Энэ нийтлэл нь дэлхийн таталцлын хуулийг нээсэн түүхийг голчлон харуулах болно. Энд бид энэхүү физик догмааг нээсэн эрдэмтний амьдралын намтартай танилцаж, түүний үндсэн заалтууд, квант таталцлын хамаарал, хөгжлийн явц болон бусад олон зүйлийг авч үзэх болно.
Суут ухаан
Сэр Исаак Ньютон бол Английн эрдэмтэн юм. Нэгэн цагт тэрээр физик, математик зэрэг шинжлэх ухаанд ихээхэн анхаарал, хүчин чармайлт гаргаж, механик, одон орон судлалд олон шинэ зүйлийг авчирсан. Түүнийг сонгодог загварт физикийн анхны үндэслэгчдийн нэг гэж зүй ёсоор тооцдог. Тэрээр "Байгалийн философийн математикийн зарчмууд" хэмээх суурь бүтээлийн зохиогч бөгөөд механикийн гурван хууль, бүх нийтийн таталцлын хуулийн талаар мэдээлэл өгсөн. Исаак Ньютон эдгээр бүтээлээрээ сонгодог механикийн үндсийг тавьсан юм. Тэрээр дифференциал ба интеграл хэлбэрийн тооцоо, гэрлийн онолыг боловсруулсан. Тэрээр мөн физик оптикт томоохон хувь нэмэр оруулсан.мөн физик, математикийн бусад олон онолыг боловсруулсан.
Хууль
Дэлхийн таталцлын хууль ба түүнийг нээсэн түүх нь 1666 оноос эхтэй. Түүний сонгодог хэлбэр нь механикийн хүрээнээс хэтэрдэггүй таталцлын төрлийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлсон хууль юм.
Үүний мөн чанар нь бие биенээсээ тодорхой r зайгаар тусгаарлагдсан m1 ба m2 материйн 2 цэгийн хооронд үүсэх таталцлын хүчний F хүчний үзүүлэлт нь массын үзүүлэлтүүдийн аль алинд нь пропорциональ бөгөөд биеийн хоорондох квадрат зайтай урвуу пропорциональ:
F=G, энд G нь 6-тай тэнцүү таталцлын тогтмолыг илэрхийлнэ, 67408(31)•10-11 m3 / кгф2.
Ньютоны таталцал
Дэлхийн таталцлын хуулийг нээсэн түүхийг авч үзэхийн өмнө түүний ерөнхий шинж чанарыг нарийвчлан авч үзье.
Ньютоны бүтээсэн онолоор бол том масстай бүх биеийг тойрон өөр биетүүдийг өөртөө татах тусгай талбар үүсгэх ёстой. Үүнийг таталцлын орон гэж нэрлэдэг ба боломжит.
Бөмбөрцөг тэгш хэмтэй бие нь биеийн төв хэсэгт байрлах ижил масстай материаллаг цэгийн үүсгэсэн талбайтай төстэй өөрийн гадна талбар үүсгэдэг.
Таталцлын талбайн ийм цэгийн траекторийн чиглэл нь хамаагүй том масстай биетээр үүсгэгддэг нь Кеплерийн хуульд захирагддаг. Орчлон ертөнцийн объектууд, тухайлбал,гариг эсвэл сүүлт од ч бас түүнд дуулгавартай байж, эллипс эсвэл гиперболоор хөдөлдөг. Бусад том биетүүдийн үүсгэдэг гажуудлыг тооцоолохдоо цочролын онолын заалтуудыг ашиглан тооцдог.
Шинжилгээний нарийвчлал
Ньютон дэлхийн таталцлын хуулийг нээсний дараа үүнийг олон удаа туршиж, батлах шаардлагатай болсон. Үүний тулд хэд хэдэн тооцоо, ажиглалт хийсэн. Түүний заалтуудтай тохиролцож, түүний шалгуур үзүүлэлтийн нарийвчлалд үндэслэн туршилтын үнэлгээний хэлбэр нь GR-ийн тодорхой баталгаа болж өгдөг. Эргэдэг ч антеннууд нь хөдөлгөөнгүй хэвээр байгаа биеийн дөрвөлсөн туйлтай харилцан үйлчлэлийн хэмжилт нь δ-ийг нэмэгдүүлэх үйл явц нь r -(1+δ) боломжоос хамаардаг болохыг харуулж байна. хэд хэдэн метр ба хязгаарт байрладаг (2, 1±6, 2)•10-3. Бусад хэд хэдэн практик баталгаа нь энэ хуулийг ямар ч өөрчлөлтгүйгээр байгуулж, нэг хэлбэрт оруулах боломжийг олгосон. 2007 онд энэ догмааг нэг см-ээс бага зайд (55 микрон-9.59 мм) дахин шалгасан. Туршилтын алдааг харгалзан эрдэмтэд зайны мужийг судалж үзээд энэ хуульд илт хазайлт олдсонгүй.
Сарны тойрог замыг дэлхийтэй харьцуулан ажигласан нь мөн түүний хүчинтэй болохыг баталсан.
Евклидийн орон зай
Ньютоны таталцлын сонгодог онол Евклидийн орон зайтай холбоотой. Дээр хэлэлцсэн тэгш байдлын хуваагч дахь зайны хэмжүүрүүдийн хангалттай өндөр нарийвчлалтай (10-9) бодит тэгш байдал нь Ньютоны механикийн орон зайн Евклидийн үндэслэлийг бидэнд харуулж байна. - хэмжээст физик хэлбэр. ATМатерийн ийм цэгт бөмбөрцөг гадаргуугийн талбай нь түүний радиусын квадратын утгатай яг пропорциональ байна.
Түүхийн өгөгдөл
Бүх нийтийн таталцлын хуулийг нээсэн түүхийн товч хураангуйг авч үзье.
Санаа Ньютоноос өмнө амьдарч байсан бусад эрдэмтэд дэвшүүлсэн. Эпикур, Кеплер, Декарт, Робервал, Гассенди, Гюйгенс болон бусад хүмүүс энэ тухай эргэцүүлэн бодож үзсэн. Кеплер таталцлын хүч нь нарны одны зайтай урвуу хамааралтай бөгөөд зөвхөн эклиптикийн хавтгайд тархдаг гэж үзсэн; Декартын хэлснээр энэ нь эфирийн зузаан дахь эргүүлгүүдийн үйл ажиллагааны үр дагавар байв. Зайнаас хамааралтай байдлын талаархи зөв таамаглалыг агуулсан хэд хэдэн таамаглал байсан.
Ньютоноос Халлид илгээсэн захидалд сэр Исаакийн өмнөх хүмүүс нь Хук, Врен, Буйо Исмаэл нар байсан гэсэн мэдээлэл агуулсан байв. Гэсэн хэдий ч түүнээс өмнөх хэн ч таталцлын хууль болон гаригийн хөдөлгөөнийг математикийн аргаар тодорхой холбож чадаагүй.
Дэлхийн таталцлын хуулийг нээсэн түүх нь "Байгалийн философийн математикийн зарчмууд" (1687) бүтээлтэй нягт холбоотой. Энэ ажилд Ньютон тухайн үед аль хэдийн мэдэгдэж байсан Кеплерийн эмпирик хуулийн ачаар тухайн хуулийг гаргаж чадсан юм. Тэр бидэнд харуулж байна:
- үзэгдэх аливаа гаригийн хөдөлгөөний хэлбэр нь төвийн хүч байгааг илтгэнэ;
- Төв хэлбэрийн таталцлын хүч нь зууван эсвэл гипербол тойрог зам үүсгэдэг.
Ньютоны онолын тухай
Бүх нийтийн таталцлын хуулийг нээсэн товч түүхийг тоймлон үзэх нь өмнөх таамаглалуудаас ялгарах хэд хэдэн ялгааг бас харуулж чадна. Ньютон зөвхөн авч үзэж буй үзэгдлийн санал болгож буй томьёог нийтлэх ажилд оролцсон төдийгүй математик хэлбэрийн загварыг цогц хэлбэрээр санал болгосон:
- таталцлын хуулийн заалт;
- хөдөлгөөний тухай хууль;
- математикийн судалгааны аргын систем.
Энэ гурвал нь селестиел биетүүдийн хамгийн нарийн төвөгтэй хөдөлгөөнийг хүртэл маш нарийн судалж, улмаар селестиел механикийн үндэс суурийг бүрдүүлсэн юм. Энэ загварт Эйнштейний үйл ажиллагаа эхлэх хүртэл үндсэн залруулга хийх шаардлагагүй байв. Зөвхөн математикийн аппаратыг л мэдэгдэхүйц сайжруулах шаардлагатай болсон.
Хэлэлцэх зүйл
18-р зууны турш нээсэн, батлагдсан хууль нь идэвхтэй маргаан, нарийн шалгалтын алдартай сэдэв болсон. Гэсэн хэдий ч түүний постулат, мэдэгдлүүдтэй ерөнхий тохиролцоонд хүрснээр зуун төгсөв. Хуулийн тооцоог ашиглан тэнгэр дэх биетүүдийн хөдөлгөөний замыг нарийн тодорхойлох боломжтой байв. Шууд шалгалтыг 1798 онд Хенри Кавендиш хийсэн. Тэрээр үүнийг мушгих хэлбэрийн тэнцвэрийг ашиглан маш их мэдрэмжтэйгээр хийсэн. Бүх нийтийн таталцлын хуулийг нээсэн түүхэнд Пуассоны оруулсан тайлбаруудад онцгой байр суурь эзлэх шаардлагатай байна. Тэрээр таталцлын потенциалын тухай ойлголт, Пуассоны тэгшитгэлийг боловсруулсан бөгөөд үүний тусламжтайгаар үүнийг тооцоолох боломжтой байв.боломж. Энэ төрлийн загвар нь бодисын дур зоргоороо тархсан нөхцөлд таталцлын талбайг судлах боломжтой болгосон.
Ньютоны онолд олон бэрхшээл тулгарч байсан. Гол нь холын зайн үйл ажиллагааны үл ойлгогдох байдал гэж үзэж болно. Таталцлын хүчийг вакуум орон зайд хэрхэн хязгааргүй хурдтайгаар илгээдэг вэ гэсэн асуултад үнэн зөв хариулах боломжгүй байсан.
Хуулийн "Хувьсал"
Дараагийн хоёр зуун жил, түүнээс ч илүү хугацаанд олон физикчид Ньютоны онолыг сайжруулах янз бүрийн арга замыг санал болгох оролдлого хийсэн. Эдгээр хүчин чармайлт нь 1915 онд ялалтаар төгсөж, Эйнштейний бүтээсэн Харьцангуйн ерөнхий онолыг бий болгов. Тэр бүх бэрхшээлийг даван туулж чадсан. Захидал харилцааны зарчмын дагуу Ньютоны онол нь тодорхой нөхцөлд хэрэглэж болох илүү ерөнхий хэлбэрээр онолын ажлын эхлэлтэй ойролцоо болсон юм:
- Судлагдаж буй системүүдэд таталцлын байгалийн потенциал хэт том байж болохгүй. Нарны аймаг бол селестиелүүдийн хөдөлгөөний бүх дүрмийг дагаж мөрддөг жишээ юм. Харьцангуй үзэгдэл нь перигелийн шилжилтийн мэдэгдэхүйц илрэл болж байна.
- Энэ бүлгийн системийн хөдөлгөөний хурд нь гэрлийн хурдтай харьцуулахад маш бага юм.
Сул хөдөлгөөнгүй таталцлын талбарт GR-ийн тооцоо Ньютоны тооцооны хэлбэртэй байдгийн баталгаа нь хөдөлгөөнгүй талбайд таталцлын скаляр потенциал байгаа явдал юм. Пуассоны тэгшитгэлийн нөхцлийг хангах хүчний сул илэрхийлэгдсэн шинж чанар.
Кванта масштаб
Гэсэн хэдий ч түүхэнд дэлхийн таталцлын хуулийг шинжлэх ухааны нээлт ч, Харьцангуйн ерөнхий онол ч таталцлын эцсийн онол болж чадахгүй, учир нь хоёулаа квант дээрх таталцлын төрлийн үйл явцыг хангалттай дүрсэлдэггүй. масштаб. Квант таталцлын онолыг бий болгох оролдлого нь орчин үеийн физикийн хамгийн чухал ажлуудын нэг юм.
Квантын таталцлын үүднээс авч үзвэл биет хоорондын харилцан үйлчлэл нь виртуал гравитонуудын харилцан үйлчлэлээр үүсдэг. Тодорхой бус байдлын зарчмын дагуу виртуал гравитонуудын энергийн потенциал нь нэг объектын ялгарах цэгээс нөгөө цэгт шингэсэн цаг хүртэлх хугацааны интервалтай урвуу пропорциональ байна.
Үүнийг харгалзан үзвэл бага хэмжээний зайд биетүүдийн харилцан үйлчлэл нь виртуал төрлийн гравитонуудын солилцоонд хүргэдэг болох нь харагдаж байна. Эдгээр үзэл бодлын ачаар Ньютоны потенциал ба түүний хамаарлын тухай хуулийн заалтыг алсын зайн пропорциональ байдлын харилцан хамааралд нийцүүлэн дүгнэх боломжтой юм. Кулон ба Ньютоны хуулиудын зүйрлэлийг гравитонуудын жин тэгтэй тэнцүү байгаатай холбон тайлбарладаг. Фотонуудын жин ижил утгатай.
Хууль
Сургуулийн сургалтын хөтөлбөрт түүхийн асуултын хариулт, яажНьютон дэлхийн таталцлын хуулийг нээсэн нь алимны жимс унасан түүх юм. Энэ домогт өгүүлснээр эрдэмтний толгой дээр унасан байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь өргөн тархсан буруу ойлголт бөгөөд үнэн хэрэгтээ толгойн гэмтэлтэй ижил төстэй тохиолдолгүйгээр бүх зүйлийг хийж чадсан. Ньютон өөрөө заримдаа энэ домгийг баталж байсан ч бодит байдал дээр хууль нь аяндаа нээгдсэн зүйл биш бөгөөд агшин зуурын ухаарлын тэсрэлтээр ирээгүй юм. Дээр бичсэнчлэн удаан хугацаанд боловсруулагдсан бөгөөд 1687 онд олон нийтэд дэлгэгдсэн "Математикийн зарчмууд"-ын бүтээлүүдэд анх удаа толилуулжээ.
