Gravitace - Gravity
Část série na |
Klasická mechanika |
---|
Klíčová témata |
Kategorie ► Klasická mechanika |
Gravitace (z latinský gravitace 'hmotnost'[1]), nebo gravitace, je přírodní úkaz kterým všechny věci s Hmotnost nebo energie -počítaje v to planety, hvězdy, galaxie, a dokonce světlo[2]- jsou přivedeny k (nebo tíhnout k sobě). Na Země gravitace dává hmotnost na fyzické předměty a Měsíc je gravitace způsobuje oceán přílivy a odlivy. Gravitační přitažlivost původní plynné hmoty přítomné v Vesmír způsobil, že to začalo splynutí a tvořící hvězdy a způsobily seskupení hvězd do galaxií, takže gravitace je zodpovědná za mnoho struktur ve velkém měřítku ve vesmíru. Gravitace má nekonečný rozsah, i když její účinky jsou čím dál slabší, jak se objekty dostávají dál.
Gravitaci nejpřesněji popisuje obecná teorie relativity (navrhl Albert Einstein v roce 1915), který popisuje gravitaci ne jako sílu, ale jako důsledek mas pohybujících se „přímo vpřed“ v a zakřivený časoprostor způsobené nerovnoměrným rozložením hmoty. Nejextrémnějším příkladem tohoto zakřivení časoprostoru je a Černá díra, ze kterého nic - ani světlo - nemůže jednou uniknout kolem černé díry horizont událostí.[3] Pro většinu aplikací je však gravitace dobře aproximována pomocí Newtonův zákon univerzální gravitace, který popisuje gravitaci jako a platnost což způsobilo, že jakákoli dvě těla byla přitahována k sobě s velikostí úměrný k součinu jejich hmot a nepřímo úměrné do náměstí z vzdálenost mezi nimi.
Gravitace je nejslabší ze všech čtyř základní interakce fyziky, přibližně 1038 krát slabší než silná interakce, 1036 krát slabší než elektromagnetická síla a 1029 krát slabší než slabá interakce. V důsledku toho nemá žádný významný vliv na úrovni subatomárních částic.[4] Naproti tomu se jedná o dominantní interakci na makroskopické měřítko, a je příčinou vzniku, tvaru a trajektorie (obíhat ) z astronomická tělesa.
Aktuální modely částicová fyzika naznačují, že nejstarší instance gravitace ve vesmíru, možná ve formě kvantová gravitace, supergravitace nebo a gravitační singularita, spolu s obyčejnými prostor a čas, vyvinutý během Planckova epocha (nad 10−43 sekund po narození vesmíru), pravděpodobně z pravěkého stavu, jako je a falešné vakuum, kvantové vakuum nebo virtuální částice, v současnosti neznámým způsobem.[5] Pokusy vyvinout teorii gravitace v souladu s kvantová mechanika, a kvantová gravitace teorie, která by umožnila sjednocení gravitace do společného matematického rámce (a teorie všeho ) s dalšími třemi základními interakcemi fyziky jsou aktuální oblastí výzkumu.
Dějiny gravitační teorie
Starověk
Starověký řecký filozof Archimedes objevil centrum gravitace trojúhelníku.[6] Také předpokládal, že pokud dvě stejné váhy nebudou mít stejné těžiště, bude těžiště obou závaží společně uprostřed čáry, která spojuje jejich těžiště.[7]
Římský architekt a inženýr Vitruvius v De Architectura předpokládal, že gravitace objektu nezávisí na hmotnosti, ale na jeho „povaze“.[8]
Ve starověké Indii Aryabhata nejprve identifikoval sílu, aby vysvětlil, proč objekty nejsou hozeny ven, když se Země otáčí. Brahmagupta popsal gravitaci jako přitažlivou sílu a pro gravitaci použil výraz „gurutvaakarshan“.[9][10]
Vědecká revoluce
Moderní práce na gravitační teorii začala prací Galileo Galilei na konci 16. a počátku 17. století. Ve svém slavném (i když možná apokryfní[11]) experimentujte s padáním koulí z Věž v Pise, a později pečlivým měřením koulí, které se valí dolů stoupání Galileo ukázal, že gravitační zrychlení je pro všechny objekty stejné. To byl zásadní odklon od Aristoteles Víra, že těžší předměty mají vyšší gravitační zrychlení.[12] Galileo postuloval odpor vzduchu jako důvod, že objekty s menší hmotností padají v atmosféře pomaleji. Galileova práce připravila půdu pro formulaci Newtonovy gravitační teorie.[13]
Newtonova gravitační teorie
V roce 1687 anglický matematik Sir Isaac Newton zveřejněno Principia, který předpokládá zákon inverzního čtverce univerzální gravitace. Podle jeho vlastních slov: „Dedukoval jsem, že síly, které udržují planety v jejich koulích, musí být [vzájemně] jako druhé mocniny jejich vzdáleností od středů, kolem kterých se točí: a tím porovnal sílu potřebnou k udržení Měsíce v jejím Orbu. gravitační silou na povrchu Země; a zjistili, že téměř odpovídají. "[14] Rovnice je následující:
Kde F je síla, m1 a m2 jsou masy vzájemně působících objektů, r je vzdálenost mezi středy mas a G je gravitační konstanta.
Newtonova teorie měla největší úspěch, když byla použita k předpovědi existence Neptune na základě pohybů Uran to nelze činit činy ostatních planet. Výpočty oběma John Couch Adams a Urbain Le Verrier předpověděl obecnou polohu planety a vedly výpočty Le Verriera Johann Gottfried Galle k objevu Neptunu.
Rozpor v Rtuť Oběžná dráha poukázala na nedostatky Newtonovy teorie. Na konci 19. století se vědělo, že jeho oběžná dráha vykazuje mírné poruchy, které nelze podle Newtonovy teorie zcela vyčíslit, ale všechna hledání jiného rušivého tělesa (například planety obíhající kolem Slunce ještě blíže než Merkur) byla neplodný. Problém byl vyřešen v roce 1915 Albert Einstein nová teorie obecná relativita, což představovalo malou odchylku na oběžné dráze Merkuru. Tento rozdíl byl pokrokem v EU přísluní rtuti 42,98 arcsekund za století.[15]
Ačkoli Newtonova teorie byla nahrazena obecnou relativností Alberta Einsteina, nejmodernější nerelativistické gravitační výpočty se stále provádějí pomocí Newtonovy teorie, protože je jednodušší s nimi pracovat a poskytuje dostatečně přesné výsledky pro většinu aplikací zahrnujících dostatečně malé hmotnosti, rychlosti a energie.
Princip ekvivalence
The princip ekvivalence, prozkoumané řadou výzkumníků včetně Galileo, Loránd Eötvös a Einstein vyjadřují myšlenku, že všechny objekty padají stejným způsobem a že účinky gravitace jsou nerozeznatelné od určitých aspektů zrychlení a zpomalení. Nejjednodušší způsob, jak otestovat princip slabé ekvivalence, je upustit dva objekty různých hmot nebo složení ve vakuu a zjistit, zda dopadly na zem současně. Takové experimenty ukazují, že všechny objekty padají stejnou rychlostí, když jsou jiné síly (například odpor vzduchu a elektromagnetické efekty) zanedbatelné. Sofistikovanější testy používají torzní vyvážení typu, který vynalezl Eötvös. Například satelitní experimenty KROK, jsou plánovány na přesnější experimenty ve vesmíru.[16]
Formulace principu ekvivalence zahrnují:
- Princip slabé ekvivalence: Trajektorie hmotného bodu v a gravitační pole závisí pouze na jeho počáteční poloze a rychlosti a je nezávislý na jeho složení.[17]
- Einsteinovský princip ekvivalence: Výsledek jakéhokoli místního negravitačního experimentu ve volně padající laboratoři je nezávislý na rychlosti laboratoře a jejím umístění v časoprostoru.[18]
- Silný princip ekvivalence vyžadující obě výše uvedené.
Obecná relativita
v obecná relativita, jsou připisovány účinky gravitace vesmírný čas zakřivení místo síly. Výchozím bodem obecné relativity je princip ekvivalence, který označuje volný pád se setrvačným pohybem a popisuje volně padající inerciální objekty jako zrychlené vzhledem k neinerciálním pozorovatelům na zemi.[19][20] v Newtonovská fyzika, k takovému zrychlení však nemůže dojít, pokud alespoň jeden z objektů není ovládán silou.
Einstein navrhl, že časoprostor je zakřiven hmotou a že volně padající objekty se pohybují po lokálně rovných cestách v zakřiveném časoprostoru. Tyto přímé cesty se nazývají geodetika. Stejně jako první Newtonův pohybový zákon, i Einsteinova teorie uvádí, že pokud na předmět působí síla, odchýlila by se od geodetické. Například již nesledujeme geodetiku, když stojíme, protože mechanický odpor Země na nás vyvíjí vzestupnou sílu, a proto jsme na zemi neinerciální. To vysvětluje, proč se pohyb po geodetice v časoprostoru považuje za setrvačný.
Einstein objevil polní rovnice obecné relativity, které se týkají přítomnosti hmoty a zakřivení časoprostoru a jsou pojmenovány po něm. The Einsteinovy rovnice pole jsou sada 10 simultánní, nelineární, diferenciální rovnice. Řešení polních rovnic jsou součástmi metrický tenzor časoprostoru. Metrický tenzor popisuje geometrii časoprostoru. Geodetické cesty pro časoprostor se počítají z metrického tenzoru.
Řešení
Pozoruhodná řešení Einsteinových polních rovnic zahrnují:
- The Schwarzschildovo řešení, který popisuje časoprostor obklopující a sféricky symetrické ne-rotující nenabitý masivní objekt. Pro dostatečně kompaktní objekty toto řešení vygenerovalo a Černá díra s centrální jedinečnost. Pro radiální vzdálenosti od středu, které jsou mnohem větší než Schwarzschildův poloměr, zrychlení předpovězená Schwarzschildovým řešením jsou prakticky totožná s zrychleními předpovězenými Newtonovou gravitační teorií.
- The Řešení Reissner-Nordström, ve kterém má centrální objekt elektrický náboj. Pro poplatky s geometrizovaný délky, které jsou menší než geometrizovaná délka hmotnosti objektu, toto řešení vytváří černé díry s dvojitým horizonty událostí.
- The Řešení Kerr pro rotaci masivních předmětů. Toto řešení také produkuje černé díry s více horizonty událostí.
- The Řešení Kerr-Newman pro nabité rotující masivní objekty. Toto řešení také produkuje černé díry s více horizonty událostí.
- The kosmologický Řešení Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, který předpovídá expanzi vesmíru.
Testy
The testy obecné relativity zahrnoval následující:[21]
- Obecná relativita odpovídá za anomálie periheliová precese Merkuru.[22]
- Předpověď, že čas běží pomaleji při nižších potenciálech (gravitační dilatace času ) byla potvrzena Experiment Libra – Rebka (1959) Hafele – Keatingův experiment a GPS.
- Předpověď výchylky světla byla poprvé potvrzena Arthur Stanley Eddington z jeho pozorování během Zatmění slunce ze dne 29. května 1919.[23][24] Eddington měřil výchylky hvězdného světla dvakrát oproti předpovědi newtonovské korpuskulární teorie, v souladu s předpovědi obecné relativity. Jeho interpretace výsledků však byla později sporná.[25] Novější testy využívající vysokofrekvenční interferometrická měření kvasary procházení za Sluncem přesněji a důsledněji potvrdilo vychýlení světla na stupeň předpovídaný obecnou relativitou.[26] Viz také gravitační čočka.
- The časové zpoždění světla průchod v blízkosti masivního objektu byl poprvé identifikován pomocí Irwin I. Shapiro v roce 1964 v meziplanetárních signálech kosmických lodí.
- Gravitační záření bylo nepřímo potvrzeno binárními studiemi pulsary. Dne 11. Února 2016 LIGO a Panna spolupráce oznámila první pozorování gravitační vlny.
- Alexander Friedmann v roce 1922 zjistili, že Einsteinovy rovnice mají nestacionární řešení (i za přítomnosti kosmologická konstanta ). V roce 1927 Georges Lemaître ukázaly, že statická řešení Einsteinových rovnic, která jsou možná za přítomnosti kosmologické konstanty, jsou nestabilní, a proto nemohl existovat statický vesmír představovaný Einsteinem. Později, v roce 1931, sám Einstein souhlasil s výsledky Friedmanna a Lemaîtra. Obecná relativita tedy předpovídala, že vesmír musí být nestatický - musel se buď rozpínat, nebo smršťovat. Expanzi vesmíru objevil Edwin Hubble v roce 1929 tuto předpověď potvrdil.[27]
- Teorie predikce tažení rámu byl v souladu s nedávným Gravitační sonda B Výsledek.[28]
- Obecná relativita předpovídá, že světlo by mělo ztratit jeho energie když cestujete pryč od masivních těl skrz gravitační rudý posuv. To bylo ověřeno na Zemi a ve sluneční soustavě kolem roku 1960.
Gravitace a kvantová mechanika
Otevřenou otázkou je, zda je možné popsat gravitační interakce v malém měřítku se stejným rámcem jako kvantová mechanika. Obecná relativita popisuje objemové vlastnosti ve velkém měřítku, zatímco kvantová mechanika je rámcem pro popis nejmenších interakcí hmoty v měřítku. Bez úprav jsou tyto rámce nekompatibilní.[29]
Jednou z cest je popsat gravitaci v rámci kvantová teorie pole, který dokázal úspěšně přesně popsat ten druhý základní interakce. Elektromagnetická síla vzniká výměnou virtuálních fotony, kde QFT popis gravitace je, že dochází k výměně virtuální gravitonů.[30][31] Tento popis reprodukuje obecnou relativitu v klasický limit. Tento přístup však selhává na krátké vzdálenosti v pořadí Planckova délka,[29] kde je úplnější teorie kvantová gravitace (nebo je nutný nový přístup k kvantové mechanice).
Specifika
Gravitace Země
Každé planetární těleso (včetně Země) je obklopeno vlastním gravitačním polem, které lze konceptualizovat pomocí newtonovské fyziky tak, že působí přitažlivou silou na všechny objekty. Za předpokladu sféricky symetrické planety je síla tohoto pole v kterémkoli daném bodě nad povrchem úměrná hmotnosti planetárního tělesa a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti od středu těla.
Síla gravitačního pole se číselně rovná zrychlení objektů pod jeho vlivem.[32] Rychlost zrychlení padajících předmětů v blízkosti zemského povrchu se velmi mírně liší v závislosti na zeměpisné šířce, vlastnostech povrchu, jako jsou hory a hřebeny, a možná neobvykle vysokých nebo nízkých hustotách podpovrchových ploch.[33] Pro účely váh a měr, a standardní gravitace hodnota je definována Mezinárodní úřad pro míry a váhy, pod Mezinárodní systém jednotek (SI).
Tato hodnota je označena G, je G = 9,80665 m / s2 (32,1740 ft / s2).[34][35]
Standardní hodnota 9,80665 m / s2 je ten, který původně přijal Mezinárodní výbor pro váhy a míry v roce 1901 pro 45 ° zeměpisné šířky, i když se ukázalo, že je příliš vysoký asi o pět dílů z deseti tisíc.[36] Tato hodnota v meteorologii a v některých standardních atmosférách přetrvává jako hodnota pro 45 ° zeměpisné šířky, i když přesněji platí pro 45 ° 32'33 ".[37]
Za předpokladu standardizované hodnoty pro g a ignorování odporu vzduchu to znamená, že předmět volně padající poblíž zemského povrchu zvyšuje svou rychlost o 9,80665 m / s (32,1740 ft / s nebo 22 mph) za každou sekundu svého sestupu. Takže objekt začínající z klidu dosáhne po jedné vteřině rychlosti 9,80665 m / s (32,1740 ft / s), po dvou sekundách přibližně 19,62 m / s (64,4 ft / s) atd., Přidáním 9,80665 m / s (32,1740 ft / s) na každou výslednou rychlost. Rovněž opětovné ignorování odporu vzduchu, všechny a všechny předměty, když spadnou ze stejné výšky, dopadnou na zem současně.
Podle Newtonův třetí zákon, Země sama prožívá a platnost stejné velikosti a opačného směru, než jaký působí na padající předmět. To znamená, že Země také zrychluje směrem k objektu, dokud se nesrazí. Jelikož je hmotnost Země obrovská, je zrychlení udělené Zemi touto opačnou silou ve srovnání s objektem zanedbatelné. Pokud se objekt po srážce se Zemí neodrazí, pak každý z nich působí odporně kontaktní síla na druhé straně, která účinně vyvažuje přitažlivou gravitační sílu a brání dalšímu zrychlení.
Gravitační síla na Zemi je výslednice (vektorový součet) dvou sil:[38] (a) Gravitační přitažlivost v souladu s Newtonovým univerzálním gravitačním zákonem a (b) odstředivá síla, která je výsledkem volby pozemského rotujícího referenčního rámce. Gravitační síla je na rovníku nejslabší kvůli odstředivá síla způsobené rotací Země a protože body na rovníku jsou nejvzdálenější od středu Země. Gravitační síla se mění podle zeměpisné šířky a zvyšuje se z přibližně 9 780 m / s2 na rovníku asi 9,832 m / s2 u pólů.
Rovnice pro padající těleso blízko povrchu Země
Za předpokladu konstantní gravitační přitažlivosti Newtonův zákon univerzální gravitace zjednodušuje na F = mg, kde m je Hmotnost těla a G je konstantní vektor s průměrnou velikostí 9,81 m / s2 na Zemi. Tato výsledná síla je hmotnost objektu. Gravitační zrychlení je stejné G. Původně nehybný objekt, kterému je dovoleno volně padat pod gravitací, klesá vzdálenost, která je úměrná druhé mocnině uplynulého času. Obrázek vpravo, trvající půl sekundy, byl zachycen stroboskopickým zábleskem rychlostí 20 záblesků za sekundu. Během prvního1⁄20 za sekundu koule klesne o jednu jednotku vzdálenosti (zde je jednotka asi 12 mm); podle2⁄20 klesla celkem o 4 jednotky; podle3⁄20, 9 jednotek a tak dále.
Za stejných předpokladů konstantní gravitace platí potenciální energie, Estrtěla ve výšce h je dána Estr = mgh (nebo Estr = Wh, s Ž váha). Tento výraz je platný pouze na malé vzdálenosti h z povrchu Země. Podobně výraz pro maximální výšku dosaženou vertikálně promítnutým tělesem s počáteční rychlostí proti je užitečné pouze pro malé výšky a malé počáteční rychlosti.
Gravitace a astronomie
Použití Newtonova gravitačního zákona umožnilo získat mnoho podrobných informací, které máme o planetách ve sluneční soustavě, hmotě Slunce a podrobnostech kvasary; dokonce i existence temná hmota je odvozeno pomocí Newtonova gravitačního zákona. Ačkoli jsme necestovali na všechny planety ani na Slunce, známe jejich masy. Tyto hmotnosti se získají použitím zákonů gravitace na měřené charakteristiky oběžné dráhy. Ve vesmíru si objekt udržuje svoji obíhat kvůli gravitační síle, která na ni působí. Planety obíhají kolem hvězd, hvězdy obíhají galaktická centra galaxie obíhají kolem středu hmoty ve shlucích a shluky obíhají dovnitř nadkupy. Gravitační síla vyvíjená na jeden objekt druhým je přímo úměrná součinu hmot těchto objektů a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi.
Nejdříve gravitace (možná ve formě kvantové gravitace, supergravitace nebo a gravitační singularita ), spolu s běžným prostorem a časem, vyvinuté během Planckova epocha (nad 10−43 sekund po narození vesmíru), pravděpodobně z pravěkého stavu (jako je a falešné vakuum, kvantové vakuum nebo virtuální částice ), v současnosti neznámým způsobem.[5]
Gravitační záření
Obecná relativita předpovídá, že energii lze ze systému transportovat gravitačním zářením. Jakákoli zrychlující se hmota může vytvářet zakřivení v časoprostorové metrice, což je způsob, jakým je gravitační záření transportováno pryč ze systému. Společné obíhající objekty mohou generovat zakřivení v časoprostoru, jako je systém Země-Slunce, páry neutronových hvězd a páry černých děr. Další astrofyzikální systém, o kterém se předpovídá ztráta energie ve formě gravitačního záření, exploduje supernovy.
První nepřímý důkaz gravitačního záření byl proveden měřením Hulse – Taylor binární v roce 1973. Tento systém se skládá z pulsaru a neutronové hvězdy na oběžné dráze kolem sebe. Jeho oběžná doba se od počátečního objevu snížila v důsledku ztráty energie, což je konzistentní s množstvím ztráty energie v důsledku gravitačního záření. Tento výzkum získal v roce 1993 Nobelovu cenu za fyziku.
První přímý důkaz gravitačního záření změřila dne 14. Září 2015 LIGO detektory. Byly měřeny gravitační vlny vyzařované při srážce dvou černých děr vzdálených 1,3 miliardy světelných let od Země.[40][41] Toto pozorování potvrzuje teoretické předpovědi Einsteina a dalších, že takové vlny existují. Otevírá také cestu pro praktické pozorování a pochopení podstaty gravitace a událostí ve vesmíru včetně velkého třesku.[42] Neutronová hvězda a Černá díra formace také vytvářejí detekovatelné množství gravitačního záření.[43] Tento výzkum získal v roce 2017 Nobelovu cenu za fyziku.[44]
Od roku 2020[Aktualizace]gravitační záření vyzařované Sluneční Soustava je příliš malý na to, aby se měřil se současnou technologií.
Rychlost gravitace
V prosinci 2012 čínský výzkumný tým oznámil, že provedl měření fázového zpoždění Přílivy Země během úplňku a nového měsíce, které, jak se zdá, dokazují, že rychlost gravitace se rovná rychlosti světla.[45] To znamená, že pokud Slunce náhle zmizelo, Země by jej normálně obíhala po dobu 8 minut, což je doba, kterou světlo potřebuje, aby urazilo tuto vzdálenost. Zjištění týmu byla zveřejněna v Bulletin čínské vědy v únoru 2013.[46]
V říjnu 2017 LIGO a detektory Panny přijímaly signály gravitačních vln do 2 sekund od satelitů gama paprsků a optických dalekohledů vidících signály ze stejného směru. To potvrdilo, že rychlost gravitačních vln byla stejná jako rychlost světla.[47]
Anomálie a nesrovnalosti
Existují některá pozorování, která nejsou dostatečně zohledněna, což může poukazovat na potřebu lepších teorií gravitace nebo je možné je vysvětlit jinými způsoby.
- Mimořádně rychlé hvězdy: Hvězdy v galaxiích sledují a rozdělení rychlostí kde se hvězdy na okraji pohybují rychleji, než by měly podle pozorovaného rozdělení normální hmoty. Galaxie uvnitř shluky galaxií ukazují podobný vzor. Temná hmota, který by interagoval gravitací, ale ne elektromagneticky, by odpovídal za rozpor. Rozličný úpravy newtonovské dynamiky byly rovněž navrženy.
- Anomálie průletu: Různé kosmické lodě zažily během roku větší zrychlení, než se očekávalo gravitační asistence manévry.
- Urychlování expanze: metrická expanze prostoru Zdá se, že se zrychluje. Temná energie bylo navrženo toto vysvětlit. Nedávné alternativní vysvětlení je, že geometrie prostoru není homogenní (kvůli shlukům galaxií) a že když jsou data znovu interpretována, aby to vzala v úvahu, expanze se koneckonců nezrychluje,[48] tento závěr je však sporný.[49]
- Anomální nárůst astronomická jednotka: Nedávná měření to naznačují planetární oběžné dráhy se rozšiřují rychleji, než kdyby to bylo jen díky tomu, že Slunce ztrácí hmotu vyzařováním energie.
- Extra energetické fotony: Fotony putující kupami galaxií by měly získávat energii a poté ji na cestě ven zase ztrácet. Zrychlující se expanze vesmíru by měla zastavit fotony, aby vracely veškerou energii, ale i při zohlednění fotonů z kosmické mikrovlnné záření na pozadí získat dvakrát tolik energie, než se očekávalo. To může naznačovat, že gravitace klesá na určitých stupnicích vzdálenosti rychleji než na druhou.[50]
- Extra masivní vodíkové mraky: Spektrální čáry Lyman-alfa les naznačují, že vodíkové mraky jsou v určitých měřítcích více shlukovány, než se očekávalo, a podobně temný tok, může znamenat, že gravitace klesá na určitých stupnicích vzdálenosti pomaleji než na druhou.[50]
Alternativní teorie
Historické alternativní teorie
- Aristotelská teorie gravitace
- Le Sageova teorie gravitace (1784) také nazývaný LeSage gravitace, navržený Georges-Louis Le Sage, založené na vysvětlení založeném na tekutinách, kde lehký plyn vyplňuje celý vesmír.
- Ritzova gravitační teorie, Ann. Chem. Phys. 13, 145, (1908) str. 267–271, Weber-Gaussova elektrodynamika aplikovaná na gravitaci. Klasický pokrok perihelie.
- Nordströmova gravitační teorie (1912, 1913), raný konkurent obecné relativity.
- Teorie Kaluza Klein (1921)
- Whiteheadova gravitační teorie (1922), další raný konkurent obecné relativity.
Moderní alternativní teorie
- Brans – Dickeova teorie gravitace (1961)[51]
- Indukovaná gravitace (1967), návrh Andrej Sacharov podle kterého obecná relativita může vzniknout z kvantové teorie pole hmoty
- Teorie strun (pozdní 1960)
- ƒ (R) gravitace (1970)
- Horndeski teorie (1974)[52]
- Supergravitace (1976)
- V upravená newtonovská dynamika (MOND) (1981), Mordehai Milgrom navrhuje změnu Newtonův druhý zákon pohybu pro malá zrychlení[53]
- The kosmologie vlastního stvoření theory of gravity (1982) by G.A. Barber, ve kterém je Brans-Dickeova teorie upravena tak, aby umožňovala hromadnou tvorbu
- Smyčka kvantové gravitace (1988) Carlo Rovelli, Lee Smolin, a Abhay Ashtekar
- Nesymetrická gravitační teorie (NGT) (1994) John Moffat
- Tenzor – vektor – skalární gravitace (TeVeS) (2004), relativistická modifikace MOND od Jacob Bekenstein
- Teorie chameleonů (2004) Justin Khoury a Amanda Weltman.
- Teorie pressuronu (2013) Olivier Minazzoli a Aurélien Hees.
- Konformní gravitace[54]
- Gravitace jako entropická síla gravitace vznikající jako vznikající jev z termodynamického pojetí entropie.
- V teorie supratekutého vakua gravitace a zakřivený časoprostor vznikají jako a kolektivní buzení režim nerelativistického pozadí supratekutý.
Viz také
- Antigravitace, myšlenka neutralizace nebo odpuzování gravitace
- Umělá gravitace
- Gaussův zákon pro gravitaci
- Gravitační potenciál
- Gravitační vlna
- Keplerův třetí zákon planetárního pohybu
- Micro-g prostředí, nazývané také mikrogravitace
- Newtonovy zákony pohybu
- Standardní gravitační parametr
- Beztíže
Poznámky pod čarou
- ^ slovník dict.cc :: gravitas :: anglicko-latinský překlad
- ^ Comins, Neil F .; Kaufmann, William J. (2008). Objevování vesmíru: Od hvězd po planety. MacMillan. p. 347. Bibcode:2009dufs.book ..... C. ISBN 978-1429230421.
- ^ „HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull“. hubblesite.org. Citováno 7. října 2016.
- ^ Krebs, Robert E. (1999). Vědecký vývoj a mylné představy v průběhu věků: Referenční příručka (ilustrované vydání). Greenwood Publishing Group. p.133. ISBN 978-0-313-30226-8.
- ^ A b Personál. "Zrození vesmíru". University of Oregon. Citováno 24. září 2016. - diskutuje "Planckův čas " a "Planckova éra " na úplný začátek vesmíru
- ^ Reviel Neitz; William Noel (13. října 2011). Archimedes Codex: Odhalení tajemství největšího Palimpsestu na světě. Hachette UK. p. 125. ISBN 978-1-78022-198-4.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ CJ Tuplin, Lewis Wolpert (2002). Věda a matematika ve starořecké kultuře. Hachette UK. p. xi. ISBN 978-0-19-815248-4.
- ^ Vitruvius, Marcus Pollio (1914). "7". V Alfred A. Howard (ed.). De Architectura libri decem [Deset knih o architektuře]. VII. Herbert Langford Warren, Nelson Robinson (illus), Morris Hicky Morgan. Harvard University, Cambridge: Harvard University Press. p. 215.
- ^ Pickover, Clifford (16. dubna 2008). Archimedes to Hawking: Zákony vědy a velké mysli za nimi. Oxford University Press. ISBN 9780199792689.
- ^ *Sen, Amartya (2005). Argumentativní indián. Allen Lane. p. 29. ISBN 978-0-7139-9687-6.
- ^ Ball, Phil (červen 2005). "Báchorky". Zprávy o přírodě. doi:10.1038 / novinky050613-10.
- ^ Galileo (1638), Dvě nové vědy „První den Salviati hovoří:„ Pokud by to bylo to, co Aristoteles myslel, zatěžovali byste ho další chybou, která by se rovnala lži; protože na Zemi není k dispozici žádná taková čistá výška, je jasné, že Aristoteles nemohl udělat experiment; přesto si nás přeje vyvolat dojem, že to provedl, když mluví o takovém účinku, jaký vidíme. “
- ^ Bongaarts, Peter (2014). Kvantová teorie: Matematický přístup (ilustrované vydání). Springer. p. 11. ISBN 978-3-319-09561-5.
- ^ *Chandrasekhar, Subrahmanyan (2003). Newtonova Principia pro běžného čtenáře. Oxford: Oxford University Press. (str. 1–2). Citát pochází z memoranda, o kterém se předpokládá, že bylo napsáno kolem roku 1714. Již v roce 1645 Ismaël Bullialdus tvrdil, že jakákoli síla vyvíjená Sluncem na vzdálené objekty by se musela řídit zákonem inverzního čtverce. Rovněž však odmítl myšlenku, že by taková síla skutečně existovala. Viz napříkladLinton, Christopher M. (2004). Od Eudoxa k Einsteinovi - historie matematické astronomie. Cambridge: Cambridge University Press. p.225. ISBN 978-0-521-82750-8.
- ^ Nobil, Anna M. (březen 1986). „Skutečná hodnota zálohy Merkuru v přísluní“. Příroda. 320 (6057): 39–41. Bibcode:1986 Natur.320 ... 39N. doi:10.1038 / 320039a0. S2CID 4325839.
- ^ M.C.W. Sandford (2008). „KROK: Satelitní test principu ekvivalence“. Laboratoř Rutherford Appleton. Archivovány od originál dne 28. září 2011. Citováno 14. října 2011.
- ^ Paul S Wesson (2006). Pětrozměrná fyzika. World Scientific. p.82. ISBN 978-981-256-661-4.
- ^ Haugen, Mark P .; C. Lämmerzahl (2001), „Principy ekvivalence: jejich role ve gravitační fyzice a experimenty, které je testují“, Gyros, Přednášky z fyziky, 562 (562, Gyroskopy, hodiny a interferometry ...: Testování relativistické gravitace ve vesmíru): 195–212, arXiv:gr-qc / 0103067, Bibcode:2001LNP ... 562..195H, doi:10.1007/3-540-40988-2_10, S2CID 15430387
- ^ „Gravitace a pokřivený časoprostor“. black-holes.org. Archivovány od originál dne 21. června 2011. Citováno 16. října 2010.
- ^ Dmitrij Pogosyan. „Přednáška 20: Černé díry - princip Einsteinovy ekvivalence“. University of Alberta. Citováno 14. října 2011.
- ^ Pauli, Wolfgang Ernst (1958). „Část IV. Obecná teorie relativity“. Teorie relativity. Publikace Courier Dover. ISBN 978-0-486-64152-2.
- ^ Max Born (1924), Einsteinova teorie relativity (Vydání z roku 1962 v Doveru, strana 348, uvádí tabulku dokumentující pozorované a vypočítané hodnoty precese perihelionu Merkur, Venuše a Země.)
- ^ Dyson, F.W.; Eddington, A.S.; Davidson, CR (1920). „Určení vychýlení světla gravitačním polem Slunce z pozorování provedených při úplném zatmění 29. května 1919“. Phil. Trans. Roy. Soc. A. 220 (571–581): 291–333. Bibcode:1920RSPTA.220..291D. doi:10.1098 / rsta.1920.0009.. Citace, str. 332: „Výsledky expedic na Sobral a Principe tedy mohou jen málo pochybovat o tom, že k výchylce světla dochází v sousedství slunce a že jde o množství požadované Einsteinovou zobecněnou teorií relativity, které lze připsat slunečnímu gravitační pole. “
- ^ Weinberg, Steven (1972). Gravitace a kosmologie. John Wiley & Sons.. Citace, str. 192: „Bylo studováno asi tucet hvězd ve všech a při zásadní shodě s Einsteinovou predikcí θ přinesly hodnoty 1,98 ± 0,11“ a 1,61 ± 0,31 “.☉ = 1.75"."
- ^ Earman, John; Glymour, Clark (1980). „Relativita a zatmění: Britské expedice za zatměním v roce 1919 a jejich předchůdci“. Historické studie ve fyzikálních vědách. 11 (1): 49–85. doi:10.2307/27757471. JSTOR 27757471. S2CID 117096916.
- ^ Weinberg, Steven (1972). Gravitace a kosmologie. John Wiley & Sons. p.194.
- ^ Viz W.Pauli, 1958, s. 219–220
- ^ „Gravitační sonda B NASA potvrzuje dvě Einsteinovy časoprostorové teorie“. Nasa.gov. Citováno 23. července 2013.
- ^ A b Randall, Lisa (2005). Warped Passages: Unraveling the Universe's Hidden Dimensions. Ecco. ISBN 978-0-06-053108-9.
- ^ Feynman, R.P .; Morinigo, F.B .; Wagner, W.G .; Hatfield, B. (1995). Feynman přednáší o gravitaci. Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-62734-3.
- ^ Zee, A. (2003). Teorie kvantového pole v kostce. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-01019-9.
- ^ Cantor, G.N .; Christie, J.R.R .; Hodge, M.J.S .; Olby, R.C. (2006). Companion to the History of Modern Science. Routledge. p. 448. ISBN 978-1-134-97751-2.
- ^ Nemiroff, R .; Bonnell, J., eds. (15. prosince 2014). „Postupimský gravitační brambor“. Astronomický snímek dne. NASA.
- ^ Bureau International des Poids et Mesures (2006). „Mezinárodní systém jednotek (SI)“ (PDF) (8. vydání): 131.
Názvy jednotek jsou obvykle vytištěny latinkou (symboly) ... Symboly pro veličiny jsou obvykle jednotlivá písmena psaná kurzívou, i když je lze kvalifikovat dalšími informacemi v dolních nebo horních indexech nebo v závorkách.
Citovat deník vyžaduje| deník =
(Pomoc) - ^ "Pravidla jednotky SI a konvence stylů". National Institute for Standards and Technology (USA). Září 2004.
Proměnné a symboly množství jsou psány kurzívou. Symboly jednotek jsou psány latinkou.
- ^ List, R.J. editor, 1968, Zrychlení gravitace, Smithsonianské meteorologické tabulky, Šesté vydání. Smithsonian Institution, Washington, DC, str. 68.
- ^ Americká standardní atmosféra, 1976, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976. (Propojený soubor je velmi velký.)
- ^ Hofmann-Wellenhof, B .; Moritz, H. (2006). Fyzická geodézie (2. vyd.). Springer. ISBN 978-3-211-33544-4. § 2.1: „Celková síla působící na těleso v klidu na zemském povrchu je výsledkem gravitační síly a odstředivé síly zemské rotace a nazývá se gravitace“.
- ^ „Mléčná dráha vychází, když slunce zapadá nad Paranal“. www.eso.org. Evropská jižní obseevatory. Citováno 29. dubna 2015.
- ^ Clark, Stuart (11. února 2016). „Gravitační vlny: vědci oznamují‚ udělali jsme to! ' - žít". opatrovník. Citováno 11. února 2016.
- ^ Castelvecchi, Davide; Witze, Witze (11. února 2016). „Konečně byly nalezeny Einsteinovy gravitační vlny“. Zprávy o přírodě. doi:10.1038 / příroda.2016.19361. S2CID 182916902. Citováno 11. února 2016.
- ^ „CO JSOU Gravitační vlny a proč na nich záleží?“. popsci.com. Citováno 12. února 2016.
- ^ Abbott, B. P .; et al. (Vědecká spolupráce LIGO & Spolupráce Panny ) (Říjen 2017). „GW170817: Pozorování gravitačních vln inspirací binárních neutronových hvězd“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 119 (16): 161101. arXiv:1710.05832. Bibcode:2017PhRvL.119p1101A. doi:10.1103 / PhysRevLett.119.161101. PMID 29099225.
- ^ Devlin, Hanna (3. října 2017). „Nobelova cena za fyziku udělena za objev gravitačních vln“. opatrovník. Citováno 3. října 2017.
- ^ Čínští vědci najdou důkazy o rychlosti gravitace, astrowatch.com, 28/12/12.
- ^ TANG, Ke Yun; HUA ChangCai; WEN Wu; CHI ShunLiang; YOU QingYu; YU Dan (February 2013). "Observational evidences for the speed of the gravity based on the Earth tide". Bulletin čínské vědy. 58 (4–5): 474–477. Bibcode:2013ChSBu..58..474T. doi:10.1007/s11434-012-5603-3.
- ^ "GW170817 Press Release". LIGO Lab – Caltech.
- ^ Dark energy may just be a cosmic illusion, Nový vědec, issue 2646, 7 March 2008.
- ^ Swiss-cheese model of the cosmos is full of holes, Nový vědec, issue 2678, 18 October 2008.
- ^ A b Chown, Marcus (16 March 2009). "Gravity may venture where matter fears to tread". Nový vědec. Citováno 4. srpna 2013.
- ^ Brans, C.H. (March 2014). "Jordan-Brans-Dicke Theory". Scholarpedia. 9 (4): 31358. arXiv:gr-qc/0207039. Bibcode:2014Schpj...931358B. doi:10.4249/scholarpedia.31358.
- ^ Horndeski, G.W. (September 1974). "Second-Order Scalar-Tensor Field Equations in a Four-Dimensional Space". International Journal of Theoretical Physics. 88 (10): 363–384. Bibcode:1974IJTP...10..363H. doi:10.1007/BF01807638. S2CID 122346086.
- ^ Milgrom, M. (June 2014). "The MOND paradigm of modified dynamics". Scholarpedia. 9 (6): 31410. Bibcode:2014SchpJ...931410M. doi:10.4249/scholarpedia.31410.
- ^ Haugan, Mark P; Lämmerzahl, C (2011). "Einstein gravity from conformal gravity". arXiv:1105.5632 [hep-th ].
Reference
- Halliday, David; Robert Resnick; Kenneth S. Krane (2001). Physics v. 1. New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-32057-9.
- Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Physics for Scientists and Engineers (6. vydání). Brooks / Cole. ISBN 978-0-534-40842-8.
- Tipler, Paul (2004). Physics for Scientists and Engineers: Mechanics, Oscillations and Waves, Thermodynamics (5. vydání). W.H. Freemane. ISBN 978-0-7167-0809-4.
Další čtení
- Thorne, Kip S.; Misner, Charles W .; Wheeler, John Archibald (1973). Gravitace. W.H. Freemane. ISBN 978-0-7167-0344-0.
- Panek, Richard (2 August 2019). "Everything you thought you knew about gravity is wrong". Washington Post.
externí odkazy
- "Gravitation", Encyclopedia of Mathematics, Stiskněte EMS, 2001 [1994]
- "Gravitation, theory of", Encyclopedia of Mathematics, Stiskněte EMS, 2001 [1994]