Любое тело, любой предмет в нашем пространстве, испытывают на себе действие гравитации. Что такое гравитация и что мы знаем про неё? Большинство из нас запомнили только действие гравитации, выраженное в факте притяжения к земле.
Инженеру, да и просто образованному человеку, очень важно иметь полноценное представление об этом интереснейшем явлении, которое мы, кстати говоря, даже не замечаем в виду постоянного его присутствия в нашей жизни. Гравитация действует на самолёт, не давая ему взлететь (или упасть в небо :)) и на всем известное Ньютоновское яблоко, которое активно тянула к себе Земля. Да настолько активно, что ударила гения по голове.
По классическому представлению, которое известно нам ещё со времен средней школы, гравитация — это та сила, с которой планета притягивает к себе различные объекты.
Она удерживает все планеты на орбите вокруг Солнца.
Помимо этого, гравитация существует вообще между самыми любыми телами. Например, если на столе лежат две ручки, то они притягиваются с определенной силой. Силы этой недостаточно, чтобы преодолеть силы трения и земного притяжения. Именно поэтому, все объекты разом не приклеиваются друг к другу.
Из этой формулировки следует что любое тело, имеющее массу, оказывает воздействие на другое тело, также имеющее массу. Чем больше масса объектов и чем меньше расстояние между ними, тем сильнее притяжение гравитационных сил.
Тут уместно будет вспомнить формулу, иллюстрирующую закон всемирного тяготения.
F= G* m1*m2/ R^2
где G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы тел, R — расстояние между ними.
Так выглядит закон всемирного тяготения в классической ньютоновской механике.
Но после трудов, написанных Эйнштейном, формулировка этого закона претерпела изменение. Эйнштейн не отрицал притяжение между телами, но видел саму суть как таковой гравитации немного в другом.
Согласно теории Эйнштейна, гравитация есть искривление пространственно-временного континуума. Искривиться пространство заставляет именно масса объекта. Это явление мы воспринимаем, как гравитацию. Ну а на практике получается, что пространство, искривленное в сторону объекта, заставляет другой объект “проваливаться” в это искажение при своем движении.
Теория далеко не самая простая и требует хорошего пространственного мышления.
Гравитация по Эйнштейну — это скорее следствие искривления пространства — времени, чем сила.
При этом не отрицается, что тела, обладающие массами, будут притягиваться друг к другу. Формулу мы привели выше и Ньютоновское тяготение определяется именно так.
Важно помнить, что Эйнштейн не отрицал существование как такового притяжения между телами с массами, однако природу гравитации он видел немного иной и исходил из искривления пространства. По этой логике предполагалось и создавать гравитацию искусственно. Нужно было просто разогнать огромный корабль до соответствующих скоростей и тогда пассажиры бы чувствовали тот “провал пространства”, который образовался от искажения, вызванного кораблем.
Так что же такое тогда гравитация?
К сожалению, окончательно точного ответа пока нет! Несмотря на всестороннее изучение этой фундаментальной силы. Кстати говоря, полезно будет знать, что гравитация одна из самых слабых сил в природе. Ведь для того, чтобы преодолеть их, достаточно использовать, например, клей! Самый обычный. Именно такое явление наблюдается, когда мы смотрим на обои на стене. Да и человек может победить гравитацию просто прыгнув.
Есть и ещё одна загвоздка. Все силы во вселенной определены различными частицами. Например, за электромагнетизм отвечают фотоны. Но предполагаемый переносчик гравитации — гравитон — обнаружен не был. Именно поэтому мы не можем работать с гравитацией так же, как работаем с другими фундаментальными взаимодействиями. Ведь по сути они являются контролируемыми обменами частиц. Значит и сделать некоторый антигравитатор, коим грезят писатели-фантасты, пока что невозможно.
Высказываются предположения, что гравитоны работают в других измерениях за пределами нашего пространства. Но этот вопрос на данный момент практически не проработан.
Поделиться:
