गुरुत्वाकर्षण बल. सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम क्या है: महान खोज का सूत्र

इस तथ्य के बावजूद कि गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड में वस्तुओं के बीच सबसे कमजोर संपर्क है, भौतिकी और खगोल विज्ञान में इसका महत्व बहुत अधिक है, क्योंकि यह अंतरिक्ष में किसी भी दूरी पर भौतिक वस्तुओं को प्रभावित कर सकता है।

यदि आप खगोल विज्ञान में रुचि रखते हैं, तो आपने शायद सोचा होगा कि गुरुत्वाकर्षण या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम जैसी अवधारणा क्या है। गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड में सभी वस्तुओं के बीच सार्वभौमिक मौलिक संपर्क है।

गुरुत्वाकर्षण के नियम की खोज का श्रेय प्रसिद्ध अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन को दिया जाता है। शायद आप में से बहुत से लोग उस सेब की कहानी जानते होंगे जो प्रसिद्ध वैज्ञानिक के सिर पर गिरा था। हालाँकि, यदि आप इतिहास में गहराई से देखें, तो आप देख सकते हैं कि गुरुत्वाकर्षण की उपस्थिति के बारे में प्राचीन काल के दार्शनिकों और वैज्ञानिकों, उदाहरण के लिए, एपिकुरस, ने अपने युग से बहुत पहले सोचा था। हालाँकि, यह न्यूटन ही थे जिन्होंने सबसे पहले शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर भौतिक निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क का वर्णन किया था। उनका सिद्धांत एक अन्य प्रसिद्ध वैज्ञानिक, अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा विकसित किया गया था, जिन्होंने सापेक्षता के अपने सामान्य सिद्धांत में अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के साथ-साथ अंतरिक्ष-समय सातत्य में इसकी भूमिका का अधिक सटीक वर्णन किया था।

न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में कहा गया है कि दूरी से अलग किए गए द्रव्यमान के दो बिंदुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है और दोनों द्रव्यमानों के सीधे आनुपातिक होता है। गुरुत्वाकर्षण बल लंबी दूरी का होता है। अर्थात्, द्रव्यमान वाला कोई पिंड चाहे कैसे भी चलता हो, शास्त्रीय यांत्रिकी में इसकी गुरुत्वाकर्षण क्षमता किसी निश्चित समय में इस वस्तु की स्थिति पर पूरी तरह निर्भर करेगी। किसी वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उतना ही अधिक होगा - उसका गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही अधिक शक्तिशाली होगा। आकाशगंगाओं, तारों और ग्रहों जैसी अंतरिक्ष वस्तुओं में सबसे बड़ा गुरुत्वाकर्षण बल होता है और, तदनुसार, काफी मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है।

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वह दूरी है जिसके भीतर ब्रह्मांड में वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क होता है। किसी वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा - एक निश्चित स्थान के भीतर अन्य भौतिक निकायों पर इसका प्रभाव उतना ही अधिक ध्यान देने योग्य होगा। किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र संभावित है। पिछले कथन का सार यह है कि यदि आप दो पिंडों के बीच आकर्षण की संभावित ऊर्जा का परिचय देते हैं, तो बाद वाले को एक बंद लूप के साथ ले जाने के बाद यह नहीं बदलेगा। यहीं से एक बंद लूप में स्थितिज और गतिज ऊर्जा के योग के संरक्षण का एक और प्रसिद्ध नियम आता है।

भौतिक जगत में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का बहुत महत्व है। यह ब्रह्मांड में द्रव्यमान वाली सभी भौतिक वस्तुओं में मौजूद है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र न केवल पदार्थ, बल्कि ऊर्जा को भी प्रभावित कर सकता है। ब्लैक होल, क्वासर और सुपरमैसिव स्टार्स जैसे बड़े ब्रह्मांडीय पिंडों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों के प्रभाव के कारण ही सौर मंडल, आकाशगंगाओं और अन्य खगोलीय समूहों का निर्माण होता है, जो एक तार्किक संरचना की विशेषता रखते हैं।

हाल के वैज्ञानिक आंकड़ों से पता चलता है कि ब्रह्मांड के विस्तार का प्रसिद्ध प्रभाव भी गुरुत्वाकर्षण संपर्क के नियमों पर आधारित है। विशेष रूप से, ब्रह्मांड के विस्तार को इसके छोटे और सबसे बड़े दोनों पिंडों के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों द्वारा सुगम बनाया गया है।

बाइनरी सिस्टम में गुरुत्वाकर्षण विकिरण

गुरुत्वाकर्षण विकिरण या गुरुत्वाकर्षण तरंग एक शब्द है जिसे पहली बार प्रसिद्ध वैज्ञानिक अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में पेश किया गया था। गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण विकिरण चर त्वरण के साथ भौतिक वस्तुओं की गति से उत्पन्न होता है। किसी वस्तु के त्वरण के दौरान, एक गुरुत्वाकर्षण तरंग उससे "टूटती" प्रतीत होती है, जिससे आसपास के अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में दोलन होता है। इसे गुरुत्वाकर्षण तरंग प्रभाव कहा जाता है।

यद्यपि गुरुत्वाकर्षण तरंगों की भविष्यवाणी आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के साथ-साथ गुरुत्वाकर्षण के अन्य सिद्धांतों द्वारा की जाती है, लेकिन उन्हें कभी भी सीधे पता नहीं लगाया गया है। इसका मुख्य कारण उनका अत्यधिक छोटा होना है। हालाँकि, खगोल विज्ञान में ऐसे अप्रत्यक्ष साक्ष्य हैं जो इस प्रभाव की पुष्टि कर सकते हैं। इस प्रकार, दोहरे तारों के अभिसरण के उदाहरण में गुरुत्वाकर्षण तरंग का प्रभाव देखा जा सकता है। अवलोकन इस बात की पुष्टि करते हैं कि दोहरे तारों के अभिसरण की दर कुछ हद तक इन ब्रह्मांडीय वस्तुओं से ऊर्जा के नुकसान पर निर्भर करती है, जो संभवतः गुरुत्वाकर्षण विकिरण पर खर्च होती है। वैज्ञानिक निकट भविष्य में उन्नत LIGO और VIRGO दूरबीनों की नई पीढ़ी का उपयोग करके इस परिकल्पना की विश्वसनीय रूप से पुष्टि करने में सक्षम होंगे।

आधुनिक भौतिकी में, यांत्रिकी की दो अवधारणाएँ हैं: शास्त्रीय और क्वांटम। क्वांटम यांत्रिकी अपेक्षाकृत हाल ही में विकसित की गई थी और यह शास्त्रीय यांत्रिकी से मौलिक रूप से भिन्न है। क्वांटम यांत्रिकी में, वस्तुओं (क्वांटा) की निश्चित स्थिति और वेग नहीं होते हैं; यहां सब कुछ संभाव्यता पर आधारित है। अर्थात्, एक वस्तु एक निश्चित समय पर अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थान पर कब्जा कर सकती है। वह आगे कहां जाएगा यह विश्वसनीय रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है, लेकिन केवल उच्च स्तर की संभावना के साथ।

गुरुत्वाकर्षण का एक दिलचस्प प्रभाव यह है कि यह अंतरिक्ष-समय सातत्य को मोड़ सकता है। आइंस्टीन के सिद्धांत में कहा गया है कि ऊर्जा के समूह या किसी भौतिक पदार्थ के आसपास के स्थान में, अंतरिक्ष-समय घुमावदार होता है। तदनुसार, इस पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के प्रभाव में आने वाले कणों का प्रक्षेपवक्र बदल जाता है, जिससे उच्च स्तर की संभावना के साथ उनके आंदोलन के प्रक्षेपवक्र की भविष्यवाणी करना संभव हो जाता है।

गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत

आज वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण के एक दर्जन से अधिक विभिन्न सिद्धांतों को जानते हैं। वे शास्त्रीय और वैकल्पिक सिद्धांतों में विभाजित हैं। पूर्व का सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि आइजैक न्यूटन द्वारा गुरुत्वाकर्षण का शास्त्रीय सिद्धांत है, जिसका आविष्कार प्रसिद्ध ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी ने 1666 में किया था। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि यांत्रिकी में एक विशाल पिंड अपने चारों ओर एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो छोटी वस्तुओं को आकर्षित करता है। बदले में, ब्रह्मांड में किसी भी अन्य भौतिक वस्तुओं की तरह, उत्तरार्द्ध में भी एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है।

गुरुत्वाकर्षण के अगले लोकप्रिय सिद्धांत का आविष्कार विश्व प्रसिद्ध जर्मन वैज्ञानिक अल्बर्ट आइंस्टीन ने 20वीं सदी की शुरुआत में किया था। आइंस्टीन गुरुत्वाकर्षण को एक घटना के रूप में अधिक सटीक रूप से वर्णित करने में सक्षम थे, और न केवल शास्त्रीय यांत्रिकी में, बल्कि क्वांटम दुनिया में भी इसकी कार्रवाई की व्याख्या करने में सक्षम थे। सापेक्षता का उनका सामान्य सिद्धांत अंतरिक्ष-समय सातत्य के साथ-साथ अंतरिक्ष में प्राथमिक कणों के प्रक्षेपवक्र को प्रभावित करने के लिए गुरुत्वाकर्षण जैसे बल की क्षमता का वर्णन करता है।

गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांतों में, सापेक्षतावादी सिद्धांत, जिसका आविष्कार हमारे हमवतन, प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी ए.ए. द्वारा किया गया था, शायद सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है। लोगुनोव। आइंस्टीन के विपरीत, लोगुनोव ने तर्क दिया कि गुरुत्वाकर्षण एक ज्यामितीय नहीं है, बल्कि एक वास्तविक, काफी मजबूत भौतिक बल क्षेत्र है। गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांतों में अदिश, द्विमितीय, क्वासिलिनियर और अन्य भी जाने जाते हैं।

1. जो लोग अंतरिक्ष में गए हैं और पृथ्वी पर लौट आए हैं, उनके लिए पहले तो हमारे ग्रह के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव की ताकत का आदी होना काफी कठिन है। कभी-कभी इसमें कई सप्ताह लग जाते हैं.
2. यह सिद्ध हो चुका है कि भारहीनता की स्थिति में मानव शरीर प्रति माह अस्थि मज्जा द्रव्यमान का 1% तक खो सकता है।
3. सौर मंडल के ग्रहों में, मंगल का गुरुत्वाकर्षण बल सबसे कम है, और बृहस्पति का गुरुत्वाकर्षण बल सबसे अधिक है।
4. ज्ञात साल्मोनेला बैक्टीरिया, जो आंतों के रोगों का कारण बनते हैं, भारहीनता की स्थिति में अधिक सक्रिय रूप से व्यवहार करते हैं और मानव शरीर को बहुत अधिक नुकसान पहुंचाने में सक्षम होते हैं।
5. ब्रह्मांड में सभी ज्ञात खगोलीय पिंडों में से, ब्लैक होल में सबसे अधिक गुरुत्वाकर्षण बल होता है। एक गोल्फ बॉल के आकार के ब्लैक होल में हमारे पूरे ग्रह के समान गुरुत्वाकर्षण बल हो सकता है।
6. पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण बल हमारे ग्रह के सभी कोनों में समान नहीं है। उदाहरण के लिए, कनाडा के हडसन खाड़ी क्षेत्र में यह विश्व के अन्य क्षेत्रों की तुलना में कम है।

भौतिकविदों द्वारा लगातार अध्ययन की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण घटना गति है। विद्युतचुंबकीय घटनाएँ, यांत्रिकी के नियम, थर्मोडायनामिक और क्वांटम प्रक्रियाएँ - ये सभी भौतिकी द्वारा अध्ययन किए गए ब्रह्मांड के टुकड़ों की एक विस्तृत श्रृंखला हैं। और ये सभी प्रक्रियाएँ, किसी न किसी रूप में, एक ही चीज़ तक पहुँचती हैं - तक।

के साथ संपर्क में

ब्रह्माण्ड में हर चीज़ गति करती है। गुरुत्वाकर्षण बचपन से ही सभी लोगों के लिए एक सामान्य घटना है; हम अपने ग्रह के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में पैदा हुए थे; इस भौतिक घटना को हम सबसे गहरे सहज स्तर पर महसूस करते हैं और ऐसा प्रतीत होता है कि इसके लिए अध्ययन की भी आवश्यकता नहीं है।

लेकिन, अफसोस, सवाल यह है कि क्यों और सभी शरीर एक दूसरे को कैसे आकर्षित करते हैं?, आज तक पूरी तरह से खुलासा नहीं किया गया है, हालांकि इसका दूर-दूर तक अध्ययन किया गया है।

इस लेख में हम देखेंगे कि न्यूटन के अनुसार सार्वभौमिक आकर्षण क्या है - गुरुत्वाकर्षण का शास्त्रीय सिद्धांत। हालाँकि, सूत्रों और उदाहरणों पर आगे बढ़ने से पहले, हम आकर्षण की समस्या के सार के बारे में बात करेंगे और इसे एक परिभाषा देंगे।

शायद गुरुत्वाकर्षण का अध्ययन प्राकृतिक दर्शन (चीजों के सार को समझने का विज्ञान) की शुरुआत बन गया, शायद प्राकृतिक दर्शन ने गुरुत्वाकर्षण के सार के सवाल को जन्म दिया, लेकिन, एक तरह से या किसी अन्य, निकायों के गुरुत्वाकर्षण का सवाल प्राचीन ग्रीस में रुचि हो गई.

गति को शरीर की संवेदी विशेषता के सार के रूप में समझा जाता था, या यों कहें कि शरीर तब गति करता था जब पर्यवेक्षक उसे देखता था। यदि हम किसी घटना को माप नहीं सकते, तौल नहीं सकते, या महसूस नहीं कर सकते, तो क्या इसका मतलब यह है कि वह घटना अस्तित्व में नहीं है? स्वाभाविक रूप से, इसका मतलब यह नहीं है। और जब से अरस्तू ने इसे समझा, गुरुत्वाकर्षण के सार पर चिंतन शुरू हुआ।

जैसा कि आज पता चला है, कई दसियों शताब्दियों के बाद, गुरुत्वाकर्षण न केवल गुरुत्वाकर्षण और हमारे ग्रह के आकर्षण का आधार है, बल्कि ब्रह्मांड और लगभग सभी मौजूदा प्राथमिक कणों की उत्पत्ति का भी आधार है।

संचलन कार्य

आइए एक विचार प्रयोग करें. आइए अपने बाएं हाथ में एक छोटी सी गेंद लें। चलिए वही दाहिनी ओर लेते हैं। आइए सही गेंद को छोड़ें और वह नीचे गिरना शुरू कर देगी। बायां हाथ में है, वह अभी भी गतिहीन है।

आइए मानसिक रूप से समय बीतने को रोकें। गिरती दाहिनी गेंद हवा में "लटकी" रहती है, बाईं ओर अभी भी हाथ में रहती है। दाहिनी गेंद गति की "ऊर्जा" से संपन्न है, बाईं ओर नहीं। लेकिन उनके बीच गहरा, सार्थक अंतर क्या है?

गिरती हुई गेंद के कहाँ, किस भाग में लिखा है कि उसे हिलना चाहिए? इसका द्रव्यमान समान है, आयतन समान है। इसमें समान परमाणु हैं, और वे आराम कर रही गेंद के परमाणुओं से अलग नहीं हैं। गेंद है? हाँ, यह सही उत्तर है, लेकिन गेंद को कैसे पता चलता है कि उसमें स्थितिज ऊर्जा क्या है, वह उसमें कहाँ दर्ज है?

यह बिल्कुल वही कार्य है जो अरस्तू, न्यूटन और अल्बर्ट आइंस्टीन ने स्वयं निर्धारित किया था। और तीनों प्रतिभाशाली विचारकों ने इस समस्या को आंशिक रूप से अपने लिए हल किया, लेकिन आज ऐसे कई मुद्दे हैं जिनके समाधान की आवश्यकता है।

न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण

1666 में, महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और मैकेनिक आई. न्यूटन ने एक कानून की खोज की जो मात्रात्मक रूप से उस बल की गणना कर सकता है जिसके कारण ब्रह्मांड में सभी पदार्थ एक-दूसरे की ओर झुकते हैं। इस घटना को सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण कहा जाता है। जब आपसे पूछा जाता है: "सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम तैयार करें," आपका उत्तर इस तरह होना चाहिए:

दो पिंडों के आकर्षण में योगदान देने वाला गुरुत्वाकर्षण संपर्क बल स्थित है इन निकायों के द्रव्यमान के सीधे अनुपात मेंऔर उनके बीच की दूरी के विपरीत अनुपात में।

महत्वपूर्ण!न्यूटन के आकर्षण का नियम "दूरी" शब्द का उपयोग करता है। इस शब्द को पिंडों की सतहों के बीच की दूरी के रूप में नहीं, बल्कि उनके गुरुत्वाकर्षण केंद्रों के बीच की दूरी के रूप में समझा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि त्रिज्या r1 और r2 की दो गेंदें एक दूसरे के ऊपर स्थित हैं, तो उनकी सतहों के बीच की दूरी शून्य है, लेकिन एक आकर्षक बल है। बात यह है कि इनके केन्द्रों r1+r2 के बीच की दूरी शून्य से भिन्न है। ब्रह्मांडीय पैमाने पर, यह स्पष्टीकरण महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन कक्षा में एक उपग्रह के लिए, यह दूरी सतह से ऊपर की ऊंचाई और हमारे ग्रह की त्रिज्या के बराबर है। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी भी उनके केंद्रों के बीच की दूरी के रूप में मापी जाती है, न कि उनकी सतहों के बीच की दूरी के रूप में।

गुरुत्वाकर्षण के नियम के लिए सूत्र इस प्रकार है:

,

• एफ - आकर्षण बल,
• – जनता,
• आर - दूरी,
• जी - गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक 6.67·10−11 m³/(kg·s²) के बराबर।

यदि हम केवल गुरुत्वाकर्षण बल को देखें तो वजन क्या है?

बल एक सदिश राशि है, लेकिन सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में इसे पारंपरिक रूप से एक अदिश राशि के रूप में लिखा जाता है। एक वेक्टर चित्र में, कानून इस तरह दिखेगा:

.

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि बल केंद्रों के बीच की दूरी के घन के व्युत्क्रमानुपाती होता है। संबंध को एक केंद्र से दूसरे केंद्र तक निर्देशित इकाई वेक्टर के रूप में माना जाना चाहिए:

.

गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया का नियम

वजन और गुरुत्वाकर्षण

गुरुत्वाकर्षण के नियम पर विचार करने के बाद, कोई यह समझ सकता है कि यह आश्चर्य की बात नहीं है कि हम व्यक्तिगत रूप से हमें सूर्य का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी की तुलना में बहुत कमज़ोर लगता है. हालाँकि विशाल सूर्य का द्रव्यमान बहुत बड़ा है, फिर भी यह हमसे बहुत दूर है। यह सूर्य से भी दूर है, लेकिन इसका द्रव्यमान बड़ा होने के कारण यह इसकी ओर आकर्षित होता है। दो पिंडों का गुरुत्वाकर्षण बल कैसे ज्ञात करें, अर्थात् सूर्य, पृथ्वी और आपके और मेरे के गुरुत्वाकर्षण बल की गणना कैसे करें - हम इस मुद्दे से थोड़ी देर बाद निपटेंगे।

जहाँ तक हम जानते हैं, गुरुत्वाकर्षण बल है:

जहाँ m हमारा द्रव्यमान है, और g पृथ्वी के मुक्त रूप से गिरने का त्वरण है (9.81 m/s 2)।

महत्वपूर्ण!आकर्षक शक्तियाँ दो, तीन नहीं, दस प्रकार की होती हैं। गुरुत्वाकर्षण ही एकमात्र बल है जो आकर्षण की मात्रात्मक विशेषता देता है। भार (P = mg) और गुरुत्वाकर्षण बल एक ही चीज़ हैं।

यदि m हमारा द्रव्यमान है, M ग्लोब का द्रव्यमान है, R उसकी त्रिज्या है, तो हम पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल बराबर है:

इस प्रकार, चूँकि F = mg:

.

द्रव्यमान m कम हो जाता है, और मुक्त गिरावट के त्वरण की अभिव्यक्ति बनी रहती है:

जैसा कि हम देख सकते हैं, गुरुत्वाकर्षण का त्वरण वास्तव में एक स्थिर मान है, क्योंकि इसके सूत्र में स्थिर मात्राएँ शामिल हैं - त्रिज्या, पृथ्वी का द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक। इन स्थिरांकों के मानों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम यह सुनिश्चित करेंगे कि गुरुत्वाकर्षण का त्वरण 9.81 m/s 2 के बराबर है।

विभिन्न अक्षांशों पर, ग्रह की त्रिज्या थोड़ी भिन्न होती है, क्योंकि पृथ्वी अभी भी एक पूर्ण गोला नहीं है। इस वजह से, ग्लोब पर अलग-अलग बिंदुओं पर मुक्त गिरावट का त्वरण अलग-अलग होता है।

आइए पृथ्वी और सूर्य के आकर्षण पर वापस लौटें। आइए एक उदाहरण से यह सिद्ध करने का प्रयास करें कि ग्लोब आपको और मुझे सूर्य की तुलना में अधिक दृढ़ता से आकर्षित करता है।

सुविधा के लिए, आइए एक व्यक्ति का द्रव्यमान लें: मी = 100 किग्रा। तब:

• एक व्यक्ति और ग्लोब के बीच की दूरी ग्रह की त्रिज्या के बराबर है: आर = 6.4∙10 6 मीटर।
• पृथ्वी का द्रव्यमान है: M ≈ 6∙10 24 kg.
• सूर्य का द्रव्यमान है: Mc ≈ 2∙10 30 kg.
• हमारे ग्रह और सूर्य के बीच की दूरी (सूर्य और मनुष्य के बीच): r=15∙10 10 मीटर।

मनुष्य और पृथ्वी के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण:

यह परिणाम वजन (पी = मिलीग्राम) के लिए सरल अभिव्यक्ति से काफी स्पष्ट है।

मनुष्य और सूर्य के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल:

जैसा कि हम देख सकते हैं, हमारा ग्रह हमें लगभग 2000 गुना अधिक मजबूती से आकर्षित करता है।

पृथ्वी और सूर्य के बीच आकर्षण बल कैसे ज्ञात करें? इस अनुसार:

अब हम देखते हैं कि सूर्य हमारे ग्रह को हमारी और आपको आकर्षित करने वाली ग्रह की तुलना में एक अरब अरब गुना अधिक तीव्रता से आकर्षित करता है।

पहला पलायन वेग

जब आइजैक न्यूटन ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की खोज की, तो उनकी दिलचस्पी इस बात में हो गई कि किसी पिंड को कितनी तेजी से फेंका जाना चाहिए ताकि वह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर काबू पाकर हमेशा के लिए दुनिया छोड़ दे।

सच है, उन्होंने इसकी कल्पना कुछ अलग तरीके से की थी, उनकी समझ में यह आकाश की ओर लक्षित एक लंबवत खड़ा रॉकेट नहीं था, बल्कि एक पिंड था जिसने क्षैतिज रूप से एक पहाड़ की चोटी से छलांग लगाई थी। यह एक तार्किक उदाहरण था क्योंकि पहाड़ की चोटी पर गुरुत्वाकर्षण बल थोड़ा कम है.

तो, एवरेस्ट की चोटी पर, गुरुत्वाकर्षण का त्वरण सामान्य 9.8 m/s 2 नहीं होगा, बल्कि लगभग m/s 2 होगा। यही कारण है कि वहां हवा इतनी पतली है, हवा के कण अब गुरुत्वाकर्षण से उतने बंधे नहीं हैं जितने कि सतह पर "गिरे" हुए थे।

आइए यह जानने का प्रयास करें कि पलायन वेग क्या है।

पहला पलायन वेग v1 वह गति है जिस पर पिंड पृथ्वी (या किसी अन्य ग्रह) की सतह को छोड़ता है और एक गोलाकार कक्षा में प्रवेश करता है।

आइए हमारे ग्रह के लिए इस मान का संख्यात्मक मान जानने का प्रयास करें।

आइए किसी ग्रह के चारों ओर गोलाकार कक्षा में घूमने वाले पिंड के लिए न्यूटन का दूसरा नियम लिखें:

,

जहां h सतह से ऊपर पिंड की ऊंचाई है, R पृथ्वी की त्रिज्या है।

कक्षा में, एक पिंड केन्द्रापसारक त्वरण के अधीन है, इस प्रकार:

.

द्रव्यमान कम हो गया है, हमें मिलता है:

,

इस गति को प्रथम पलायन वेग कहा जाता है:

जैसा कि आप देख सकते हैं, पलायन वेग शरीर के द्रव्यमान से बिल्कुल स्वतंत्र है। इस प्रकार, 7.9 किमी/सेकेंड की गति से त्वरित कोई भी वस्तु हमारे ग्रह को छोड़कर उसकी कक्षा में प्रवेश कर जाएगी।

पहला पलायन वेग

दूसरा पलायन वेग

हालाँकि, पिंड को पहले पलायन वेग तक त्वरित करने के बाद भी, हम पृथ्वी के साथ इसके गुरुत्वाकर्षण संबंध को पूरी तरह से नहीं तोड़ पाएंगे। यही कारण है कि हमें दूसरे पलायन वेग की आवश्यकता है। जब यह गति शरीर तक पहुँच जाती है ग्रह के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को छोड़ देता हैऔर सभी संभावित बंद कक्षाएँ।

महत्वपूर्ण!यह अक्सर गलती से माना जाता है कि चंद्रमा पर जाने के लिए, अंतरिक्ष यात्रियों को दूसरे पलायन वेग तक पहुंचना पड़ता था, क्योंकि उन्हें पहले ग्रह के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से "अलग" होना पड़ता था। ऐसा नहीं है: पृथ्वी-चंद्रमा की जोड़ी पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में है। उनके गुरुत्वाकर्षण का सामान्य केंद्र ग्लोब के अंदर है।

इस गति का पता लगाने के लिए, आइए समस्या को थोड़ा अलग ढंग से प्रस्तुत करें। मान लीजिए कि एक पिंड अनंत से किसी ग्रह की ओर उड़ता है। प्रश्न: लैंडिंग के समय सतह पर कितनी गति होगी (बेशक, वातावरण को ध्यान में रखे बिना)? बिल्कुल यही गति है शरीर को ग्रह छोड़ना होगा।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम. भौतिकी 9वीं कक्षा

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम.

निष्कर्ष

हमने सीखा कि यद्यपि ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण मुख्य बल है, फिर भी इस घटना के कई कारण अभी भी एक रहस्य बने हुए हैं। हमने सीखा कि न्यूटन का सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल क्या है, विभिन्न पिंडों के लिए इसकी गणना करना सीखा, और गुरुत्वाकर्षण के सार्वभौमिक नियम जैसी घटना से उत्पन्न होने वाले कुछ उपयोगी परिणामों का भी अध्ययन किया।

डॉन डीयंग

गुरुत्वाकर्षण (या गुरुत्वाकर्षण) हमें पृथ्वी पर मजबूती से रखता है और पृथ्वी को सूर्य के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है। इस अदृश्य शक्ति की बदौलत पृथ्वी पर बारिश होती है और समुद्र में पानी का स्तर हर दिन बढ़ता-घटता रहता है। गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी को गोलाकार रखता है और हमारे वायुमंडल को बाहरी अंतरिक्ष में जाने से भी रोकता है। ऐसा प्रतीत होता है कि प्रतिदिन देखे जाने वाले इस आकर्षण बल का वैज्ञानिकों द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया जाना चाहिए। लेकिन कोई नहीं! कई मायनों में गुरुत्वाकर्षण विज्ञान का सबसे गहरा रहस्य बना हुआ है। यह रहस्यमय शक्ति इस बात का अद्भुत उदाहरण है कि आधुनिक वैज्ञानिक ज्ञान कितना सीमित है।

गुरुत्वाकर्षण क्या है?

आइजैक न्यूटन को 1686 में ही इस मुद्दे में रुचि थी और वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि गुरुत्वाकर्षण वह आकर्षण बल है जो सभी वस्तुओं के बीच मौजूद होता है। उसने महसूस किया कि वही बल जो सेब को ज़मीन पर गिराता है, उसकी कक्षा में भी है। वास्तव में, पृथ्वी की गुरुत्वाकर्षण शक्ति के कारण चंद्रमा पृथ्वी की परिक्रमा करते समय प्रति सेकंड लगभग एक मिलीमीटर अपने सीधे पथ से विचलित हो जाता है (चित्र 1)। न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सार्वभौमिक नियम अब तक की सबसे महान वैज्ञानिक खोजों में से एक है।

गुरुत्वाकर्षण वह "रस्सी" है जो वस्तुओं को कक्षा में रखती है

चित्र 1।चंद्रमा की कक्षा का चित्रण, पैमाने पर नहीं खींचा गया। प्रत्येक सेकंड में चंद्रमा लगभग 1 किलोमीटर की दूरी तय करता है। इस दूरी पर, यह सीधे पथ से लगभग 1 मिमी विचलित हो जाता है - यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव (धराशायी रेखा) के कारण होता है। चंद्रमा लगातार पृथ्वी के पीछे (या उसके आसपास) गिरता हुआ प्रतीत होता है, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर गिरते हैं।

गुरुत्वाकर्षण प्रकृति की चार मूलभूत शक्तियों में से एक है (तालिका 1)। ध्यान दें कि चार बलों में से, यह बल सबसे कमजोर है, और फिर भी यह बड़े अंतरिक्ष पिंडों के सापेक्ष प्रभावी है। जैसा कि न्यूटन ने दिखाया, किन्हीं दो द्रव्यमानों के बीच आकर्षक गुरुत्वाकर्षण बल छोटा और छोटा होता जाता है क्योंकि उनके बीच की दूरी बड़ी और बड़ी होती जाती है, लेकिन यह कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचता है (देखें "गुरुत्वाकर्षण का डिज़ाइन")।

इसलिए, पूरे ब्रह्मांड में प्रत्येक कण वास्तव में हर दूसरे कण को ​​आकर्षित करता है। कमजोर और मजबूत परमाणु संपर्क की ताकतों के विपरीत, आकर्षण बल लंबी दूरी का होता है (तालिका 1)। चुंबकीय बल और विद्युत बल भी लंबी दूरी की ताकतें हैं, लेकिन गुरुत्वाकर्षण अद्वितीय है क्योंकि यह लंबी दूरी और हमेशा आकर्षक दोनों है, जिसका अर्थ है कि यह कभी खत्म नहीं हो सकता (विद्युत चुंबकत्व के विपरीत, जिसमें बल या तो आकर्षित या प्रतिकर्षित हो सकते हैं) .

1849 में महान सृजन वैज्ञानिक माइकल फैराडे के साथ शुरुआत करते हुए, भौतिकविदों ने लगातार गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत चुम्बकीय संपर्क के बल के बीच छिपे संबंध की खोज की है। वर्तमान में, वैज्ञानिक सभी चार मूलभूत शक्तियों को एक समीकरण या तथाकथित "हर चीज़ के सिद्धांत" में संयोजित करने का प्रयास कर रहे हैं, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ! गुरुत्वाकर्षण सबसे रहस्यमय और सबसे कम अध्ययन किया गया बल है।

गुरुत्वाकर्षण को किसी भी तरह से संरक्षित नहीं किया जा सकता है। अवरुद्ध विभाजन की संरचना चाहे जो भी हो, इसका दो अलग-अलग वस्तुओं के बीच आकर्षण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इसका मतलब यह है कि प्रयोगशाला स्थितियों में गुरुत्वाकर्षण-विरोधी कक्ष बनाना असंभव है। गुरुत्वाकर्षण बल वस्तुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि उनके द्रव्यमान पर निर्भर करता है, जिसे हम वजन के रूप में जानते हैं (किसी वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल उस वस्तु के वजन के बराबर होता है - द्रव्यमान जितना अधिक होगा, द्रव्यमान उतना ही अधिक होगा) बल या भार।) कांच, सीसा, बर्फ या यहां तक ​​कि स्टायरोफोमा से बने और समान द्रव्यमान वाले ब्लॉक समान गुरुत्वाकर्षण बल का अनुभव करेंगे (और लगाएंगे)। ये डेटा प्रयोगों के दौरान प्राप्त किए गए थे, और वैज्ञानिक अभी भी नहीं जानते हैं कि उन्हें सैद्धांतिक रूप से कैसे समझाया जा सकता है।

गुरुत्वाकर्षण में डिज़ाइन

दूरी r पर स्थित दो द्रव्यमान m 1 और m 2 के बीच बल F को सूत्र F = (G m 1 m 2)/r 2 के रूप में लिखा जा सकता है।

जहाँ G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है जिसे सबसे पहले 1798.1 में हेनरी कैवेंडिश द्वारा मापा गया था

यह समीकरण दर्शाता है कि जैसे-जैसे दो वस्तुओं के बीच की दूरी r बढ़ती जाती है, गुरुत्वाकर्षण कम होता जाता है, लेकिन कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचता है।

इस समीकरण की व्युत्क्रम वर्ग नियम प्रकृति अत्यंत आकर्षक है। आख़िरकार, ऐसा कोई आवश्यक कारण नहीं है कि गुरुत्वाकर्षण को वैसा ही कार्य करना चाहिए जैसा वह करता है। एक अव्यवस्थित, यादृच्छिक और विकसित ब्रह्मांड में, आर 1.97 या आर 2.3 जैसी मनमानी शक्तियां अधिक संभावित प्रतीत होंगी। हालाँकि, सटीक माप ने कम से कम पाँच दशमलव स्थानों तक 2.00000 की सटीक शक्ति दिखाई। जैसा कि एक शोधकर्ता ने कहा, यह परिणाम प्रतीत होता है "बहुत सटीक".2 हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गुरुत्वाकर्षण बल एक सटीक, निर्मित डिज़ाइन को इंगित करता है। वास्तव में, यदि डिग्री 2 से थोड़ा भी विचलित हो जाती है, तो ग्रहों और पूरे ब्रह्मांड की कक्षाएँ अस्थिर हो जाएंगी।

लिंक और नोट्स

1. तकनीकी रूप से कहें तो, जी = 6.672 x 10-11 एनएम 2 किग्रा-2
2. थॉम्पसेन, डी., "गुरुत्वाकर्षण के बारे में बहुत सटीक", विज्ञान समाचार 118(1):13, 1980.

तो वास्तव में गुरुत्वाकर्षण क्या है? यह बल इतने विशाल, खाली स्थान में कैसे कार्य करने में सक्षम है? और इसका अस्तित्व क्यों है? विज्ञान प्रकृति के नियमों के बारे में इन बुनियादी सवालों का जवाब कभी नहीं दे पाया है। आकर्षण की शक्ति उत्परिवर्तन या प्राकृतिक चयन के माध्यम से धीरे-धीरे उत्पन्न नहीं हो सकती। यह ब्रह्माण्ड के आरंभ से ही प्रभावी रहा है। हर दूसरे भौतिक नियम की तरह, गुरुत्वाकर्षण निस्संदेह नियोजित सृजन का एक उल्लेखनीय प्रमाण है।

कुछ वैज्ञानिकों ने अदृश्य कणों, ग्रेविटॉन, जो वस्तुओं के बीच चलते हैं, का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण को समझाने की कोशिश की है। अन्य लोगों ने ब्रह्मांडीय तारों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के बारे में बात की। हाल ही में, विशेष रूप से निर्मित LIGO प्रयोगशाला (लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) का उपयोग करने वाले वैज्ञानिक केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव को देखने में सक्षम थे। लेकिन इन तरंगों की प्रकृति, भौतिक वस्तुएं विशाल दूरी पर एक-दूसरे के साथ कैसे संपर्क करती हैं, अपना सिर कैसे बदलती हैं, यह अभी भी सभी के लिए एक बड़ा सवाल बना हुआ है। हम बस यह नहीं जानते कि गुरुत्वाकर्षण बल की उत्पत्ति कैसे हुई और यह पूरे ब्रह्मांड की स्थिरता को कैसे बनाए रखता है।

गुरुत्वाकर्षण और शास्त्र

बाइबल के दो अंश हमें गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति और सामान्य रूप से भौतिक विज्ञान को समझने में मदद कर सकते हैं। पहला अनुच्छेद, कुलुस्सियों 1:17, बताता है कि मसीह "वह सबसे पहले है, और सब कुछ उस पर निर्भर करता है". ग्रीक क्रिया का अर्थ (συνισταω) है सुनीस्ताओ) का अर्थ है: चिपकना, पकड़ना, या एक साथ रहना। बाइबल के बाहर इस शब्द का यूनानी प्रयोग का अर्थ है एक बर्तन जिसमें पानी हो. कुलुस्सियों की पुस्तक में प्रयुक्त शब्द पूर्ण काल ​​में है, जो आम तौर पर एक वर्तमान चल रही स्थिति को इंगित करता है जो एक पूर्ण अतीत की कार्रवाई से उत्पन्न हुई है। प्रश्न में भौतिक तंत्रों में से एक स्पष्ट रूप से गुरुत्वाकर्षण का बल है, जो निर्माता द्वारा स्थापित किया गया है और आज भी कायम है। ज़रा कल्पना करें: यदि गुरुत्वाकर्षण बल एक क्षण के लिए भी रुक जाए, तो निस्संदेह अराजकता फैल जाएगी। पृथ्वी, चंद्रमा और सितारों सहित सभी खगोलीय पिंड अब एक साथ नहीं रखे जाएंगे। सब कुछ तुरंत अलग-अलग, छोटे भागों में विभाजित हो जाएगा।

दूसरा धर्मग्रन्थ, इब्रानियों 1:3, यह घोषणा करता है कि मसीह “वह अपनी शक्ति के वचन से सभी चीज़ों को कायम रखता है।”शब्द रखती है (φερω फेरो) फिर से गुरुत्वाकर्षण सहित हर चीज़ के समर्थन या संरक्षण का वर्णन करता है। शब्द रखती है, जैसा कि इस श्लोक में प्रयोग किया गया है, का अर्थ केवल वजन रखने से कहीं अधिक है। इसमें ब्रह्मांड के भीतर होने वाली सभी गतिविधियों और परिवर्तनों पर नियंत्रण शामिल है। यह अंतहीन कार्य भगवान के सर्वशक्तिमान शब्द के माध्यम से किया जाता है, जिसके माध्यम से ब्रह्मांड का अस्तित्व शुरू हुआ। गुरुत्वाकर्षण, एक "रहस्यमय शक्ति" जिसे चार सौ वर्षों के शोध के बाद भी कम समझा गया है, ब्रह्मांड के लिए इस अद्भुत दिव्य देखभाल की एक अभिव्यक्ति है।

समय और स्थान की विकृतियाँ और ब्लैक होल

आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को एक बल के रूप में नहीं, बल्कि एक विशाल वस्तु के निकट अंतरिक्ष की वक्रता के रूप में देखता है। प्रकाश, जो पारंपरिक रूप से सीधी रेखाओं का अनुसरण करता है, के घुमावदार स्थान से गुजरने पर मुड़ने की भविष्यवाणी की गई है। इसका पहली बार प्रदर्शन तब हुआ जब खगोलशास्त्री सर आर्थर एडिंगटन ने 1919 में पूर्ण ग्रहण के दौरान एक तारे की स्पष्ट स्थिति में बदलाव की खोज की, यह मानते हुए कि प्रकाश किरणें सूर्य के गुरुत्वाकर्षण से मुड़ रही थीं।

सामान्य सापेक्षता यह भी भविष्यवाणी करती है कि यदि कोई पिंड पर्याप्त घना है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष को इतना विकृत कर देगा कि प्रकाश उसमें से बिल्कुल भी नहीं गुजर सकेगा। ऐसा पिंड प्रकाश और बाकी सभी चीजों को अवशोषित कर लेता है जो उसके मजबूत गुरुत्वाकर्षण द्वारा पकड़ लिया जाता है, और इसे ब्लैक होल कहा जाता है। ऐसे पिंड का पता केवल अन्य वस्तुओं पर उसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव, उसके चारों ओर प्रकाश के मजबूत झुकाव और उस पर पड़ने वाले पदार्थ द्वारा उत्सर्जित मजबूत विकिरण से लगाया जा सकता है।

ब्लैक होल के अंदर का सारा पदार्थ केंद्र में संकुचित होता है, जिसका घनत्व अनंत होता है। छेद का "आकार" घटना क्षितिज द्वारा निर्धारित होता है, अर्थात। एक सीमा जो ब्लैक होल के केंद्र को घेरती है, और कुछ भी (यहां तक ​​कि प्रकाश भी नहीं) इसके पार नहीं बच सकता है। जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड (1873-1916) के बाद छेद की त्रिज्या को श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है, और इसकी गणना सूत्र आरएस = 2जीएम/सी 2 द्वारा की जाती है, जहां सी निर्वात में प्रकाश की गति है। यदि सूर्य एक ब्लैक होल में गिर जाए, तो इसकी श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या केवल 3 किमी होगी।

इस बात के अच्छे सबूत हैं कि एक विशाल तारे का परमाणु ईंधन ख़त्म हो जाने के बाद, वह अपने ही भारी वजन के नीचे ढहने का विरोध नहीं कर पाता है और ब्लैक होल में गिर जाता है। ऐसा माना जाता है कि अरबों सूर्यों के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल हमारी अपनी आकाशगंगा, मिल्की वे सहित आकाशगंगाओं के केंद्रों में मौजूद हैं। कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि सुपर-उज्ज्वल और बहुत दूर की वस्तुएं जिन्हें क्वासर कहा जाता है, ब्लैक होल में पदार्थ के गिरने पर निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग करती हैं।

सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियों के अनुसार गुरुत्वाकर्षण भी समय को विकृत करता है। इसकी पुष्टि अत्यंत सटीक परमाणु घड़ियों द्वारा भी की गई है, जो समुद्र तल से ऊपर के क्षेत्रों की तुलना में समुद्र तल पर कुछ माइक्रोसेकंड धीमी गति से चलती हैं, जहां पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण थोड़ा कमजोर है। घटना क्षितिज के निकट यह घटना अधिक ध्यान देने योग्य है। यदि हम किसी अंतरिक्ष यात्री की घड़ी को देखें जब वह घटना क्षितिज के पास पहुंचता है, तो हम देखेंगे कि घड़ी धीमी चल रही है। एक बार घटना क्षितिज के अंदर, घड़ी बंद हो जाएगी, लेकिन हम इसे कभी नहीं देख पाएंगे। इसके विपरीत, एक अंतरिक्ष यात्री यह ध्यान नहीं देगा कि उसकी घड़ी धीमी चल रही है, लेकिन वह देखेगा कि हमारी घड़ी तेजी से और तेजी से चल रही है।

ब्लैक होल के पास एक अंतरिक्ष यात्री के लिए मुख्य खतरा ज्वारीय बल होगा जो इस तथ्य के कारण होता है कि शरीर के उन हिस्सों पर गुरुत्वाकर्षण अधिक मजबूत होता है जो ब्लैक होल से दूर के हिस्सों की तुलना में करीब होते हैं। किसी तारे के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के पास ज्वारीय बलों की शक्ति किसी भी तूफान से अधिक मजबूत होती है और अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को आसानी से छोटे टुकड़ों में तोड़ देती है। हालाँकि, जबकि गुरुत्वाकर्षण आकर्षण दूरी के वर्ग (1/r 2) के साथ कम हो जाता है, ज्वारीय प्रभाव दूरी के घन (1/r 3) के साथ कम हो जाता है। इसलिए, पारंपरिक ज्ञान के विपरीत, बड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर गुरुत्वाकर्षण बल (ज्वारीय बल सहित) छोटे ब्लैक होल की तुलना में कमजोर होता है। इसलिए अवलोकन योग्य स्थान में ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर ज्वारीय बल हल्की हवा की तुलना में कम ध्यान देने योग्य होंगे।

घटना क्षितिज के निकट गुरुत्वाकर्षण द्वारा समय का खिंचाव भौतिक विज्ञानी डॉ. रसेल हम्फ्रीज़ के नए ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल का आधार है, जिसका वर्णन उन्होंने अपनी पुस्तक स्टारलाइट एंड टाइम में किया है। यह मॉडल इस समस्या को हल करने में मदद कर सकता है कि हम युवा ब्रह्मांड में दूर के तारों की रोशनी कैसे देख सकते हैं। इसके अलावा, आज यह गैर-बाइबिल का एक वैज्ञानिक विकल्प है, जो दार्शनिक मान्यताओं पर आधारित है जो विज्ञान के दायरे से परे है।

टिप्पणी

गुरुत्वाकर्षण, एक "रहस्यमय शक्ति" जिसके बारे में चार सौ वर्षों के शोध के बाद भी बहुत कम समझा जा सका है...

आइजैक न्यूटन (1642-1727)

फोटो: विकिपीडिया.ओआरजी

आइजैक न्यूटन (1642-1727)

आइजैक न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण और आकाशीय पिंडों की गति के बारे में अपनी खोजों को 1687 में अपने प्रसिद्ध कार्य " गणितीय सिद्धांत" कुछ पाठकों ने तुरंत निष्कर्ष निकाला कि न्यूटन के ब्रह्मांड में ईश्वर के लिए कोई जगह नहीं बची है, क्योंकि अब हर चीज़ को समीकरणों का उपयोग करके समझाया जा सकता है। लेकिन न्यूटन ने ऐसा बिल्कुल नहीं सोचा था, जैसा कि उन्होंने इस प्रसिद्ध कार्य के दूसरे संस्करण में कहा था:

"हमारा सबसे सुंदर सौर मंडल, ग्रह और धूमकेतु केवल एक बुद्धिमान और शक्तिशाली प्राणी की योजना और प्रभुत्व का परिणाम हो सकते हैं।"

आइजैक न्यूटन केवल एक वैज्ञानिक नहीं थे। विज्ञान के अलावा, उन्होंने अपना लगभग पूरा जीवन बाइबल के अध्ययन के लिए समर्पित कर दिया। उनकी पसंदीदा बाइबिल पुस्तकें डैनियल की पुस्तक और रहस्योद्घाटन की पुस्तक थीं, जो भविष्य के लिए भगवान की योजनाओं का वर्णन करती हैं। वास्तव में, न्यूटन ने वैज्ञानिक कार्यों की तुलना में अधिक धार्मिक कार्य लिखे।

न्यूटन गैलीलियो गैलीली जैसे अन्य वैज्ञानिकों का सम्मान करते थे। वैसे, न्यूटन का जन्म उसी वर्ष 1642 में हुआ था जब गैलीलियो की मृत्यु हुई थी। न्यूटन ने अपने पत्र में लिखा: “अगर मैंने दूसरों की तुलना में अधिक दूर तक देखा, तो इसका कारण यह था कि मैं खड़ा था कंधोंदिग्गज।" अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले, संभवतः गुरुत्वाकर्षण के रहस्य पर विचार करते हुए, न्यूटन ने विनम्रतापूर्वक लिखा: "मुझे नहीं पता कि दुनिया मुझे कैसे देखती है, लेकिन मैं खुद को समुद्र के किनारे खेल रहे एक लड़के की तरह दिखता हूं, जो कभी-कभी दूसरों की तुलना में अधिक रंगीन कंकड़ या एक सुंदर सीप ढूंढकर अपना मनोरंजन करता है, जबकि एक विशाल महासागर अज्ञात सत्य का।"

न्यूटन को वेस्टमिंस्टर एब्बे में दफनाया गया है। उनकी कब्र पर लैटिन शिलालेख इन शब्दों के साथ समाप्त होता है: "नश्वर लोगों को आनन्दित होना चाहिए कि मानव जाति का ऐसा अलंकरण उनके बीच रहता था।".

पृथ्वी ग्रह सहित सभी खगोलीय पिंडों का अपना गुरुत्वाकर्षण बल होता है। यह इस बल के लिए धन्यवाद है कि ब्रह्मांड में सख्त व्यवस्था बनाए रखी जाती है, आकाशीय पिंड अपनी कक्षाओं में रहते हैं, उपग्रह ग्रहों के चारों ओर घूमते हैं, और ग्रह अपने तारों के चारों ओर घूमते हैं।

छोटे आकाशीय पिंडों के गुरुत्वाकर्षण का बड़े पिंडों पर अपना विपरीत प्रभाव पड़ता है - उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर ज्वार का उतार और प्रवाह उपग्रह चंद्रमा के कारण ठीक से होता है। लोग और वस्तुएँ पृथ्वी की सतह पर उसके आकर्षण बल - गुरुत्वाकर्षण के कारण भी बने रहते हैं। गुरुत्वाकर्षण बल का अध्ययन करना काफी दिलचस्प है, और इसलिए इसके बारे में कुछ बातें बताना निश्चित रूप से लायक है।

गुरुत्वाकर्षण एवं वैज्ञानिक तथ्य

आप एक सामान्य कथन सुन सकते हैं जो दर्शाता है कि जो अंतरिक्ष यात्री अपने स्टेशनों पर अंतरिक्ष में हैं उन्हें किसी गुरुत्वाकर्षण का अनुभव नहीं होता है। इस कथन का खंडन करना उचित है: वे जहाज के साथ-साथ माइक्रोग्रैविटी के प्रभाव का अनुभव करते हैं, जो पृथ्वी और अन्य खगोलीय पिंडों के गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होता है। साथ ही, गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव दोहरा नहीं होता है; यह बल विशेष रूप से आकर्षण का कार्य करते हुए प्रतिकार प्रदान नहीं करता है। यह अन्य बिंदुओं को स्पष्ट करने लायक भी है:

• प्रत्येक ग्रह का अपना गुरुत्वाकर्षण बल होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि हम बृहस्पति को लें, तो यहां किसी भी वस्तु का भार पृथ्वी की तुलना में 2.3 गुना अधिक होगा;
• गुरुत्वाकर्षण की सारी शक्ति के बावजूद, जो भारी वस्तुओं को ग्रहों की सतह पर रखती है, उन्हें बाहरी अंतरिक्ष में गिरने से रोकती है, और इस तथ्य के बावजूद कि यह ब्रह्मांड में आकाशीय पिंडों और उनकी गति के क्रम को बनाए रखती है, यह चार मूलभूत शक्तियों में सबसे कमजोर है. विद्युतचुम्बकत्व और दोनों प्रकार की परमाणु अंतःक्रिया स्वयं को अधिक शक्तिशाली रूप से प्रकट करती है;
• अंतरिक्ष में जाते समय जहाज पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल पर काबू पा लेते हैं। ऐसा करने के लिए, उन्हें कम से कम 11.2 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति बनाए रखने की आवश्यकता है;
• वैज्ञानिक एक गुरुत्वाकर्षण किरण बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो वस्तुओं को बिना संपर्क के स्थानांतरित करने की अनुमति देगा, लेकिन अभी तक इस दिशा में कोई महत्वपूर्ण व्यावहारिक परिणाम प्राप्त नहीं हुआ है;
• लेकिन किसी धातु की वस्तु पर लटका हुआ एक साधारण चुंबक इस शक्तिशाली बल पर काबू पा सकता है। यह गिरता नहीं है, और इसलिए गुरुत्वाकर्षण पर काबू पा लेता है।

आकर्षण के बारे में अन्य रोचक तथ्य

गुरुत्वाकर्षण की खोज न्यूटन ने की थी, और बहुत से लोग इस अजीब किंवदंती को जानते हैं कि कैसे एक सेब उनके सिर पर गिरा था। दरअसल, ऐसा नहीं था. वैज्ञानिक ने बस सेब के गिरने की प्रक्रिया को देखा और फिर सोचा कि चंद्रमा को भी इसी तरह आकर्षित किया जाना चाहिए। आगे के चिंतन में उनकी अद्भुत खोजों का जन्म हुआ। "गुरुत्वाकर्षण" शब्द स्वयं लैटिन मूल का है और इसका अनुवाद "भारी" के रूप में किया जाता है। यह निम्नलिखित पर भी ध्यान देने योग्य है:

• गुरुत्वाकर्षण असीमित दूरियों तक फैला हुआ है, वस्तु से दूरी के साथ यह केवल कमजोर होता है, लेकिन पूरी तरह से गायब नहीं होता है। यह तभी गायब होगा जब कोई वस्तु दूसरी तरफ कार्य करती है, और प्रभाव में समान बल होता है, तो गुरुत्वाकर्षण स्वाभाविक रूप से रद्द हो जाता है;
• गुरुत्वाकर्षण समय और स्थान को मोड़ सकता है - आइंस्टाइन का यही मानना ​​था। सापेक्षता के उनके सिद्धांत पर विचार करते समय, गुरुत्वाकर्षण समय और स्थान की वक्रता के रूप में प्रकट होता है;
• क्वांटम यांत्रिकी में गुरुत्वाकर्षण के लिए कोई जगह नहीं है, हालाँकि अन्य तीन बल वहाँ दिखाई देते हैं। व्यवहार में, यह पता चला है कि जब गुरुत्वाकर्षण बलों को समीकरणों में शामिल किया जाता है, तो वे गलत हो जाते हैं। यह विरोधाभास अभी भी हल नहीं हुआ है।

इस प्रकार, आकर्षण बल, या गुरुत्वाकर्षण, आज भी कई रहस्यों को छुपाता है - इस तथ्य के बावजूद कि हर कोई इसे हर समय क्रिया में महसूस कर सकता है। और इसकी खोज की जा रही है, जिससे वैज्ञानिकों के लिए नए क्षितिज खुल रहे हैं।