні, найрізноманітнішого хімічного складу, будь-якої будови – всі вони відчувають однакову гравітаційну взаємодію, якщо їх маси рівні.

А може, цей закон справді простий? Адже Галілей, наприклад, вважав його, чи не самоочевидним. Ось його міркування. Нехай падають два тіла різної ваги. За Арістотелем важке тіло має падати швидше навіть у порожнечі. Тепер з'єднаємо тіла. Тоді, з одного боку, тіла мають падати швидше, оскільки Загальна вагазбільшився. Але, з іншого боку, додавання до важкого тіла частини, що падає повільніше, має гальмувати це тіло. В наявності протиріччя, яке можна усунути, тільки якщо припустити, що всі тіла під дією одного тільки земного тяжіння падають з однаковим прискоренням. Начебто все послідовно! Проте вдумаємося ще раз у наведену міркування. Воно будується на поширеному методі доказу «від неприємного»: припустивши, що важче тіло падає швидше легені, ми дійшли суперечності. І від початку з'явилося припущення, що прискорення вільного падіння визначається вагою і лише вагою. (Строго кажучи, не вагою, а масою.)

Але ж це заздалегідь (тобто до експерименту) зовсім не очевидно. А що якби це прискорення визначалося обсягом тіл? Чи температурою? Уявімо, що існує гравітаційний заряд, аналогічний електричному і, як цей останній, зовсім не пов'язаний безпосередньо з масою. Порівняння з електричним зарядомдуже корисно. Ось дві порошинки між зарядженими пластинами конденсатора. Нехай у цих порошинок рівні заряди, а маси відносяться як 1 до 2. Тоді прискорення повинні відрізнятися вдвічі: сили, що визначаються зарядами, рівні, а при рівних силах тіло вдвічі більшої за масу прискорюється вдвічі менше. Якщо ж поєднати порошинки, то, очевидно, прискорення матиме нове, проміжне значення. Жодний умоглядний підхід без експериментального дослідження електричних сил нічого тут не може дати. Такою ж була картина, якби гравітаційний заряд не був пов'язаний із масою. А відповісти на запитання, чи є такий зв'язок, може лише досвід. І нам тепер зрозуміло, що саме експерименти, які довели однаковість обумовленого гравітацією прискорення для всіх тіл, показали, по суті, що гравітаційний заряд (гравітаційна чи важка маса) дорівнює інертній масі.

Досвід і лише досвід може бути основою для фізичних законів, і критерієм їх справедливості. Згадаймо хоча б про рекордні за точністю експерименти, проведені під керівництвом В. Б. Брагінського в МДУ. Ці досліди, в яких було отримано точність порядку 10-12, ще раз підтвердили рівність важкої та інертної маси.

Саме на досвіді, на широкому випробуванні природи - від скромних масштабів невеликої лабораторії вченого до грандіозних космічних масштабів - заснований закон всесвітнього тяжіння, який (якщо підсумувати все сказане вище):

Сила взаємного тяжіння будь-яких двох тіл, розміри яких набагато менші за відстань між ними, пропорційна добутку мас цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між цими тілами.

Коефіцієнт пропорційності називається гравітаційною постійною. Якщо вимірювати довжину в метрах, час у секундах, а масу в кілограмах, гравітаційна постійно дорівнюватиме 6,673*10-11, причому її розмірність буде відповідно м3/кг*с2 або Н*м2/кг2.

G = 6,673 * 10-11 Н * м2 / кг2

3. Гравітаційні хвилі.

У ньютонівському законі всесвітнього тяжіння про час передачі гравітаційної взаємодії нічого не йдеться. Неявно передбачається, що воно здійснюється миттєво, хоч би якими великими були відстані між взаємодіючими тілами. Такий погляд взагалі типовий для прихильників на відстані. Але зі «спеціальної теорії відносності» Ейнштейна випливає, що тяжіння передається від одного тіла до іншого з такою самою швидкістю, як і світловий сигнал. Якщо якесь тіло зрушується з місця, то викликане ним викривлення простору та часу змінюється не миттєво. Спочатку це позначиться у безпосередній близькості від тіла, потім зміна захоплюватиме дедалі більш далекі області, і, нарешті, у всьому просторі встановиться новий розподіл кривизни, що відповідає зміненому положенню тіла.

І ось тут ми підходимо до проблеми, яка викликала і продовжує викликати найбільше спорів і розбіжностей – проблему гравітаційного випромінювання.

Чи може існувати тяжіння, якщо немає маси, що його створює? Згідно з ньютонівським законом – безперечно немає. Там таке питання безглуздо навіть ставити. Однак, як тільки ми погодилися, що гравітаційні сигнали передаються хоч і з дуже великою, але все ж таки не нескінченною швидкістю, все радикально змінюється. Справді, уявіть собі, що спочатку маса, наприклад кулька, спочивала. На всі тіла навколо кульки діятимуть звичайні ньютонівські сили. А тепер з величезною швидкістю видалимо кульку з початкового місця. У перший момент оточуючі тіла цього не відчують. Адже гравітаційні сили не змінюються миттєво. Потрібен час, щоб зміни в кривизні простору встигли поширитися на всі боки. Значить, оточуючі тіла деякий час будуть відчувати колишній вплив кульки, коли самої кульки вже немає (принаймні, на колишньому місці).

Виходить так, що викривлення простору набувають певної самостійності, що можна вирвати тіло з тієї області простору, де воно викликало викривлення, причому так, що самі ці викривлення, хоча б на великих відстанях, залишаться і розвиватимуться за своїми внутрішніми законами. Ось і тяжіння без маси, що тяжіє! Можна йти далі. Якщо змусити кульку вагатися, то, як виходить з ейнштейнівської теорії, на ньютонівську картину тяжіння накладається своєрідна бриж - хвилі тяжіння. Щоб краще уявити ці хвилі, необхідно скористатися моделлю – гумової плівкою. Якщо не тільки натиснути пальцем на цю плівку, але одночасно здійснювати їм коливальні рухи, то ці коливання почнуть передаватися по розтягнутій плівці на всі боки. Це і є аналогом гравітаційних хвиль. Що далі від джерела, то такі хвилі слабші.

А тепер рано чи пізно перестанемо тиснути на плівку. Хвилі не зникнуть. Вони існуватимуть і самостійно, розбігаючись плівкою все далі і далі, викликаючи на своєму шляху викривлення геометрії.

Так само хвилі викривлення простору – гравітаційні хвилі – можуть існувати самостійно. Такий висновок з теорії Ейнштейна роблять багато дослідників.

Звичайно, всі ці ефекти дуже слабкі. Так, наприклад, енергія, що виділяється при згорянні одного сірника, у багато разів більша за енергію гравітаційних хвиль, що випромінюються всією нашою сонячною системою за той же час. Але тут важлива не кількісна, а важлива сторона справи.

Прихильники гравітаційних хвиль – а вони, мабуть, зараз у більшості – пророкують і ще одне дивовижне явище; перетворення гравітації на такі частинки, як електрони та позитрони (вони повинні народжуватися парами), протони антитрони і т. д. (Іваненко, Віллер та ін.).

Виглядати це має приблизно так. До певної ділянки простору дійшла хвиля тяжіння. У певний момент це тяжіння різко, стрибком, зменшується і одночасно там же з'являється, скажімо, електронно-позитронна пара. Те саме можна описати і як стрибкоподібне зменшення кривизни простору з одночасним народженням пари.

Є багато спроб перекласти це квантово-механічною мовою. Вводяться до розгляду частинки – гравітони, які зіставляються неквантовому образу гравітаційної хвилі. У фізичній літературі має ходіння термін «трансмутація гравітонів в інші частки», причому ці трасмутації – взаємні перетворення – можливі між гравітонами та, в принципі, будь-якими іншими частинками. Адже немає часток, нечутливих до гравітації.

Нехай такі перетворення малоймовірні, т. е. трапляються надзвичайно рідко, - у космічних масштабах вони можуть бути принциповими.

4. Викривлення простору-часу гравітацією,

«Притча Еддінгтона».

Притча англійського фізика Еддінгтона з книги «Простір, час і тяжіння» (переказ):

«В океані, який має лише два виміри, жила одного разу порода плоских риб. Було помічено, що риби взагалі плавали прямими лініями, доки вони не зустрічали на своєму шляху явних перешкод. Ця поведінка здавалася цілком природною. Але у океані була таємнича область; коли риби в неї потрапляли, вони здавались зачарованими; деякі пропливали через цю область, але змінювали напрямок свого руху, інші без кінця кружляли по цій галузі. Одна риба (майже Декарт) запропонувала теорію вихорів; вона говорила, що в цій області знаходяться вири, які змушують кружляти все, що в них потрапляє. З часом була запропонована набагато досконаліша теорія (теорія Ньютона); говорили, що всі риби притягуються до дуже великої риби - риби-сонця, що дрімає в середині області, - і цим пояснювали відхилення їхніх шляхів. Спочатку ця теорія здавалася, можливо, трохи дивною; але вона з дивовижною точністю підтвердилася на різноманітних спостереженнях. Було знайдено, що всі риби мають цю притягуючу властивість, пропорційну їх величині; закон тяжіння (аналог закону всесвітнього тяжіння) був надзвичайно простий, але, незважаючи на це, він пояснював усі рухи з такою точністю, до якої ніколи раніше не доходила точність наукових досліджень. Щоправда, деякі риби, бурчачи, заявляли, що вони не розуміють, як можлива така дія на відстані; але всі були згодні, що ця дія поширюється за допомогою океану і що його буде легше зрозуміти, коли краще буде вивчено природу води. Тому майже кожна риба, яка хотіла пояснити тяжіння, починала з того, що передбачала якийсь механізм, за допомогою якого воно поширюється через воду.

Але була риба, яка подивилася на справу інакше. Вона звернула увагу на той факт, що великі рибиі малі рухалися завжди по одних і тих же шляхах, хоча могло здаватися, що для відхилення великої риби з її шляху буде потрібна велика сила. (Риба-сонце повідомляла всім тілам однакові прискорення.) Тому вона замість сил почала докладно вивчати шляхи руху риб і таким чином прийшла до разючого вирішення питання. У світі було найвище місце, де лежала риба-сонце. Риби не могли безпосередньо помітити це тому, що вони були двовимірні; але коли риба у своєму русі потрапляла на схил цього піднесення, то хоч вона й намагалася плисти по прямій лінії, вона мимоволі трохи згортала убік. У цьому вся секрет таємничого тяжіння чи викривлення шляхів, яке відбувалося у таємничої області. »

Ця притча показує, як кривизна світу, в якому ми живемо, може дати ілюзію сили тяжіння, і ми бачимо, що ефект, подібний до тяжіння, є єдиним, у чому така кривизна може проявитися.

Коротко це можна сформулювати наступним чином. Оскільки гравітація однаково викривляє шляхи всіх тіл, ми можемо вважати тяжіння викривленням простору-часу.

5. Тяжіння Землі.

Якщо вдуматися, яку роль грають сили тяжіння життя нашої планети, то відкриваються цілі океани. І не лише океани явищ, а й океани в буквальному значенні цього слова. Океани води. Повітряний океан. Без тяжіння вони б не існували.

Хвиля в морі, рух кожної краплі води в річках, що живлять це море, всі течії, всі вітри, хмари, весь клімат планети визначаються грою двох основних факторів: сонячної діяльності і земного тяжіння.

Гравітація не лише утримує на Землі людей, тварин, воду та повітря, а й стискає їх. Це стиск біля Землі негаразд велике, але роль його важлива.

Корабель пливе морем. Що заважає йому втопитися – відомо всім. Це знаменита сила, що виштовхує, Архімеда. Адже вона з'являється тільки тому, що вода стиснута тяжінням з силою, що збільшується зі зростанням глибини. Усередині космічного корабляу польоті сили, що виштовхує, немає, як немає і ваги. Сама земна куля стиснута силами тяжіння до колосальних тисків. У центрі Землі тиск, мабуть, перевищує 3 мільйони атмосфер.

Під впливом довго діючих силтиску в цих умовах всі речовини, які ми звикли вважати твердими, поводяться подібно до вару або смоли. Тяжкі матеріали опускаються на дно (якщо можна так називати центр Землі), а легені спливають. Процес цей доїться мільярди років. Не закінчився він, як випливає з теорії Шмідта, і зараз. Концентрація важких елементіву сфері центру Землі повільно наростає.

Ну а як же проявляється у нас на Землі тяжіння Сонця та найближчого до нас небесного тіла Місяця? Спостерігати це тяжіння без спеціальних приладів можуть лише мешканці океанських узбереж.

Сонце діє майже однаково на все, що знаходиться на Землі та всередині неї. Сила, з якою Сонце притягує людину опівдні, коли вона найближча до Сонця, майже не відрізняється від сили, що діє на неї опівночі. Адже відстань від Землі до Сонця в десять тисяч разів більша за земний діаметр і збільшення відстані на одну десятитисячну при повороті Землі навколо своєї осі на півоберта практично не змінює сили тяжіння. Тому Сонце повідомляє майже однакові прискорення всім частинам земної куліта всім тілам на його поверхні. Майже, але все ж таки не зовсім однакові. Через цю різницю виникають припливи та відливи в океані.

На зверненому до Сонця ділянці земної поверхні сила тяжіння трохи більше, ніж це необхідно для руху цієї ділянки по еліптичній орбіті, а на протилежному боці Землі – трохи менше. У результаті згідно із законами механіки Ньютона вода в океані трохи витріщується в напрямку, зверненому до Сонця, а на протилежному боці відступає від поверхні Землі. Виникають, як кажуть, припливоутворюючі сили, що розтягують земну кулю і надають, грубо кажучи, поверхні океанів форму еліпсоїда.

Чим менша відстань між взаємодіючими тілами, тим більші припливоутворюючі сили. Ось чому на форму світового океану більший вплив має Місяць, ніж Сонце. Точніше, приливний вплив визначається ставленням маси тіла до куба його відстані від Землі; це ставлення для Місяця приблизно вдвічі більше, ніж Сонця.

Якби не було зчеплення між частинами земної кулі, то припливоутворюючі сили розірвали б його.

Можливо, це сталося з одним із супутників Сатурна, коли він близько підійшов до цієї великої планети. Те, що складається з уламків кільце, яке робить Сатурн настільки чудовою планетою, можливо і є уламки супутника.

Отже, поверхня світового океану подібна до еліпсоїда, велика вісь якого звернена у бік Місяця. Земля обертається довкола своєї осі. Тому поверхнею океану назустріч напрямку обертання Землі переміщається приливна хвиля. Коли вона наближається до берега, починається приплив. У деяких місцях рівень води піднімається до 18 метрів. Потім приливна хвиля йде і починається відлив. Рівень води в океані коливається в середньому з періодом 12ч. 25хв. (Половина місячної доби).

Ця проста картина сильно спотворюється одночасним припливоутворюючим дією Сонця, тертям води, опором материків, складністю конфігурації океанічних берегів і дна в прибережних зонах та деякими іншими приватними ефектами.

Важливо, що хвиля гальмує обертання Землі.

Щоправда, ефект дуже малий. За 100 років доба збільшується на тисячну частку секунди. Але, діючи мільярди років, сили гальмування призведуть до того, що Земля буде повернута до Місяця весь час однією стороною, і земна доба стане рівною місячному місяці. З Місяцем це вже сталося. Місяць загальмований настільки, що повернуто до Землі весь час однією стороною. Щоб "заглянути" на зворотний бікМісяця довелося посилати навколо неї космічний корабель.

Не дивлячись на те, що гравітація – це слабка взаємодія між об'єктами у Всесвіті, її значення у фізиці та астрономії величезне, оскільки вона здатна впливати на фізичні об'єкти на будь-якій відстані у космосі.

Якщо ви захоплюєтеся астрономією, ви напевно замислювалися над питанням, що таке поняття, як гравітація або закон всесвітнього тяжіння. Гравітація – це універсальна фундаментальна взаємодія між усіма об'єктами у Всесвіті.

Відкриття закону гравітації приписують знаменитому англійському фізику Ісааку Ньютону. Напевно, багатьом із вас відома історія з яблуком, яке впало на голову знаменитому вченому. Тим не менш, якщо заглянути вглиб історії, можна побачити, що про наявність гравітації замислювалися ще задовго до його епохи філософи та вчені давнини, наприклад, Епікур. Тим не менш, саме Ньютон вперше описав гравітаційну взаємодію між фізичними тілами у рамках класичної механіки. Його теорію розвинув інший знаменитий учений - Альберт Ейнштейн, який у своїй загальній теорії відносності більш точно описав вплив гравітації в космосі, а також роль у просторово-часовому континуумі.

Закон всесвітнього тяжіння Ньютона говорить, що сила гравітаційного тяжіння між двома точками маси, розділеними відстанню обернено пропорційна квадрату відстані і прямо пропорційна обом масам. Сила гравітації є далекодіючою. Тобто, незалежно від того, як рухатиметься тіло, що має масу, у класичній механіці його гравітаційний потенціал залежатиме суто від положення цього об'єкта в даний момент часу. Чим більша маса об'єкта, тим більше його гравітаційне поле – тим потужнішою гравітаційною силою він має. Такі космічно об'єкти, як галактики, зірки і планети мають найбільшу силу тяжіння і відповідно досить сильні гравітаційні поля.

Гравітаційні поля

Гравітаційне поле Землі

Гравітаційне поле – це відстань, у якого здійснюється гравітаційне взаємодія між об'єктами у Всесвіті. Чим більша маса об'єкта, тим сильніше його гравітаційне поле – тим відчутніший його вплив на інші фізичні тіла в межах певного простору. Гравітаційне поле об'єкта є потенційним. Суть попереднього твердження полягає в тому, що якщо ввести потенційну енергію тяжіння між двома тілами, вона не зміниться після переміщення останніх по замкнутому контуру. Звідси випливає ще один знаменитий закон збереження суми потенційної та кінетичної енергії у замкнутому контурі.

У матеріальному світі гравітаційне поле має величезне значення. Їм володіють всі матеріальні об'єкти у Всесвіті, які мають масу. Гравітаційне поле здатне впливати як на матерію, а й у енергію. Саме за рахунок впливу гравітаційних полів таких великих космічних об'єктів, як чорні дірки, квазари та надмасивні зірки, утворюються сонячні системи, галактики та інші астрономічні скупчення, яким властива логічна структура.

Останні наукові дані показують, що знаменитий ефект розширення Всесвіту так само ґрунтується на законах гравітаційної взаємодії. Зокрема розширенню Всесвіту сприяють потужні гравітаційні поля як невеликих, так і найбільших її об'єктів.

Гравітаційне випромінювання у подвійній системі

Гравітаційне випромінювання або гравітаційна хвиля - термін, вперше введений у фізику та космології відомим вченим Альбертом Ейнштейном. Гравітаційне випромінювання теоретично гравітації породжується рухом матеріальних об'єктів із змінним прискоренням. Під час прискорення об'єкта гравітаційна хвиля хіба що «відривається» від цього, що призводить до коливань гравітаційного поля у навколишньому просторі. Це називають ефектом гравітаційної хвилі.

Хоча гравітаційні хвилі передбачені загальною теорією відносності Ейнштейна, а також іншими теоріями гравітації, вони ще жодного разу не були виявлені безпосередньо. Пов'язано це насамперед із їх надзвичайною дрібницею. Однак у астрономії існують непрямі свідчення, здатні підтвердити цей ефект. Так, ефект гравітаційної хвилі можна спостерігати з прикладу зближення подвійних зірок. Спостереження підтверджують, що темпи зближення подвійних зірок певною мірою залежать від втрати енергії цих космічних об'єктів, яка, ймовірно, витрачається на гравітаційне випромінювання. Вірогідно підтвердити цю гіпотезу вчені зможуть найближчим часом за допомогою нового покоління телескопів Advanced LIGO та VIRGO.

У сучасній фізиці існує два поняття механіки: класична та квантова. Квантова механіка була виведена відносно недавно і принципово відрізняється від класичної механіки. У квантовій механіці об'єкти (кванти) не мають певних положень і швидкостей, все тут базується на ймовірності. Тобто об'єкт може займати певне місце у просторі у певний момент часу. Куди переміститися він далі, достовірно визначити не можна, а лише з високою ймовірністю.

Цікавий ефект гравітації полягає в тому, що вона здатна викривляти просторово-часовий континуум. Теорія Ейнштейна свідчить, що у просторі навколо згустку енергії чи будь-якого матеріального речовини простір-час викривляється. Відповідно змінюється траєкторія частинок, які потрапляють під вплив гравітаційного поля цієї речовини, що дозволяє з високою ймовірністю передбачити траєкторію їх руху.

Теорії гравітації

Сьогодні вченим відомо понад десяток різних теорійгравітації. Їх поділяють на класичні та альтернативні теорії. Найбільш відомими представникомПершими є класична теорія гравітації Ісаака Ньютона, яка була придумана відомим британським фізиком ще 1666 року. Суть її полягає в тому, що масивне тіло в механіці породжує довкола себе гравітаційне поле, яке притягує до себе менші об'єкти. У свою чергу останні також мають гравітаційне поле, як і будь-які інші матеріальні об'єкти у Всесвіті.

Наступна популярна теорія гравітації була вигадана всесвітньо відомим німецьким ученим Альбертом Ейнштейном на початку ХХ століття. Ейнштейну вдалося точніше описати гравітацію, як явище, і навіть пояснити її дію у класичній механіці, а й у квантовому світі. Його загальна теорія відносності описує здатність такої сили, як гравітація, впливати на просторово-часовий континуум, а також на траєкторію руху елементарних частинокв просторі.

Серед альтернативних теорій гравітації найбільшої уваги, мабуть, заслуговує на релятивістську теорію, яка була придумана нашим співвітчизником, знаменитим фізиком А.А. Логуновим. На відміну від Ейнштейна, Логунов стверджував, що гравітація – це геометричне, а реальне, досить сильне фізичне силове поле. Серед альтернативних теорій гравітації відомі також скалярна, біметрична, квазілінійна та інші.

1. Людям, які побували в космосі і повернулися на Землю, досить важко спочатку звикнути до сили гравітаційного впливу нашої планети. Іноді на це йде кілька тижнів.
2. Доведено, що людське тіло може невагомості втрачати до 1% маси кісткового мозку на місяць.
3. Найменшою силою тяжіння в Сонячної системисеред планет має Марс, а найбільшою – Юпітер.
4. Відомі бактерії сальмонели, які є причиною кишкових захворювань, у стані невагомості поводяться активніше і здатні завдати людському організму набагато більшої шкоди.
5. Серед усіх відомих астрономічних об'єктів у Всесвіті найбільшу силу гравітації мають чорні дірки. Чорна діра розміром з м'ячик для гольфу, може мати ту ж гравітаційну силу, що і вся наша планета.
6. Сила гравітації Землі однакова в усіх куточках нашої планети. Наприклад, в області Гудзонової затоки в Канаді вона нижча, ніж в інших регіонах земної кулі.

Як говорив персонаж із радянської кінокласики - «Чи не пора, друзі мої, нам замахнутися на Вільяма Ісаака, чи розумієте, м-м, нашого Шекспіра Ньютона?»

Думаю, саме час.

Ньютона вважають одним із найбільших наукових умів за всю історію людства. Саме «Математичні засади натуральної філософії» заклали основу "наукового світогляду", який плавно переріс у войовничий матеріалізм, який став основою наукової парадигми на цілі століття.

Право на єдиність істини аргументувалося "точним знанням" про явища навколишнього світу. Фундаментом цих "неороівержимих, точних знань" став Закон Всесвітнього Тяжіння імені Ісаака Ньютона. Ось саме за фундаментом ми і вдаримо! - Покажемо, що жодного закону тяжіння в природі насправді не існує, а вся будівля сучасної фізики збудована навіть не на піску, а на болотяному хлябі.

Для того, щоб продемонструвати неспроможність гіпотези Ньютона про взаємне тяжіння матерії, достатньо єдиного виключення. Ми наведемо кілька, і почнемо з найбільш наочного і легко перевіряється – з руху Місяця своєю орбітою. Формули, відомі кожному з курсу середньої школи, та розрахунок доступний п'ятикласнику. Дані для розрахунку можна взяти хоч із "Вікіпедії", а потім перевірити за науковими довідниками.

Згідно із Законом, рух небесних тіл по орбітах обумовлений силою тяжіння між масами тіл та швидкістю тіл щодо один одного. Так ось, подивимося куди спрямована рівнодіюча сил тяжіння від Землі та Сонця, що діє на Місяць у момент, коли Місяць пролітає між Землею та Сонцем (хоча б у момент сонячного затемнення).

Сила тяжіння, як відомо, визначається формулою:

G - гравітаційна постійна

m, M - маси тіл

R - відстань між тілами

Візьмемо із довідників:

гравітаційна стала, рівна приблизно 6,6725×10 −11 м³/(кг·с²).

маса Місяця - 7,3477×10 22 кг

маса Сонця - 1,9891×10 30 кг

маса Землі - 5,9737×10 24 кг

відстань між Землею та Місяцем = 380 000 000 м

відстань між Місяцем та Сонцем = 149 000 000 000 м

підставивши у формулу ці дані отримаємо:

Сила тяжіння між Землею та Місяцем = 6,6725×10 - 11 х 7,3477×10 22 х 5,9737×10 24 / 380000000 2 = 2,028×10 20 H

Сила тяжіння між Місяцем та Сонцем =6,6725×10 - 11 х 7,3477·10 22 х 1,9891·10 30 / 149000000000 2 = 4,39×10 20 H

Таким чином, згідно з суворими науковими даними та розрахунками, сила тяжіння між Сонцем і Місяцем, у момент проходження Місяця між Землею та Сонцем, більш ніж у два рази вища, ніж між Землею та Місяцем. І далі Місяць повинен продовжити свій шлях по орбіті навколо Сонця, якби був справедливий цей закон всесвітнього тяжіння. Тобто писаний Ньютоном закон для Місяця не указ.

Також відзначимо, що і Місяць не виявляє своїх властивостей щодо Землі: ще за часів Лапласа вчених ставила в глухий кут поведінка морських припливів, які ніяк не залежать від Місяця.

Ще один факт. Місяць, рухаючись навколо Землі, мав би впливати на траєкторію останньої - тягаючи Землю з боку в бік своїм тяжінням, в результаті траєкторія Землі має бути зигзагоподібною, строго по еліпсу повинен рухатися центр мас системи Місяць-Земля:

Але, на жаль, нічого подібного не виявлено, хоча сучасні методидозволяють це зміщення убік Сонця і назад, зі швидкістю близько 12 метрів на секунду надійно встановити. Якби воно існувало насправді.

Не виявлено і зменшення ваги тіл під час занурення у надглибокі шахти.

Першу спробу перевірки теорії тяжіння мас було здійснено на березі Індійського океану, де з одного боку знаходиться найвища у світі кам'яна гряда Гімалаїв, а з іншого - чаша океану, заповнена куди менш потужною водою. Але нажаль. висок у бік Гімалаїв не відхиляється!

Більше того, надчутливі прилади – гравіметри, не виявляють різниці у тяжкості пробного тіла на однаковій висоті над горами чи над морями – хоч там будь глибина кілька кілометрів. І тоді вчений світ, Щоб врятувати теорію, що прижилася, придумав для неї підпору - мовляв причиною тому "ізостазія" - мовляв під морями розташовуються більш щільні породи, а під горами - пухкі, причому щільність їх якраз така, щоб підігнати все під необхідний вченим відповідь. Це просто пісня!

Але якби це в науковому світі був єдиний приклад припасування навколишньої реальності під уявлення про неї високолобих чоловіків. Можна ще навести кричущий приклад вигаданої "елементованої частки" - нейтрино, яке було вигадане для пояснення "дефекту мас" у ядерній фізиці. Ще раніше вигадали "приховану теплоту кристалізації" в теплотехніці.

Але ми відволіклися від "всесвітнього тяжіння". Ще приклад того, де прогнози цієї теорії ніяк не можуть виявити - відсутність надійно встановлених супутників у астероїдів. Астероїдів по небу літають хмари, а от супутників жодного з них немає! Вжиті спроби вивести на орбіту астероїдів штучні супутники закінчилися крахом. Перша спроба – зонд NEAR підганяли до астероїду Ерос американці. Марно. Друга спроба – зонд ХАЯБУСА («Сокіл»), японці відправили до астероїда Ітокава, і теж нічого не вийшло.

Подібних прикладів можна навести ще масу, але не перевантажуватимемо ними текст. Звернемося до іншої проблеми наукового знання: а чи завжди є можливість встановити істину в принципі – хоч колись взагалі.

Ні не завжди. Наведемо приклад на основі того самого "всесвітнього тяжіння". Як відомо, швидкість світла кінцева, в результаті віддалені об'єкти ми бачимо не там, де вони розташовані в даний момент, а бачимо їх у тій точці, звідки стартував промінь світла, який ми побачили. Багатьох зірок, можливо взагалі немає, йде тільки їхнє світло - побита тема. А ось тяжіння – воно з якою швидкістю поширюється? Ще Лапласу вдалося встановити, що тяжіння від Сонця походить не звідти, де ми його бачимо, а з іншої точки. Проаналізувавши дані, накопичені на той час, Лаплас встановив, що "гравітація" поширюється швидше за світло, як мінімум, на сім порядків! Сучасні виміри відсунули швидкість поширення гравітації ще далі - як мінімум, на 11 порядків швидше швидкості світла.

Є великі підозри, що гравітація поширюється взагалі миттєво. Але якщо це насправді має місце, то як це встановити - адже будь-які виміри теоретично неможливі без будь-якої похибки. Тож ми ніколи не дізнаємося – чи кінцева ця швидкість, чи нескінченна. А світ, у якому вона має межу і світ у якому вона безмежна - це "дві великі різниці", і ми ніколи не знатимемо в якому ж світі живемо! Ось він межа, яка покладена науковому знанню. Прийняти ту чи іншу точку зору - це для віри, абсолютно ірраціональної, не піддається ніякій логіці. Як не піддається жодній логіці віра в "наукову картину світу", яка базується на "законі всесвітнього тяжіння", який існує лише в зомбованих головах, і який ніяк не озброюється в навколишньому світі...

Зараз залишимо ньютонівський закон, а на закінчення наведемо наочний прикладтого, що закони, відкриті на Землі, зовсім не універсальні для решти Всесвіту.

Погляньмо на той самий Місяць. Бажано в повний місяць. Чому Місяць виглядає як диск - швидше млинець, ніж колобок, форму якого він має.

Адже вона – куля, а куля, якщо освітлена з боку фотографа, виглядає приблизно так: у центрі – відблиск, далі освітленість впаде, до країв диска зображення темніше.

Місяць же на небі освітленість рівномірний - що в центрі, що по краях, досить поглянути на небо. Можна скористатися хорошим біноклем або фотоапаратом із сильним оптичним "зумом", приклад такої фотографії наведено на початку статті. Знято було із 16-ти кратним наближенням. Це зображення можна обробити в будь-якому графічному редакторі, посиливши контрастність, щоб переконатися - так і є. більше, якркость по краях диска вгорі і внизу навіть трохи вище, ніж у центрі, де вона з теорії повинна бути максимальною.

Тут ми маємо приклад того, що закони оптики на Місяці та на Землі абсолютно різні! Місяць чомусь весь світ, що пдає, відбиває у бік Землі. У нас немає жодних підстав поширювати закономірності, виявлені в умовах Землі, на весь Всесвіт. Не факт, що фізичні "константи" є константами насправді і не змінюються з часом.

Все вище сказане показує, що "теорії" "чорних дір, "бозони хіггса" та багато іншого - це навіть не наукова фантастика, а просто маячня, більша ніж теорія про те, що земля спочиває на черепахах, слонах і китах...