Diskussion

Der Komet

Isaac Newton wurde am Weihnachtstag 1642 im Dorf Woolsthorpe (in der Nähe von Grantham), Lincolnshire, England, geboren. Im Jahr 1661 schrieb er sich in Trinity College, Cambridge University (etwa auf halbem Weg zwischen Woolsthorpe und London), wo er studierte Mathematik. 1665 gelangte die Schwarze Pest nach England, zwang die Schließung von Trinity und schickte Newton für ein oder zwei Jahre nach Woolsthorpe zurück. In dieser Zeit formulierte er die meisten seiner wichtigen Beiträge zur Mathematik und Physik, einschließlich des Binomialsatzes, Differentialrechnung, Vektoraddition, die Bewegungsgesetze, Zentripetalbeschleunigung, Optik, und universelle Gravitation. Nach seiner Rückkehr nach Cambridge wurde Newton Professor für Mathematik und machte dann das, was Professoren bis heute tun — lehren und veröffentlichen. Die meisten Arbeiten, die Newton zur Veröffentlichung vorlegte, befassten sich mit Optik, insbesondere mit der Theorie der Farben. Dann, achtzehn Jahre später, 1684, kam Edmond Halley mit einem Problem zu Newton, von dem er dachte, dass es Newton lösen könnte.

Kometen sind astronomische Objekte, die mit bloßem Auge nur etwa einen Monat lang sichtbar sind. Sie waren ein ernstes Problem für frühe Astronomen, da sie ohne Vorwarnung erschienen, eine Weile am Himmel herumhingen und dann verschwanden, um nie wieder gesehen zu werden. Halley studierte historische Aufzeichnungen über Kometenerscheinungen, als er vier Kometen mit fast derselben Umlaufbahn bemerkte, die zeitlich um ungefähr 76 Jahre voneinander getrennt waren. Er argumentierte, dass die Kometen von 1456, 1531, 1607 und 1682 Sichtungen eines einzigen Kometen waren und dass dieser Komet im Winter 1758 wieder auftauchen würde. Als es sechzehn Jahre nach seinem Tod wie vorhergesagt geschah, wurde es als Komet Halley bekannt. Es sei darauf hingewiesen, dass Halley den Kometen, der seinen Namen trägt, nicht entdeckt hat, er war nur derjenige, der ihn als Himmelskörper mit einer bestimmten Periode in der Umlaufbahn um die Sonne identifizierte. Der Halleysche Komet wurde wahrscheinlich seit Anbeginn der Zivilisation gesehen, als die Menschen zum ersten Mal zum Himmel schauten und sich fragten, wie alles funktionierte. Historische Aufzeichnungen aus Indien, China und Japan dokumentieren sein Erscheinen bereits 240 v. Chr. Seine letzten Auftritte waren 1833, 1909 und 1985 und seine nächste wird im Jahr 2061 sein.Halley bemerkte auch, dass der Komet eine Umlaufbahn um die Sonne beschrieb, die Keplers Gesetzen der Planetenbewegung entsprach; nämlich dass die Umlaufbahn eine Ellipse war (wenn auch eine stark verlängerte) mit der Sonne in einem Fokus und dass sie dem harmonischen Gesetz (r3 ∝ T2) gehorchte, als wäre sie ein anderer Planet in unserem Sonnensystem. Halley fragte Newton 1684, ob er eine Ahnung habe, warum die Planeten und dieser Komet Keplers Gesetzen gehorchten; das heißt, wenn er die Natur der verantwortlichen Kraft kenne. Newton antwortete, dass er dieses Problem und „viele andere Dinge“, die sich auf die Mechanik beziehen, achtzehn Jahre zuvor gelöst habe, aber niemandem davon erzählt habe. Dann fuhr er fort, nach seinen Notizen aus den Pestjahren zu stöbern, konnte sie aber nicht finden. Halley überredete Newton, alles zusammenzustellen, was er jemals über Mechanik wusste, und bot an, die Kosten zu tragen, damit seine Ideen veröffentlicht werden konnten.Nach achtzehn Monaten ununterbrochener Arbeit veröffentlichte Newton 1687 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Die mathematischen Prinzipien der Naturphilosophie). Wahrscheinlich das wichtigste Buch in der Physik und möglicherweise das größte Buch in der gesamten Wissenschaft, Es ist fast immer nur als Principia bekannt. Es enthält die Essenz der Konzepte, die in den Kapiteln über Mechanik in jedem nachfolgenden Physiklehrbuch, einschließlich dieses, vorgestellt werden. Wahrscheinlich ist das einzige wichtige Konzept, das es vermisst, Energie, aber alles andere ist da: kraft, Masse, Beschleunigung, Trägheit, Impuls, Gewicht, Vektoraddition, Projektilbewegung, Kreisbewegung, Satellitenbewegung, Gravitation, Gezeitenkräfte, Präzession der Tagundnachtgleichen ….

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1684 besuchte ihn Dr. Halley in Cambridge, nachdem sie einige Zeit zusammen gewesen waren, und fragte ihn, was er für die Kurve halte, die von den Planeten beschrieben würde, vorausgesetzt, die Anziehungskraft auf die Sonne sei reziprok zum Quadrat ihrer Entfernung von ihr. Sr Isaac antwortete sofort, dass es eine Ellipse sein würde, der Arzt schlug mit Freude & Erstaunen fragte ihn, woher er es wisse, warum sagt er Ich habe es berechnet, woraufhin Dr. Halley ihn ohne weitere Verzögerung um seine Berechnung bat, Sr Isaac schaute in seine Papiere, konnte sie aber nicht finden, aber er versprach ihm, sie; & dann schicken Sie es ihm

Abraham de Moivre, 1727

FEHLENDER TEXT

De motu corporum in gyrum (Über die Bewegung von Körpern im Orbit) ist der (vermutete) Titel eines Manuskripts von Isaac Newton, das im November 1684 an Edmond Halley geschickt wurde.

das Gesetz

Die Principia enthält darin die Vereinigung der irdischen und himmlischen Gravitation. Die von Galileo beschriebene Erdbeschleunigung und die von Kepler beobachteten Gesetze der Planetenbewegung sind verschiedene Aspekte derselben Sache. Es gibt keine irdische Gravitation für die Erde und keine himmlische Gravitation für die Planeten, sondern eine universelle Gravitation für alles.

1. Jedes Objekt im Universum zieht jedes andere Objekt im Universum mit einer Gravitationskraft an.
2. Die Größe der Gravitationskraft zwischen zwei Objekten ist…
   1. direkt proportional zum Produkt ihrer Massen und
   2. umgekehrt proportional zum Quadrat der Trennung zwischen ihren Zentren

Das Newtonsche Gesetz funktioniert, da wir in einem Universum mit drei räumlichen Dimensionen leben. Wenn sich die Schwerkraft in den Weltraum ausdehnt, breitet sie sich immer dünner aus und bedeckt eine Fläche, die sich als Quadrat der Entfernung von der Quelle ausdehnt. Wenn der Raum nicht dreidimensional wäre, würde das Newtonsche Gesetz nicht funktionieren.

Obwohl der Raum dreidimensional erscheint, gibt es keinen offensichtlichen Grund, warum er es sein muss. Einige noch spekulative Theorien deuten darauf hin, dass es zusätzliche räumliche Dimensionen geben könnte. Der Grund, warum wir sie nicht gesehen haben, ist, dass sie ziemlich eng zusammengerollt sind. Wenn sie existieren, sollte es möglich sein, Abweichungen in der Schwerkraft von Newtons inversem Quadratgesetz in extrem kleinen Abständen zu finden. Das Testen dieser Abweichungen ist ziemlich schwierig. Die besten Experimente (Stand 2001) zeigen, dass das inverse Quadratgesetz bei 218 µm (2,18 × 10-4 m) gilt. Da die Größe dieser versteckten Dimensionen in der Größenordnung von 10-35 m liegt, haben wir noch einen langen Weg vor uns.

der Mond

Der Abstand zwischen Erde und Mond ist ungefähr sechzigmal größer als der Radius der Erde. Die Erdbeschleunigung in dieser Entfernung beträgt 13600 die Erdbeschleunigung an der Erdoberfläche.

der Apfel

Isaac Newton trat 1661 in das Trinity College der Universität Cambridge ein. Er erhielt seinen Bachelor of Arts im Jahr 1665, als die Große Pest durch London fegte. Die Universität von Cambridge wurde vorsorglich geschlossen und Newton floh auf die Farm seiner Familie in Lincolnshire, 90 km (60 Meilen) nördlich. Im Sommer 1666 begann Newton mit der Arbeit an seiner Theorie der universellen Gravitation. Etwas mehr als zwanzig Jahre später wurde die endgültige Theorie als Teil seines großen Bandes Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie) veröffentlicht. Äpfel waren nicht Teil der Diskussion.

Springen Sie weiter zu 1726. Sir Isaac Newton war eine Legende, die sich dem Ende seines Lebens näherte. Er aß mit einem Freund zu Abend, William Stukeley, und sie saßen danach in einem Garten und sprachen über viele Dinge. Newton war 83 Jahre alt, als er sich an ein Ereignis erinnerte, das 60 Jahre zuvor stattgefunden hatte. Dies ist die Geschichte, wie Stukeley sie erzählt (mit seiner ursprünglichen Schreibweise, Großschreibung und Interpunktion).

am 15. April 1726 besuchte ich Sir Isaac in seiner Unterkunft in Orbels buildings, Kensington: din’d mit ihm… nach dem Abendessen, das Wetter war warm, gingen wir in den Garten, & trank Thea im Schatten einiger Apfelbäume, nur er, & ich selbst. inmitten anderer Diskurse, sagte er mir, befand er sich in derselben Situation wie früher, als ihm der Begriff der Gravitation in den Sinn kam. „warum sollte dieser Apfel immer senkrecht zur Erde hinabsteigen“, dachte er sich: „durch den Fall eines Apfels, als er in besinnlicher Stimmung saß: „Warum sollte er nicht seitwärts oder aufwärts gehen? aber ständig zum Erdzentrum? gewiß, der Grund ist, daß die Erde es zieht. es muss eine anziehende Kraft in der Materie geben. & Die Summe der Ziehkraft in der Materie der Erde muss im Erdzentrum sein, nicht auf irgendeiner Seite der Erde. daher fällt dieser Apfel senkrecht oder zur Mitte hin. wenn Materie also Materie zieht; es muss proportional zu seiner Menge sein. deshalb zieht der Apfel die Erde, so wie die Erde den Apfel zieht.“

William Stukeley, 1752

Eine weitere Variation der Apfelgeschichte wurde von Newtons Assistenten an der Royal Mint (und auch seinem Neffen) aufgezeichnet-in-law), John Conduitt.

In dem Jahr, in dem er sich aufgrund der Pest wieder von Cambridge zu seiner Mutter Lincolnshire zurückzog & Während er in einem Garten grübelte, kam ihm der Gedanke, dass die gleiche Kraft der Schwerkraft (die einen Apfel vom Baum auf den Boden fallen ließ) nicht auf eine bestimmte Entfernung von der Erde beschränkt war, sondern dass diese Kraft viel weiter reichen muss, als normalerweise angenommen wurde — Warum nicht so hoch wie der Mond, sagte er zu sich & wenn ja, muss das ihre Bewegung beeinflussen & vielleicht halte sie in ihrer Umlaufbahn, woraufhin er ein wenig fiel… & fand es seiner Theorie vollkommen zuträglich —

John Conduitt, ca. 1728

Newton selbst hat nie etwas über Äpfel geschrieben. Er interessierte sich mehr für die Bewegung des Mondes, um seine Theorie zu testen.

Im selben Jahr begann ich an die Schwerkraft zu denken, die sich auf die Kugel des Mondes erstreckte, und nachdem ich herausgefunden hatte, wie man die Kraft abschätzen kann, mit der ein Globus, der sich innerhalb einer Kugel dreht, auf die Oberfläche der Kugel drückt, folgerte ich aus Keplers Regel, dass die periodischen Zeiten der Planeten in einem sesquilateraten Verhältnis ihrer Abstände von den Zentren ihrer Kugeln stehen entfernungen zu den Zentren, um die sie sich drehen: und verglich dabei die Kraft, die erforderlich ist, um den Mond in seiner Kugel zu halten, mit der Schwerkraft an der Erdoberfläche und fand, dass sie ziemlich nahe kamen. All dies geschah in den beiden Pestjahren 1665 und 1666, denn damals war ich in der Blüte meines Erfindungsalters und interessierte mich mehr für Mathematik und Philosophie als jemals zuvor.

Isaac Newton, ca. 1715

Als Newton gefragt wurde, wie er das Gesetz der universellen Gravitation entdeckt habe, war seine Antwort …

Wenn ich euch auf diese Weise irgendeinen Dienst erwiesen habe, liegt das nur an der Industrie & ein geduldiger Gedanke.

Isaac Newton, 1692

the formula

Force

Field

die Konstante

Cavendish Experiment

Die Große Pyramide ist so massiv, dass ein Lot in der Nähe der Pyramide nicht gerade nach unten hängt, sondern in Richtung der Struktur schwingt. Vgl. Tompkins, Geheimnisse der Großen Pyramiden, pp. 84-85, wo Tompkins, die von Piazzi Smyth durchgeführten Messungen besprechend, schreibt: „Um den korrekten Breitengrad der Großen Pyramide zu erhalten, ohne dass sein Lot durch die Anziehungskraft der riesigen Masse der Pyramide von der Senkrechten abgelenkt wurde, machte Smyth seine Beobachtungen vom Gipfel aus; Dort wäre die Anziehungskraft der Pyramide direkt nach unten gerichtet“. Tompkins, Peter. Geheimnisse der Großen Pyramide (New York: Harper Collins, 1971).

die Kritiker

Handeln aus der Ferne. Newtons Antwort auf diese Kritik war im Grunde: „Es ist mir egal. Die Theorie funktioniert.“

Konto aber diese Gravitationseigenschaften von phænomenis noch konnte ich starten, die & Hypothesen nicht fingo…. Und es ist genug, dass die Schwerkraft wirklich existiert, & in Übereinstimmung mit den Gesetzen von uns Expositas, & zu den himmlischen Körpern & im Meer unserer Emotionen genügen alle.

Ich war nicht in der Lage, die Ursache dieser Eigenschaften der Schwerkraft aus Phänomenen zu entdecken, und ich stelle keine Hypothesen auf…. Und uns genügt es, daß die Schwerkraft wirklich existiert und nach den Gesetzen handelt, die wir erklärt haben, und daß sie dazu dient, alle Bewegungen der Himmelskörper und unserer Meere zu erklären.

darüber hinaus…

• Jemand hat das Gravitationsfeld erfunden. Einheiten: N/ kg oder m/ s2
• = Äquivalenz von Trägheitsmasse und Gravitationsmasse.Kein Zweifel, Newton dachte, Gott sprach zu ihm, aber die Bibel erwähnt das Gesetz der universellen Gravitation nicht.
• Newton wurde für ein paar Jahre verrückt, wahrscheinlich wegen einer Quecksilbervergiftung.
• Er dachte mehr an seine biblische Analyse als an seine physische Analyse.Newton wurde zum Meister der Münzstätte ernannt – im Grunde eine Patronatsposition, um ihn für seine Leistungen in der Physik zu belohnen. Während seiner Zeit dort schuf er gezackte Münzen, um das „Abschneiden“ oder „Rasieren“ von Münzen zu verhindern, was zu dieser Zeit in England ein ernstes Problem war.Newton prägte das Wort Schwerkraft aus gravitas, dem lateinischen Wort für Schwere, Strenge oder Autorität. Das lateinische Wort für Gewicht ist Pondus, was uns die englische Gewichtseinheit gibt – das Pfund (aber interessanterweise nicht das Verb zu pfund oder das Pfund, in dem streunende Tiere gehalten werden).

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zusätzliche Dimensionen

Ein (modifiziertes) Zitat des Physiklehrers, das umschrieben wird. „Ein wesentlicher Bestandteil für die Produktion von Schwarzen Löchern am LHC (Large Hadron Collider) ist die Existenz zusätzlicher Dimensionen. Ein Schwarzes Loch ist eine Region intensiven Gravitationsfeldes, die Bedingungen schafft, die im Gegensatz zu dem stehen, was wir über Gravitationskräfte in unserer Alltagswelt beobachten. Das Vorhandensein zusätzlicher Dimensionen garantiert die zusätzliche Stärke der Schwerkraft, die zur Erzeugung Schwarzer Löcher erforderlich ist. Wenn Protonen am LHC kollidieren, kommen sie sich so nahe, dass sie im Wesentlichen die zusätzlichen Dimensionen „sehen“ (wo die Schwerkraft stark ist) und die Bildung von schwarzen Löchern möglich sein könnte. Wenn dies der Fall ist, müssen die zusätzlichen Abmessungen ~ 10-14 m groß sein. „

Dreidimensionaler Raum