Земная гравитация: сила, притягивающая все к себе
Гравитация — это естественное явление, которое существует во вселенной. Она возникает из-за притяжения массы одного объекта к массе другого объекта. Как только два объекта находятся достаточно близко друг к другу, начинается действие силы гравитации.
Сила гравитации зависит от массы объекта и расстояния между ними. Чем больше масса объекта, тем сильнее его притяжение. Также, чем ближе объекты находятся друг к другу, тем сильнее сила гравитации.
Наша Земля имеет очень большую массу, поэтому она обладает сильной гравитацией. Эта сила притягивает все объекты на поверхности Земли к своему центру, включая нас самих. Именно благодаря земной гравитации мы не падаем в космос, а остаемся на земле.
Когда мы стоим на земле, ощущение тяжести возникает из-за силы гравитации, которая действует на нас. Эта сила притягивает наши тела вниз, в сторону земной поверхности. Благодаря ей мы не можем просто подпрыгнуть и улететь в космос. Именно сила земной гравитации держит нас на земле.
Земная гравитация также влияет на многое другое на Земле. Например, она определяет, как движутся объекты и люди, а также влияет на морские приливы и выпадение дождя.
Итак, земная гравитация — это сила, которая притягивает все объекты на поверхности Земли к ее центру. Она обладает огромной силой, позволяя нам оставаться на земле и влияя на множество аспектов нашей жизни.
Альтернативные теории всемирного тяготения и причины их создания
В настоящий момент доминирующей концепцией гравитации является ОТО. С ней согласуется весь существующий массив экспериментальных данных и наблюдений. В то же время она имеет большое количество откровенно слабых мест и спорных моментов, поэтому попытки создания новых моделей, объясняющих природу гравитации, не прекращаются.
Все, разработанные к настоящему моменту теории всемирного тяготения можно разбить на несколько основных групп:
- стандартные;
- альтернативные;
- квантовые;
- теории единого поля.
Попытки создания новой концепции всемирного тяготения предпринимались еще в XIX столетии. Разные авторы включали в нее эфир или корпускулярную теорию света. Но появление ОТО поставило точку на этих изысканиях. После ее публикации цель ученых изменилась — теперь их усилия были направлены на улучшение модели Эйнштейна, включение в нее новых природных явлений: спина частиц, расширения Вселенной и др.
К началу 80-х годов физики экспериментальным путем отвергли все концепции, за исключением тех, которые включали в себя ОТО как неотъемлемую часть. В это время в моду вошли «струнные теории», выглядевшие весьма многообещающе. Но опытного подтверждения эти гипотезы так и не нашли. За последние десятилетия наука достигла значительных высот и накопила огромный массив эмпирических данных. Сегодня попытки создать альтернативные теории гравитации вдохновляются в основном космологическими исследованиями, связанными с такими понятиями, как «темная материя», «инфляция», «темная энергия».
Одной из главных задач современной физики является объединение двух фундаментальных направлений: квантовой теории и ОТО. Ученые стремятся связать притяжение с остальными видами взаимодействий, создав таким образом «теорию всего». Именно этим и занимается квантовая гравитация – раздел физики, который пытается дать квантовое описание гравитационного взаимодействия. Ответвлением данного направления является теория петлевой гравитации.
Несмотря на активные и многолетние усилия, достичь этой цели пока не удается. И дело даже не в сложности этой задачи: просто в основе квантовой теории и ОТО лежат абсолютно разные парадигмы. Квантовая механика работает с физическими системами, действующими на фоне обычного пространства-времени. А в теории относительности само пространство-время — это динамическая составляющая, зависящая от параметров классических систем, находящихся в ней.
Наряду с научными гипотезами всемирного тяготения, существуют и теории, весьма далекие от современной физики. К сожалению, в последние годы подобные «опусы» просто заполонили интернет и полки книжных магазинов. Некоторые авторы таких работ вообще сообщают читателю, что гравитации не существует, а законы Ньютона и Эйнштейна – это выдумки и мистификации.
Примером могут служить труды «ученого» Николая Левашова, утверждающие, что Ньютон не открывал закон всемирного тяготения, а гравитационной силой в Солнечной системе обладают только планеты и наш спутник Луна. Доказательства этот «русский ученый» приводит довольно странные. Одним из них является полет американского зонда NEAR Shoemaker к астероиду Эрос, состоявшийся в 2000 году. Отсутствие притяжения между зондом и небесным телом Левашов считает доказательством ложности трудов Ньютона и заговора физиков, скрывающих от людей правду о гравитации.
Что такое гравитация?
Гравитация — это одно из важнейших явлений физики, которое относится к земной притяжению. Она является силой взаимодействия между объектами, которая действует везде во Вселенной.
Гравитация относится к земному притяжению, так как это сила, которая тянет все объекты на Земле к ее центру. Эта сила действует на все тела и определяет их движение. Благодаря гравитации мы остаемся на поверхности Земли и все объекты падают вниз, а не вверх.
Гравитация и земное притяжение связаны друг с другом, но не являются синонимами. Земное притяжение — это конкретное проявление гравитации, которая действует на Земле. Гравитация, в свою очередь, действует повсюду, в том числе и вне Земли, во всей Вселенной.
Гравитация является неотъемлемой частью нашей жизни. Она определяет движение небесных тел, форму планет и спутников, а также влияет на процессы, происходящие на Земле. Благодаря гравитации мы можем чувствовать вес нашего тела и понимать, что мы находимся на поверхности планеты.
Определение гравитации
Гравитация – одно из фундаментальных физических явлений, которое отвечает за притяжение между телами
Она является важной составляющей Земного притяжения и ответственна за удержание нас на поверхности планеты
Гравитация — это физическая сила, которая действует между двумя телами и зависит от массы этих тел и расстояния между ними. Одно из выдающихся открытий в области гравитации было сделано Исааком Ньютоном, который сформулировал Закон всемирного тяготения. Этот закон описывает связь между массами тел и силой их взаимного притяжения.
Гравитация проявляется во всех телах с массой, включая планеты, звезды и галактики. Она определяет движение небесных тел, формирование галактических структур, а также является причиной падения предметов на Земле.
Термин «гравитация» и «притяжение» часто используются как синонимы, потому что они описывают одно и то же явление – силу, привлекающую тела друг к другу. Однако, притяжение – это более широкое понятие, охватывающее и другие виды сил, такие как электромагнитное притяжение или силы адронного притяжения.
Зависимость гравитации от расстояния между телами
Земное притяжение и гравитация — это одно и тоже явление, которое определяет силу взаимодействия между телами. Согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Таким образом, чем ближе находятся тела друг к другу, тем сильнее их притяжение. Если одно тело приближается к другому в два раза, то сила притяжения между ними увеличивается в четыре раза. Это особенно заметно, например, при падении предметов на поверхность Земли — чем ближе они находятся к земной поверхности, тем быстрее они падают.
Однако, стоит отметить, что на поверхности Земли притяжение от нее самой играет основную роль. Поэтому, для большинства повседневных ситуаций, изменение расстояния между телами не оказывает существенного влияния на силу притяжения, и мы ощущаем ее как постоянную. Но в случае с космическими объектами, такими как спутники и планеты, расстояние может сильно варьироваться, что сказывается на силе их взаимного притяжения.
Важно также отметить, что гравитация не зависит от состава или свойств тел, а действует на все тела одинаково. Это обусловлено тем, что гравитация является фундаментальной силой в природе, которая действует на все частицы с массой. Именно благодаря гравитации возможно существование планет, звезд, галактик и всей Вселенной в целом
Именно благодаря гравитации возможно существование планет, звезд, галактик и всей Вселенной в целом.
Гравитационные поля
Гравитационное поле Земли
Гравитационное поле – это расстояние, в пределах которого осуществляется гравитационное взаимодействие между объектами во Вселенной. Чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное поле – тем ощутимее его воздействие на другие физические тела в пределах определенного пространства. Гравитационное поле объекта потенциально. Суть предыдущего утверждения заключается в том, что если ввести потенциальную энергию притяжения между двумя телами, то она не изменится после перемещения последних по замкнутому контуру. Отсюда выплывает еще один знаменитый закон сохранения суммы потенциальной и кинетической энергии в замкнутом контуре.
В материальном мире гравитационное поле имеет огромное значения. Им обладают все материальные объекты во Вселенной, у которых есть масса. Гравитационное поле способно влиять не только на материю, но и на энергию. Именно за счет влияния гравитационных полей таких крупных космических объектов, как черные дыры, квазары и сверхмассивные звезды, образуются солнечные системы, галактики и другие астрономические скопления, которым свойственна логическая структура.
Последние научные данные показывают, что знаменитый эффект расширения Вселенной так же основан на законах гравитационного взаимодействия. В частности расширению Вселенной способствуют мощные гравитационные поля, как небольших, так и самых крупных ее объектов.
Некоторые парадоксы
- Вращающийся вокруг Земли спутник, по отношению к планете, невесом. И всё, что в нём находится, также невесомо. Луна, относительно Земли, опять же невесома, но тела на её поверхности весом уже обладают. Тоже самое и с Землёй. Она невесома относительно Солнца, но мы на ней вес ощущаем. Солнце тоже невесомо относительно галактического ядра. И так – до бесконечности.
- В звёздах, в процессе термоядерных реакций, создаётся огромное давление. Но оно сдерживается гравитационными силами. То есть, существование звезды возможно потому, что присутствует динамическое равновесие: температура-давление – гравитационные силы.
- В чёрной дыре прекращаются все процессы, кроме одного – гравитации. Её ничто не может поглотить или искривить.
Чему равна сила гравитации
Гравитационное поле Земли — это поле силы тяжести, которое образуется из-за силы тяготения Земли и центробежной силы, вызванной ее суточным вращением.
Сила тяжести на поверхности Земли варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах. В приблизительных расчетах значение обычно принимают равным 9,81; 9,8 или 10 м/с². Однако оно учитывает только силу тяжести и не учитывает центробежную силу, возникающую за счет вращения Земли. При подъеме тела над поверхностью Земли значение уменьшается.
NASA в рамках проекта GRACE создало визуализацию гравитационных аномалий на Земле. Красным цветом показаны области, где гравитация сильнее, а синим — где она слабее стандартных значений
(Фото: NASA)
Французские ученые утверждают, что различие в гравитационной постоянной в различных регионах нашей планеты зависит от величины напряженности магнитного поля Земли. Они предположили, что такое влияние может объясняться наличием дополнительных и скрытых для непосредственного наблюдения измерений пространства. Ученые подсчитали, что земное тяготение будет сильнее в тех местах, где сильнее магнитное поле. Таким образом, своих максимальных значений оно достигает в районах северного и южного магнитных полюсов. Они не совпадают с географическими полюсами. Так, северный магнитный полюс располагается в границах нынешней канадской Арктики, а южный лежит на краю Антарктиды.
Если принимать значение гравитации на Земле за единицу, то на Солнце оно будет равно 27,9, на Меркурии — 0,37, на Венере — 0,9, на Луне — 0,16, на Марсе — 0,37, на Юпитере — 2,6. Таким образом, если человек, который на Земле весит 60 кг, взвесится на Юпитере, то весы покажут 142 кг.
Космонавты на орбите также испытывают микрогравитацию. Они как бы бесконечно падают вместе с кораблем, в котором находятся.
Классическая теория тяготения Ньютона
Английский физик Исаак Ньютон рассказывал, что идея о всемирном тяготении пришла ему в голову на прогулке. Он шел по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел Луну в дневном небе, а затем — как с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Ньютон к тому моменту уже работал над законами движения и понимал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли. Он также знал, что Луна не занимает статичную позицию в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, то есть, на нее воздействует какая-то сила, которая не дает спутнику улететь в космос. Физик понял, что, возможно, на яблоко и Луну действует одна и та же сила.
Предшественники Ньютона рассуждали иначе. Итальянский физик Галилео Галилей считал, что на Земле действует природное притяжение. Немецкий астроном Иоганн Кеплер полагал, что в небесных сферах действуют совсем иные законы движения, чем на Земле. Ньютон же объединил эти два типа гравитации в своем сознании.
Закон всемирного тяготения Ньютона, сформулированный им в 1687 году, гласит, что между любой парой тел во Вселенной действует сила взаимного притяжения. Он выражен математическим уравнением: если M и m — массы двух тел, а r — расстояние между ними, тогда сила F взаимного гравитационного притяжения между ними равна F = GMm/r², где G — гравитационная постоянная, равная силе, с которой действуют друг на друга тела с массами в 1 кг каждое, находясь на расстоянии в 1 метр друг от друга. Уравнение гласит, что сила (F) пропорциональна массам двух объектов, разделенным на квадрат расстояния между ними. Из него следует, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними, но чем дальше они друг от друга, тем слабее притяжение.
Закон гравитации Ньютона
(Фото: praxilabs.com)
Действие закона распространяется на все без исключения физические материальные тела во Вселенной. Сила притяжения Земли у ее поверхности в равной мере воздействует на все материальные тела, находящиеся в любой точке земного шара. На каждого человека действует сила земного притяжения, которая ощущается как вес.
Закон всемирного тяготения Ньютона говорит, что не только Земля притягивает яблоко, но и яблоко притягивает Землю. Но огромная масса Земли означает, что требуется гораздо больше силы, чтобы сдвинуть ее на ощутимую величину, поэтому яблоко падает, а Земля остается практически неподвижной. То же самое верно и в более широком контексте. Каждый объект во Вселенной притягивает любой другой объект, и чем он ближе и массивнее, тем больше его гравитационная сила.
По Ньютону, сила притяжения действует на любых расстояниях и мгновенно. Однако самая большая скорость в мире — скорость света, а для преодоления больших расстояний свету нужно не мгновение, а несколько секунд и иногда даже лет.
Гравитационный коллапс
Когда массивное тело, испытывая гравитационные силы, катастрофически быстро сжимается, происходит его коллапс. Так может закончиться жизнь звезды, имеющей массу более трёх солнечных. Когда в звездах заканчивается запас топлива для продолжения термоядерного процесса, их механическая устойчивость нарушается, и происходит стремительное, с ускорением, сжатие к центральной части. Если давление внутри звезды, которое постоянно растёт, сможет остановить сжатие, то центральная часть светила превратится в нейтронную звезду. При этом возможно сбрасывание оболочки и вспыхивание сверхновой. Но при превышении звездой массы, определённой пределом Оппенгеймера-Волкова, коллапс закончится преобразованием её в чёрную дыру. Значение данного предела пока точно не установлено.
Исторические и современные теории объяснения действия силы притяжения
С момента древних времен люди задавались вопросом о том, почему все тела оказываются притянутыми друг к другу. Исторически сложились различные теории, которые пытались объяснить природу и действие силы притяжения.
Аристотелевская теория
Одной из самых известных теорий была предложенная Аристотелем. По его представлениям, все тела двигались естественным образом: небесные тела двигались вокруг Земли, а земные тела – вертикально вниз или вверх. Он предполагал, что тела поднимаются или падают из-за их естественного стремления занимать свое место.
Гравитационная теория Ньютона
В 17 веке, Исаак Ньютон разработал теорию гравитации, которая оказалась прорывом в объяснении силы притяжения. Согласно его теории, каждое тело во Вселенной притягивает другие тела с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной расстоянию между ними. Эта теория охватила как небесные, так и земные объекты и оказалась довольно точной для большого диапазона условий.
Теория относительности Эйнштейна
В начале 20 века, Альберт Эйнштейн предложил новую теорию гравитации, известную как общая теория относительности. Согласно этой теории, пространство и время объединены в одну сущность, называемую пространство-временем. Масса и энергия деформируют пространство-время, создавая кривизну, которая определяет движение тел и их взаимодействие.
В настоящее время, современная физика продолжает исследовать и экспериментировать с гравитацией, включая такие теории, как струнная теория и квантовая гравитация. Понимание гравитации остается сложной и активно исследуемой областью науки.
Учимся летать
В серии книг Дугласа Адамса «Автостопом по Галактике» говорится, что летать — это просто промахиваться мимо Земли. Если ты промахнулся мимо Земли и достиг первой космической скорости 7,9 км/с, то ты стал искусственным спутником Земли.
Искусственный спутник Земли — космический летательный аппарат, который вращается вокруг Земли по геоцентрической орбите. Чтобы у него так получалось, аппарат должен иметь начальную скорость, равную или большую первой космической скорости.
Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это скорость, которая нужна, чтобы корабль стал искусственным спутником Солнца, а третья — чтобы вылетел за пределы солнечной системы.
Подробнее о возможностях полетов и невесомости читайте в нашей статье про вес тела.
Применение закона всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения – это фундаментальный закон механики, после формулировки которого стало возможно объяснение и предсказание множества природных явлений. К ним относятся:
- приливы и отливы;
- точное время и место лунных и солнечных затмений;
- масса Солнца и других астрономических тел;
- орбиты движения планет и их спутников.
Открытие планет с использованием закона всемирного тяготения
После открытия явления притяжения астрономы и физики могли, опираясь на закон Ньютона и соотношения Кеплера, определять траектории движения наблюдаемых планет Солнечной системы и указывать их координаты в любой момент времени, причём правильность вычислений подтверждалась эмпирически – результатами астрономических наблюдений.
В 1781 году Уильямом Гершелем была открыта седьмая планета Солнечной системы – Уран. Следуя отработанному алгоритму, астроном рассчитал траекторию своего открытия и его орбиту, однако в первой половине XIX века учёные обнаружили несоответствие вычисленных и реальных координат. Возникло предположение, что, помимо Солнца и шести других планет, на Уран воздействует ещё одна планета, находящаяся за ним.
В 1846 году ночью 23 сентября на основании теоретических расчётов, выполненных по имеющимся отклонениям Урана от рассчитанной траектории, молодым сотрудником Британской обсерватории Иоганном Галле была обнаружена предсказанная планета, названная Нептуном.
планета Нептун
Интересный факт: расчёты, после проведения которых стало возможно открытие, в одно и то же время совершили два учёных, независимо друг от друга – Джон Адамс и Урбен Леверье.
Спустя практически 100 лет, 18 февраля 1930 года, подобным образом была открыта девятая планета – Плутон, которая из-за относительно небольших размеров и массы считается карликовой.
Потеря привычной ориентации и навигации
Одним из наиболее значимых последствий потери гравитации будет отсутствие понятия «вверх» и «вниз». Вместо этого, людям придется приспособиться к новой реальности и научиться ориентироваться в невесомости. Такая ситуация может вызвать дезориентацию и нарушения равновесия у человека.
Без гравитации невозможно использование вертикальных систем координат, таких как шкалы, где направление определяется положением относительно земной поверхности. Вместо этого, для навигации потребуются новые, инновационные способы определения направления и положения. Возможным вариантом являются применение технологий, например, специальных сенсоров или инерциальных систем навигации.
Потеря гравитации также повлияет на привычные способы передвижения. В отсутствие тяготения, движение будет отличаться от земных условий. Например, отсутствие трения с землей позволит человеку перемещаться, толкаясь от стен и других поверхностей. Кроме того, в невесомости возможно использование специальных приспособлений, например, магнитных путей или ракетных двигателей, для передвижения в космическом пространстве.
Потеря привычной ориентации и навигации при отсутствии гравитации будет вызывать не только физические, но и психологические проблемы. Неуверенность в движении и отсутствие привычной опоры могут вызывать чувство беспокойства и стресса. Поэтому, для успешного функционирования в условиях невесомости, человеку необходимо будет адаптироваться и развивать новые навыки в ориентации и навигации.
Гравитация, что это такое Как объяснить ребенку. Что такое гравитация?
Сила тяжести, или гравитация, – это существующая между двумя частицами материи (или двумя объектами) сила притяжения, которая удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца или Луну на ее орбите вокруг Земли. (По мере увеличения расстояния между двумя объектами их гравитационное притяжение уменьшается.) Сила тяжести – это также та сила, которая удерживает любой предмет на Земле или на любом другом небесном теле, не позволяя ему улететь в космос. Чем больше объект, тем сильнее его гравитационное притяжение, и наоборот. Поскольку Луна намного меньше Земли, ее гравитационное притяжение составляет всего одну шестую гравитационного притяжения нашей планеты. Вот почему американские космонавты на Луне могли без особых усилий передвигаться большими прыжками.
Гравитацией объясняется также то, почему Земля – и другие планеты и небесные тела – имеют в общем круглую форму. Когда формировалась наша солнечная система, под действием гравитации стягивались вместе пыль и газы, летящие сквозь космос. Когда большое количество материи собирается одновременно в одном месте, такая материя образует шар, так как гравитация притягивает все к центральной точке. И все-таки Земля не идеально круглая. В процессе ее вращения вокруг своей оси возникает дополнительная сила, под действием которой Земля слегка «выпячивается» в срединной области.
Как добиться невесомости в космосе?
Лучшее объяснение этому принадлежит Дугласу Адамсу. В своей серии “Автостопом по Галактике” он объясняет, что полет – это искусство падать на землю и промахиваться. Это забавное замечание на 100 % правильно объясняет ощущение невесомости в космосе.
Спутники и Луна остаются на орбите вокруг Земли, потому что движутся очень быстро. Международная космическая станция движется со скоростью около 8 километров в секунду. МКС облетает вокруг Земли всего за 90 минут, и ее постоянно тянет к нашей планете под действием гравитации. Если бы она была просто волшебным образом помещена на свою орбиту, без какого-либо бокового движения, она бы просто упала вертикально вниз.
Но МКС и другие объекты на орбите движутся. Спускаясь к Земле, она также движется вбок, постоянно “промахиваясь” мимо нашей планеты – по крайней мере, до момента схода с орбиты. Баланс между гравитационным притяжением и движением вокруг Земли приводит к “свободному падению”. Силы, испытываемые космонавтами, примерно уравновешены, поэтому они находятся в невесомости.
Гравитация все еще существует, под их ногами или головами, в зависимости от ориентации, но они научились падать на землю и каждый раз промахиваться много раз в день.
Мы на Дзен
Поделиться
Законы Ньютона и их недостаток
Все во Вселенной притягивается друг к другу: камень к камню, атом к атому и даже человек к человеку. Но мы этого не замечаем, потому что величина силы притяжения очень невелика. В конце XVIII века ее взялся измерить английский ученый Генри Кавендиш. У него была установка, которую можно представить себе так: два малых тела, подвешенные на коромысле, защищены от влияния воздуха, но испытывают влияние двух больших тел — шаров
Их можно осторожно приближать и видеть, как малые тела откликаются на это поворотом нити, на которой подвешено коромысло. Результат этого измерения — интенсивность гравитационного взаимодействия в числах — вас не впечатлит. Каждый из нас притягивается к другому на расстоянии около 10 см с силой в 15 млн раз меньше, чем наше притяжение к Земле
Вот почему мы не слипаемся, словно шарики на просторной улице. Но есть мощная гравитация, которую мы замечаем: это притяжение к Земле, или сила тяжести
Каждый из нас притягивается к другому на расстоянии около 10 см с силой в 15 млн раз меньше, чем наше притяжение к Земле. Вот почему мы не слипаемся, словно шарики на просторной улице. Но есть мощная гравитация, которую мы замечаем: это притяжение к Земле, или сила тяжести.
Гениальный Исаак Ньютон угадал правило, по которому определяется сила гравитационного притяжения между двумя телами. Для расчета нужно знать массы тел и расстояние между ними. Этот закон традиционно называется законом всемирного тяготения. По нему можно узнать, как гравитация зависит от расстояния. Она ослабевает по вполне определенному математическому закону: в два раза дальше означает в четыре раза слабее, в три раза дальше — слабее уже в девять раз, ну а в десять раз дальше — в 100 раз слабее.
С помощью законов Ньютона рассчитываются орбиты космических кораблей, предсказываются появление планет и приближение астероидов, определяются даты всех будущих и прошлых солнечных и лунных затмений. В 1846 году, благодаря закону Ньютона, математик Леверье открыл неизвестную планету в Солнечной системе — Нептун — как недостающий источник гравитации, влияющий на движение другой, известной тогда планеты Уран.
У этого всеобщего, всемирного, универсального закона Ньютона есть одна серьезная проблема. В законе тяготения сила притяжения передается как будто мгновенно через пустоту. Природа вряд ли устроена таким образом, догадывался ученый. Но кроме теоретических сомнений предложить ничего не мог. К середине XIX века выявилось недоразумение, поставившее многих ученых в тупик: оказалась, что самая ближняя к Солнцу планета Меркурий летает не по законам Ньютона.
Меркурий вращается вокруг Солнца не точно по эллипсу, как это должно быть: его орбита медленно поворачивается как целое. Когда астрономы учли все известные причины для такого поведения, остался необъясненный поворот на 4 угловые секунды за столетие. Малое, но упрямое нарушение.
Сила привычки.
Как отмечает Джей Баки, организм каждого из нас адаптирован к силе земного притяжения. И если человек на протяжении какого-то периода времени находится в условиях измененной силы тяжести – к примеру, на борту космической станции, то организм этого человека начинает меняться.
Как известно, члены экипажей космических кораблей на протяжении экспедиции теряют мышечный тонус и костную массу. Изменениям подвергается также и чувство равновесия.
Помимо этого отсутствие гравитации приводит к возникновению и иных проблем, отмечает доктор Кевин Фонг на страницах издания Wired. По непонятной исследователям причине, число эритроцитов в организме снижается, что приводит к «космической анемии». Иммунитет человеческого организма падает, раны заживают гораздо дольше. В условиях очень слабой или вообще отсутствующей силы притяжения фиксируются проблемы со сном. При чем происходит все это даже после короткого периода времени нахождения в космосе.
«Что бы случилось, если бы мы росли в отсутствие гравитации? – задается вопросом Баки. — Как бы развивались части организма человека, которые зависят от силы притяжения — такие как вестибулярный аппарат, мышцы, кровеносные сосуды и сердце?»
Можно смело предполагать, что при таком развитии событий тело человека эволюционировало бы совсем по-иному.
Джей Баки напоминает об эксперименте, в котором только родившемуся котенку закрыли повязкой один глаз. А когда спустя несколько недель сняли эту повязку, то оказалось, что этим глазом котенок ничего не видит, несмотря на то, что глазное яблоко само по себе было физически абсолютно здоровым. Не сформировалась его связь со зрительной корой головного мозга, так как от глаза не подавалась визуальная информация.
Скорее всего, и иные органы организма человека так же реагировали бы на отсутствие стимулов. В случае отсутствия гравитации, действие которой компенсирует сердце, мускулатура и скелет, наши органы развивались бы абсолютно по-иному.
Но при внезапном исчезновении силы тяжести долгосрочные последствия для нашего организма были бы самой несущественной из наших проблем. Астроном Карен Мастерс из британского Портсмутского университета поясняет в колонке Ask an Astronomer, какие физические явления могли бы произойти сразу же после исчезновения гравитации. И первая проблема, с которой пришлось бы столкнуться человечеству состоит в том, что Земля вращается со значительной угловой скоростью. Представьте, что вы раскручиваете над головой бечевку с грузом на конце. «Мгновенно убрать гравитацию – это то же самое, что выпустить из рук бечевку, — отмечает Мастерс. — Любые из предметов, которые не прикреплены к поверхности земли, продолжат двигаться по прямой и улетят в космос».
Тот, кто в такой момент окажется на улице, навсегда покинет нашу планету. Находящимся в помещениях повезет больше, так как здания, как правило, заглублены в грунт, и при исчезновении гравитации они останутся на месте – хотя бы, на некоторое время, отмечает Мастерс.
А все остальное, что не прикреплено к земной поверхности, улетит в открытый космос. В числе первых, что нас покинет — атмосферный слой, вода в озерах, океанах и реках.
«Ну и, естественно, мы все умрем», — поясняет Джолин Крейтон в колонке на портале Futurism. В конечном счете, отсутствие силы притяжения разрушит саму планету, отмечает Мастерс: «Вероятнее всего, наша планета развалится на части, а они разлетятся по разным сторонам».
Схожая участь постигла бы также и Солнце. Без «скрепляющей» силы притяжения сильное давление в ядре светила разнесло бы его на клочки. Tо же самое случилось бы и со всеми остальными звездами Вселенной. Но из-за огромных расстояний последний свет истощающихся звезд достиг бы нас только через годы. В результате не было бы ни планет, ни звезд. Вселенная стала бы неким «бульоном» из рассеянных молекул и атомов, неспособных соединяться в крупные скопления материи.
Данный сценарий демонстрирует, насколько важным является гравитация для Вселенной.
Гравитация – это одно из 4-х достоверно известных фундаментальных взаимодействий, которые объясняют физические процессы во Вселенной. Три остальные не менее важны. Ведь без электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий атомы разложились бы на части.