Гравіта́ція або тяжіння, притягання — властивість тіл із масою притягуватись одне до одного. Гравітаційна взаємодія найслабша із фундаментальних взаємодій, однак її визначною особливістю є те, що тіла, які мають масу, завжди притягаються одне до одного. Притягання дуже великих мас в астрономічних вимірах створює значні сили, завдяки яким світ є таким, котрим людина його знає. Зокрема, гравітація є причиною земного тяжіння, унаслідок якого предмети падають додолу. Законами гравітації визначається рух Місяця навколо Землі та Землі й інших планет навколо Сонця.
Гравітація | |
Досліджується в | Закон всесвітнього тяжіння і ЗТВ |
---|---|
Першовідкривач або винахідник | Ісаак Ньютон |
Ідентифікатор WordLift | data.thenextweb.com/tnw/entity/gravity |
Протилежне | d |
Гравітація у Вікісховищі |
Вступ
Сучасна наука про тяжіння почала виникати в епоху наукової революції. Один із основоположників природознавства, Галілео Галілей першим почав проводити досліди з падінням тіл, використовуючи зокрема Пізанську вежу, та скочування з похилої площини. Своїми дослідженнями він довів, що прискорення, яке отримують тіла в полі тяжіння Землі, не залежить від їхньої ваги, спростувавши твердження Арістотеля, що важчі тіла падають швидше. Галілей правильно розтлумачив деякі відхилення від свого твердження, як наслідок опору повітря. Досліди Галілея відкрили шлях до Ньютонової теорії всесвітнього тяжіння.
Закон всесвітнього тяжіння був вперше представлений Ісааком Ньютоном 1687 року в роботі "Математичні начала натуральної філософії". Цей закон знайшов застосування в астрономії. Спираючись на нього, Ньютон вивів відкриті раніше Кеплером закони руху планет. Теорія Ньютона заклала основи динаміки Сонячної системи і відкрила можливості точного передбачення руху планет, їхніх супутників та комет.
1916 року на зміну теорії Ньютона прийшла загальна теорія відносності, розроблена Альбертом Ейнштейном. У цій теорії, гравітаційну взаємодію пов'язано з викривленням простору-часу поблизу масивних тіл. Різниця між теоріями Ньютона і Ейнштейна виявляє себе лише тоді, коли тіла рухаються зі швидкістю близькою до швидкості світла або гравітаційні поля є дуже потужними (наприклад поблизу нейтронних зірок та чорних дір). Для більшості прикладних потреб, коли справа стосується слабких гравітаційних полів і невеликих швидкостей, Ньютонове визначення є достатньо точним.
Ньютонів закон всесвітнього тяжіння
Ньютонів закон всесвітнього тяжіння стверджує:
- Два тіла з масами m1 та m2 притягують одне одного із силою F прямо пропорційною добутку мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними:
Коефіцієнт пропорційності називається гравітаційною сталою. Її величина
- м3 кг-1 с-2
Наведена вище формула дозволяє обчислити лише абсолютну величину сили тяжіння. Повнішим є векторне рівняння, що описує як величину гравітаційної сили так і її напрямок:
Величини, виділені жирним шрифтом, позначають вектори.
- — вектор сили, з якою тіло 1 діє на тіло 2;
- — одиничний вектор напрямлений від тіла 1 до тіла 2;
- — відстань між тілами 1 та 2.
Загалом, наведені тут формули справедливі лише для точкових об'єктів. Якщо тіла мають просторові розміри, силу притягання між ними, слід рахувати шляхом інтегрування сили у векторній формі по об'ємах двох тіл. Можна показати, що для тіла зі сферично-симетричним розподілом мас, інтеграл дає ту саму силу тяжіння за межами цього тіла, яку б давала точкова маса розташована у центрі тіла.
Прискорення тіла під дією гравітаційних сил не залежить від маси цього тіла. Дана властивість пов'язана з тим, що сила тяжіння пропорційна масі тіла. Цей факт є особливою рисою притаманною закону всесвітнього тяжіння. Маса тіла визначається як мірило його інерційності. Виходячи із загальних міркувань, гравітаційне притягання — зовсім інше явище, ніж інерція. Через це, взагалі-то можна ввести дві різні величини: інерційну масу, яка описувала б відгук певного тіла на дію сили, та гравітаційну масу, яка описувала б притягання. Однак, досліди свідчать про те, що ці дві величини пропорційні, а в більшості систем фізичних одиниць — рівні, одна одній. Рівність інерційної та гравітаційної мас, згодом була взята за основу загальної теорії відносності як основний постулат. У викладі Ньютонівської теорії припускається, що зміна положення тіл веде до миттєвої зміни створюваного ними поля. Тобто, вважається, що взаємодія поширюється з нескінченною швидкістю. Дане припущення суперечить принципам спеціальної теорії відносності, яка обмежує найбільш можливу стрімкість поширення взаємодії, швидкістю світла. У зв'язку з цим теорія Ньютона непридатна для опису гравітаційної взаємодії тіл, що рухаються з релятивістськими (тобто близькими до швидкості світла) швидкостями. Її також не можна застосовувати у разі наявності потужних гравітаційних полів, які здатні прискорити тіла до релятивістських швидкостей. Теорію тяжіння Ньютона називають також нерелятивістською теорією гравітації.
Спроби знайти механізм гравітації
Закон Ньютона, хоча і дуже добре відтворює гравітацію чисельно, не дає ніякого механізму, що пояснював би, чому цей закон саме такий. Тож впродовж XVIII-XIX століття з'явилося багато теорій, що спробували заповнити цю білу пляму. Наприклад, 1756 року Жорж-Луї Лесаж запропонував теорію, згідно з якою всесвіт був заповнений частинками, що безладно літали і вдарялися об будь-яке тіло. Коли два предмети перебувають поруч, вони перекривають один одного від цих частинок, отже тиск, котрий ці частинки розвивають, стає нерівномірним і він штовхає тіла одне до одного. Ця теорія дозволяла пояснити квадратичний закон, а також залежність гравітації від маси (припускаючи, що масивні частинки посідають лише малу частку об'єму речовини, що, до речі, підтвердилося — майже вся маса атомів зосереджена в атомному ядрі. Проте цій теорії притаманне явище, яке спостереження не підтверджують — опір "ефірного вітру" будь-яким тілам, що рухаються.
Загальна теорія відносності
Загальна теорія відносності (ЗТВ) — це релятивістська теорія гравітації, оприлюднена Альбертом Ейнштейном 1915 року. На відміну від нерелятивістської Ньютонівської теорії тяжіння, ЗТВ придатна також для вираження гравітаційної взаємодії тіл, що рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Її також можна застосовувати у випадку потужних гравітаційних полів, наприклад поблизу нейтронних зірок та чорних дір (однак лише у тому разі, коли можна знехтувати квантовими ефектами).
Загальна теорія відносності — нелінійна, а це означає, що в загальному випадку гравітаційне поле не має властивості адитивності. Поле, створене двома тілами, не дорівнює сумі полів, створених цими тілами, взятими окремо.
У Сонячній системі явища ЗТВ виявляють себе крихітними відхиленнями наявних траєкторій руху планет та інших космічних тіл (насамперед Меркурія) від орбіт, розрахованих у викладі теорії Ньютона.
Принцип еквівалентності
Положення про рівність гравітаційної й інертної мас, наводить на думку про еквівалентність гравітації та руху з прискоренням. Справді, система (наприклад космічний корабель або ліфт), яка рухається з прискоренням, що дорівнює прискоренню вільного падіння в гравітаційному полі Землі (g), створюватиме в цьому місці простору такі ж самі впливи, що й поле тяжіння. Усі предмети, що містяться в цій системі, так само як і тіла в полі тяжіння, матимуть однакове за значенням і напрямком прискорення. Перебуваючи усередині системи, що прискорено рухається, не можна жодним способом відрізнити рух із прискоренням від тяжіння. Саме ця можливість еквівалентної заміни тяжіння, рухом із пришвидшенням, називається принципом еквівалентності Ейнштейна.
Певною мірою це було відомим і до Ейнштейна. Але, по-перше, Ейнштейн поширив принцип еквівалентності з механічних явищ на всі явища природи (разом, наприклад, зі світлом). По-друге, до Ейнштейна, еквівалентність тяжіння і руху з пришвидшенням розглядалася в мовчазному припущенні про миттєве поширення гравітаційної взаємодії. Завдання Ейнштейна полягало в тому, щоби зберегти положення еквівалентності в умовах справедливості сформульованого ним самим спеціального принципу відносності, відповідно до якого жоден сигнал (у тому числі й гравітаційна взаємодія) не може поширюватися зі швидкістю, більшою за швидкість світла. Цю задачу він розв'язав у загальній теорії відносності.
Гравітаційне червоне зміщення
Астрономи давно виявили, що світло, яке проходить поблизу великих астрономічних об'єктів, має червонуватий відтінок. Сучасна теорія гравітації теоретично підтверджує цей факт.
Світло — це потік фотонів (безмасових нейтральних частинок, що відповідають за передавання електромагнітної взаємодії). Фотон розповсюджується таким чином, щоби подолати шлях між двома точками в просторі, за найменший час, тобто вздовж геодезичної лінії. У викривленому просторі поблизу масивних тіл геодезична лінія не збігається із прямою лінією Евклідового простору. Як наслідок, пролітаючи поблизу зірок, фотон може змінювати траєкторію. Це один із висновків загальної теорії відносності й одне з її експериментальних підтверджень.
В гравітаційному полі енергія фотона змінюється, отже й, змінюється частота електромагнітної хвилі. Це явище називають гравітаційним червоним зміщенням. Це позначається на частоті хвильових коливань фотона — вона знижується. Звідси червоний відтінок світла, котре проходить повз зорі, та інші масивні астрономічні об'єкти.
Швидкість гравітації
У загальній теорії відносності швидкість гравітації дорівнює швидкості світла. З іншого боку, квантова теорія також передбачає, що, оскільки радіус дії гравітації нескінченний, гравітон має бути безмасовим, а отже рухатись зі швидкістю світла.
Експериментально встановити швидкість гравітації дуже важко. 2012 року китайські науковці під керівництвом Танга Кейюна заміряли її, спостерігаючи за припливними силами, що діяли на Землю під час сонячного затемнення. 2016 року, під час визначення гравітаційних хвиль, було встановлено обмеження на відношення швидкостей гравітації і світла на рівні однієї стомільйонної.
Тонкі ефекти загальної теорії відносності
У ЗТВ виникає ціла низка нових явищ, що були відсутні у класичній теорії. Ось деякі з них:
- Сповільнення плину часу у гравітаційному полі і пов'язане з ним гравітаційне червоне зміщення
- Гравітомагнетизм — додаткові сили, що діють на пробні маси з боку тіл, які обертаються. Серед гравімагнітних ефектів можна виділити:
- Ефект Лензе — Тіррінга — прецесія площини обертання тіла
- Геодезична прецесія — коливання осі власного обертання тіла
- Гравітаційні хвилі
Деякі з цих ефектів не були зареєстровані до останнього часу через свою малу величину у полях, що можуть спостерігатися у Сонячній системі. Але супутник , котрий був запущений у 2005 році і вів роботу до 2011, здійснив низку вимірів надзвичайної точності, що повністю збіглися з передбаченнями ЗТВ.
Гравітаційне випромінювання
Одним з найважливішим пророкувань загальної теорії відносності є гравітаційне випромінювання, що виникає через скінченність швидкості гравітації. Його можуть виробляти тільки системи зі змінним квадрупольним або більш високими мультипольними моментами, цей факт свідчить про те, що гравітаційне випромінювання більшості природних джерел спрямоване і це суттєво ускладнює його відкриття.
Потужність гравітаційного джерела пропорційна , якщо мультиполь має електричний тип, і , якщо мультиполь — магнітного типу, де v — характерна швидкість руху джерел в системі, що випромінює, а с — швидкість світла. Отже, домінантним моментом буде квадрупольний момент електричного типу, а потужність відповідного випромінювання дорівнює:
де — тензор квадрупольного моменту розподілу мас системи. Константа (1/Вт) дозволяє оцінити порядок величини потужності випромінювання.
Деякий час гравітаційні хвилі не піддавалися прямому вимірюванню й існувало лише непряме свідчення їхнього існування — сповільнення періоду обертання у парних системах двох нейтронних зірок. Проте 2015 року експеримент LIGO зміг вловити гравітаційну хвилю, породжену злиттям двох чорних дірок. Пізніше, 2016-го, LIGO вловив слід ще однієї такої події. Тож, можна казати про початок гравітаційно-хвильової астрономії.
Деякі відомі розв'язки рівнянь загальної теорії відносності
- Метрика Шварцшильда — для сферично-симетричного розподілу мас
- [en] — для об'єктів, що мають електричний заряд
- Метрика Керра — для об'єктів котрі обертаються
- Розв'язок Керра-Ньюмена — для об'єктів, які заряджені й обертаються
- Метрика Фрідмана — Леметра — Робертсона — Вокера — для нескінченного однорідного простору (використовується для опису Всесвіту і його еволюції)
Одними з найбільш незвичайних наслідків рівнянь ЗТВ стали деякі з їхніх розв'язків, котрі передбачали існування сингулярностей. Об'єкти, що їх описують такі рішення, мають генерувати гравітаційні поля нескінченної напруженості. Такі гіпотетичні об'єкти назвали чорними дірами і згодом було доведено, що вони існують у дійсності. Велетенські надмасивні чорні діри розташовані в центрі більшості галактик, а чорні діри зоряних мас виникають як кінцевий етап еволюції важких зірок внаслідок гравітаційного колапсу. 2015 року було доведено існування парних систем чорних дір у досліді LIGO.
Складнощі квантової теорії гравітації
У квантовій теорії гравітації взаємодія передається за посередництвом гравітонів — умоглядних безмасових частинок зі спіном 2 (подібно до того, як електромагнітна взаємодія в квантовій електродинаміці передається за допомогою фотонів).
У квантовій теорії поля виникають нескінченні величини (розбіжні інтеграли). На відміну від інших фундаментальних взаємодій, у квантовій теорії гравітації проблему розбіжностей не вдається розв'язати шляхом процедури перенормувань. Це робить квантову теорію гравітації внутрішньо суперечливою і непридатною для застосування в масштабах енергії, відстані і часу, порівняних з планківським. Точніше, існує великий "пробіл" між масштабом електрослабкої взаємодії (~1 ТеВ) й планківським масштабом квантової гравітації ГеВ. З точки зору космології це великий розрив (120 порядків величини) між квантово-гравітаційним планківським масштабом величини спостережуваної космологічної сталої.
Несуперечлива квантова теорія гравітації на сьогоднішній день ще не створена, проте існує кілька напрямів, що вважаються перспективними:
Теорія струн
У ній замість точкових частинок, розглядаються струни, або їхні багатовимірні аналоги, брани. Також вводяться додаткові мікроскопічні виміри, в яких рухаються ці частинки.
Петльова квантова гравітація
У петльовій теорії гравітації простір і час вважаються дискретними, і вони лише на великих масштабах утворюють гладкий і неперервний простір-час. Ці маленькі комірки простору-часу, особливим способом з'єднані між собою. Таким чином, ПТГ уникає сингулярностей і деяких інших проблем квантових теорій гравітації.
Евклідова квантова гравітація
Альтернативні теорії
Існує велика кількість інших теорій, що постулюють більш радикальні зміни або взагалі суперечать загальній теорії відносності. Вони мають різний ступінь розробки, проте жодна з них ще не є підтвердженою. Для деяких з них ще в принципі не придумані експерименти, за якими їх можна було б відрізнити від ЗТВ.
- Біметричні теорії гравітації
- Релятивістська теорія гравітації
- Теорія Бранса — Дікке (1961) — побудована додаванням до ЗТВ нового скалярного поля.
- [en] (1967), запропонована Андрієм Сахаровим, передбачає кристалічну природу простору-часу, і постулює нульовий лагранжіан. У ній теорія гравітації виводиться з квантової теорії поля, і є, таким чином, вторинною.
- [en] (1970), передбачає, що у виразі Ейнштейна-Гільберта для функціоналу дії фігурує не скаляр Річі R, а деяка функція від нього.
- Супергравітація (1976) — спроба об'єднати суперсиметрію і гравітацію.
- Модифікована ньютонівська динаміка(MOND)(1981), запропонована Мордехаєм Мілгромом модифікація другого закону Ньютона у випадку малих прискорень.
- Самопродукуюча космологічна теорія гравітації (1982), запропонована Г.А. Барбером модифікація теорії Бранса-Дікке, що допускає самоутворення матерії.
- [en] (NGT) (1994) Джона Моффата. Передбачує введення нового типу взаємодії, що разом з гравітацією виражається одним тензором взаємодії.
- [en] — спроба побудувати такі рівняння теорії гравітації, що були б інваріантні відносно .
- [en] (TeVeS) (2004), релятивістська модифікація MOND запропонована Якобом Бекенштейном.
- Ентропійна гравітація, відмовляє гравітації в основоположності, а намагається вивести її з принципів другого закону термодинаміки, як наслідок тенденції систем до збільшення ентропії.
- [en] (SVT) тлумачить гравітацію і викривлення простору-часу, як квазічастинки у надплинному просторі.
- Теорія [en](2004) Джастіна Хорі і [en], передбачає існування частинок зі змінною масою.
- [en] (2013), Олівера Міназзолі і Ауреліна Хіса.
Невирішені питання
Існують спостереження, що не повністю можуть бути відповідно описані у межах наявної теорії, і, можливо, вказують напрямки її розвитку, а можливо мають бути пояснені іншим чином. Ось деякі з них:
- Надшвидкі зорі: графік швидкості обертання зірок навколо центру галактики не збігається з теоретичним. Можливо, ця аномалія пояснюється темною матерією. Також, модифікована ньютонівська динаміка дає своє вирішення цього питання.
- Пролітна аномалія: гравітаційний маневр дає кораблям більший приріст швидкості, ніж передбачається.
- Розширення з прискоренням: швидкість розширення Всесвіту зростає. Для пояснення цього використовується концепція темної енергії, проте її природа не є зрозумілою.
- Аномальне збільшення астрономічної одиниці: за спостереженнями, орбіта Землі змінюється не зовсім так, як це передбачає теорія.
- Енергетичні фотони: фотони реліктового випромінювання несуть більше енергії, ніж передбачено. Згідно з деякими теоріями, це може свідчити про те, що на великих обсягах гравітація підкоряється не квадратичному закону.
- Надвеликі хмари водню: дослідження лісу Лайман-альфа показують, що міжзоряні хмари водню значно більші, ніж це передбачено.
- Сила: гравітація дуже слабка. Сильна взаємодія (найсильніша взаємодія) сильніша за слабку (третя за силою) в мільярд разів, тоді, як слабка взаємодія потужніша за гравітацію в сто мільярдів мільярдів мільярдів разів.
Значення гравітації
Попри слабкість гравітації, саме вона визначає еволюцію нашого Всесвіту на великих масштабах. Це пов'язано з тим, що, по-перше, гравітація є далекодійною, на відміну від сильної і слабкої взаємодії, а по-друге, на відміну від електромагнітної, не відштовхує, а лише притягує предмети.
На ранніх стадіях його існування, Всесвіт був однорідним, проте гравітаційна нестійкість призвела до утворення "млинців" з матерії, які, надалі через той самий механізм розбилися на галактики, а ті — на зорі. Надалі, розширення Всесвіту визначається рівняннями Фрідмана, що пов'язують гравітаційну сталу, космологічну сталу, кривину Всесвіту і густину речовини у ньому. Тобто, з усіх фундаментальних взаємодій, у цьому рівнянні представлена лише гравітація.
Нагрівання при гравітаційному стисканні дає енергію для запалювання зірок.
Тоді, як відносно малі тіла, як камені або люди, підтримують свою цілісність завдяки електромагнітним силам, саме гравітація підтримує великі об'єкти, від астероїдів до зірок, у сталій формі і не дає їм розпастися.
Більшу частину матерії Всесвіту (темну матерію) ми можемо спостерігати тільки завдяки її гравітаційному тяжінню — наразі невідомо, чим саме є ця матерія, і не знайдено ніяких інших способів, яким вона взаємодіє з рештою всесвіту.
Гравітація Землі
Земля, як і всі інші об'єкти нашого світу, має масу, і, відповідно, притягує інші тіла до себе. Сила, що діє на тіло з боку Землі дорівнює
- ,
а поєднавши це з другим законом Ньютона , можна побачити, що прискорення, котре діє на тіло, не залежить від його маси, і дорівнює
Ця величина називається прискоренням вільного падіння, позначається літерою g, і дорівнює 9.80665 м/с2. Точне значення прискорення трохи залежить від довготи і висоти над рівнем моря,як
- ,
тому за g прийняте його значення на рівні моря і широті 45°. Таким чином, рівняння руху тіла, що вільно падає біля земної поверхні (без врахування опору повітря)
Щоби подолати земну гравітацію, космічний корабель повинен розвинути швидкість 11,2 км/с — ця величина носить назву друга космічна швидкість. (Насправді це твердження не зовсім точне. Уявімо собі космічний корабель з необмеженими запасами палива. Він може долати земну гравітацію навіть зі швидкістю пішохода, або й зовсім маючи нульову швидкість (адже на старті з космодрому космічний корабель має саме нульову швидкість, що не заважає йому успішно долати земну гравітацію). Правильно було б сказати, що коли космічне тіло, котре є супутником Землі, набуде швидкості 11.2 км/с, воно покине земну орбіту.)
Див. також
Посилання
Зовнішні відеофайли | |
---|---|
1. Як уникнути гравітації // Канал «Цікава наука» на YouTube, 26 травня 2020. |
- Вакуленко М. О. Тлумачний словник із фізики : {6644 статті} / М. О. Вакуленко, О. В. Вакуленко. — К. : Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2008. — 767 с.
Джерела
- І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик (2006). Загальний курс фізики: Навчальний посібник у 3-х т. Київ: Техніка.
Примітки
- Притягання // Словник української мови : в 11 т. — Київ : Наукова думка, 1970—1980.
- Tests of general relativity with GW150914 [ 24 грудня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
- [1] [ 5 серпня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Гравитационные волны — последнее предсказание Эйнштейна [ 12 жовтня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- [2] [ 16 серпня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня [ 29 серпня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- О НАУЧНЫХ ТРУДАХ А.Д. САХАРОВА [ 10 вересня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- F(R) theories of gravitation [ 1 жовтня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Einstein gravity from conformal gravity [ 13 вересня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Gravity may venture where matter fears to tread(англ.)
- . Архів оригіналу за 2 жовтня 2016. Процитовано 1 жовтня 2016.
Фундаментальні взаємодії | |
Гравітація | Електромагнітна взаємодія | Слабка взаємодія | Сильна взаємодія |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Gravitaciya znachennya Gravita ciya abo tyazhinnya prityagannya vlastivist til iz masoyu prityaguvatis odne do odnogo Gravitacijna vzayemodiya najslabsha iz fundamentalnih vzayemodij odnak yiyi viznachnoyu osoblivistyu ye te sho tila yaki mayut masu zavzhdi prityagayutsya odne do odnogo Prityagannya duzhe velikih mas v astronomichnih vimirah stvoryuye znachni sili zavdyaki yakim svit ye takim kotrim lyudina jogo znaye Zokrema gravitaciya ye prichinoyu zemnogo tyazhinnya unaslidok yakogo predmeti padayut dodolu Zakonami gravitaciyi viznachayetsya ruh Misyacya navkolo Zemli ta Zemli j inshih planet navkolo Soncya Gravitaciya source source source source source source source track Doslidzhuyetsya vZakon vsesvitnogo tyazhinnya i ZTV Pershovidkrivach abo vinahidnikIsaak Nyuton Identifikator WordLiftdata thenextweb com tnw entity gravity Protilezhned Gravitaciya u VikishovishiVstupSuchasna nauka pro tyazhinnya pochala vinikati v epohu naukovoyi revolyuciyi Odin iz osnovopolozhnikiv prirodoznavstva Galileo Galilej pershim pochav provoditi doslidi z padinnyam til vikoristovuyuchi zokrema Pizansku vezhu ta skochuvannya z pohiloyi ploshini Svoyimi doslidzhennyami vin doviv sho priskorennya yake otrimuyut tila v poli tyazhinnya Zemli ne zalezhit vid yihnoyi vagi sprostuvavshi tverdzhennya Aristotelya sho vazhchi tila padayut shvidshe Galilej pravilno roztlumachiv deyaki vidhilennya vid svogo tverdzhennya yak naslidok oporu povitrya Doslidi Galileya vidkrili shlyah do Nyutonovoyi teoriyi vsesvitnogo tyazhinnya Zakon vsesvitnogo tyazhinnya buv vpershe predstavlenij Isaakom Nyutonom 1687 roku v roboti Matematichni nachala naturalnoyi filosofiyi Cej zakon znajshov zastosuvannya v astronomiyi Spirayuchis na nogo Nyuton viviv vidkriti ranishe Keplerom zakoni ruhu planet Teoriya Nyutona zaklala osnovi dinamiki Sonyachnoyi sistemi i vidkrila mozhlivosti tochnogo peredbachennya ruhu planet yihnih suputnikiv ta komet 1916 roku na zminu teoriyi Nyutona prijshla zagalna teoriya vidnosnosti rozroblena Albertom Ejnshtejnom U cij teoriyi gravitacijnu vzayemodiyu pov yazano z vikrivlennyam prostoru chasu poblizu masivnih til Riznicya mizh teoriyami Nyutona i Ejnshtejna viyavlyaye sebe lishe todi koli tila ruhayutsya zi shvidkistyu blizkoyu do shvidkosti svitla abo gravitacijni polya ye duzhe potuzhnimi napriklad poblizu nejtronnih zirok ta chornih dir Dlya bilshosti prikladnih potreb koli sprava stosuyetsya slabkih gravitacijnih poliv i nevelikih shvidkostej Nyutonove viznachennya ye dostatno tochnim Nyutoniv zakon vsesvitnogo tyazhinnyaDokladnishe Zakon vsesvitnogo tyazhinnya Zakon gravitaciyi Nyutona Nyutoniv zakon vsesvitnogo tyazhinnya stverdzhuye Dva tila z masami m1 ta m2 prityaguyut odne odnogo iz siloyu F pryamo proporcijnoyu dobutku mas i oberneno proporcijnoyu kvadratu vidstani mizh nimi F G m 1 m 2 r 2 displaystyle F G frac m 1 m 2 r 2 Koeficiyent proporcijnosti nazivayetsya gravitacijnoyu staloyu Yiyi velichina G 6 674 2 0 001 0 10 11 displaystyle G 6 6742 pm 0 0010 cdot 10 11 m3 kg 1 s 2 Navedena vishe formula dozvolyaye obchisliti lishe absolyutnu velichinu sili tyazhinnya Povnishim ye vektorne rivnyannya sho opisuye yak velichinu gravitacijnoyi sili tak i yiyi napryamok F 12 G m 1 m 2 r 12 2 r 12 displaystyle mathbf F 12 G m 1 m 2 over r 12 2 mathbf hat r 12 Velichini vidileni zhirnim shriftom poznachayut vektori F 12 displaystyle mathbf F 12 vektor sili z yakoyu tilo 1 diye na tilo 2 r 12 displaystyle mathbf hat r 12 odinichnij vektor napryamlenij vid tila 1 do tila 2 r 12 displaystyle r 12 vidstan mizh tilami 1 ta 2 Zagalom navedeni tut formuli spravedlivi lishe dlya tochkovih ob yektiv Yaksho tila mayut prostorovi rozmiri silu prityagannya mizh nimi slid rahuvati shlyahom integruvannya sili u vektornij formi po ob yemah dvoh til Mozhna pokazati sho dlya tila zi sferichno simetrichnim rozpodilom mas integral daye tu samu silu tyazhinnya za mezhami cogo tila yaku b davala tochkova masa roztashovana u centri tila Priskorennya tila pid diyeyu gravitacijnih sil ne zalezhit vid masi cogo tila Dana vlastivist pov yazana z tim sho sila tyazhinnya proporcijna masi tila Cej fakt ye osoblivoyu risoyu pritamannoyu zakonu vsesvitnogo tyazhinnya Masa tila viznachayetsya yak mirilo jogo inercijnosti Vihodyachi iz zagalnih mirkuvan gravitacijne prityagannya zovsim inshe yavishe nizh inerciya Cherez ce vzagali to mozhna vvesti dvi rizni velichini inercijnu masu yaka opisuvala b vidguk pevnogo tila na diyu sili ta gravitacijnu masu yaka opisuvala b prityagannya Odnak doslidi svidchat pro te sho ci dvi velichini proporcijni a v bilshosti sistem fizichnih odinic rivni odna odnij Rivnist inercijnoyi ta gravitacijnoyi mas zgodom bula vzyata za osnovu zagalnoyi teoriyi vidnosnosti yak osnovnij postulat U vikladi Nyutonivskoyi teoriyi pripuskayetsya sho zmina polozhennya til vede do mittyevoyi zmini stvoryuvanogo nimi polya Tobto vvazhayetsya sho vzayemodiya poshiryuyetsya z neskinchennoyu shvidkistyu Dane pripushennya superechit principam specialnoyi teoriyi vidnosnosti yaka obmezhuye najbilsh mozhlivu strimkist poshirennya vzayemodiyi shvidkistyu svitla U zv yazku z cim teoriya Nyutona nepridatna dlya opisu gravitacijnoyi vzayemodiyi til sho ruhayutsya z relyativistskimi tobto blizkimi do shvidkosti svitla shvidkostyami Yiyi takozh ne mozhna zastosovuvati u razi nayavnosti potuzhnih gravitacijnih poliv yaki zdatni priskoriti tila do relyativistskih shvidkostej Teoriyu tyazhinnya Nyutona nazivayut takozh nerelyativistskoyu teoriyeyu gravitaciyi Sprobi znajti mehanizm gravitaciyi Zakon Nyutona hocha i duzhe dobre vidtvoryuye gravitaciyu chiselno ne daye niyakogo mehanizmu sho poyasnyuvav bi chomu cej zakon same takij Tozh vprodovzh XVIII XIX stolittya z yavilosya bagato teorij sho sprobuvali zapovniti cyu bilu plyamu Napriklad 1756 roku Zhorzh Luyi Lesazh zaproponuvav teoriyu zgidno z yakoyu vsesvit buv zapovnenij chastinkami sho bezladno litali i vdaryalisya ob bud yake tilo Koli dva predmeti perebuvayut poruch voni perekrivayut odin odnogo vid cih chastinok otzhe tisk kotrij ci chastinki rozvivayut staye nerivnomirnim i vin shtovhaye tila odne do odnogo Cya teoriya dozvolyala poyasniti kvadratichnij zakon a takozh zalezhnist gravitaciyi vid masi pripuskayuchi sho masivni chastinki posidayut lishe malu chastku ob yemu rechovini sho do rechi pidtverdilosya majzhe vsya masa atomiv zoseredzhena v atomnomu yadri Prote cij teoriyi pritamanne yavishe yake sposterezhennya ne pidtverdzhuyut opir efirnogo vitru bud yakim tilam sho ruhayutsya Zagalna teoriya vidnosnostiDokladnishe Zagalna teoriya vidnosnosti Dvovimirne predstavlennya vikrivlennya chotirivimirnogo prostoru chasu sho stvoryuyetsya masivnimi ob yektami Zagalna teoriya vidnosnosti ZTV ce relyativistska teoriya gravitaciyi oprilyudnena Albertom Ejnshtejnom 1915 roku Na vidminu vid nerelyativistskoyi Nyutonivskoyi teoriyi tyazhinnya ZTV pridatna takozh dlya virazhennya gravitacijnoyi vzayemodiyi til sho ruhayutsya zi shvidkostyami blizkimi do shvidkosti svitla Yiyi takozh mozhna zastosovuvati u vipadku potuzhnih gravitacijnih poliv napriklad poblizu nejtronnih zirok ta chornih dir odnak lishe u tomu razi koli mozhna znehtuvati kvantovimi efektami Zagalna teoriya vidnosnosti nelinijna a ce oznachaye sho v zagalnomu vipadku gravitacijne pole ne maye vlastivosti aditivnosti Pole stvorene dvoma tilami ne dorivnyuye sumi poliv stvorenih cimi tilami vzyatimi okremo U Sonyachnij sistemi yavisha ZTV viyavlyayut sebe krihitnimi vidhilennyami nayavnih trayektorij ruhu planet ta inshih kosmichnih til nasampered Merkuriya vid orbit rozrahovanih u vikladi teoriyi Nyutona Princip ekvivalentnosti Dokladnishe Princip ekvivalentnosti Polozhennya pro rivnist gravitacijnoyi j inertnoyi mas navodit na dumku pro ekvivalentnist gravitaciyi ta ruhu z priskorennyam Spravdi sistema napriklad kosmichnij korabel abo lift yaka ruhayetsya z priskorennyam sho dorivnyuye priskorennyu vilnogo padinnya v gravitacijnomu poli Zemli g stvoryuvatime v comu misci prostoru taki zh sami vplivi sho j pole tyazhinnya Usi predmeti sho mistyatsya v cij sistemi tak samo yak i tila v poli tyazhinnya matimut odnakove za znachennyam i napryamkom priskorennya Perebuvayuchi useredini sistemi sho priskoreno ruhayetsya ne mozhna zhodnim sposobom vidrizniti ruh iz priskorennyam vid tyazhinnya Same cya mozhlivist ekvivalentnoyi zamini tyazhinnya ruhom iz prishvidshennyam nazivayetsya principom ekvivalentnosti Ejnshtejna Pevnoyu miroyu ce bulo vidomim i do Ejnshtejna Ale po pershe Ejnshtejn poshiriv princip ekvivalentnosti z mehanichnih yavish na vsi yavisha prirodi razom napriklad zi svitlom Po druge do Ejnshtejna ekvivalentnist tyazhinnya i ruhu z prishvidshennyam rozglyadalasya v movchaznomu pripushenni pro mittyeve poshirennya gravitacijnoyi vzayemodiyi Zavdannya Ejnshtejna polyagalo v tomu shobi zberegti polozhennya ekvivalentnosti v umovah spravedlivosti sformulovanogo nim samim specialnogo principu vidnosnosti vidpovidno do yakogo zhoden signal u tomu chisli j gravitacijna vzayemodiya ne mozhe poshiryuvatisya zi shvidkistyu bilshoyu za shvidkist svitla Cyu zadachu vin rozv yazav u zagalnij teoriyi vidnosnosti Gravitacijne chervone zmishennya Astronomi davno viyavili sho svitlo yake prohodit poblizu velikih astronomichnih ob yektiv maye chervonuvatij vidtinok Suchasna teoriya gravitaciyi teoretichno pidtverdzhuye cej fakt Svitlo ce potik fotoniv bezmasovih nejtralnih chastinok sho vidpovidayut za peredavannya elektromagnitnoyi vzayemodiyi Foton rozpovsyudzhuyetsya takim chinom shobi podolati shlyah mizh dvoma tochkami v prostori za najmenshij chas tobto vzdovzh geodezichnoyi liniyi U vikrivlenomu prostori poblizu masivnih til geodezichna liniya ne zbigayetsya iz pryamoyu liniyeyu Evklidovogo prostoru Yak naslidok prolitayuchi poblizu zirok foton mozhe zminyuvati trayektoriyu Ce odin iz visnovkiv zagalnoyi teoriyi vidnosnosti j odne z yiyi eksperimentalnih pidtverdzhen V gravitacijnomu poli energiya fotona zminyuyetsya otzhe j zminyuyetsya chastota elektromagnitnoyi hvili Ce yavishe nazivayut gravitacijnim chervonim zmishennyam Ce poznachayetsya na chastoti hvilovih kolivan fotona vona znizhuyetsya Zvidsi chervonij vidtinok svitla kotre prohodit povz zori ta inshi masivni astronomichni ob yekti Shvidkist gravitaciyi Dokladnishe Shvidkist gravitaciyi U zagalnij teoriyi vidnosnosti shvidkist gravitaciyi dorivnyuye shvidkosti svitla Z inshogo boku kvantova teoriya takozh peredbachaye sho oskilki radius diyi gravitaciyi neskinchennij graviton maye buti bezmasovim a otzhe ruhatis zi shvidkistyu svitla Eksperimentalno vstanoviti shvidkist gravitaciyi duzhe vazhko 2012 roku kitajski naukovci pid kerivnictvom Tanga Kejyuna zamiryali yiyi sposterigayuchi za priplivnimi silami sho diyali na Zemlyu pid chas sonyachnogo zatemnennya 2016 roku pid chas viznachennya gravitacijnih hvil bulo vstanovleno obmezhennya na vidnoshennya shvidkostej gravitaciyi i svitla na rivni odniyeyi stomiljonnoyi Tonki efekti zagalnoyi teoriyi vidnosnosti U ZTV vinikaye cila nizka novih yavish sho buli vidsutni u klasichnij teoriyi Os deyaki z nih Spovilnennya plinu chasu u gravitacijnomu poli i pov yazane z nim gravitacijne chervone zmishennya Gravitomagnetizm dodatkovi sili sho diyut na probni masi z boku til yaki obertayutsya Sered gravimagnitnih efektiv mozhna vidiliti Efekt Lenze Tirringa precesiya ploshini obertannya tila Geodezichna precesiya kolivannya osi vlasnogo obertannya tila Gravitacijni hvili Deyaki z cih efektiv ne buli zareyestrovani do ostannogo chasu cherez svoyu malu velichinu u polyah sho mozhut sposterigatisya u Sonyachnij sistemi Ale suputnik kotrij buv zapushenij u 2005 roci i viv robotu do 2011 zdijsniv nizku vimiriv nadzvichajnoyi tochnosti sho povnistyu zbiglisya z peredbachennyami ZTV Gravitacijne viprominyuvannya Odnim z najvazhlivishim prorokuvan zagalnoyi teoriyi vidnosnosti ye gravitacijne viprominyuvannya sho vinikaye cherez skinchennist shvidkosti gravitaciyi Jogo mozhut viroblyati tilki sistemi zi zminnim kvadrupolnim abo bilsh visokimi multipolnimi momentami cej fakt svidchit pro te sho gravitacijne viprominyuvannya bilshosti prirodnih dzherel spryamovane i ce suttyevo uskladnyuye jogo vidkrittya Potuzhnist gravitacijnogo dzherela proporcijna v c 2 l 2 displaystyle v c 2l 2 yaksho multipol maye elektrichnij tip i v c 2 l 4 displaystyle v c 2l 4 yaksho multipol magnitnogo tipu de v harakterna shvidkist ruhu dzherel v sistemi sho viprominyuye a s shvidkist svitla Otzhe dominantnim momentom bude kvadrupolnij moment elektrichnogo tipu a potuzhnist vidpovidnogo viprominyuvannya dorivnyuye L 1 5 G c 5 d 3 Q i j d t 3 d 3 Q i j d t 3 displaystyle L frac 1 5 frac G c 5 left langle frac d 3 Q ij dt 3 frac d 3 Q ij dt 3 right rangle de Q i j displaystyle Q ij tenzor kvadrupolnogo momentu rozpodilu mas sistemi Konstanta G c 5 2 76 10 53 displaystyle frac G c 5 2 76 cdot 10 53 1 Vt dozvolyaye ociniti poryadok velichini potuzhnosti viprominyuvannya Deyakij chas gravitacijni hvili ne piddavalisya pryamomu vimiryuvannyu j isnuvalo lishe nepryame svidchennya yihnogo isnuvannya spovilnennya periodu obertannya u parnih sistemah dvoh nejtronnih zirok Prote 2015 roku eksperiment LIGO zmig vloviti gravitacijnu hvilyu porodzhenu zlittyam dvoh chornih dirok Piznishe 2016 go LIGO vloviv slid she odniyeyi takoyi podiyi Tozh mozhna kazati pro pochatok gravitacijno hvilovoyi astronomiyi Deyaki vidomi rozv yazki rivnyan zagalnoyi teoriyi vidnosnosti Metrika Shvarcshilda dlya sferichno simetrichnogo rozpodilu mas en dlya ob yektiv sho mayut elektrichnij zaryad Metrika Kerra dlya ob yektiv kotri obertayutsya Rozv yazok Kerra Nyumena dlya ob yektiv yaki zaryadzheni j obertayutsya Metrika Fridmana Lemetra Robertsona Vokera dlya neskinchennogo odnoridnogo prostoru vikoristovuyetsya dlya opisu Vsesvitu i jogo evolyuciyi Trayektoriyi zirok najblizhchih do centru Galaktiki za danimi sposterezhen 1995 2003 rokiv Odnimi z najbilsh nezvichajnih naslidkiv rivnyan ZTV stali deyaki z yihnih rozv yazkiv kotri peredbachali isnuvannya singulyarnostej Ob yekti sho yih opisuyut taki rishennya mayut generuvati gravitacijni polya neskinchennoyi napruzhenosti Taki gipotetichni ob yekti nazvali chornimi dirami i zgodom bulo dovedeno sho voni isnuyut u dijsnosti Veletenski nadmasivni chorni diri roztashovani v centri bilshosti galaktik a chorni diri zoryanih mas vinikayut yak kincevij etap evolyuciyi vazhkih zirok vnaslidok gravitacijnogo kolapsu 2015 roku bulo dovedeno isnuvannya parnih sistem chornih dir u doslidi LIGO Skladnoshi kvantovoyi teoriyi gravitaciyiU kvantovij teoriyi gravitaciyi vzayemodiya peredayetsya za poserednictvom gravitoniv umoglyadnih bezmasovih chastinok zi spinom 2 podibno do togo yak elektromagnitna vzayemodiya v kvantovij elektrodinamici peredayetsya za dopomogoyu fotoniv U kvantovij teoriyi polya vinikayut neskinchenni velichini rozbizhni integrali Na vidminu vid inshih fundamentalnih vzayemodij u kvantovij teoriyi gravitaciyi problemu rozbizhnostej ne vdayetsya rozv yazati shlyahom proceduri perenormuvan Ce robit kvantovu teoriyu gravitaciyi vnutrishno superechlivoyu i nepridatnoyu dlya zastosuvannya v masshtabah energiyi vidstani i chasu porivnyanih z plankivskim Tochnishe isnuye velikij probil mizh masshtabom elektroslabkoyi vzayemodiyi 1 TeV j plankivskim masshtabom kvantovoyi gravitaciyi 10 19 displaystyle 10 19 GeV Z tochki zoru kosmologiyi ce velikij rozriv 120 poryadkiv velichini mizh kvantovo gravitacijnim plankivskim masshtabom velichini sposterezhuvanoyi kosmologichnoyi staloyi Nesuperechliva kvantova teoriya gravitaciyi na sogodnishnij den she ne stvorena prote isnuye kilka napryamiv sho vvazhayutsya perspektivnimi Teoriya strun Dokladnishe Teoriya strun U nij zamist tochkovih chastinok rozglyadayutsya struni abo yihni bagatovimirni analogi brani Takozh vvodyatsya dodatkovi mikroskopichni vimiri v yakih ruhayutsya ci chastinki Petlova kvantova gravitaciya Dokladnishe Petlova kvantova gravitaciya U petlovij teoriyi gravitaciyi prostir i chas vvazhayutsya diskretnimi i voni lishe na velikih masshtabah utvoryuyut gladkij i neperervnij prostir chas Ci malenki komirki prostoru chasu osoblivim sposobom z yednani mizh soboyu Takim chinom PTG unikaye singulyarnostej i deyakih inshih problem kvantovih teorij gravitaciyi Evklidova kvantova gravitaciya Dokladnishe Evklidova kvantova gravitaciya Alternativni teoriyi Dokladnishe Alternativni teoriyi gravitaciyi Isnuye velika kilkist inshih teorij sho postulyuyut bilsh radikalni zmini abo vzagali superechat zagalnij teoriyi vidnosnosti Voni mayut riznij stupin rozrobki prote zhodna z nih she ne ye pidtverdzhenoyu Dlya deyakih z nih she v principi ne pridumani eksperimenti za yakimi yih mozhna bulo b vidrizniti vid ZTV Bimetrichni teoriyi gravitaciyi Relyativistska teoriya gravitaciyi Teoriya Bransa Dikke 1961 pobudovana dodavannyam do ZTV novogo skalyarnogo polya en 1967 zaproponovana Andriyem Saharovim peredbachaye kristalichnu prirodu prostoru chasu i postulyuye nulovij lagranzhian U nij teoriya gravitaciyi vivoditsya z kvantovoyi teoriyi polya i ye takim chinom vtorinnoyu en 1970 peredbachaye sho u virazi Ejnshtejna Gilberta dlya funkcionalu diyi figuruye ne skalyar Richi R a deyaka funkciya vid nogo Supergravitaciya 1976 sproba ob yednati supersimetriyu i gravitaciyu Modifikovana nyutonivska dinamika MOND 1981 zaproponovana Mordehayem Milgromom modifikaciya drugogo zakonu Nyutona u vipadku malih priskoren Samoprodukuyucha kosmologichna teoriya gravitaciyi 1982 zaproponovana G A Barberom modifikaciya teoriyi Bransa Dikke sho dopuskaye samoutvorennya materiyi en NGT 1994 Dzhona Moffata Peredbachuye vvedennya novogo tipu vzayemodiyi sho razom z gravitaciyeyu virazhayetsya odnim tenzorom vzayemodiyi en sproba pobuduvati taki rivnyannya teoriyi gravitaciyi sho buli b invariantni vidnosno en TeVeS 2004 relyativistska modifikaciya MOND zaproponovana Yakobom Bekenshtejnom Entropijna gravitaciya vidmovlyaye gravitaciyi v osnovopolozhnosti a namagayetsya vivesti yiyi z principiv drugogo zakonu termodinamiki yak naslidok tendenciyi sistem do zbilshennya entropiyi en SVT tlumachit gravitaciyu i vikrivlennya prostoru chasu yak kvazichastinki u nadplinnomu prostori Teoriya en 2004 Dzhastina Hori i en peredbachaye isnuvannya chastinok zi zminnoyu masoyu en 2013 Olivera Minazzoli i Aurelina Hisa Nevirisheni pitannyaIsnuyut sposterezhennya sho ne povnistyu mozhut buti vidpovidno opisani u mezhah nayavnoyi teoriyi i mozhlivo vkazuyut napryamki yiyi rozvitku a mozhlivo mayut buti poyasneni inshim chinom Os deyaki z nih Porivnyannya peredbachenogo A i realnogo B rozpodilu shvidkostej obertannya zirok navkolo galaktichnogo centru Nadshvidki zori grafik shvidkosti obertannya zirok navkolo centru galaktiki ne zbigayetsya z teoretichnim Mozhlivo cya anomaliya poyasnyuyetsya temnoyu materiyeyu Takozh modifikovana nyutonivska dinamika daye svoye virishennya cogo pitannya Prolitna anomaliya gravitacijnij manevr daye korablyam bilshij pririst shvidkosti nizh peredbachayetsya Rozshirennya z priskorennyam shvidkist rozshirennya Vsesvitu zrostaye Dlya poyasnennya cogo vikoristovuyetsya koncepciya temnoyi energiyi prote yiyi priroda ne ye zrozumiloyu Anomalne zbilshennya astronomichnoyi odinici za sposterezhennyami orbita Zemli zminyuyetsya ne zovsim tak yak ce peredbachaye teoriya Energetichni fotoni fotoni reliktovogo viprominyuvannya nesut bilshe energiyi nizh peredbacheno Zgidno z deyakimi teoriyami ce mozhe svidchiti pro te sho na velikih obsyagah gravitaciya pidkoryayetsya ne kvadratichnomu zakonu Nadveliki hmari vodnyu doslidzhennya lisu Lajman alfa pokazuyut sho mizhzoryani hmari vodnyu znachno bilshi nizh ce peredbacheno Sila gravitaciya duzhe slabka Silna vzayemodiya najsilnisha vzayemodiya silnisha za slabku tretya za siloyu v milyard raziv todi yak slabka vzayemodiya potuzhnisha za gravitaciyu v sto milyardiv milyardiv milyardiv raziv Znachennya gravitaciyiPopri slabkist gravitaciyi same vona viznachaye evolyuciyu nashogo Vsesvitu na velikih masshtabah Ce pov yazano z tim sho po pershe gravitaciya ye dalekodijnoyu na vidminu vid silnoyi i slabkoyi vzayemodiyi a po druge na vidminu vid elektromagnitnoyi ne vidshtovhuye a lishe prityaguye predmeti Na rannih stadiyah jogo isnuvannya Vsesvit buv odnoridnim prote gravitacijna nestijkist prizvela do utvorennya mlinciv z materiyi yaki nadali cherez toj samij mehanizm rozbilisya na galaktiki a ti na zori Nadali rozshirennya Vsesvitu viznachayetsya rivnyannyami Fridmana sho pov yazuyut gravitacijnu stalu kosmologichnu stalu krivinu Vsesvitu i gustinu rechovini u nomu Tobto z usih fundamentalnih vzayemodij u comu rivnyanni predstavlena lishe gravitaciya Nagrivannya pri gravitacijnomu stiskanni daye energiyu dlya zapalyuvannya zirok Todi yak vidnosno mali tila yak kameni abo lyudi pidtrimuyut svoyu cilisnist zavdyaki elektromagnitnim silam same gravitaciya pidtrimuye veliki ob yekti vid asteroyidiv do zirok u stalij formi i ne daye yim rozpastisya Bilshu chastinu materiyi Vsesvitu temnu materiyu mi mozhemo sposterigati tilki zavdyaki yiyi gravitacijnomu tyazhinnyu narazi nevidomo chim same ye cya materiya i ne znajdeno niyakih inshih sposobiv yakim vona vzayemodiye z reshtoyu vsesvitu Gravitaciya ZemliZemlya yak i vsi inshi ob yekti nashogo svitu maye masu i vidpovidno prityaguye inshi tila do sebe Sila sho diye na tilo z boku Zemli dorivnyuye F G M m r 2 displaystyle F G frac Mm r 2 a poyednavshi ce z drugim zakonom Nyutona F m a displaystyle F ma mozhna pobachiti sho priskorennya kotre diye na tilo ne zalezhit vid jogo masi i dorivnyuye a G M r 2 displaystyle a G frac M r 2 Cya velichina nazivayetsya priskorennyam vilnogo padinnya poznachayetsya literoyu g i dorivnyuye 9 80665 m s2 Tochne znachennya priskorennya trohi zalezhit vid dovgoti i visoti nad rivnem morya yak g ϕ 9 780 327 1 0 005 3024 sin 2 ϕ 0 000 0058 sin 2 2 ϕ 0 000 3086 h displaystyle g phi 9 780327 left 1 0 0053024 sin 2 phi 0 0000058 sin 2 2 phi right 0 0003086h tomu za g prijnyate jogo znachennya na rivni morya i shiroti 45 Takim chinom rivnyannya ruhu tila sho vilno padaye bilya zemnoyi poverhni bez vrahuvannya oporu povitrya h h 0 g t 2 2 displaystyle h h 0 frac gt 2 2 Shobi podolati zemnu gravitaciyu kosmichnij korabel povinen rozvinuti shvidkist 11 2 km s cya velichina nosit nazvu druga kosmichna shvidkist Naspravdi ce tverdzhennya ne zovsim tochne Uyavimo sobi kosmichnij korabel z neobmezhenimi zapasami paliva Vin mozhe dolati zemnu gravitaciyu navit zi shvidkistyu pishohoda abo j zovsim mayuchi nulovu shvidkist adzhe na starti z kosmodromu kosmichnij korabel maye same nulovu shvidkist sho ne zavazhaye jomu uspishno dolati zemnu gravitaciyu Pravilno bulo b skazati sho koli kosmichne tilo kotre ye suputnikom Zemli nabude shvidkosti 11 2 km s vono pokine zemnu orbitu Div takozhAntigravitaciya Nevagomist Sila tyazhinnya Gravitacijne vidhilennya svitla Gravitacijnij potencial Gravimetriya Tochka Lagranzha Nebesna mehanika Zadacha dvoh til Zadacha troh tilPosilannyaZovnishni videofajli 1 Yak uniknuti gravitaciyi Kanal Cikava nauka na YouTube 26 travnya 2020 Vakulenko M O Tlumachnij slovnik iz fiziki 6644 statti M O Vakulenko O V Vakulenko K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet 2008 767 s DzherelaI M Kucheruk I T Gorbachuk P P Lucik 2006 Zagalnij kurs fiziki Navchalnij posibnik u 3 h t Kiyiv Tehnika PrimitkiPrityagannya Slovnik ukrayinskoyi movi v 11 t Kiyiv Naukova dumka 1970 1980 Tests of general relativity with GW150914 24 grudnya 2018 u Wayback Machine angl 1 5 serpnya 2016 u Wayback Machine angl Gravitacionnye volny poslednee predskazanie Ejnshtejna 12 zhovtnya 2016 u Wayback Machine ros 2 16 serpnya 2016 u Wayback Machine ros Nauchnye idei A D Saharova segodnya 29 serpnya 2016 u Wayback Machine ros O NAUChNYH TRUDAH A D SAHAROVA 10 veresnya 2016 u Wayback Machine ros F R theories of gravitation 1 zhovtnya 2016 u Wayback Machine angl Einstein gravity from conformal gravity 13 veresnya 2016 u Wayback Machine angl Gravity may venture where matter fears to tread angl Arhiv originalu za 2 zhovtnya 2016 Procitovano 1 zhovtnya 2016 Fundamentalni vzayemodiyi Gravitaciya Elektromagnitna vzayemodiya Slabka vzayemodiya Silna vzayemodiya