гравитационное поле земли это
Земная гравитация
Определение земной гравитации
Гравитация – естественная сила, которая заставляет массивные вещи притягиваться, вроде астероидов, планет, скоплений и т.д. Чем больше масса, тем выше гравитационный показатель. Также он зависит от удаленности (уменьшается с отдалением). Можете посмотреть как выглядит сила гравитации Земли на рисунке.
Художественная интерпретация воздействия земной гравитации на пространство-время
Среди четырех фундаментальных сил гравитация выступает самой слабой. Поэтому ей отведена роль воздействия на наименьшие частички – субатомные. А вот в более крупных масштабах она влияет на взаимодействие материи и эволюционный процесс раннего пространства.
Именно гравитация несет ответственность за скопление материи и формирование газового облака, из которого появились первые звезды. Далее она притягивала осколки, создавая планеты и спутники.
Универсальная гравитация Земли и относительность
Энергия и масса соотносятся, поэтому все формы энергии также располагают гравитационной силой. Это отметилось и в общей теории относительности, которая лучше всего характеризует гравитацию. Это не сила, а следствие искривленности пространства и времени, созданное неравномерным распределением массы/энергии.
Художественная интерпретация эффекта перетаскивания, где пространство и время тянутся вокруг массивного объекта
Наиболее экстремальный пример искривленности представлен черной дырой. Это последствие падения сверхмассивной звезды, с которой ничего не может выбраться.
Многие гравитационные моменты также объясняются законом универсальной гравитации Ньютона: существует как притяжение между телами. Силу можно определить математически.
Земная гравитация
Международная космическая станция на земной орбите
Также гравитация меняется, основываясь составе небесного тела. Более высокие концентрации материала способны изменить силу. Но эта сумма слишком крошечная, чтобы ее отметить. Вы могли знать, что гравитация иная на большой высоте. Если вы окажитесь на вершине Эвереста, то там сила на 0.28% меньше. На МКС – 90% поверхностной. Но станция пребывает в эффекте свободного падения, поэтому все внутри падает, и вы не ощущаете силы.
Именно гравитация ответственна за то, что скорость побега составляет 11.186 км/ч. Из-за разности в гравитационных показателях с другими объектами приходится готовить астронавтов к сложным условиям и создавать специальные тренажеры и защиту.
Длительное пребывание в микрогравитации негативно сказывается на организме, но НАСА стараются исправить это положение, чтобы без проблем построить марсианские и лунные колонии.
Мы должны быть благодарны за гравитацию Земли, но это и наша ноша, усложняющая процесс освоения чужих миров. Мы прикованы к дому и чувствуем себя здесь прекрасно, но вынуждены ограничивать себя лишь этим шаром.
Гравитационное поле земли это
ъЕНМС Ч НЙТПЧПН РТПУФТБОУФЧЕ, ЕЕ РТПЙУИПЦДЕОЙЕ.
уПУФБЧ Й УФТПЕОЙЕ ъЕНМЙ
йУФЙООПЕ РПМПЦЕОЙЕ ъЕНМЙ ЛБЛ ПДОПК ЙЪ РМБОЕФ уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ ВЩМП ДПЛБЪБОП Ч XVI ЧЕЛЕ РПМШУЛЙН БУФТПОПНПН оЙЛПМБЕН лПРЕТОЙЛПН (1473-1543). еЗП ПФЛТЩФЙЕ РПУМХЦЙМП ФПМЮЛПН ДМС ТБЪЧЙФЙС БУФТПОПНЙЙ ОБ ОБХЮОПК ПУОПЧЕ.
ъЕНМС РПМХЮБЕФ МЙЫШ 1/2200000000 ДПМА ЬОЕТЗЙЙ уПМОГБ, ОП Й ЕЕ ИЧБФБЕФ ДМС УПЪДБОЙС ВМБЗПРТЙСФОЩИ ЦЙЪОЕООЩИ ХУМПЧЙК.
лПУНПЗПОЙЮЕУЛЙЕ ЗЙРПФЕЪЩ. еЭЕ ЧП ЧТЕНЕОБ ЪБТПЦДЕОЙС ОБХЛЙ П ъЕНМЕ ЧПРТПУ П ЕЕ РТПЙУИПЦДЕОЙЙ ТБУУНБФТЙЧБМУС Ч ФЕУОПК УЧСЪЙ У РТПВМЕНПК РТПЙУИПЦДЕОЙС уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ Ч ГЕМПН. ч 1755 ЗПДХ РПСЧЙМБУШ ЗЙРПФЕЪБ, ЧЩДЧЙОХФБС ЙЪЧЕУФОЩН ОЕНЕГЛЙН ХЮЕОЩН й.лБОФПН: уПМОЕЮОБС УЙУФЕНБ РТПЙЪПЫМБ ЙЪ ТБУУЕСООПК НБФЕТЙЙ, «РЕТЧЙЮОПЗП ИБПУБ». юБУФЙГЩ «ИБПУБ» ЧОБЮБМЕ ВЩМЙ ОЕРПДЧЙЦОЩ, ОП, РП НЕТЕ ФПЗП ЛБЛ ВПМЕЕ РМПФОЩЕ Й ЛТХРОЩЕ ЮБУФЙГЩ РТЙФСЗЙЧБМЙ НЕОЕЕ РМПФОЩЕ (РП ЪБЛПОХ ЧУЕНЙТОПЗП ФСЗПФЕОЙС), ПОЙ РТЙИПДСФ Ч ДЧЙЦЕОЙЕ. фБЛ ПВТБЪПЧБМЙУШ ЛТХРОЩЕ УЗХУФЛЙ, ЛПФПТЩЕ РТЕДУФБЧМСМЙ УПВПК ПВПУПВМЕООЩЕ ЪЧЕЪДЩ Й РМБОЕФЩ. чБЦОП Ч ЗЙРПФЕЪЕ лБОФБ ФП, ЮФП ХУФТБОЕО ЧПРТПУ П РЕТЧПН, «ВПЦЕУФЧЕООПН», ФПМЮЛЕ (ЛПФПТЩК РТЕДРПМБЗБМ оШАФПО). чУЕ Ч ЬФПК ЗЙРПФЕЪЕ ПВЯСУОСЕФУС ЖЙЪЙЮЕУЛЙНЙ ЪБЛПОБНЙ.
ч ОБЮБМЕ ии ЧЕЛБ ВЩМЙ ЧЩСЧМЕОЩ ОЕЛПФПТЩЕ ПУПВЕООПУФЙ УФТПЕОЙС уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ, ЛПФПТЩЕ ОЕ ХЛМБДЩЧБАФУС Ч ТБНЛЙ ЗЙРПФЕЪЩ лБОФБ-мБРМБУБ (хТБО ЧТБЭБЕФУС ОБ ВПЛХ, ОЕЛПФПТЩЕ УРХФОЙЛЙ аРЙФЕТБ, уБФХТОБ Й хТБОБ, УБН хТБО Й чЕОЕТБ ЧТБЭБАФУС Ч ДТХЗХА УФПТПОХ). рТПФЙЧ ЗЙРПФЕЪЩ ВЩМЙ Й ОЕЛПФПТЩЕ ЪБЛПОЩ НЕИБОЙЛЙ.
ч 30-И ЗПДБИ ОБЫЕЗП УФПМЕФЙС РПРХМСТОПУФШ РПМХЮЙМБ ЗЙРПФЕЪБ БОЗМЙКУЛПЗП ХЮЕОПЗП д.дЦЙОУБ П ФПН, ЮФП РМБОЕФОЩЕ УЗХУФЛЙ НБФЕТЙЙ ВЩМЙ ЧЩТЧБОЩ ЙЪ уПМОГБ РТЙФСЦЕОЙЕН РТПИПДСЭЕК ВМЙЪЛП ЗЙЗБОФУЛПК ЪЧЕЪДЩ. пО, РП УХФЙ ДЕМБ, ЧЕТОХМУС Л «РТЙМЙЧОПК» ЗЙРПФЕЪЕ ц.вАЖЖПОБ П УЗХУФЛЕ, ЧЩТЧБООПН ЙЪ уПМОГБ ЛПНЕФПК. оП, ЧП-РЕТЧЩИ, ЧЕТПСФОПУФШ ФБЛПЗП УПВЩФЙС Ч ОБЫЕК ПВМБУФЙ зБМБЛФЙЛЙ РТБЛФЙЮЕУЛЙ ТБЧОБ ОХМА, Б ЧП-ЧФПТЩИ, ЛБЛ ПВЯСУОЙФШ У ЬФПК ФПЮЛЙ ЪТЕОЙС НОПЦЕУФЧЕООПУФШ РМБОЕФОЩИ УЙУФЕН? рПИПЦЙЕ ЙДЕЙ ЧЩДЧЙОХМЙ ФБЛЦЕ БНЕТЙЛБОУЛЙЕ ХЮЕОЩЕ ж.нХМШФПО Й ф.юЕНВЕТМЕО.
ч 40-И ЗПДБИ ии ЧЕЛБ ЧОЙНБОЙЕ РТЙЧМЕЛМБ ЗЙРПФЕЪБ ПВТБЪПЧБОЙС РМБОЕФ ЙЪ ФЧЕТДПЗП НЕФЕПТОПЗП ЧЕЭЕУФЧБ, ТБЪТБВПФБООБС УПЧЕФУЛЙН БЛБДЕНЙЛПН п.а.ыНЙДФПН. рП ЬФПК ЗЙРПФЕЪЕ ъЕНМС ПВТБЪПЧБМБУШ ЙЪ ТБЪТЕЦЈООПЗП РЩМЕЧПЗП ПВМБЛБ Ч ТЕЪХМШФБФЕ ОЕХРТХЗПЗП УПХДБТЕОЙС (БЛЛТЕГЙЙ) ФЧЕТДЩИ ЮБУФЙГ РПД ДЕКУФЧЙЕН ЧЪБЙНОПЗП РТЙФСЦЕОЙС. рТЕДРПМБЗБМПУШ, ЮФП ъЕНМС ВЩМБ ЧОБЮБМЕ ИПМПДОПК Й ТБЪПЗТЕМБУШ ЧФПТЙЮОЩН РХФЕН ЧУМЕДУФЧЙЕ ТБДЙПБЛФЙЧОПЗП ТБУРБДБ ФСЦЕМЩИ ЬМЕНЕОФПЧ.
ч ОБУФПСЭЕЕ ЧТЕНС ПВТБЪПЧБОЙЕ уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ РТЕДУФБЧМСЕФУС УМЕДХАЭЙН ПВТБЪПН:
чУС ЬФБ ЬЧПМАГЙС РТПЙУИПДЙМБ ПЮЕОШ ВЩУФТП (ЧУЕЗП ПЛПМП 100 НМО. МЕФ) Й УМХЮЙМБУШ РТЙВМЙЪЙФЕМШОП 4,7 НМТД. МЕФ ФПНХ ОБЪБД.
рП НЕЦДХОБТПДОПНХ УПЗМБЫЕОЙА 1924 ЗПДБ РТЙОСФЩ УМЕДХАЭЙЕ РПУФПСООЩЕ ЧЕМЙЮЙОЩ ъЕНМЙ:
х РПЧЕТИОПУФЙ ъЕНМЙ ФЕНРЕТБФХТОЩК ТЕЦЙН ПРТЕДЕМСЕФУС ДЧХНС ЙУФПЮОЙЛБНЙ: ФЕРМПН, РПМХЮБЕНЩН ПФ уПМОГБ Й УПВУФЧЕООЩН ФЕРМПН РМБОЕФЩ ЙЪ ЕЕ ОЕДТ. уППФОПЫЕОЙЕ ЬФЙИ ЙУФПЮОЙЛПЧ ФБЛПЧП: УППФЧЕФУФЧЕООП 99,5% Й 0,5%. рТЙФПЛ ЧОХФТЕООЕЗП ФЕРМБ ПЮЕОШ ОЕТБЧОПНЕТОП ТБУРТЕДЕМСЕФУС ОБ ъЕНМЕ Й УПУТЕДПФПЮЕО Ч ПУОПЧОПН Ч НЕУФБИ РТПСЧМЕОЙС ЧХМЛБОЙЪНБ. пДОБЛП РТПЗТЕЧБОЙЕ УПМОЕЮОЩНЙ МХЮБНЙ ТБУРТПУФТБОСЕФУС ЪБ ЗПД ЧЗМХВШ ъЕНМЙ УБНПЕ ВПМШЫЕЕ ОБ 8-30 УН. оЙЦЕ ЬФПК ЗТБОЙГЩ ТБУРПМБЗБЕФУС РПСУ РПУФПСООПК ФЕНРЕТБФХТЩ, УППФЧЕФУФЧХАЭЙК УТЕДОЕЗПДПЧПК ФЕНРЕТБФХТЕ ДБООПК НЕУФОПУФЙ. ч ЫБИФБИ Й ВХТПЧЩИ УЛЧБЦЙОБИ, ХЗМХВМЈООЩИ ОЙЦЕ РПСУБ РПУФПСООПК ФЕНРЕТБФХТЩ, ОБВМАДБЕФУС РПУФЕРЕООПЕ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ФЕНРЕТБФХТЩ У ЗМХВЙОПК. нЕТПК РПЧЩЫЕОЙС ФЕНРЕТБФХТЩ СЧМСАФУС ДЧЕ ЧЕМЙЮЙОЩ: ЗЕПФЕТНЙЮЕУЛБС УФХРЕОШ Й ЗЕПФЕТНЙЮЕУЛЙК ЗТБДЙЕОФ.
ъЕНМС РТЕДУФБЧМСЕФ УПВПА НБЗОЙФ, РПМАУБ ЛПФПТПЗП ОЕ УПЧРБДБАФ У ЗЕПЗТБЖЙЮЕУЛЙНЙ РПМАУБНЙ ЪЕНОПЗП ЫБТБ, ИПФС Й МЕЦБФ ВМЙЪЛП Л ОЙН. рПМПЦЕОЙЕ НБЗОЙФОЩИ РПМАУПЧ НЕОСЕФУС У ФЕЮЕОЙЕН ЧТЕНЕОЙ Ч УЧСЪЙ У ЧЕЛПЧЩН ЙЪНЕОЕОЙЕН НБЗОЙФОПЗП РПМС ъЕНМЙ.
пУПВПЗП ЧОЙНБОЙС ЗЕПМПЗПЧ ЪБУМХЦЙЧБАФ ЙЪНЕОЕОЙС ОБРТСЦЕОЙС НБЗОЙФОПЗП РПМС ОБ ПФДЕМШОЩИ ХЮБУФЛБИ, ЧЩТБЦЕООЩЕ Ч ОБТХЫЕОЙЙ РТБЧЙМШОПУФЙ ЙЪПВТБЦЕОЙС ЙЪПМЙОЙК. ьФП ФБЛ ОБЪЩЧБЕНЩЕ НБЗОЙФОЩЕ БОПНБМЙЙ. рПМПЦЙФЕМШОЩЕ НБЗОЙФОЩЕ БОПНБМЙЙ ХЛБЪЩЧБАФ ОБ ЪБМЕЦЙ ТХД У НБЗОЙФОЩНЙ УЧПКУФЧБНЙ (лХТУЛБС НБЗОЙФОБС БОПНБМЙС Й ДТ.).
пВПВЭЕОЙЕ ДБООЩИ РП ИЙНЙЮЕУЛПНХ УПУФБЧХ ТБЪМЙЮОЩИ ЗПТОЩИ РПТПД, УМБЗБАЭЙИ ЪЕНОХА ЛПТХ, У ХЮЕФПН ЙИ ТБУРТПУФТБОЕОЙС ДП ЗМХВЙОЩ 20 ЛН, ЧРЕТЧЩЕ ВЩМП УДЕМБОП БНЕТЙЛБОУЛЙН ХЮЕОЩН ж.лМБТЛПН. рПМХЮЕООЩЕ ЙН ГЙЖТЩ РТПГЕОФОПЗП УПДЕТЦБОЙС ИЙНЙЮЕУЛЙИ ЬМЕНЕОФПЧ Ч УПУФБЧЕ ЪЕНОПК ЛПТЩ, ЧРПУМЕДУФЧЙЙ ХФПЮОЈООЩЕ б.е.жЕТУНБОПН, РПМХЮЙМЙ РП РТЕДМПЦЕОЙА РПУМЕДОЕЗП ОБЪЧБОЙЕ ЮЙУЕМ лМБТЛБ, ЙМЙ РТПУФП ЛМБТЛПЧ (УН. ФБВМЙГХ).
уПДЕТЦБОЙЕ Ч ЪЕНОПК ЛПТЕ, ЧЕУПЧЩЕ РТПГЕОФЩ
лБЛ ЧЙДОП ЙЪ ФБВМЙГЩ, ТБУРТЕДЕМЕОЙЕ ЬМЕНЕОФПЧ Ч ЪЕНОПК ЛПТЕ ЛТБКОЕ ОЕТБЧОПНЕТОП. РЕТЧЩЕ 8 ЬМЕНЕОФПЧ УПУФБЧМСАФ 97,24% ПФ ЧУЕЗП УПУФБЧБ ЪЕНОПК ЛПТЩ. йЪ ПУФБМШОЩИ ЙЪЧЕУФОЩИ ОБ ъЕНМЕ ЬМЕНЕОФПЧ (Б ЙИ ЧУЕЗП 104) ФПМШЛП ЧПДПТПД, ФЙФБО, ХЗМЕТПД, ИМПТ, ЖПУЖПТ ЧУФТЕЮБАФУС Ч ЛПМЙЮЕУФЧБИ, УПУФБЧМСАЭЙИ ДЕУСФЩЕ ДПМЙ РТПГЕОФБ Ч УПУФБЧЕ ъЕНМЙ.
у ЗМХВЙОПК ИЙНЙЮЕУЛЙК УПУФБЧ ъЕНМЙ НЕОСЕФУС, П ЮЕН УЧЙДЕФЕМШУФЧХАФ ЙЪНЕОЕОЙС РМПФОПУФЙ Й ХРТХЗЙИ УЧПКУФЧ УТЕДЩ, ХУФБОПЧМЕООЩЕ РТЙ ЙЪХЮЕОЙЙ УЛПТПУФЙ РТПИПЦДЕОЙС ЮЕТЕЪ ЪЕНОПК ЫБТ УЕКУНЙЮЕУЛЙИ ЧПМО. оЕ ЧЩЪЩЧБЕФ УПНОЕОЙС, ЮФП Ч УЧСЪЙ У ХЧЕМЙЮЕОЙЕН РМПФОПУФЙ У ЗМХВЙОПК Ч УПУФБЧЕ ЧЕЭЕУФЧБ ъЕНМЙ ЧПЪТБУФБЕФ ТПМШ ФСЦЈМЩИ ЬМЕНЕОФПЧ (Fe, Mg, Cr, Ni, Co).
оЕРПУТЕДУФЧЕООБС ПГЕОЛБ ИЙНЙЮЕУЛПЗП УПУФБЧБ ОЕДТ ъЕНМЙ ОБН ОЕДПУФХРОБ. оП ТЕЫЕОЙА ЬФПК РТПВМЕНЩ РПНПЗБЕФ ЙЪХЮЕОЙЕ НЕФЕПТЙФПЧ. еУМЙ ПРЙТБФШУС ОБ РТЕДРПМПЦЕОЙЕ, ЮФП ПОЙ СЧМСАФУС ПВМПНЛБНЙ РМБОЕФ, НПЦОП РТПЧЕУФЙ ЙЪЧЕУФОЩЕ БОБМПЗЙЙ НЕЦДХ УПУФБЧПН НЕФЕПТЙФПЧ Й ЗМХВПЛЙИ ОЕДТ ъЕНМЙ. уТБЧОЕОЙЕ ДБООЩИ ИЙНЙЮЕУЛПЗП УПУФБЧБ ЦЕМЕЪОЩИ НЕФЕПТЙФПЧ УП УТЕДОЙН ИЙНЙЮЕУЛЙН УПУФБЧПН ЪЕНОПК ЛПТЩ РПЛБЪЩЧБЕФ, ЮФП Ч ОЕДТБИ ъЕНМЙ ТЕЪЛП ХЧЕМЙЮЙЧБЕФУС УПДЕТЦБОЙЕ Fe РТЙ ХНЕОШЫЕОЙЙ УПДЕТЦБОЙС O, Si, Al.
ъЕНОБС ЛПТБ ОБЙВПМЕЕ ОЕПДОПТПДОБ. рП ЗМХВЙОЕ Ч ОЕК ЧЩДЕМСЕФУС 3 УМПС (УЧЕТИХ ЧОЙЪ): ПУБДПЮОЩК, ЗТБОЙФОЩК Й ВБЪБМШФПЧЩК.
пУБДПЮОЩК УМПК ПВТБЪПЧБО НСЗЛЙНЙ, Б ЙОПЗДБ Й ТЩИМЩНЙ ЗПТОЩНЙ РПТПДБНЙ, ЧПЪОЙЛЫЙНЙ РХФЈН ПУБЦДЕОЙС ЧЕЭЕУФЧБ Ч ЧПДОПК ЙМЙ ЧПЪДХЫОПК УТЕДЕ ОБ РПЧЕТИОПУФЙ ъЕНМЙ. пУБДПЮОЩЕ РПТПДЩ ПВЩЮОП ТБУРПМПЦЕОЩ Ч ЧЙДЕ РМБУФПЧ, ПЗТБОЙЮЕООЩИ РБТБММЕМШОЩНЙ РМПУЛПУФСНЙ. нПЭОПУФШ УМПС ЛПМЕВМЕФУС ПФ ОЕУЛПМШЛЙИ НЕФТПЧ ДП 10-15 ЛН. еУФШ ХЮБУФЛЙ, ЗДЕ ПУБДПЮОЩК УМПК РТБЛФЙЮЕУЛЙ РПМОПУФША ПФУХФУФЧХЕФ.
ч ЧПДЕ ПЛЕБОПЧ РТЙУХФУФЧХАФ РПЮФЙ ЧУЕ ЙЪЧЕУФОЩЕ ИЙНЙЮЕУЛЙЕ ЬМЕНЕОФЩ, ПДОБЛП РТЕПВМБДБАФ ФПМШЛП 4: O2, H2, Na, Cl. уПДЕТЦБОЙЕ ТБУФЧПТЈООЩИ Ч НПТУЛПК ЧПДЕ ИЙНЙЮЕУЛЙИ УПЕДЙОЕОЙК (УПМЈОПУФШ) ПРТЕДЕМСЕФУС Ч ЧЕУПЧЩИ РТПГЕОФБИ ЙМЙ РТПНЙММЕ (1 РТПНЙММЕ = 0,1 %). уТЕДОСС УПМЈОПУФШ ПЛЕБОУЛПК ЧПДЩ 35 РТПНЙММЕ (Ч 1 М ЧПДЩ 35 З УПМЕК). уПМЈОПУФШ НЕОСЕФУС Ч ЫЙТПЛЙИ РТЕДЕМБИ. фБЛ, Ч лТБУОПН НПТЕ ПОБ ДПУФЙЗБЕФ 52 РТПНЙММЕ, Ч юЈТОПН НПТЕ ДП 18 РТПНЙММЕ.
3. Физическая сущность гравитации
Анализируя современные теории гравитации, начиная с Ньютона и его последователей, мы видим сложность восприятия этого явления. Она заключается в том, что термин «тяготение» ассоциируется с термином «гравитационное излучение». Но если это излучение, т.е. нечто, исходящее от гравитирующего тела (например, Земли), то, как оно может действовать в обратном направлении, т.е. притягивать? Гегель указывал на это несоответствие ещё 200 лет назад. Он считал, что притяжение есть производное от отталкивания, однако, обосновать это теоретически не удосужился.
Физика не может использовать интуитивные прозрения, если их нельзя сформулировать последовательным математическим языком и дополнить описанием на обычном языке. Кроме того, существующие сегодня теории гравитации, включая закон всемирного тяготения Ньютона и общую теорию относительности Эйнштейна, не отвечают на самый главный вопрос – откуда берётся энергия на создание и поддержание гравитационного поля. По расчётам учёных сила притяжения Солнца, удерживающая Землю на орбите, составляет 3,6х10^(21)кгс. Но кроме Земли надо притягивать и другие планеты. Учёные попали в тупик, выяснив, что Солнце не в состоянии энергетически обеспечить притяжение планет солнечной системы. Ньютон, да и Эйнштейн долго бились над этим вопросом, но так и не нашли разумного ответа. В конце концов, Ньютон решил, что сама масса является источником силы притяжения. Так появилась гравитационная масса, которую он отделил от веса. Но при этом ему пришлось внести в свою теорию другую массу – инертную, как количество вещества. К его удивлению, математические вычисления показали, что эти массы в точности равны друг другу. Так родился закон эквивалентности тяжёлой и инертной массы, который Эйнштейн использовал для построения общей теории относительности. Таким образом, Ньютон отказался от физического объяснения наблюдаемых явлений, заменив его математическим. По его пути пошёл и Эйнштейн, создавая свою теорию гравитации, в которой доминирующую роль играет не масса, а пространство и время, как физические объекты. Поэтому его теорию называют ещё геометрической. Конечно, геометрия может определять параметры сил, но она не может быть причиной движения.
В ХХ веке появилась, и начала быстро развиваться квантовая теория микромира и отдельная её ветвь – квантовая теория гравитации. Её трудность, прежде всего, заключается в том, что она основана на математическом формализме довольно высокого уровня, когда по результатам вычислений судят о физической сущности рассматриваемого явления. Кроме того, она постулирует наличие в природе элементарных частиц – гравитонов, ответственных за гравитационное взаимодействие. Как известно, несмотря на долгие поиски, эти частицы так и не были обнаружены. К тому же, эта теория, как и все предыдущие, не отвечает на вопрос – где находится источник энергии, питающий гравитационное поле. Итак, все перечисленные выше теории, а также подобные им (сегодня их насчитывается более десятка) являются чисто математическими, с невыявленной физической сущностью. Такие теории не дают выхода на проведение экспериментов, подтверждающих их. Объясняя отсутствие широкомасштабных экспериментов с гравитацией, учёные ссылаются на то, что, согласно теории Ньютона, для их проведения требуется огромная масса, поскольку именно она является источником гравитационных сил, а это практически невыполнимо. Что же касается общей теории относительности Эйнштейна, то в ней, как уже отмечалось, одна математика, а физической сущностью выступают пространство и время, которые не поддаются экспериментам. Не в лучшем виде в этом вопросе выглядит и квантовая теория гравитации. А, как уже говорилось в главе 1, при использовании математических методов в решении задач, необходимо соблюдать осторожность.
В первую очередь, для проверки термодинамической природы гравитации необходимо создать искусственное гравитирующее тело. До сих пор такая идея не могла прийти в голову ни одному исследователю, поскольку она противоречила бы всем известным на сегодня теориям гравитации. Однако, согласно ТМГ, процессы, связанные с излучением гравитационных волн Землёй можно сымитировать в миниатюре. Сама природа подсказывает, как это можно осуществить, причём очень просто и наглядно. Для этого необходимо взять шар, желательно побольше, из материала, выдерживающего высокую температуру. Внутрь его поместить источник тепловой энергии и установить этот шар на весы. Предположительно, он должен терять в весе (конечно незначительно) вследствие того, что своим гравитационным излучением будет отталкиваться от подобного излучения Земли (так же как Луна). Так и произошло. Для решающего эксперимента был изготовлен стальной шар диаметром 100мм. В шаре было сделано конусное отверстие до центра. Затем его поставили на лабораторные весы рычажного типа ВЛТ-5 с ценой деления 0,3г и уравновесили обычными гирями. Вес шара составил 4,2кг. В качестве источника тепловой энергии был использован лазер ЛТ1-2 с энергией луча 5 кВт. Луч был направлен в конусное отверстие шара сверху вниз. По мере повышения температуры поверхности шара (измерение проводилось термопарой) стрелка весов, как и предполагалось, медленно отклонялась в сторону уменьшения веса. Приблизительно через полтора часа, при достижении температуры поверхности шара 300°С лазер был выключен. Разница (уменьшение) в весе шара по сравнению с первоначальным показанием (в холодном состоянии) составила 3г (десять делений шкалы). При отключении лазера, вес вернулся к исходному.
Далее, чтобы разнообразить эксперименты, гравитирующее тело было изготовлено в форме тора, или, попросту говоря, большого бублика из каолинового волокна с «запеченной» внутри по оси электроспиралью мощностью 500Вт. Тепловой поток в нём, как и в шаре, распространяется изнутри по радиусу, т.е. будет направленным. Взвешивание «бублика» производилось на тех же весах, что и в предыдущем опыте. В этом эксперименте, как и в опыте с шаром, тепловая энергия на создание гравитационного излучения расходовалась со всей поверхности тора. При этом рабочая часть поверхности, которая взаимодействует с гравитационным излучением Земли, составляет 20-25% от всей его поверхности. Если бы вся энергия спирали была направлена в рабочую, нижнюю, зону тора, то эффект потери веса тора увеличился бы раз в 10. Это предположение можно отнести и к эксперименту с шаром. Выводы, полученные из этих двух опытов, послужили толчком для создания гравитирующего тела в виде «тарелки». Эта «летающая тарелка» была изготовлена из двух алюминиевых полусфер диаметром 350мм. В нижней полусфере установили графитовый сердечник (излучатель) диаметром и высотой 100мм. Нижний его торец выпустили на 10мм наружу, а на верхнем уложили электроспираль в фарфоровых бусах мощностью 0,8кВт. Всё остальное пространство обеих полусфер было заполнено каолиновым волокном. Вес «тарелки» в холодном состоянии составил 3,5кг, а гравитирующая способность (уменьшение веса) к концу эксперимента составила 5г. Взвешивание проводилось всё на тех же весах. Надо сказать, что здесь я ожидал лучшего результата. Очевидно, большая часть теплового потока, проходящего через сердечник, отклонялась в стороны для прогрева теплоизоляции его боковой поверхности. В результате, только часть теплового потока преобразовалась в гравитационное излучение, которое взаимодействовало с подобным излучением Земли.
Наилучшие результаты, т.е. потеря веса, были получены на модели гравитирующего тела, в шутку названного «летающая кастрюля», по аналогии с «летающей тарелкой». Эта модель и в самом деле была изготовлена из кастрюли с диаметром и высотой 160мм. В днище вырезали отверстие диаметром 100мм, на которое уложили диск из графита диаметром 130мм и толщиной 35мм. На диск, как и в предыдущем эксперименте, уложили электроспираль в фарфоровых бусах мощностью 600Вт. Всё свободное пространство «кастрюли» заполнили каолиновым волокном. Вес модели в холодном состоянии составил 2,534кг. На этот раз взвешивание проводилось на электронных весах МК-6-А20 с ценой деления 2г. Это позволило наблюдать за изменением веса модели во времени вплоть до минут в процессе её нагревания, а затем остывания в естественных условиях. Модель была установлена на специальной подставке, исключающей возможность нагрева механизма весов. Результаты эксперимента сведены в таблицу.(см. таблицу изменения веса модели при нагреве и остывании)
Гравитационное поле Земли
В CCCP и других социалистических странах в основном применяется формула Ф. Р. Гельмерта:
g(р) = 978030(1 + 0,005302 sin 2 р — 0,000007 sin 2 2р), мГал.
Из правых частей обеих формул вычитают 14 мГал для учёта ошибки в абсолютной силе тяжести, которая была установлена в результате многократных измерений абсолютной силы тяжести в разных местах. Выведены другие аналогичные формулы, в которых учитываются изменения нормальной силы тяжести вследствие трёхосности Земли, асимметричности её северного и южного полушарий и пр. Разность измеренной силы тяжести и нормальной называют аномалией силы тяжести (см. геофизическая аномалия). Аномальная часть гравитационного поля Земли по величине меньше, чем нормальная, и изменяется сложным образом. Поскольку положения Луны и Солнца относительно Земли изменяются, то происходит периодическая вариация гравитационного поля Земли. Это вызывает приливные деформации Земли, в т.ч. морские приливы. Существуют также неприливные изменения гравитационного поля Земли во времени, которые возникают из-за перераспределения масс в земных недрах, тектонических движений, землетрясений, извержения вулканов, перемещения водных и атмосферных масс, изменения угловой скорости и мгновенной оси суточного вращения Земли. Многие величины неприливных изменений гравитационного поля Земли не наблюдаются и оценены только теоретически.
На основании гравитационного поля Земли определяется геоид, характеризующий гравиметрическую фигуру Земли, относительно которой задаются высоты физической поверхности Земли. Гравитационное поле Земли в совокупности с другими геофизическими данными используется для изучения модели радиального распределения плотности Земли. По нему делаются выводы о гидростатическом равновесном состоянии Земли и о связанных с этим напряжениях в её недрах. По наблюдениям приливных вариаций силы тяжести изучают упругие свойства Земли.
Гравитационное поле Земли используется при расчёте орбит искусственных спутников Земли и траекторий движения ракет. По аномалиям гравитационного поля Земли изучают распределение плотностных неоднородностей в земной коре и верхней мантии, проводят тектоническое районирование, поиски месторождений полезных ископаемых (см. гравиметрическая разведка). Гравитационное поле Земли используется для вывода ряда фундаментальных постоянных геодезии, астрономии и геофизики.
Гравитационное поле Земли
Полезное
Смотреть что такое «Гравитационное поле Земли» в других словарях:
Гравитационное поле земли — (a. gravitational field of the Earth, Earth gravitational field; н. Schwerefeld der Erde; ф. champ de gravite de la Terre; и. campo de gravedad de la tierra) силовое поле, обусловленное притяжением масс Земли и центробежной силой, к рая… … Геологическая энциклопедия
Гравитационное поле Земли — Гравитация (всемирное тяготение, тяготение) (от лат. gravitas «тяжесть») дальнодействующее фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все материальные тела. По современным данным, является универсальным взаимодействием в том… … Википедия
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ — (поле тяготения), один из видов поля физического, посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие (притяжение) тел, например Солнца и планет Солнечной системы, планет и их спутников, Земли и находящихся на ней или вблизи нее тел … Современная энциклопедия
Гравитационное поле — (поле тяготения), один из видов поля физического, посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие (притяжение) тел, например Солнца и планет Солнечной системы, планет и их спутников, Земли и находящихся на ней или вблизи нее тел … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Гравитационное взаимодействие — Гравитация (всемирное тяготение, тяготение) (от лат. gravitas «тяжесть») дальнодействующее фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все материальные тела. По современным данным, является универсальным взаимодействием в том… … Википедия
Гравитационное красное смещение — В физике, гравитационное красное смещение является проявлением эффекта изменения частоты испущенного некоторым источником света (вообще говоря, любых электромагнитных волн) по мере удаления от массивных объектов, таких как звёзды и чёрные дыры;… … Википедия
Гравитационное замедление времени — В физике, гравитационное красное смещение является проявлением эффекта изменения частоты света (вообще говоря, любых электромагнитных волн) по мере удаления от массивных объектов, таких как звёзды и чёрные дыры; оно наблюдается как сдвиг… … Википедия
Гравитационное излучение — излучение гравитационных волн, или волн тяготения (См. Тяготение), неравномерно движущимися массами (телами). Существование гравитационных волн следует из общей теории относительности (теории тяготения) А. Эйнштейна,… … Большая советская энциклопедия
гравітаційне поле землі — гравитационное поле Земли gravitational field of the Earth, Earth gravitational field *Schwerefeld der Erde силове поле, зумовлене тяжінням маси Землі і відцентровою силою, яка виникає внаслідок добового обертання Землі. Незначною мірою залежить… … Гірничий енциклопедичний словник
Гипотетические естественные спутники Земли — Земля с двумя спутниками: изображение, полученное при помощи программы Celestia Гипотетические естественные спутники Земли небесные тела, обращающиеся вокруг Земли … Википедия