Що таке сила тяжіння
Коли на уроках фізики в початкових класах викладач згадує існувало раніше уявлення про планету Землю як про площині, яка покоїться на китах, слонах або черепах, то на обличчях учнів з'являються посмішки і в класі навіть лунають смішки. Це зараз багато хто вже в дитячому садку знають, що Земля - це куля, а сила тяжіння впливає на всі матеріальні предмети. Однак давайте хоча б на мить уявімо, що про гравітації нам нічого не відомо. Як тоді пояснити, що люди утримуються на поверхні, а вода океанів Не будеш в порожнечу космічного простору, якщо не скористатися поданням про плоску планеті? Якщо сила тяжіння для нас таємниця - то, мабуть, ніяк. Саме тому так важливо ставиться з розумінням до минулого, адже кожному часу - свої відкриття.
Сила гравітаційного тяжіння була відкрита І. Ньютоном в 1666 році. До нього тяжіння намагалися пояснити такі видатні вчені свого часу, як Гюйгенс, відомий своїми працями з відцентрової силі, Декарт, а також Кеплер, який сформулював фундаментальні три закони, яким підкоряється переміщення небесних об'єктів. Проте це були лише припущення, що грунтуються скоріше на здогадах, а не на фактах. Жодне з них не давало цілісного розуміння світоустрою. Ньютон же мав намір створити завершену теорію, в рамках якої могла бути пояснена сила тяжіння і взаємопов'язані з нею явища. І це йому вдалося. Були сформульовані не просто теоретичні передумови з формулами, а створена повноцінна модель. Вона виявилася настільки вдалою, що навіть зараз, через століття, загальна теорія відносності, будучи розвитком ідей Ньютона, використовується при розрахунках небесної механіки.
Її формулювання вкрай проста і запам'ятовується: сила, з якою об'єкти притягуються, залежить від їх маси і відстані. Дане визначення виражається наступним чином:
F = (M1 * M2) / (R * R),
де M1 і M2 - маси об'єктів-R - відстань.
Звичайне знайомство з класичною теорією починають саме з цієї формули. Для більш точного уявлення всю праву частину слід помножити на гравітаційну константу.
Висновок наступний: чим об'єкт масивніше, тим більш сильне притягує вплив він робить на оточення. При цьому абсолютно не принципово, чи буде це сфера масою 1 кг, або крапка з таким же вагою. У той же час, при розрахунку системи двох тіл, наприклад, Сонця і Землі, остання точно так само притягує зірку до себе. Сила тяжіння землі, що взаємодіє з полем Сонця, формує загальний центр мас, навколо якого відбувається взаємне звернення. Це тільки здається, що Сонце - центр нашої системи. Істинний же, хоча і знаходиться в зірці, з фізичної серединної точкою не збігається.
Сила тяжіння може бути визначена в рамках класичного закону всесвітнього тяжіння при дотриманні двох умов:
— швидкості об'єктів даної системи значно менше швидкості променя світла-
— потенціал гравітаційного поля відносно малий.
Незабаром після завершення Ньютоном робіт по тяжінню, стала очевидною необхідність її суттєвого доопрацювання. Справа в тому, що хоча рух тіл небесної сфери можна було розраховувати за допомогою запропонованих формул, іноді виникали ситуації, коли теорія Ньютона виявлялася непридатною, оскільки давала абсолютно непередбачувані результати.
Недоліки були усунені Ейнштейном, що запропонував серйозно доопрацьовану модель, що враховує як швидкість світла, так і занадто сильні гравітаційні поля. Однак зараз навіть така загальна теорія відносності перестала бути універсальною відповіддю на всі питання: в мікросвіті її постулати виявляються невірні.
