diskussion

kometen

Isaac Newton föddes på juldagen, 1642 i byn Woolsthorpe (nära Grantham), Lincolnshire, England. År 1661 inskrivna han i Trinity College, Cambridge University (ungefär halvvägs mellan Woolsthorpe och London) där han studerade matematik. År 1665 gjorde Black Plague sin väg till England och tvingade stängningen av Trinity och skickade Newton tillbaka till Woolsthorpe i ett år eller två. Det var under denna tid som han formulerade de flesta av sina viktiga bidrag till matematik och fysik inklusive Binomialsatsen, differentialkalkyl, vektortillägg, rörelselagarna, centripetalacceleration, optik och universell gravitation. När han återvände till Cambridge, Newton blev professor i matematik och fortsatte sedan att göra vad professorer fortfarande gör i dag — undervisa och publicera. De flesta av de papper som Newton lämnade för publicering var på Optik, särskilt på teorin om färger. Sedan, arton år senare 1684, kom Edmond Halley till Newton med ett problem som han trodde att Newton skulle kunna lösa.

kometer är astronomiska objekt som är synliga för de utan hjälp i bara en månad eller så. De var ett allvarligt problem för tidiga astronomer eftersom de skulle dyka upp utan varning, hänga på himlen ett tag och sedan försvinna för att aldrig ses igen. Halley studerade historiska register över kometiska framträdanden när han märkte fyra kometer med nästan samma bana åtskilda i tid med cirka 76 år. Han resonerade att kometerna 1456, 1531, 1607 och 1682 var observationer av en enda komet och att denna komet skulle dyka upp igen vintern 1758. När det gjorde som förutsagt, sexton år efter hans död, blev det känt som kometen Halley. Det bör noteras att Halley inte upptäckte kometen som bär hans namn, han var bara den som identifierade den som en himmelsk kropp med en bestämd period i omlopp runt solen. Halleys komet har förmodligen setts sedan civilisationens gryning när människor först tittade upp och de sky och undrade hur allt fungerade. Historiska poster från Indien, Kina och Japan registrerar sitt utseende så långt tillbaka som 240 FVT (med ett utseende som inte registrerats). Dess senaste framträdanden var 1833, 1909 och 1985 och nästa kommer att vara 2061.Halley märkte också att kometen beskrev en bana runt solen som var i enlighet med Keplers lagar om planetrörelse; nämligen att banan var en ellips (om än en mycket långsträckt) med solen i ett fokus och att den lydde den harmoniska lagen (r3 Kazaki T2) som om det var en annan planet i vårt solsystem. Halley frågade Newton 1684 om han hade någon aning om varför planeterna och denna komet lydde Keplers lagar; det vill säga om han visste vilken kraft som var ansvarig. Newton svarade att han verkligen hade löst detta problem och ”mycket annat” som rör mekanik arton år tidigare men inte hade berättat för någon om det. Han fortsatte sedan att rota runt och letade efter sina anteckningar från peståren, men kunde inte hitta dem. Halley övertalade Newton att sammanställa allt han någonsin visste om mekanik och erbjöd sig att betala kostnaderna så att hans tankar kunde publiceras.i 1687, efter arton månader av effektivt non-stop arbete, Newton publicerade Philosophiabbi Naturalis Principia Mathematica (de matematiska principerna för naturfilosofi). Förmodligen den enskilt viktigaste boken i fysik och kanske den största boken i all vetenskap, det är nästan alltid bara känd som Principia. Den innehåller kärnan i de begrepp som presenteras i kapitlen om mekanik i varje efterföljande fysikbok, inklusive den här. Förmodligen är det enda viktiga konceptet som det saknar energi, men allt annat finns där: kraft, massa, acceleration, tröghet, momentum, vikt, vektortillägg, projektilrörelse, cirkulär rörelse, satellitrörelse, gravitation, tidvattenkrafter, precessionen av dagjämningarna….

saknad TEXT

1684 kom Dr Halley för att besöka honom i Cambridge, efter att de hade varit en tid tillsammans frågade Dr honom vad han trodde att kurvan skulle vara som skulle beskrivas av planeterna som antar att attraktionskraften mot solen skulle vara ömsesidig mot kvadraten på deras avstånd från den. Sr Isaac svarade omedelbart att det skulle vara en ellips, doktorn slog med glädje & förvåning frågade honom hur han visste det, varför säger han Jag har beräknat det, varpå Dr Halley bad honom om hans beräkning utan någon längre fördröjning, SR Isaac tittade bland sina papper men kunde inte hitta det, men han lovade honom att förnya det; & sedan för att skicka det honom

Abraham de Moivre, 1727

saknad TEXT

De motu corporum i gyrum (på rörelsen av kroppar i omlopp) är den (förmodade) titeln på ett manuskript av Isaac Newton skickat till Edmond Halley i November 1684.

lagen

Principia innehåller i den föreningen av markbunden och himmelsk gravitation. Accelerationen på grund av tyngdkraften som beskrivs av Galileo och lagarna för planetrörelse som observerats av Kepler är olika aspekter av samma sak. Det finns ingen jordisk gravitation för jorden och ingen himmelsk gravitation för planeterna, utan snarare en universell gravitation för allt.

1. varje objekt i universum lockar alla andra objekt i universum med en gravitationskraft.
2. storleken på gravitationskraften mellan två objekt är …
   1. direkt proportionell mot produkten av deras massor och
   2. omvänt proportionell mot kvadraten av separationen mellan deras centra

Newtons lag fungerar eftersom vi lever i ett universum med tre rumsliga dimensioner. När tyngdkraften sträcker sig ut i rymden sprider den sig tunnare och tunnare och täcker ett område som expanderar som kvadraten på avståndet från källan. Om rymden inte var tredimensionell skulle Newtons lag inte fungera.

även om rymden verkar tredimensionell, finns det ingen uppenbar anledning till varför det måste vara. Vissa som av ännu fortfarande spekulativa teorier tyder på att det kan finnas ytterligare rumsliga dimensioner. Anledningen till att vi inte har sett dem är att de är krullade upp ganska tätt. Om de existerar bör det vara möjligt att hitta avvikelser i tyngdkraften från Newtons inversa kvadratlag på extremt små avstånd. Testning för dessa avvikelser är ganska svårt. De bästa experimenten (från och med 2001) visar att den inversa kvadratiska lagen håller ner till 218 oc (2,18 oc 10-4 m). Eftersom storleken på dessa dolda dimensioner tros vara i storleksordningen 10-35 m, har vi fortfarande en lång väg att gå.

månen

jordmånens separation är ungefär sextio gånger större än jordens radie. Accelerationen på grund av tyngdkraften på detta avstånd är 13600 accelerationen på grund av tyngdkraften vid jordens yta.

äpplet

Isaac Newton gick in i Trinity College vid University of Cambridge 1661. Han fick sin kandidatexamen 1665 när den stora pesten svepte genom London. University of Cambridge stängdes som en försiktighetsåtgärd och Newton flydde till sin familjs gård i Lincolnshire 90 km (60 miles) norrut. Sommaren 1666 började Newton arbeta med sin teori om universell gravitation. Lite mer än tjugo år senare släpptes den slutliga teorin till allmänheten som en del av hans grand tome Philosophii Naturalis Principia Mathematica (matematiska principer för naturfilosofi). Äpplen var inte en del av diskussionen.

hoppa framåt till 1726. Sir Isaac Newton var en legend som närmar sig slutet av sitt liv. Han åt middag med en vän, William Stukeley, och de satt i en trädgård efteråt och pratade om många saker. Newton var 83 år gammal när han påminde om en händelse som ägde rum 60 år tidigare. Det här är historien som Stukeley berättar (med sin ursprungliga stavning, kapitalisering och skiljetecken).

den 15 April 1726 besökte jag Sir Isaac, vid hans logi i Orbels byggnader, Kensington: din ’ d med honom… efter middagen, vädret var varmt, gick vi in i trädgården, & drack thea under skuggan av några appletrees, bara han, & mig själv. mitt i andra diskurs, han berättade, han var precis i samma situation, som när tidigare, begreppet gravitation kom in i hans sinne. ”varför skulle det äpplet alltid sjunka vinkelrätt mot marken”, tänkte han för sig själv: tillfälle av ett äpples fall, när han satt i ett kontemplativt humör: ”varför skulle det inte gå i sidled eller uppåt? men ständigt till jordens centrum? sannerligen, anledningen är, att jorden drar den. det måste finnas en dragkraft i materia. & summan av dragkraften i jordens materia måste vara i jordens centrum, inte på någon sida av jorden. därför dos detta äpple faller vinkelrätt, eller mot mitten. om materia sålunda drar Materia; det måste vara i proportion till dess kvantitet. därför drar äpplet jorden, liksom jorden drar äpplet.”William Stukeley, 1752

en annan variant av apple-berättelsen spelades in av Newtons assistent vid Royal Mint (och även hans svärson), John Conduitt.

under det år han gick i pension igen från Cambridge på acct av pesten till sin mor Lincolnshire & medan han funderade i en trädgård kom det in i hans tanke att samma kraft av tyngdkraften (wch gjorde ett äpple faller från trädet till marken) inte var begränsad till ett visst avstånd från jorden, men att denna kraft måste sträcka sig mycket längre än vanligtvis tänkte — varför inte så högt som månen sa han till sig själv & om så måste det påverka hennes rörelse & kanske behålla henne i sin omlopp, varpå han föll en beräkning … & fann det helt överensstämmande med hans teori —

John Conduitt, ca. 1728

Newton själv skrev aldrig något om äpplen. Han var mer intresserad av månens rörelse som ett sätt att testa sin teori.

samma år började jag tänka på gravitation som sträcker sig till klot av månen, och efter att ha fått reda på hur man uppskatta den kraft med vilken en jordglob som roterar inom en sfär pressar ytan av sfären, från Keplers styre av periodiska tider av planeterna är i en sesquilaterate andel av deras avstånd från centrum av deras klot jag drog slutsatsen att de krafter som håller planeterna i sina klot måste vara ömsesidigt som kvadrater av deras avstånd från de centra som de kretsar kring: och jämförde därmed den kraft som krävdes för att hålla Månen i hennes orb med tyngdkraften vid jordens yta och fann dem att svara ganska nära. Allt detta var under de två peståren 1665 och 1666, för på den tiden var jag i min ålder för uppfinning och sinnade matematik och filosofi mer än någonsin sedan.

Isaac Newton, ca. 1715

När Newton frågades hur han upptäckte lagen om universell gravitation, var hans svar…

om jag har gjort du publick någon tjänst på detta sätt ’tis på grund av ingenting annat än industrin & en patient tänkte.

Isaac Newton, 1692

the formula

Force

Field

konstanten

Cavendish experiment

den stora pyramiden är så massiv att en lodlinje inte hänger rakt ner när den är nära pyramiden utan svänger mot strukturen. Jfr. Tompkins, hemligheter av de stora pyramiderna, pp. 84-85, där Tompkins, som diskuterar mätningarna tagna av Piazzi Smyth, skriver”för att få rätt latitud för den stora pyramiden utan att hans lodlinje avleds från vinkelrätt genom attraktionen av den enorma huvuddelen av pyramiden, gjorde Smyth sina observationer från toppmötet; där skulle pyramidens dragningskraft vara direkt nedåt”. Tompkins, Peter. Hemligheter av den stora pyramiden (New York: Harper Collins, 1971).

kritikerna

åtgärd på avstånd. Newtons svar på denna kritik var i grunden: ”jag bryr mig inte. Teorin fungerar.”

konto men dessa gravitationella egenskaper hos pH-värde men jag kunde starta,& hypoteser icke fingo…. Och det räcker att tyngdkraften verkligen existerar, & I enlighet med lagarna i us expositas, & till kropparna himmelska & I havet av våra känslor räcker alla.

jag har inte kunnat upptäcka orsaken till gravitationens egenskaper från fenomen, och jag ramar inga hypoteser…. Och för oss är det tillräckligt att gravitationen verkligen existerar och agerar enligt de lagar som vi har förklarat och tjänar rikligt till att redogöra för alla rörelser från himmelkropparna och våra hav.

utöver det…

• någon uppfann gravitationsfältet. Enheter: N/kg eller m/s2
• Lycklig ekvivalens av tröghet och gravitationsmassa.utan tvekan trodde Newton att Gud talade till honom, men Bibeln nämner inte lagen om universell gravitation.
• Newton blev galen i ett par år, förmodligen på grund av kvicksilverförgiftning.
• han tänkte mer på sin bibliska analys än sin fysiska analys.
• Newton utsågs till mintens mästare-i grunden en beskyddsposition för att belöna honom för hans prestationer i fysik. Även om det han genomföra tandade mynt i ett försök att förhindra mynt ”klippning” eller ”rakning”, vilket var ett allvarligt problem i England vid tidpunkten.
• Newton myntade ordet gravitation från gravitas, det latinska ordet för tyngd, svårighetsgrad eller auktoritet. Det latinska ordet för vikt är pondus, vilket ger oss den engelska enheten av vikt — pundet (men interstingly, inte verbet att punda eller pundet där stridiga djur hålls).

gör ett nytt avsnitt för gravitationsfält

extra dimensioner

a (modifierat) citat från Fysikläraren som kommer att parafraseras. ”En viktig ingrediens för svarthålsproduktion vid LHC (Large Hadron Collider) är förekomsten av extra dimensioner. Ett svart hål är en region med intensivt gravitationsfält som skapar förhållanden som strider mot vad vi observerar om gravitationskrafter att vara i vår vardag. Närvaron av extra dimensioner garanterar den extra tyngdkraften som behövs för att producera svarta hål. När protoner kolliderar vid LHC kommer de så nära varandra att de i huvudsak ”ser” de extra dimensionerna (där tyngdkraften är stark) och svart hålbildning kan vara möjlig. Om så är fallet måste de extra dimensionerna vara ~10-14 m stora. ”

tredimensionellt utrymme