ทำไมโลกไม่ดึงดูดดวงอาทิตย์? แรงโน้มถ่วงลึกลับ

ทำไมดวงจันทร์ถึงไม่ดึงดูดดวงอาทิตย์เพราะแรงโน้มถ่วงของมันมากกว่า 2 เท่า??? และได้คำตอบที่ดีที่สุด

ตอบกลับจาก ลุง Fedor[คุรุ]
จริงๆ แล้วมันเป็นเรื่องไร้สาระโดยสิ้นเชิงเกี่ยวกับ "ความแข็งแกร่งสองเท่า"...
ดวงจันทร์ถูกดึงดูดไปยังดวงอาทิตย์ และโลกก็ถูกดึงดูดไปยังดวงอาทิตย์ด้วย ด้วยแรงดึงดูดนี้ โลกและดวงจันทร์จึงเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ แทนที่จะบินออกไปตามเส้นทางที่เป็นเส้นตรง

ตอบกลับจาก นิโคไล โกเรลอฟ[คุรุ]
ก่อนจะตอบคำถามนี้ คุณต้องยอมรับว่ามันเป็นเรื่องไร้สาระเสียก่อน

ตอบกลับจาก วลาดิเมียร์ เมดเวเดฟ[มือใหม่]
คำถามมาจากความจริงที่ว่ามีสองสิ่งที่ได้รับ - โลกและดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ต้องเลือกระหว่างสิ่งเหล่านั้นซึ่งจะดึงดูดสิ่งไหน
ถ้าแรงดึงดูดเข้าหาโลกมากขึ้น คุณจะหมุนรอบโลก ถ้าแรงดึงดูดเข้าหาดวงอาทิตย์มากขึ้น คุณจะหมุนรอบดวงอาทิตย์ หรือแม้กระทั่งตกลงไปบนดวงอาทิตย์
ข้อสันนิษฐานโดยนัยในที่นี้คือ โลกและดวงอาทิตย์ต่างก็จับจ้องอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ เนื่องจากฐานทั้งสองนั้นถือเป็นฐานที่แตกต่างกันสองฐาน โดยฐานหนึ่งต้องเป็นของดวงจันทร์ อย่างน้อยที่สุดก็ไม่คำนึงถึงอิทธิพลของโลกและดวงอาทิตย์ที่มีต่อกัน
แต่ในความเป็นจริงแล้ว อิทธิพลนี้มีอยู่จริง และเช่นเดียวกับที่ดวงอาทิตย์ดึงดูดดวงจันทร์ มันก็ดึงดูดโลกอย่างแรงและแรงยิ่งกว่านั้นด้วย
ดังนั้นพวกมันจึงถูกดึงดูดควบคู่กันและ "ตกลง" ไปยังดวงอาทิตย์ แต่การหมุนของโลก-ดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์ทำให้แรงเหวี่ยงและแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์เกิดความสมดุล

ตอบกลับจาก อนาโตลี นิซโกดินสกี้[คุรุ]
จำเป็นต้องพิจารณาไม่ใช่ดวงจันทร์แยกจากกัน แต่เป็นคู่โลก-ดวงจันทร์! และอย่าลืมว่าพวกมันหมุนรอบดวงอาทิตย์!!!

ตอบกลับจาก คอนสแตนติน โอค็อตนิค[คุรุ]
ใช่ คุณไม่จำเป็นต้องดูคำตอบ แต่อ่านหนังสือวิทยาศาสตร์ อย่างน้อยก็ตำราเรียน
ไม่ต้องกังวล ดวงจันทร์ถูกดึงดูดโดยทั้งดวงอาทิตย์และโลก! และตกลงทั้งโลกและดวงอาทิตย์ แต่ไม่สามารถไปถึงที่นั่นได้
ทำไมดวงอาทิตย์ถึงกระทำบนดวงจันทร์ด้วยแรงสองเท่า?

ตอบกลับจาก Evgeny Yurtaev[ผู้เชี่ยวชาญ]
แล้วทำไมใบไม้หรือฝุ่นจึงไม่หมุนรอบตัวเราล่ะ? ตามหลักเหตุผลแล้ว เรามีธาตุเหล็กอยู่ข้างในมากกว่า และฝุ่นก็ควรเป็นเพื่อนของเรา 😀

ตอบกลับจาก วลาดา ชาโตรวา[คล่องแคล่ว]
โลกอยู่ใกล้ดวงจันทร์มากขึ้นและมีแรงโน้มถ่วงมากกว่า แต่ดวงอาทิตย์อยู่ไกลออกไปและแรงโน้มถ่วงลดลง ปรากฎว่าดวงจันทร์ "แขวน" ระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก

ตอบกลับจาก กระต่ายขาว[คุรุ]
ลุงฟีโอดอร์มีคำตอบที่ถูกต้อง
วัตถุทั้งหมดในสนามโน้มถ่วงเคลื่อนที่ในลักษณะเดียวกัน รวมทั้งดวงจันทร์และโลกด้วย ถ้าเราพิจารณาระบบโลก-ดวงจันทร์ เราก็จะลืมดวงอาทิตย์ได้ชั่วคราว
นี่เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าจริงๆ แล้วไม่มีพลังแห่งการดึงดูด (ไม่มากเป็นสองเท่า แต่ไม่มีเลย :)

ตอบกลับจาก ดานิลอชกิน เฟดอร์[คุรุ]
แผ่นดินไม่ยอมปล่อย อย่าลืมเกี่ยวกับแรงดึงดูดระหว่างโลกและดวงจันทร์

ตอบกลับจาก 3 คำตอบ[คุรุ]

สวัสดี! นี่คือหัวข้อที่เลือกสรรพร้อมคำตอบสำหรับคำถามของคุณ: ทำไมดวงจันทร์ถึงไม่ดึงดูดดวงอาทิตย์เพราะแรงโน้มถ่วงของมันมากกว่า 2 เท่า???

กฎ แรงโน้มถ่วงสากลบอกเราว่าวัตถุทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันด้วยแรงโน้มถ่วง กล่าวคือ พวกมันถูกดึงดูดซึ่งกันและกัน ยิ่งกว่านั้น แรงที่วัตถุหนึ่งดึงดูดอีกวัตถุหนึ่งนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของวัตถุนี้ หากมวลของวัตถุนั้นเทียบกันไม่ได้และวัตถุหนึ่งมีน้ำหนักมากกว่าอีกหลายร้อยหรือหลายพันเท่า วัตถุที่หนักกว่าก็จะดึงดูดวัตถุที่เบากว่าอย่างสมบูรณ์

ทุกๆวันเราจะเห็นวัตถุบางอย่างตกลงสู่พื้น มันคือดาวเคราะห์โลกในฐานะร่างกายที่ดึงดูดสิ่งที่สูญเสียการสนับสนุนเข้ามาหาตัวเอง

แต่โลกเองก็ตั้งอยู่ใกล้กับเทห์ฟากฟ้าที่หนักกว่านั่นคือดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์มีมวลมากกว่าโลกถึง 333,000 เท่า แล้วทำไมโลกถึงไม่ตกลงสู่ดวงอาทิตย์ล่ะ?

ประเด็นก็คือแรงที่โลกถูกดึงดูดไปยังดวงอาทิตย์นั้นมีความสมดุลโดยแรงเหวี่ยงที่กระทำบนโลกในขณะที่มันเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบดวงอาทิตย์

แรงเหวี่ยงคืออะไร

แรงเหวี่ยงคือแรงที่กระทำต่อวัตถุระหว่างการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นวงกลม ในกรณีนี้ วัตถุที่กำลังหมุนมีแนวโน้มที่จะลอยออกจากศูนย์กลางของวงกลมนี้ด้วยความเร่งคงที่ ความเร่งแบบแรงเหวี่ยงขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุนของร่างกาย ยิ่งความเร็วสูงเท่าใด อัตราเร่งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

กรณีตรงจุด. หยิบลูกบอลที่ห้อยอยู่บนเชือก ในสภาวะสงบ ลูกบอลภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลกจะแขวนอยู่บนเชือกในทิศทางแนวตั้งลง มันเป็นแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อมัน มีเพียงความตึงของด้ายเท่านั้นที่จะป้องกันไม่ให้ด้ายหล่นลงพื้นโดยสิ้นเชิง

หากลูกบอลหมุนในระนาบแนวนอนด้วยความเร็วสูง แรงเหวี่ยงจะเริ่มกระทำกับลูกบอล ลูกบอลจะไม่ห้อยลงในแนวตั้งอีกต่อไป แต่จะเริ่มหมุนในระนาบแนวนอนและดูเหมือนจะเคลื่อนออกจากจุดศูนย์กลางการหมุน คุณสามารถสัมผัสได้ถึงความเคลื่อนไหวของลูกบอลที่กำลังหมุนยืดเชือกอยู่ และแรงตึงเท่ากันของด้ายจะยึดลูกบอลไว้ใกล้จุดศูนย์กลางการหมุน หากคุณหมุนลูกบอลด้วยความเร็วจนแรงเหวี่ยงมีมากกว่าแรงตึงของด้าย ด้ายจะขาดและลูกบอลจะลอยออกไปเป็นเส้นตรงตั้งฉากกับรัศมีการหมุน แต่ในขณะเดียวกันก็จะไม่หมุนต่อไปอีก แรงเหวี่ยงจะหายไป และหลังจากบินไปได้เพียงเล็กน้อย ลูกบอลก็จะตกลงพื้น (คุณเข้าใจว่าทำไม)

แรงเหวี่ยงจากการหมุนของโลก

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นเมื่อโลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ แรงเหวี่ยงที่กระทำต่อโลกในขณะที่มันหมุนจะเคลื่อนตัวออกจากจุดศูนย์กลางการหมุน (นั่นคือจากดวงอาทิตย์) แต่ถ้าโลกหยุดหมุนรอบดวงอาทิตย์และหยุด ดวงอาทิตย์ก็จะดึงมันเข้าหาตัวมันเอง

ในทางกลับกัน แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะรักษาสมดุลของแรงเหวี่ยงจากการหมุนของโลก ดวงอาทิตย์ดึงดูดโลก โลกไม่สามารถบินออกไปจากจุดศูนย์กลางการหมุนของมัน และเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์คงที่ แต่หากความเร็วการหมุนของโลกเพิ่มขึ้นหลายเท่า และแรงเหวี่ยงหนีศูนย์เกินกว่าแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ โลกก็จะบินหนีไป พื้นที่เปิดโล่งและบางครั้งมันจะบินเหมือนดาวหางจนกระทั่งตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของอีกวัตถุหนึ่งที่มีมวลมากกว่านั้น

ทำไมระบบโลก-ดวงจันทร์ไม่ตกสู่ดวงอาทิตย์?

แรงดึงดูดจากดวงอาทิตย์ระบบ โลก-ดวงจันทร์ใหญ่มาก
ทำไมระบบนี้ไม่ตกสู่ดวงอาทิตย์?

ท้ายที่สุดแล้ว มวลของดวงอาทิตย์มากกว่ามวลรวมของโลกและดวงจันทร์ถึง 329,000 เท่า

กระแสน้ำซึ่งเกิดจากการดึงดูดระหว่างโลกและดวงจันทร์นั้นแข็งแกร่งกว่าแสงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์ยังทำให้เกิดกระแสน้ำที่ค่อนข้างอ่อนในระบบโลก-ดวงจันทร์ โดยยืดวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกและบีบอัดจากด้านข้าง

แรงขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์มีความอ่อนแรงเนื่องจากขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงที่กระทำต่อด้านใกล้และไกลในการดึงดูดวัตถุ และขนาดของวัตถุเหล่านี้ยังเล็กเมื่อเทียบกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์

ในเวลาเดียวกัน แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ต่อระบบโลก-ดวงจันทร์ทั้งหมดนั้นยิ่งใหญ่มาก

ทำไมมันไม่ตกถึงดวงอาทิตย์ล่ะ? ท้ายที่สุดแล้ว มวลของดวงอาทิตย์มากกว่ามวลรวมของโลกและดวงจันทร์ถึง 329,000 เท่า แน่นอนว่า มันจะตกลงสู่ดวงอาทิตย์โดยตรงถ้าโลกหยุดอยู่ในวงโคจร และไม่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เหมือนอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบันด้วยความเร็ว 30 กิโลเมตรต่อวินาที (ด้วยความเร็วนี้ คุณสามารถขับรถไปยัง Samara ได้ใน 7 วินาที!) และถ้าไม่ใช่เพราะแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ โลกก็จะลอยออกไปในวงโคจรของมันในแนวสัมผัส ดวงอาทิตย์ป้องกันสิ่งนี้และทำให้ร่างกายทั้งหมดของระบบสุริยะหมุนรอบมัน

เหตุใดวัตถุของระบบสุริยะจึงหมุนในวงโคจรด้วยความเร็วสูงเช่นนี้

เนื่องจากระบบสุริยะก่อตัวจากเมฆที่หมุนรอบตัวอย่างรวดเร็ว เพิ่มขึ้น ความเร็วเชิงมุมเป็นผลมาจากการที่เมฆอัดแรงโน้มถ่วงเข้าหาจุดศูนย์กลางมวล ซึ่งต่อมาดวงอาทิตย์ก็ก่อตัวขึ้น แม้กระทั่งก่อนการบีบอัด เมฆก็มีความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการแปลอยู่แล้ว ดังนั้นระบบสุริยะไม่เพียงหมุนเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนที่ไปในทิศทางของกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสด้วยความเร็ว 20 กิโลเมตรต่อวินาที และโลกและดวงจันทร์ก็มีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวนี้ด้วย

อะไรเป็นเหตุให้ก้าวหน้าและ การเคลื่อนไหวแบบหมุนเมฆก่อนที่จะเริ่มการบีบอัดแรงโน้มถ่วง? เมฆ “ของเรา” เป็นส่วนเล็กๆ ของหนึ่งในกลุ่มก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่ที่ปกคลุมกาแล็กซีของเรา จากสาเหตุหลายประการที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนของคอมเพล็กซ์เหล่านี้ เราจะกล่าวถึงสาเหตุหลักบางประการ

การหมุนรอบแบบไม่แข็งของกาแล็กซี กาแล็กซี่ - ไม่ แข็ง- ความเร็วในการหมุนของส่วนที่ซับซ้อนนั้นซึ่งอยู่ใกล้กับใจกลางกาแล็กซีมากกว่านั้นมากกว่าความเร็วที่อยู่ห่างออกไป

สนามแม่เหล็กของกาแล็กซี ส่วนประกอบของก๊าซประกอบด้วยไอออน และส่วนประกอบของฝุ่นประกอบด้วยเหล็กและโลหะอื่นๆ เมื่อทำปฏิกิริยากับสนามกาแลคซีที่ซับซ้อน สารเชิงซ้อนจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นสนามแม่เหล็ก

การระเบิดของซูเปอร์โนวา สสารซูเปอร์โนวาที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดจะเร่งก๊าซและฝุ่นที่อยู่รอบๆ ด้วยความเร็วหลายพันกิโลเมตรต่อวินาที “โนเว” และดาวฤกษ์อื่นๆ ที่สูญเสียชั้นบรรยากาศออกไปนั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ลมดาว. ดาวยักษ์ร้อนซึ่งมีลมดาวกระจายกระจายก๊าซและฝุ่นที่ก่อตัวขึ้นมา

มีสาเหตุหลายประการ ในกาแล็กซี วัตถุทั้งหมดมีความเร็วในการหมุนและการแปลเป็นของตัวเอง

ปัญหาที่กล่าวถึงในบันทึกนี้เกี่ยวข้องกับปัญหาจักรวาล นักวิทยาศาสตร์สับสนตั้งแต่นั้นมา ความเข้าใจร่วมกันอุปกรณ์ของระบบสุริยะของเรา ปัญหานี้เกิดขึ้นมาอย่างน้อยสามร้อยปีแล้ว โดยทั่วไปแล้ว ปัญหาได้รับการแก้ไขในเชิงคุณภาพแล้ว Rakhil Menashevna เขียนบันทึกที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้

อย่างไรก็ตาม ความลึกลับมากมายยังคงอยู่ โดยเฉพาะในการคำนวณเชิงปริมาณของพารามิเตอร์ของระบบสุริยะ เราได้เขียนเกี่ยวกับปริศนาเหล่านี้บางส่วนแล้ว Rakhil Menashevna อธิบายบางส่วนไว้ ตัวอย่างเช่น เหตุใดจึงมีน้ำมากมายบนโลก และน้ำนี้มาหาเราได้อย่างไร

ฉันอยากจะเข้าใจจริงๆ ว่าการก่อตัวของดวงอาทิตย์และระบบสุริยะของเราเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ปัญหานี้อาจไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ ระยะเวลาการโคจรรอบดวงอาทิตย์รอบใจกลางกาแล็กซีอยู่ที่ประมาณ 250 ล้านปี ในช่วงชีวิตของดวงอาทิตย์ ซึ่งประมาณ 4.5 พันล้านปี ดวงอาทิตย์มีการปฏิวัติ 16-17 รอบ ในช่วงเวลานี้ เห็นได้ชัดว่าดวงอาทิตย์ของเราเคลื่อนตัวไปไกลจากพี่น้องที่เกิดมาพร้อมกับดวงอาทิตย์มาก ดังนั้นเพื่อที่จะจัดการกับ เงื่อนไขเริ่มต้นจำเป็นต้องพิจารณาว่าดาวดวงใดเป็นพี่น้องกับดวงอาทิตย์ของเรา แต่น่าเสียดายที่เรายังไม่สามารถทำเช่นนี้ได้ แต่จะเป็นการดีที่จะบอกว่าดาวดวงนั้นเกิดจากเมฆก้อนเดียวกับดวงอาทิตย์ แต่ดวงนี้อยู่ข้างๆ ในเวลาที่เกิด

ตัวอย่างเช่น ภายในรัศมี 15 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ มีสองระบบที่มีดาวแคระขาว เหล่านี้คือซิเรียสและโพรซีออน ระบบเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกัน พวกเขาเกิดมาพร้อมกับดวงอาทิตย์หรือไม่?

คำถามที่ไม่คาดคิดของคุณก็สนใจฉันเช่นกัน ฉันคิดว่าข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับการก่อตัวของดวงอาทิตย์ ซิเรียส และโพรซีออนจากเมฆทั่วไปก้อนเดียวนั้นเป็นเรื่องจริง

ฉันยังพบในหนังสืออ้างอิง P.G. คูลิคอฟสกีว่าดาวฤกษ์เหล่านี้มีความเร็วตามแนวรัศมีสัมพัทธ์ค่อนข้างน้อย โดยเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 8 และ 3 กม./วินาที ตามลำดับ ในขณะที่ความเร็วในแนวรัศมีของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 20 - 30 กม./วินาที บางทีดาวเหล่านี้ยังคงโคจรรอบใจกลางกาแล็กซีด้วยกัน

บทความสั้น ๆ ของฉันมีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายสาระสำคัญของปรากฏการณ์ที่กำลังพิจารณา ฉันสามารถเสริมด้วยรายละเอียดมากมาย แต่ฉันพยายามที่จะไม่ทำเช่นนี้ อาจนำรายละเอียดเพิ่มเติมจากวรรณกรรมและยิ่งกว่านั้นตามที่คุณสังเกตอย่างถูกต้องนั้นไม่เป็นที่รู้จักของวิทยาศาสตร์

ที่รัก RMR_stra- มาก ข้อมูลที่น่าสนใจ- ฉันมีความคิดมาระยะหนึ่งแล้ว!

สมมุติว่า ซีเรียสหรือ โปรซีออนเกิดมาพร้อมกับ ดวงอาทิตย์จากเมฆก้อนเดียวกัน เรารู้อายุของดวงอาทิตย์ นี่เป็นเวลาประมาณ 4.5 พันล้านปี นี่คือประมาณครึ่งหนึ่งของอายุขัยของดวงอาทิตย์ ดาวแคระขาวไม่สามารถมีมวลมากกว่าสองเท่าของมวลดวงอาทิตย์ได้ มีแนวโน้มว่าจะมีมวลประมาณ 1.5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่ดาวฤกษ์ที่มีมวลประมาณ 2 ถึง 1.5 เท่าของดวงอาทิตย์และมีชีวิตอยู่น้อยกว่าดวงอาทิตย์ประมาณเท่าๆ กัน แต่นั่นหมายความว่าดาวแคระขาวในระบบดาวเสาร์และโพรไซออนเพิ่งปรากฏตัวเมื่อไม่นานมานี้ เป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของเราเห็นการหลุดออกจากเปลือกของดาวเหล่านี้ในรูปแบบของดอกไม้ไฟบนท้องฟ้าอันยิ่งใหญ่ มีสิ่งที่เรียกว่าดิสก์ของ เนบรี- มีอายุประมาณ 5,000 ปี มันมีส่วนโค้งบางส่วนในท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว เปลือกที่ถูกทิ้งควรจะดูเหมือนส่วนโค้งที่เปล่งประกายบนท้องฟ้าของโลก บนจาน เชื่อกันว่าส่วนโค้งนี้อยู่ติดกับดาวทั้ง 7 ดวงของกลุ่มดาวลูกไก่ และพวกมันตั้งอยู่ในส่วนท้องฟ้าเกือบเท่ากับซิเรียสและโพรซีออน

ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถสรุปได้ว่าเปลือกที่ถูกดีดออกมาถึงระบบสุริยะหลายร้อยปีหลังจากการดีดออกอาจทำให้เกิดการควบแน่นของความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลกเพิ่มขึ้น (เนื่องจากการไหลของอนุภาคที่มีประจุเพิ่มขึ้น) กล่าวคือ ฝน. ฝนดังกล่าวอาจคงอยู่ตลอดเวลาในระหว่างที่ส่วนกลางของเปลือกโลกเคลื่อนผ่านโลก และเวลานี้ควรคำนวณในอีกสิบวัน

แรงโน้มถ่วงเป็นพลังลึกลับที่สุดในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบธรรมชาติของมัน แต่เป็นแรงโน้มถ่วงที่ยึดดาวเคราะห์ในระบบสุริยะไว้ในวงโคจร หากไม่มีแรงโน้มถ่วง ดาวเคราะห์ก็จะบินหนีจากดวงอาทิตย์ เหมือนกับลูกบิลเลียดที่โดนไม้คิว

Gravity - พลังแห่งแรงโน้มถ่วง

หากมองลึกลงไปจะเห็นได้ชัดว่าหากไม่มีแรงโน้มถ่วงก็จะไม่มีดาวเคราะห์ด้วยซ้ำ แรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงดึงดูดของสสารต่อสสาร คือแรงที่รวบรวมสสารเข้าสู่ดาวเคราะห์และทำให้มันมีรูปร่างกลม

แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์เพียงพอที่จะยึดดาวเคราะห์เก้าดวง ดาวเทียมหลายสิบดวง ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางหลายพันดวง บริษัททั้งหมดนี้หมุนรอบดวงอาทิตย์เป็นฝูง เหมือนกับผีเสื้อกลางคืนที่อยู่รอบระเบียงที่มีแสงสว่าง หากไม่มีแรงโน้มถ่วง ดาวเคราะห์ ดาวเทียม และดาวหางเหล่านี้ก็จะบินไปตามเส้นทางของตัวเองเป็นเส้นตรง ในทางกลับกัน พวกมันหมุนรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรของมัน เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ทำให้วิถีโคจรเป็นเส้นตรงของมันโค้งงออย่างต่อเนื่อง เพื่อดึงดูดดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดาวหางที่มีดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ เช่นเดียวกับที่ม้าขี่ม้าเด็ก ๆ เดินเป็นวงกลม ผูกติดกับเสาที่อยู่ตรงกลางวงกลมนี้ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือวิธีการผูก ร่างกายของจักรวาลถูกผูกติดอยู่กับดวงอาทิตย์ด้วยแรงโน้มถ่วงที่มองไม่เห็น จริงอยู่ ยิ่งระยะห่างระหว่างวัตถุมากเท่าใด แรงดึงดูดระหว่างวัตถุก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ดวงอาทิตย์มีแรงดึงดูดที่อ่อนกว่าดาวพลูโตซึ่งเป็นดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดในระบบสุริยะมากกว่าดาวพุธหรือดาวศุกร์ แรงโน้มถ่วงจะลดลง (หรือเพิ่มขึ้น) แบบทวีคูณตามระยะทาง

ขั้นตอนแรกในการศึกษาคุณสมบัติของแรงโน้มถ่วงถือได้ว่าเป็นการค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์โดยโยฮันเนส เคปเลอร์

เคปเลอร์เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เกิดขึ้นในวงรีเช่น กับ วงกลมยาว นอกจากนี้เขายังค้นพบกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วของดาวเคราะห์โดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งของมันในวงโคจร และค้นพบความสัมพันธ์ที่เชื่อมโยงช่วงเวลาการโคจรของดาวเคราะห์กับระยะห่างจากดวงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม กฎของเคปเลอร์แม้จะทำให้สามารถคำนวณตำแหน่งในอนาคตและอดีตของดาวเคราะห์ได้ แต่ก็ยังไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับธรรมชาติของพลังเหล่านั้นที่เชื่อมโยงดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์เข้ากับระบบที่เชื่อมโยงกันและไม่อนุญาตให้พวกมันกระจายไปใน ช่องว่าง. ดังนั้น กฎของเคปเลอร์จึงให้เป็นเพียงภาพยนต์เท่านั้น ระบบสุริยะ.

อย่างไรก็ตาม คำถามที่ว่าทำไมดาวเคราะห์จึงเคลื่อนที่และแรงใดที่ควบคุมการเคลื่อนที่นี้จึงเกิดขึ้นแม้ในขณะนั้น แต่ก็ไม่สามารถได้รับคำตอบได้ในทันที ในสมัยนั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่ออย่างผิดๆ ว่าการเคลื่อนไหวใดๆ แม้จะสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง ก็สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของกำลังเท่านั้น ดังนั้น เคปเลอร์จึงมองหาแรงในระบบสุริยะที่ "ผลัก" ดาวเคราะห์และป้องกันไม่ให้มันหยุด วิธีแก้ปัญหาเกิดขึ้นในเวลาต่อมาเล็กน้อย เมื่อกาลิเลโอ กาลิเลอีค้นพบกฎความเฉื่อย ซึ่งความเร็วของวัตถุที่ไม่มีแรงกระทำใด ๆ จะไม่เปลี่ยนแปลง หรือถ้าจะพูดให้เป็นภาษาที่แม่นยำยิ่งขึ้นก็คือ ในกรณีที่แรงที่กระทำต่อวัตถุนั้น ร่างกายเป็นศูนย์ ความเร่งของร่างกายนี้ก็เท่ากับศูนย์เช่นกัน ด้วยการค้นพบกฎความเฉื่อย เห็นได้ชัดว่าในระบบสุริยะ เราต้องไม่มองหาแรงที่ "ผลัก" ดาวเคราะห์ แต่มองหาพลังที่เปลี่ยนพวกมัน การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรง“โดยความเฉื่อย” เข้าสู่ส่วนโค้ง

กฎการกระทำของแรงนี้ แรงโน้มถ่วง ถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวอังกฤษ ไอแซก นิวตัน ซึ่งเป็นผลมาจากการศึกษาการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์รอบโลก นิวตันสามารถพิสูจน์ได้ว่าวัตถุทั้งหมดดึงดูดกันด้วยแรงที่แปรผันตามมวลของวัตถุ และเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง กฎนี้กลายเป็นกฎธรรมชาติที่เป็นสากลอย่างแท้จริง ซึ่งดำเนินการทั้งภายใต้เงื่อนไขของโลกและระบบสุริยะของเรา และในอวกาศระหว่างร่างกายของจักรวาลและระบบของพวกมัน

เราพบกับอาการของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วง อย่างแท้จริงในทุกย่างก้าว การร่วงหล่นของร่างลงสู่พื้นดินดวงจันทร์และ กระแสน้ำแสงอาทิตย์, การปฏิวัติของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์, ปฏิสัมพันธ์ของดวงดาวในกระจุกดาว - ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการกระทำของแรงโน้มถ่วง ในเรื่องนี้กฎแรงโน้มถ่วงได้รับชื่อ "สากล" การค้นพบของเขาช่วยให้เข้าใจปรากฏการณ์หลายประการ ซึ่งไม่ทราบสาเหตุมาก่อน

ด้านปริมาณของกฎแรงโน้มถ่วงได้รับการยืนยันมากมายในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำและการสังเกตทางดาราศาสตร์ อย่างน้อยก็เพียงพอแล้วที่จะนึกถึง "การค้นพบทางทฤษฎี" ของดาวเนปจูนซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงที่แปดของระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้ถูกค้นพบโดยนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Le Verrier โดย การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 7 ดาวยูเรนัส ซึ่งประสบ "การรบกวน" จากเทห์ฟากฟ้าที่ในขณะนั้นไม่รู้จัก

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบอันน่าทึ่งนี้ให้ความรู้อย่างมาก เมื่อความแม่นยำของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์เพิ่มขึ้น สังเกตได้ว่าดาวเคราะห์ที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เบี่ยงเบนไปจากวงโคจรเคปเปิลอย่างเห็นได้ชัด เมื่อมองแวบแรก สิ่งนี้ดูเหมือนจะขัดแย้งกับกฎแรงโน้มถ่วง ซึ่งบ่งบอกถึงความไม่ถูกต้องหรือแม้แต่ความผิดปกติ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกความขัดแย้งที่จะพิสูจน์หักล้างทฤษฎีได้

มี “ข้อยกเว้น” ที่แท้จริงแล้วเป็นผลโดยตรงจากกฎหมาย สิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนของการสำแดงอย่างหนึ่ง ซึ่งในขณะนี้ได้หลบเลี่ยงความสนใจของเรา และเป็นพยานถึงความยุติธรรมของสิ่งนี้อีกครั้งเท่านั้น มีแม้กระทั่งก บทกลอน: “ข้อยกเว้นพิสูจน์กฎ” การศึกษา "ข้อยกเว้น" ดังกล่าวจะช่วยเพิ่มพูนความรู้ทางวิทยาศาสตร์และช่วยให้สามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้หรือปรากฏการณ์นั้นได้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ การศึกษาการเบี่ยงเบนที่ไม่สามารถเข้าใจได้ของเส้นทางดาวเคราะห์จากวงโคจรของเคปเปิลเรียนนำไปสู่การสร้าง "กลศาสตร์ท้องฟ้า" สมัยใหม่ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่สามารถคำนวณการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าล่วงหน้าได้

หากมีดาวเคราะห์ดวงเดียวเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ เส้นทางของมันจะตรงกับวงโคจรที่คำนวณตามกฎแรงโน้มถ่วงอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง มีดาวเก้าดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ของเราในเวลากลางวัน ดาวเคราะห์ดวงใหญ่ไม่เพียงมีปฏิสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังโต้ตอบระหว่างกันด้วย การดึงดูดซึ่งกันและกันของดาวเคราะห์นี้นำไปสู่การเบี่ยงเบนตามที่กล่าวข้างต้น นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งเหล่านั้นว่า "การรบกวน"

ใน ต้น XIXวี. นักดาราศาสตร์รู้ว่ามีดาวเคราะห์เพียงเจ็ดดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่ในการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ดวงที่เจ็ดดาวยูเรนัสมีการค้นพบ "การรบกวน" ที่น่ากลัวซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแรงดึงดูดจากดาวเคราะห์ทั้งหกดวงที่รู้จัก ยังคงสันนิษฐานได้ว่ามีดาวเคราะห์ "ใต้ดาวยูเรเนียน" ที่ไม่รู้จักกำลังกระทำการบนดาวยูเรนัส แต่มันอยู่ที่ไหนล่ะ? เราควรมองหามันที่ไหนบนท้องฟ้า? นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เลอ แวร์ริเยร์ ตั้งใจที่จะตอบคำถามเหล่านี้

ดาวเคราะห์ดวงใหม่ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 8 จากดวงอาทิตย์ไม่เคยมีใครสังเกตเห็นเลย แต่ถึงกระนั้น Le Verrier ก็ไม่สงสัยเลยว่ามันมีอยู่จริง นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาหลายวันหลายคืนในการคำนวณของเขา หากการค้นพบทางดาราศาสตร์ก่อนหน้านี้เกิดขึ้นเฉพาะในหอดูดาวเท่านั้นซึ่งเป็นผลมาจากการสังเกตท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว Le Verrier ก็ค้นหาดาวเคราะห์ของเขาโดยไม่ต้องออกจากที่ทำงาน เขามองเห็นมันอย่างชัดเจนหลังแถวสูตรทางคณิตศาสตร์ที่เป็นระเบียบ และเมื่อตามคำแนะนำของเขา กอลล์ค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่แปดชื่อเนปจูน เลอ แวร์ริเยร์ พวกเขากล่าวว่าไม่ต้องการดูมันผ่านกล้องโทรทรรศน์ด้วยซ้ำ

เมื่อเกิดแล้ว ช่างกลสวรรค์ก็ได้รับตำแหน่งอันทรงเกียรติอย่างรวดเร็ว การวิจัยอวกาศ- ปัจจุบันนี้เป็นหนึ่งในส่วนที่แม่นยำที่สุดของวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์

อย่างน้อยก็เพียงพอแล้วที่จะพูดถึงการคำนวณล่วงหน้าของช่วงเวลาสุริยะและ จันทรุปราคา- ตัวอย่างเช่น คุณรู้ไหมว่าเมื่อใดที่สุริยุปราคาเต็มดวงครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นที่มอสโก? นักดาราศาสตร์สามารถให้คำตอบที่แม่นยำได้อย่างสมบูรณ์ สุริยุปราคานี้จะเริ่มในเวลาประมาณ 11.00 น. ของวันที่ 16 ตุลาคม พ.ศ. 2669 กลศาสตร์ท้องฟ้าช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองอนาคต 167 ปี และระบุเวลาได้อย่างแม่นยำว่าโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์จะเข้ามาอยู่ในตำแหน่งที่สัมพันธ์กันจนดวงจันทร์ เงาจะตกลงบนดินแดนมอสโก แล้วการคำนวณการเคลื่อนที่ของจรวดอวกาศและวัตถุท้องฟ้าเทียมที่สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์ล่ะ? พวกมันอยู่ตามกฎแห่งแรงโน้มถ่วงอีกครั้ง

การเคลื่อนไหวของเทห์ฟากฟ้าใดๆ ก็ตามจะถูกกำหนดโดยสิ้นเชิงโดยแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุนั้นและความเร็วที่วัตถุนั้นครอบครอง เรียกได้ว่าใน สถานะปัจจุบันระบบเทห์ฟากฟ้ากำหนดอนาคตของมันอย่างชัดเจน ดังนั้นงานหลักของกลศาสตร์ท้องฟ้าก็คือการรู้ ตำแหน่งสัมพัทธ์และความเร็วของเทห์ฟากฟ้าใด ๆ คำนวณการเคลื่อนไหวในอนาคตในอวกาศ ในทางคณิตศาสตร์ปัญหานี้ยากมาก ความจริงก็คือว่าในระบบใด ๆ ของวัตถุที่เคลื่อนที่ของจักรวาลนั้นมีการกระจายมวลอย่างต่อเนื่องและด้วยเหตุนี้ขนาดและทิศทางของแรงที่กระทำต่อแต่ละวัตถุจึงเปลี่ยนไป ดังนั้น แม้ในกรณีที่ง่ายที่สุดของการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสามที่มีปฏิสัมพันธ์กัน ก็ยังไม่มีความสมบูรณ์ วิธีแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์- วิธีแก้ปัญหาที่แน่นอนสำหรับปัญหานี้รู้จักกันใน " กลศาสตร์ท้องฟ้า"ภายใต้ชื่อ "ปัญหาสามร่าง" เป็นไปได้เฉพาะในบางกรณีเท่านั้น เมื่อเป็นไปได้ที่จะแนะนำการทำให้เข้าใจง่ายบางอย่าง กรณีที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นเมื่อมวลของวัตถุหนึ่งในสามวัตถุนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของวัตถุอื่นๆ

แต่นี่คือสถานการณ์เมื่อคำนวณวงโคจรของจรวดเช่นในกรณีของการบินไปดวงจันทร์ มวลของยานอวกาศมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับมวลของโลกและลูเป้จนสามารถมองข้ามได้ สถานการณ์นี้ทำให้สามารถคำนวณวงโคจรจรวดได้อย่างแม่นยำ

ดังนั้นกฎการกระทำของแรงโน้มถ่วงจึงเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับเรา และเราก็ใช้มันเพื่อแก้ไขปัญหาเชิงปฏิบัติได้หลายอย่างอย่างประสบความสำเร็จ แต่กระบวนการทางธรรมชาติใดที่เป็นตัวกำหนดแรงดึงดูดของร่างกายต่อกัน?