univerzális gravitáció
Vita
az üstökös
Isaac Newton született karácsony napján, 1642 a falu Woolsthorpe (közel Grantham), Lincolnshire, Anglia. 1661-ben beiratkozott a Trinity College, Cambridge University (körülbelül félúton között Woolsthorpe és London), ahol matematikát tanult. 1665-ben a fekete pestis eljutott Angliába, kényszerítve a Trinity bezárását, és egy-két évre visszaküldte Newtont Woolsthorpe-ba. Ez volt ez idő alatt, hogy ő fogalmazta meg a legtöbb az ő fontos hozzájárulást a matematika és a fizika, beleértve a binomiális tétel, differenciálszámítás, vektor mellett, a törvények a mozgás, centripetális gyorsulás, optika, és az egyetemes gravitáció. Miután visszatért Cambridge-be, Newtont matematika professzorává tették, majd folytatta azt, amit a professzorok a mai napig tesznek — tanítanak és publikálnak. A Newton által publikálásra benyújtott dokumentumok többsége az optikáról szólt, különösen a színek elméletéről. Aztán tizennyolc évvel később, 1684-ben, Edmond Halley jött Newton a probléma úgy gondolta, hogy Newton képes lehet megoldani.
az üstökösök olyan csillagászati objektumok, amelyek segítség nélkül csak egy hónapig láthatók. Komoly problémát jelentettek a korai csillagászok számára, mivel figyelmeztetés nélkül jelentek meg, egy ideig az égen lógtak, majd eltűntek, hogy soha többé ne láthassák őket. Halley az üstökösök megjelenésének történelmi feljegyzéseit tanulmányozta, amikor négy üstökösöt észlelt, amelyek közel azonos pályájúak voltak, időben körülbelül 76 évvel elválasztva. Úgy vélte, hogy az 1456-os, az 1531-es, az 1607-es és az 1682-es üstökösök egyetlen üstökös észlelése, és hogy ez az üstökös 1758 telén újra megjelenik. Amikor az előrejelzések szerint történt, tizenhat évvel halála után, Halley üstökös néven vált ismertté. Meg kell jegyezni, hogy Halley nem fedezte fel a nevét viselő üstököst, csak ő volt az, aki égi testként azonosította, amelynek meghatározott periódusa a Nap körüli pályán volt. A Halley-üstököst valószínűleg a civilizáció hajnala óta látták, amikor az emberek először felnéztek az égre, és azon tűnődtek, hogyan működik mindez. Történelmi feljegyzések Indiából, Kínából és Japánból a megjelenését IE 240-ig rögzítik (egyetlen megjelenést nem rögzítettek). Legutóbbi fellépései 1833-ban, 1909-ben és 1985-ben voltak, a következő pedig 2061-ben lesz.
Halley azt is észrevette, hogy az üstökös a Nap körüli pályát írta le, amely összhangban volt a Kepler bolygómozgási törvényeivel; nevezetesen, hogy a pálya ellipszis volt (bár erősen megnyúlt), a nap egy fókuszban volt, és hogy engedelmeskedett a harmonikus törvénynek (R3 ++ T2), mintha egy másik bolygó lenne a naprendszerünkben. Halley 1684-ben megkérdezte Newtont, hogy van-e valami elképzelése arról, hogy a bolygók és ez az üstökös miért engedelmeskedik Kepler törvényeinek; vagyis ha ismeri a felelős erő természetét. Newton azt válaszolta, hogy ő valóban megoldotta ezt a problémát, és “sok más kérdés” vonatkozó mechanika tizennyolc évvel korábban, de nem szólt róla senkinek. Ezután körbejárta a pestis éveinek jegyzeteit, de nem találta őket. Halley meggyőzte Newton összeállítani mindent, amit valaha is tudott a mechanika és felajánlotta, hogy fizeti a költségeket, hogy az ő ötleteit is közzé kell tenni.
1687-ben, tizennyolc hónap folyamatos munka után, Newton megjelent Philosophi 6 Naturalis Principia Mathematica (a természetfilozófia matematikai alapelvei). Talán a legfontosabb könyv a fizikában és talán a legnagyobb Könyv az egész tudományban, szinte mindig csak Principia néven ismert. Tartalmazza a mechanikáról szóló fejezetekben bemutatott fogalmak lényegét minden későbbi fizikai tankönyvben, beleértve ezt is. Valószínűleg az egyetlen fontos koncepció, amely hiányzik, az energia, de minden más ott van: erő, tömeg, gyorsulás, tehetetlenség, lendület, súly, vektor összeadás, lövedék mozgás, körkörös mozgás, műholdas mozgás, gravitáció, árapály erők, a precesszió a napéjegyenlőségek….
hiányzó szöveg
1684-ben Dr. Halley meglátogatta Cambridge-ben, miután egy ideig együtt voltak, a Dr megkérdezte tőle, hogy mit gondol, mi lenne a görbe, amelyet a bolygók leírnának, feltételezve, hogy a vonzás ereje a nap felé kölcsönös a távolság négyzetével. Sr Isaac azonnal válaszolt, hogy ez egy ellipszis lesz, az orvos örömmel ütött & csodálkozva megkérdezte tőle, Honnan tudja, miért mondta, hogy kiszámoltam, mire Dr. Halley további késedelem nélkül kérte tőle a számítását, Sr Isaac megnézte a papírjai között, de nem találta meg, de megígérte neki, hogy megújítja; & akkor küldje el neki
Abraham de Moivre, 1727
hiányzó szöveg
De motu corporum in gyrum (a mozgás szervek pályán) a (feltételezett) címe a kézirat által Isaac Newton küldött Edmond Halley novemberben 1684.
A törvény
a Principia tartalmazza a földi és égi gravitáció egyesítését. A Galileo által leírt gravitációs gyorsulás és a Kepler által megfigyelt bolygómozgás törvényei ugyanannak a dolognak különböző aspektusai. Nincs földi gravitáció a Föld számára, és nincs égi gravitáció a bolygók számára, hanem egyetemes gravitáció minden számára.
- az univerzum minden tárgya gravitációs erővel vonzza az univerzum minden más tárgyát.
- a két objektum közötti gravitációs erő nagysága…
- egyenesen arányos a tömegük szorzatával és
- fordítottan arányos a középpontjaik közötti elválasztás négyzetével
Newton törvénye működik, mivel három térbeli dimenzióval rendelkező univerzumban élünk. Ahogy a gravitáció kiterjed az űrbe, egyre vékonyabban terjed, lefedve egy olyan területet, amely a forrástól való távolság négyzeteként tágul. Ha a tér nem lenne háromdimenziós, Newton törvénye nem működne.
bár a tér háromdimenziósnak tűnik, nincs nyilvánvaló oka annak, hogy miért kell lennie. Néhány, még mindig spekulatív elmélet azt sugallja, hogy lehetnek további térbeli dimenziók. Az ok, amiért nem láttuk őket, az az, hogy meglehetősen szorosan össze vannak tekerve. Ha léteznek, rendkívül kis távolságokon lehetővé kell tenni a gravitációs erő eltéréseit Newton inverz négyzet törvényétől. Ezeknek az eltéréseknek a tesztelése meglehetősen nehéz. A legjobb kísérletek (2001-től) azt mutatják, hogy az inverz négyzettörvény 218 főig tart (2,18 fő 10-4 m). Mivel úgy gondolják, hogy ezeknek a rejtett dimenzióknak a mérete 10-35 m nagyságrendű, még hosszú út áll előttünk.
A Hold
a Föld-Hold elválasztás körülbelül hatvanszor nagyobb, mint a Föld sugara. A gravitáció miatti gyorsulás ezen a távolságon 13600 a gravitáció miatti gyorsulás a Föld felszínén.
az alma
Isaac Newton belépett Trinity College a Cambridge-i Egyetemen 1661-ben. Megkapta az övét bachelor of arts fokozat 1665-ben, amikor a nagy pestis végigsöpört Londonon. A Cambridge-i Egyetem elővigyázatosságból bezárt, Newton pedig családja 90 km-re (60 mérföld) északra fekvő Lincolnshire-i gazdaságába menekült. 1666 nyarán Newton megkezdte az egyetemes gravitáció elméletének kidolgozását. Valamivel több, mint húsz évvel később, a végső elmélet megjelent a nyilvánosság részeként a grand tome Philosophi 6 Naturalis Principia Mathematica (Mathematical Principles of Natural Philosophy). Az alma nem volt része a vitának.
ugrás előre 1726. Sir Isaac Newton élete végéhez közeledő legenda volt. Egy barátjával, William Stukeley-vel vacsorázott, és utána egy kertben ültek, és sok mindenről beszélgettek. Newton 83 éves volt abban az időben, amikor emlékeztetett egy 60 évvel korábban bekövetkezett eseményre. Ez a történet, ahogy Stukeley elmondja (az eredeti helyesírását, nagybetűit és írásjeleit használva).
április 15-én 1726 I látogatást tett Sir Isaac, Az Ő szállást Orbels épületek, Kensington: din ‘ d vele… vacsora után, az időjárás meleg, bementünk a kertbe, & ivott thea árnyékában néhány appletrees, csak ő, & magam. más diskurzus közepette, mondta nekem, éppen ugyanabban a helyzetben volt, mint amikor korábban, a gravitáció fogalma jutott eszébe. “miért kell, hogy az alma mindig leereszkedni merőlegesen a földre,” gondolta, hogy neki önálló: alkalomadtán az ősszel egy alma, ahogy ült a szemlélődő hangulat: “miért nem megy oldalra, vagy felfelé? de állandóan a Föld központjába? természetesen az az oka, hogy a föld vonzza. kell, hogy legyen vonzóerő az anyagban. & a föld anyagában lévő húzóerő összegének a Föld közepén kell lennie, nem a Föld bármely oldalán. ezért dos ez az alma esik merőlegesen, vagy a központ felé. ha az anyag így vonzza az anyagot; a mennyiség arányában kell lennie. ezért az alma vonzza a földet, valamint a föld vonzza az almát.”
William Stukeley, 1752
Az apple történetének egy másik változatát Newton asszisztense rögzítette a királyi pénzverdében (valamint unokaöccse), John Conduitt.
abban az évben visszavonult ismét Cambridge acct a pestis az anyja Lincolnshire & míg ő töprengett a kertben jött a gondolat, hogy ugyanaz a gravitációs erő (wch tett egy alma esik a fáról a földre) nem korlátozódik egy bizonyos távolságra a Föld, de hogy ez a hatalom kell terjednie sokkal messzebb, mint korábban volt, és ez a általában azt gondoltam — miért nem olyan magas, mint a hold mondta magának & ha igen, akkor ez befolyásolja a mozgását & talán megtartja őt a pályáján, ezután esett egy számítási … & talált tökéletesen elfogadható, hogy az ő elmélete –
John Conduitt, ca. 1728
maga Newton soha nem írt semmit az almáról. Jobban érdekelte a hold mozgása, mint elméletének tesztelésének eszköze.
ugyanebben az évben elkezdtem gondolkodni a Hold gömbjéig terjedő gravitációról, és miután megtudtam, hogyan lehet megbecsülni azt az erőt, amellyel egy gömbön belül forgó földgömb megnyomja a gömb felületét, Kepler szabályából, miszerint a bolygók periodikus ideje a gömbök középpontjától való távolságuk szeszkvilaterát arányában van, arra a következtetésre jutottam, hogy azoknak az erőknek, amelyek a bolygókat a gömbjükben tartják, kölcsönösen kell lenniük, mint a gömbökben lévő bolygók távolságuk négyzete attól a középponttól, amely körül forognak: és így összehasonlították azt az erőt, amely ahhoz szükséges, hogy a hold a gömbjében maradjon, a Föld felszínén lévő gravitációs erővel, és azt találták, hogy elég közel állnak a válaszhoz. Mindez az 1665-ös és 1666-os két pestises évben történt, mert azokban a napokban korom fénykorában voltam a feltalálásban, és a matematikában és a filozófiában, mint bármikor azóta.Isaac Newton, ca. 1715
amikor Newtont megkérdezték, hogyan fedezte fel az egyetemes gravitáció törvényét, a válasza az volt…
Ha bármilyen szolgáltatást így tettem volna, az csak az iparnak köszönhető & egy beteg gondoltam.
Isaac Newton, 1692
the formula
Force
Fg = − | Gm1m2 | r̂ |
r2 |
Field
g = − | Gm | r̂ |
r2 |
objektum | Tömeg (kg) | sugár (km) | g (m/s2) | g (g) |
---|---|---|---|---|
v | 1,99 6030 696 000 | 270 | 28 | |
higany | 3.30 × 1023 | 2,440 | 3.7 | 0.38 |
Venus | 4.87 × 1024 | 6,050 | 8.9 | 0.90 |
Earth | 5.97 × 1024 | 6,380 | 9.8 | 1.0 |
Moon | 7.36 × 1022 | 1,740 | 1.6 | 0.17 |
Mars | 6.42 × 1023 | 3,400 | 3.7 | 0.38 |
Jupiter | 1.90 × 1027 | 71,500 | 25 | 2.5 |
Saturn | 5.69 × 1026 | 60,300 | 10 | 1.1 |
Uranus | 8.68 × 1025 | 25,600 | 8.9 | 0.90 |
Neptune | 1.02 × 1026 | 24,800 | 11 | 1.1 |
Pluto | 1.31 × 1022 | 1,180 | 0.63 | 0.064 |
white dwarf star | ~ 1 solar mass | ~ 1 Earth radius | ~ 3,000,000 | ~ 300,000 |
neutron star | 2 ~ 3 solar masses | ~ 10 | ~ 1013 | ~ 1012 |
stellar black hole | > 3 solar masses | > 9 | < 5 × 1012 | < 5 × 1011 |
supermassive black hole | 105 ~ 109 solar masses | 105 ~ 109 | 108 ~ 104 | 107 ~ 103 |
az állandó
Cavendish kísérlet
a Nagy Piramis olyan hatalmas, hogy egy vízvezetékvonal nem fog egyenesen lefelé lógni, amikor a piramis közelében van, hanem a szerkezet felé lendül. Vö. Tompkins, a nagy piramisok titkai, pp. 84-85, ahol Tompkins a Piazzi Smyth által végzett méréseket tárgyalva azt írja:”a Nagy Piramis megfelelő szélességének elérése érdekében anélkül, hogy a piramis hatalmas részének vonzása eltérítené a merőlegestől, Smyth A csúcsról tette észrevételeit; ott a piramis gravitációs vonzása közvetlenül lefelé lenne”. Tompkins, Peter. A Nagy Piramis titkai (New York: Harper Collins, 1971).
A kritikusok
akció a távolból. Newton válasza ezekre a kritikákra alapvetően az volt: “nem érdekel. Az elmélet működik.”
figyelembe, de ezek a gravitációs tulajdonságait pH Enterprises mégis képes volt elindítani, a & hipotézisek nem fingo…. És elég, hogy a gravitáció valóban létezik, & A us expositas törvényeivel összhangban eljárva, & a mennyei testekhez & érzelmeink tengerében minden elegendő. nem tudtam felfedezni a gravitáció ezen tulajdonságainak okát a jelenségekből, és nem vázolok hipotéziseket…. És számunkra elég, hogy a gravitáció valóban létezik, és az általunk kifejtett törvények szerint működik, és bőségesen szolgál az égitestek és tengereink minden mozgásának magyarázatára.
ezen túl…
- valaki feltalálta a gravitációs mezőt. Egységek: N / kg vagy m/s2
- a tehetetlenségi és gravitációs tömeg Boldog egyenértékűsége.Newton kétségtelenül azt hitte, hogy Isten beszél hozzá, de a Biblia nem említi az egyetemes gravitáció törvényét.
- Newton néhány évig megőrült, valószínűleg higanymérgezés miatt.
- inkább a bibliai elemzésre gondolt, mint a fizikai elemzésre.
- Newtont nevezték ki a pénzverde mesterévé-alapvetően pártfogói pozíció, hogy megjutalmazza a fizikában elért eredményeiért. Míg ott fogazott érméket hajt végre annak érdekében, hogy megakadályozza az érmék “levágását” vagy “borotválkozását”, ami akkoriban Angliában komoly probléma volt.
- Newton alkotta meg a szót gravitáció tól től gravitas, a latin szó nehézség, súlyosság, vagy hatóság. A latin szó a súlyra pondus, amely megadja nekünk az angol súlyegységet — a fontot (de érdekes módon nem a font ige vagy a font, ahol kóbor állatokat tartanak).
készítsen egy új szakaszt a gravitációs mezőhöz
extra dimenziók
a (módosított) idézet a Fizikatanártól, amelyet átfogalmaznak. “Az LHC (Large Hadron Collider) fekete lyukak gyártásának alapvető összetevője az extra dimenziók létezése. A fekete lyuk az intenzív gravitációs mező régiója, amely olyan feltételeket teremt, amelyek ellentétesek azzal, amit a gravitációs erőkről megfigyelünk a mindennapi világunkban. Az extra méretek jelenléte garantálja a fekete lyukak előállításához szükséges extra gravitációs erőt. Amikor a protonok ütköznek az LHC-nél, olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy lényegében “látják” az extra dimenziókat (ahol a gravitáció erős), és a fekete lyuk kialakulása lehetséges. Ebben az esetben az extra méreteknek ~10-14 m méretűnek kell lenniük. “
háromdimenziós tér