Что такое тяготение – ТЯГОТЕНИЕ - это... Что такое ТЯГОТЕНИЕ? - Центр социальной реабилитации инвалидов и детей-инвалидов Фрунзенского района Санкт-Петербурга

08.07.202009.01.2019

Что такое тяготение – ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

Содержание

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ — Во многих случаях «заимствование» состоит лишь в внешнем приспособлении русского или старославянского выражения к и нтернациональной терминологии и к интернациональной системе понятий. История слова тяготение представляет интересный пример утраты … История слов

тяготение — См … Словарь синонимов

ТЯГОТЕНИЕ — (гравитация, гравитационное взаимодействие), универсальное взаимодействие между любыми видами материи. Если это вз ствие относительно слабое и тела движутся медленно (по сравнению со скоростью света с), то справедлив закон всемирного тяготения… … Физическая энциклопедия

ТЯГОТЕНИЕ — (гравитация), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми физическими полями). Если это взаимодействие относительно невелико и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме (c) … Современная энциклопедия

ТЯГОТЕНИЕ — (гравитация гравитационное взаимодействие), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми полями физическими). Если это взаимодействие относительно слабое и тела движутся медленно по сравнению со… … Большой Энциклопедический словарь

Тяготение — (гравитация), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми физическими полями). Если это взаимодействие относительно невелико и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме (c) … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ТЯГОТЕНИЕ — (всемирное тяготение, гравитация) универсальное и самое слабое ( (6)) из четырёх фундаментальных взаимодействий (см. ), которое проявляется во взаимном притяжении, существующем между любыми двумя телами (физ. полями), и объясняется законом… … Большая политехническая энциклопедия

ТЯГОТЕНИЕ — ТЯГОТЕНИЕ, я, ср. 1. Свойство всех тел притягивать друг друга, притяжение (спец.). Земное т. Закон всемирного тяготения Ньютона. 2. перен., к кому (чему). Влечение, стремление к кому чему н., потребность в чём н. Т. к технике. Испытывать душевное … Толковый словарь Ожегова

тяготение — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN gravity … Справочник технического переводчика

тяготение — Свойство тел притягивать друг друга силой, зависящей от их масс, действиями этой силы обусловлена сферическая форма Земли, многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и мн. др. Syn.: гравитация; сила тяжести … Словарь по географии

dic.academic.ru

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ — ТЯГОТЕНИЕ, тяготения, мн. нет, ср. 1. Притяжение; присущее двум материальным телам свойство притягивать друг друга с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними (физ.). Земное… … Толковый словарь Ушакова

тяготение — См … Словарь синонимов

ТЯГОТЕНИЕ

— (гравитация), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми физическими полями). Если это взаимодействие относительно невелико и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме (c) … Современная энциклопедия

ТЯГОТЕНИЕ

— (всемирное тяготение, гравитация) универсальное и самое слабое ( (6)) из четырёх фундаментальных взаимодействий (см. ), которое проявляется во взаимном притяжении, существующем между любыми двумя телами (физ. полями), и объясняется законом… … Большая политехническая энциклопедия

dic.academic.ru

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ

Во многих случаях «заимствование» состоит лишь в внешнем приспособлении русского или старославянского выражения к и нтернациональной терминологии и к интернациональной системе понятий.

История слова тяготение представляет интересный пример утраты старой внутренней формы и развития переносных смысловых оттенков на основе научного терминологического значения. Тяготение возникает на основе глагола — тяготеть, который восходит к отвлеченно-книжному, старославянскому по своему происхождению существительному тягота (Срезневский, 3, с. 1098—1099). В XVIII в. слово тягота еще принадлежало к высокому «штилю»³⁸⁴. Ср. в одическом слоге у Ломоносова: И тяготу земли встряхнуть. В старославянском языке известен глагол отяготѣти в значении `быть обремененным, отягощенным’ (ср. в Остромир. Еванг. Лука XXI, 34). Но физическое значение глагола тяготеть возникло едва ли раньше второй половины XVIII в. Его нет в «Материалах» И. И. Срезневского, нет и в «Лексиконе треязычном Ф. Поликарпова (1704). Он соответствует латинскому gravitare, французскому graviter, немецкому gravitieren, польскому ciężec (ср. ciężkość, cężzar). Точно так же слово

тяготение находит себе полное соответствие в латинск. gravitatio, французск. gravitation (ср atraction. `притяжение’), немецк. Gravitation (Schwerkraft, Anziehungskraft). Ср. в Немецко-латинском и русском лексиконе 1739 г.: отяготити (с. 568).

Следовательно, тяготеть должно было уже в XVII веке значить: `стремиться своей тяжестью к центру земли, книзу’; `притягиваться силою тяжести’. Только эти значения и отмечаются в словарях Академии Российской и в словаре 1847 г. Характерен пример, приводимый здесь: «Луна тяготеет на землю. Все планеты тяготеют на солнце и обратно солнце тяготеет на все планеты» (сл. 1867—1868, 4, с. 652). Соответственно этому

тяготение означало действие и состояние по глаголу тяготеть. Например, закон всеобщего тяготения (loi de la gravitation universelle). Можно предполагать, что управление с предлогом к развилось у слов: тяготеть и тяготение под влиянием слов притягиваться и притяжение.

По связи с тяготить в поэтическом языке первой четверти XIX в. у глагола тяготеть (с предлогом над) возникает значение: `быть постоянной угрозой, нависать тяжестью над кем-нибудь’, (ср. рок тяготеет над ним). Это значение не зарегистрировано ни словарями Академии Российской, ни словарем 1847 г.

Под влиянием синонима притяжение в слове тяготение не ранее 40—50-х годов XIX в. развивается переносное значение: `влечение, стремление’.

Таким образом, и семантическое движение слова тяготение, и его синтаксические связи определяются всецело историческими закономерностями развития самого русского языка.

Заметка публикуется по сохранившейся в архиве машинописи с авторской правкой и добавлениями. Рукопись не обнаружена. — М. Л.

³⁸⁴Ср. в «Лексиконе треязычном» Ф. Поликарпова (1704 г.): «Тягота, тягость. βάρος, άυλος, onus, pondus, gravitas».

В. В. Виноградов. История слов, 2010

dic.academic.ru

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

где F – сила притяжения между двумя материальными телами с массами М1 и М2, а R – расстояние между этими телами. Коэффициент G называется гравитационной постоянной. В метрической системе масса измеряется в килограммах, расстояние – в метрах, а сила – в ньютонах и гравитационная постоянная G имеет значение G = 6,67259Ч10-11 м3Чкг-1Чс-2. Малостью гравитационной постоянной и объясняется то, что гравитационные эффекты становятся заметными только при большой массе тел. Методами математического анализа Ньютон показал, что сферическое тело, например Луна, Солнце или планета, создает тяготение так же, как и материальная точка, которая находится в центре сферы и имеет эквивалентную ей массу. Дифференциальное и интегральное исчисления позволили и самому Ньютону, и его последователям успешно решить новые классы задач, например обратную задачу определения силы по неравномерному или криволинейному движению тела, движущегося под ее воздействием; предсказать скорость и положение тела в любой момент времени в будущем, если известна сила как функция положения; решить задачу о полной силе притяжения любого тела (не обязательно сферической формы) в любой заданной точке пространства. Новые мощные математические средства открыли путь к решению многих сложных, прежде неразрешимых задач не только для гравитационного, но и для других полей. Ньютон показал также, что из-за 24-часового периода вращения вокруг собственной оси Земля должна иметь не строго сферическую, а несколько сплющенную форму. Следствия, вытекающие из исследований Ньютона в этой области, ведут нас в область гравиметрии – науки, занимающейся измерением и интерпретацией силы тяжести на поверхности Земли.

Дальнодействие. Однако в ньютоновских Началах имеется пробел. Дело в том, что, определив силу тяжести и дав описывающее ее математическое выражение, Ньютон не объяснил, что такое тяготение и как оно действует. Вопросы, которые вызывали и продолжают вызывать множество споров с 18 в. до последнего времени, заключается в следующем: каким образом тело, находящееся в одном месте (например, Солнце), притягивает тело (например, Землю), находящееся в другом месте, если между телами нет никакой материальной связи? Как быстро распространяются гравитационные эффекты? Мгновенно? Со скоростью света и других электромагнитных колебаний или с какой-нибудь другой скоростью? Ньютон не верил в возможность дальнодействия, он просто проводил вычисления так, как если бы закон обратной пропорциональности квадрату расстояния был признанным фактом. Многие, в том числе Лейбниц, епископ Беркли и последователи Декарта, соглашались с ньютоновской точкой зрения, но пребывали в убеждении, что явления, оторванные в пространстве от вызывающих их причин, немыслимы без какого-нибудь физического агента-посредника, замыкающего причинно-следственную связь между ними. Позднее все эти и другие вопросы перешли по наследству к аналогичным теориям, объяснявшим распространение света. Светоносная среда получила название эфира, и, следуя более ранним философам, в частности Декарту, физики пришли к заключению, что гравитационные (а также электрические и магнитные) силы передаются как своего рода давление в эфире. И лишь когда все попытки сформулировать непротиворечивую теорию эфира оказались безуспешными, стало ясно, что хотя эфир и давал ответ на вопрос о том, как осуществляется действие на расстоянии, этот ответ не был правильным.
Теория поля и относительность. Собрать воедино разрозненные фрагменты теорий, изгнать эфир и постулировать, что в действительности не существует ни абсолютного пространства, ни абсолютного времени, поскольку ни один эксперимент не подтверждает их существования, выпало на долю А.Эйнштейна (1879-1955). В этом его роль была аналогична роли Ньютона. Для создания своей теории Эйнштейну, как некогда Ньютону, понадобилась новая математика – тензорный анализ. То, что Эйнштейну удалось сделать, до некоторой степени является следствием нового образа мыслей, формировавшегося на протяжении 19 в. и связанного с появлением понятия поля. Поле в том смысле, в каком употребляет этот термин современный физик-теоретик, есть область идеализированного пространства, в котором посредством указания некоторой системы координат задаются положения точек вместе с зависящей от этих положений физической величиной или некоторой совокупностью величин. При переходе от одной точки пространства к другой, соседней, она должна гладко (непрерывно) убывать или возрастать, а также может изменяться со временем. Например, скорость воды в реке изменяется как с глубиной, так и от берега к берегу; температура в комнате выше у печки; интенсивность (яркость) освещения убывает при увеличении расстояния от источника света. Все это – примеры полей. Физики считают поля реальными вещами. В подтверждение своей точки зрения они ссылаются на физический довод: восприятие света, тепла или электрического заряда столь же реально, как и восприятие физического объекта, в существовании которого все убеждены на том основании, что его можно осязать, ощутить его тяжесть или видеть. Кроме того, эксперименты, например, с рассыпанными железными опилками вблизи магнита, их выстраивание вдоль определенной системы искривленных линий делают магнитное поле непосредственно воспринимаемым до такой степени, что никто не усомнится, что вокруг магнита есть “нечто” и после того, как убраны железные опилки. Магнитные “силовые линии”, как назвал их Фарадей, образуют магнитное поле. До сих пор мы избегали упоминаний о гравитационном поле. Ускорение свободного падения g на поверхности Земли, которое меняется от точки к точке на земной поверхности и убывает с высотой, и есть такое поле. Но огромный шаг вперед, который совершил Эйнштейн, состоял не в манипулировании с гравитационным полем нашего повседневного опыта. Вместо того чтобы следовать Фицджеральду и Лоренцу и рассматривать взаимодействие между вездесущим эфиром и движущимися сквозь него измерительными стержнями и часами, Эйнштейн ввел физический постулат, согласно которому любой наблюдатель А, измеряющий скорость света с помощью мерных стержней и часов, которые он носит с собой, неизменно получит один и тот же результат c = 3*10 8 м/с независимо от того, как быстро движется наблюдатель; мерные стержни любого другого наблюдателя В, движущегося относительно А со скоростью v, будут выглядеть для наблюдателя А сокращенными в
раз; отношения между наблюдателямиА и В в точности взаимны, поэтому мерные стержни наблюдателя А и его часы будут для наблюдателя В соответственно столь же более короткими и идущими медленнее; каждый из наблюдателей может считать себя неподвижным, а другого движущимся. Еще одно следствие из частной (специальной) теории относительности состояло в том, что масса m тела, движущегося со скоростью v относительно наблюдателя, увеличивается (для наблюдателя) и становится равной
, где m0 – масса того же тела, движущегося относительно наблюдателя очень медленно. Увеличение инертной массы движущегося тела означало, что не только энергия движения (кинетическая энергия), но и вся энергия обладает инертной массой и что если энергия обладает инертной массой, то она обладает и тяжелой массой и, следовательно, подвержена гравитационным эффектам. Кроме того, как ныне хорошо известно, при определенных условиях в ядерных процессах масса может превращаться в энергию. (Вероятно, точнее было бы говорить о высвобождении энергии.) Если принятые допущения верны (а ныне для такой уверенности у нас имеются все основания), то, стало быть, масса и энергия – различные аспекты одной и той же более фундаментальной сущности.”>

dic.academic.ru

Тяготение – это… Что такое Тяготение?

Гравита́ция (всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas — «тяжесть») — дальнодействующее фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все материальные тела. По современным данным, является универсальным взаимодействием в том смысле, что, в отличие от любых других сил, всем без исключения телам независимо от их массы придаёт одинаковое ускорение. Главным образом гравитация играет определяющую роль в космических масштабах. Термин гравитация используется также как название раздела физики, изучающего гравитационное взаимодействие. Наиболее успешной современной физической теорией в классической физике, описывающей гравитацию, является общая теория относительности, квантовая теория гравитационного взаимодействия пока не построена.

Гравитационное взаимодействие

Гравитационное взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m₁ и m₂, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния — то есть

Здесь G — гравитационная постоянная, равная примерно м³/(кг•с²). Знак минус означает, что сила, действующая на тело, всегда равна по направлению радиус-вектору, направленному на тело, то есть гравитационное взаимодействие приводит всегда к притяжению любых тел.

Закон всемирного тяготения — одно из приложений закона обратных квадратов, встречающегося так же и при изучении излучений (см. например, Давление света), и являющимся прямым следствием квадратичного увеличения площади сферы при увеличении радиуса, что приводит к квадратичному же уменьшению вклада любой единичной площади в площадь всей сферы.

Поле тяжести потенциально. Это значит, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и эта энергия не изменится после перемещения тел по замкнутому контуру. Потенциальность поля тяжести влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии и при изучении движения тел в поле тяжести часто существенно упрощает решение. В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является дальнодействующим. Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал зависит только от положения тела в данный момент времени.

Большие космические объекты — планеты, звезды и галактики имеют огромную массу и, следовательно, создают значительные гравитационные поля.

Гравитация — слабейшее взаимодействие. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях и все массы положительны, это тем не менее очень важная сила во Вселенной. Для сравнения: полный электрический заряд этих тел ноль, так как вещество в целом электрически нейтрально.

Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие.

Из-за глобального характера гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной, и за элементарные астрономические явления — орбиты планет, и за простое притяжение к поверхности Земли и падения тел.

Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. В античные времена Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так — если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются одинаково. Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени.

Небесная механика и некоторые её задачи

Раздел механики, изучающий движение тел в пустом пространстве только под действием гравитации называется небесной механикой.

Наиболее простой задачей небесной механики является гравитационное взаимодействие двух тел в пустом пространстве. Эта задача решается аналитически до конца; результат её решения часто формулируют в виде трёх законов Кеплера.

При увеличении количества взаимодействующих тел задача резко усложняется. Так, уже знаменитая задача трёх тел (то есть движение трёх тел с ненулевыми массами) не может быть решена аналитически в общем виде. При численном же решении, достаточно быстро наступает неустойчивость решений относительно начальных условий. В применении к Солнечной системе, эта неустойчивость не позволяет предсказать движение планет на масштабах, превышающих сотню миллионов лет.

В некоторых частных случаях удаётся найти приближённое решение. Наиболее важным является случай, когда масса одного тела существенно больше массы других тел (примеры: солнечная система и динамика колец Сатурна). В этом случае в первом приближении можно считать, что лёгкие тела не взаимодействуют друг с другом и движутся по кеплеровым траекториям вокруг массивного тела. Взаимодействия же между ними можно учитывать в рамках теории возмущений, и усреднять по времени. При этом могут возникать нетривиальные явления, такие как резонансы, аттракторы, хаотичность и т. д. Наглядный пример таких явлений — нетривиальная структура колец Сатурна.

Несмотря на попытки описать поведение системы из большого числа притягивающихся тел примерно одинаковой массы, сделать этого не удаётся из-за явления динамического хаоса.

Сильные гравитационные поля

В сильных гравитационных полях, при движении с релятивистскими скоростями, начинают проявляться эффекты общей теории относительности:

Гравитационное излучение

Одним из важных предсказаний ОТО является гравитационное излучение, наличие которого до сих пор не подтверждено прямыми наблюдениями. Однако, имеются косвенные наблюдательные свидетельства в пользу его существования, а именно: потери энергии в двойной системе с пульсаром PSR B1913+16 — пульсаром Халса-Тейлора — хорошо согласуются с моделью, в которой эта энергия уносится гравитационным излучением.

Гравитационное излучение могут генерировать только системы с переменным квадрупольным или более высокими мультипольными моментами, этот факт говорит о том, что гравитационное излучение большинства природных источников направленное, что существенно усложняет его обнаружение. Мощность гравитационного l-польного источника пропорциональна (v / c)^{2l + 2}, если мультиполь имеет электрический тип, и (v / c)^{2l + 4} — если мультиполь магнитного типа ^[1], где v — характерная скорость движения источников в излучающей системе, а c — скорость света. Таким образом, доминирующим моментом будет квадрупольный момент электрического типа, а мощность соответствующего излучения равна:

где Q_ij — тензор квадрупольного момента распределения масс излучающей системы. Константа (1/Вт) позволяет оценить порядок величины мощности излучения.

Начиная с 1969 года (эксперименты Вебера (англ.)) и до настоящего времени (февраль 2007) предпринимаются попытки прямого обнаружения гравитационного излучения. В США, Европе и Японии в настоящий момент существует несколько действующих наземных детекторов (GEO 600), а также проект космического гравитационного детектора [2] республики Татарстан.

Тонкие эффекты гравитации

Помимо классических эффектов гравитационного притяжения и замедления времени, общая теория относительности предсказывает существование других проявлений гравитации, которые в земных условиях весьма слабы и их обнаружение и экспериментальная проверка поэтому весьма затруднительны. До последнего времени преодоление этих трудностей представлялось за пределами возможностей экспериментаторов.

Среди них, в частности, можно назвать увлечение инерциальных систем отсчета (или эффект Лензе-Тирринга) и гравитомагнитное поле. В 2005 году автоматический аппарат НАСА Gravity Probe B провёл беспрецедентный по точности эксперимент по измерению этих эффектов вблизи Земли, но его полные результаты пока не опубликованы.

Квантовая теория гравитации

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена непротиворечивая перенормируемая квантовая теория. Впрочем, при низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами — калибровочными бозонами со спином 2.

Стандартные теории гравитации

Подробней см. статью Теории гравитации

В связи с тем, что квантовые эффекты гравитации чрезвычайно малы даже в самых экстремальных экспериментальных и наблюдательных условиях, до сих пор не существует их надёжных наблюдений. Теоретические оценки показывают, что в подавляющем большинстве случаев можно ограничиться классическим описанием гравитационного взаимодействия.

Существует современная каноническая^[3] классическая теория гравитации — общая теория относительности, и множество уточняющих её гипотез и теорий различной степени разработанности, конкурирующих между собой (см. статью Альтернативные теории гравитации). Все эти теории дают очень похожие предсказания в рамках того приближения, в котором в настоящее время осуществляются экспериментальные тесты. Далее описаны несколько основных, наиболее хорошо разработанных или известных теорий гравитации.

Общая теория относительности

В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени. Таким образом, в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект, причём пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой римановой (точнее псевдо-римановой) геометрии. Гравитационное поле (обобщение ньютоновского гравитационного потенциала) иногда называемое также полем тяготения, в ОТО отождествляется с тензорным метрическим полем или метрикой четырехмерного пространства-времени, а напряженность гравитационного поля — с аффинной связностью пространства-времени, определяемой метрикой. Стандартной задачей ОТО является определение компонент метрического тензора, в совокупности задающих метрику пространства-времени, по известному распределению источников энергии-импульса в рассматриваемой системе четырехмерных координат. В свою очередь знание метрики позволяет рассчитывать движение пробных частиц, что эквивалентно знанию свойств поля тяготения в данной системе. В связи с тензорным характером уравнений ОТО, а также со стандартным фундаментальным обоснованием ее формулировки, считается, что гравитация также носит тензорный характер. Одним из следствий является то, что гравитационное излучение должно быть не ниже квадрупольного порядка. Известно, что в ОТО имеются затруднения с объяснением факта неинвариантности энергии гравитационного поля, поскольку данная энергия не описывается тензором. В классической ОТО также возникает проблема описания спин-орбитального взаимодействия. Считается, что существуют определенные проблемы с однозначностью результатов и обоснованием непротиворечивости. Однако экспериментально ОТО считается подтверждающейся до самого последнего времени. Кроме того, многие альтернативные эйнштейновскому, но стандартные для современной физики, подходы к формулировке теории гравитации приводят к результату, совпадающему с ОТО в низкоэнергетическом приближении, которое в основном и доступно экспериментальной проверке.

Теория Эйнштейна-Картана

Теория Эйнштейна-Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время кроме энергии-импульса также и спина объектов.^[4] В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана-Картана. В результате от метрической теории переходят к аффинной теории пространства-времени. Результирующие уравнения для описания пространства-времени распадаются на два класса. Один из них аналогичен ОТО, с тем отличием, что в тензор кривизны включены компоненты с аффинным кручением. Второй класс уравнений задаёт связь тензора кручения и тензора спина материи и излучения. Получаемые поправки к ОТО настолько малы, что пока не видно даже гипотетических путей для их измерения.

Релятивистская теория гравитации

Релятивистская теория гравитации (РТГ) разрабатывается академиком Логуновым А. А. с группой сотрудников. ^[5] В ряде работ они утверждают, что РТГ имеет следующие отличия от ОТО^[6] :

Гравитация есть не геометрическое поле, а реальное физическое силовое поле, описываемое тензором.

Гравитационные явления следует рассматривать в рамках плоского пространства Минковского, в котором однозначно выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Тогда движение тел в пространстве Минковского эквивалентно движению этих тел в эффективном римановом пространстве.

В тензорных уравнениях для определения метрики следует учитывать массу гравитона, а также использовать калибровочные условия, связанные с метрикой пространства Минковского. Это не позволяет уничтожить гравитационное поле даже локально выбором какой-то подходящей системы отсчёта.

Как и в ОТО, в РТГ под веществом понимаются все формы материи (включая и электромагнитное поле), за исключением самого гравитационного поля. Следствия из теории РТГ таковы: чёрных дыр как физических объектов, предсказываемых в ОТО, не существует; Вселенная плоская, однородная, изотропная, неподвижная и евклидовая.

C другой стороны, существуют не менее убедительные аргументы противников РТГ, сводящиеся к следующим положениям:

РТГ есть биметрическая теория, в случае безмассового гравитона эквивалентная так называемой полевой трактовке ОТО как надстройке над ненаблюдаемым пространством Минковского: «В релятивистской теории гравитации… фигурируют в точности те же лагранжианы…, которые приводят к уравнениям гравитационного поля»^[7], «математическое содержание РТГ сводится к математическому содержанию ОТО (в полевой формулировке)» ^[8]. Этот аргумент в таком изложении, правда, по-видимому не учитывает возможных топологических различий между обычной моделью ОТО и такой моделью, или же, по крайней мере, маскирует их.
Случай массивного гравитона в РТГ не даёт правильного ньютоновского предела при переходе к массе равной 0, и, следовательно, бессмыслен.
Дополнительные уравнения РТГ представляют собой всего лишь координатные условия: «Весь набор уравнений РТГ в терминах метрики искривленного пространства-времени можно свести к уравнениям Эйнштейна плюс гармоническое координатное условие, столь успешно использовавшееся Фоком» ^[8].
Вышеприведённые следствия из РТГ являются лишь следствием неточностей: несуществование чёрных дыр — следствием невозможности покрыть одной координатной картой, эквивалентной пространству-времени Минковского, пространство-время сколлапсировавшего в чёрную дыру объекта; космологических предсказаний — следствием принятых координатных условий в сочетании с совершенно произвольным дополнительным допущением о вложенности световых конусов реального пространства в конусы пространства Минковского. (Как видим, этот аргумент явно противоречит первому, показывая расхождение РТГ и ОТО, которые вполне ощутимы; и, если оставить соображения, очевидно исходящие просто изнутри обычной логики ОТО, или суждения о произвольности постулатов, то решение о верности одного из этих подходов остается за экспериментом, если конечно не будет всё же доказана достаточно неочевидная их полная эквивалентность в области наблюдаемого).

Теория Бранса — Дикке

В скалярно-тензорных теориях, самой известной из которых является теория Бранса — Дикке (или Йордана — Бранса — Дикке), гравитационное поле как эффективная метрика пространства-времени определяется воздействием не только тензора энергии-импульса материи, как в ОТО, но и дополнительного гравитационного скалярного поля. Источником скалярного поля считается свёрнутый тензор энергии-импульса материи. Следовательно, скалярно-тензорные теории, как ОТО и РТГ, относятся к метрическим теориям, дающим объяснение гравитации, используя только геометрию пространства-времени и его метрические свойства. Наличие скалярного поля приводит к двум тензорным уравнениям для метрики. Теория Бранса — Дикке вследствие наличия скалярного поля может рассматриваться также как действующая в пятимерном многообразии, состоящем из пространства-времени и скалярного поля.^[9]

Подобное имеет место и в РТГ, где второе тензорное уравнение вводится для учёта связи между неевклидовым пространством и пространством Минковского^[10]. Благодаря наличию безразмерного подгоночного параметра в теории Йордана — Бранса — Дикке, появляется возможность выбрать его так, чтобы результаты теории совпадали с результатами гравитационных экспериментов.

Теории гравитации

Источники и примечания

↑ См. аналогии между слабым гравитационным полем и электромагнитным полем в статье гравитомагнетизм
↑ http://dulkyn.org.ru/ru/about.html
↑ Канонической эта теория является в том смысле, что она наиболее хорошо разработана и широко используется в современной небесной механике, астрофизике и космологии, причём количество надёжно установленных противоречащих ей экспериментальных результатов практически равно нулю.
↑ Иваненко Д. Д., Пронин П. И., Сарданашвили Г. А., Калибровочная теория гравитации. — М., Изд. МГУ, 1985.
↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивистская теория гравитации. — М: Наука, 1989.
↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Тензор энергии-импульса материи как источник гравитационного поля. — Теоретическая и математическая физика, 1997, Т. 110, Вып. 1, Стр. 5 — 24.
↑ Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. ТЯГОТЕНИЕ, ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕОРИИ. УФН, 1986, Т. 149, № 4, с. 695—707. С. 704.
↑ ¹ ² Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Общая теория относительности верна! УФН, 1988, Т. 155, № 3, с. 517—527. С. 521, 524.
↑ Brans, C. H.; Dicke, R. H. (November 1 1961). «Mach’s Principle and a Relativistic Theory of Gravitation». Physical Review 124 (3): 925—935. DOI:10.1103/PhysRev.124.925. Retrieved on 2006-09-23.
↑ С ортодоксальной точки зрения это уравение представляет собой координатное условие, см. выше.

Литература

Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование, 1900—1915). М.: Наука, 1981. — 352c.
Визгин В. П. Единые теории в 1-й трети ХХ в. М.: Наука, 1985. — 304c.
Иваненко Д. Д., Сарданашвили Г. А. Гравитация, 3-е изд. М.:УРСС, 2008. – 200с.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

тяготение — См … Словарь синонимов

dic.academic.ru

Что такое тяготение?

Тела притягиваются друг к другу благодаря силе тяготения. Этим свойством обладают все тела, но заметно тяготение лишь тогда, когда одно из тел очень велико. Ощутимо, скажем, тяготение планет. Земное тяготение — причина того, что выпущенный из рук предмет падает. Даже моря испытывают на себе силу тяготения Луны. Именно она вызывает приливы.

Каштан падающий на Землю из-за силы земного притяжения. Тяготение, масса и вес

Сила тяготения, возникающая между двумя телами, зависит от их масс и от расстояния между ними. Масса — это мера количества вещества, содержащегося в теле. Это постоянная величина. Любые два тела, даже два яблока, притягиваются друг к другу, но так как их массы малы, то и сила тяготения незначительна. Сила тяготения между двумя небольшими телами так мала, что ее нельзя ощутить. Зато сила тяготения, возникающая между Землей и другими телами, весьма ощутима, поскольку масса Земли велика. сила притяжения на Луне астронавта. Сила земного тяготения заставляет все предметы, в том числе падающий каштан, падать на Землю. Вес показывает, с какой силой действует тяготение на объект определенной массы. Вес предмета, который мы держим в руках — это и есть сила земного тяготения, влекущая этот предмет вниз.

Чем дальше тело находится от центра Земли, тем меньше действующая на него сила тяготения. Из-за этого на вершине горы вес будет чуть меньше, чем у её подножия. А на Луне вы будете весить значительно меньше, поскольку сила тяготения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле.

Центр тяжести

Тяготение действует на все части тела, но существует точка, в которой как бы сосредоточен вес тела.

центр тяжести гантели правильной формы

Эту точку называют центром тяжести. Устойчивы те предметы, чей центр тяжести расположен низко, вблизи основания. Если центр тяжести находится высоко, то предмет легко опрокинуть. Центр тяжести гири находится под крючком, на котором гиря висит низкий центр тяжести спасательного катера возвращает его в правильное положение.

Центр тяжести спасательного катера расположен низко, поэтому катер устойчив. Если он и опрокинется, то тут же сам придёт в правильное положение (см. статью “Плавучесть”). Широкое основание обеспечивает устойчивость.

Мотоцикл намного уже гоночного автомобиля, значит, он гораздо менее устойчив. Если толкнуть стоящий мотоцикл, он упадёт на бок, так как его центр тяжести окажется не над основанием. Центр тяжести гоночного автомобиля расположен низко, а колеса широко расставлены. Гоночному автомобилю особенно нужна устойчивость. Его центр тяжести расположен низко, а колёса широко расставлены.

Центр тяжести плоского предмета можно найти при помощи отвеса (подвешенного на нитке груза), булавки и карандаша. Укрепите булавкой картонку произвольной формы на какой-нибудь доске так, чтобы она могла свободно раскачиваться. Центр тяжести находится там. где пересекаются все линии. Подвесьте на булавке нитку с грузом. Прочертите на картоне линию, параллельную нитке. Проделайте тоже самое дважды, поворачивая картон под разными углами.

Приливы и отливы

Приливы вызваны притяжением Луны. Притяжение максимально, когда Луна ближе всего к Земле. Тогда массы воды поднимаются и накатываются на берег. Это явление называется приливом. На противоположной стороне Земли притяжение Луны гораздо меньше, поэтому вода движется не к Луне, а от нее. Здесь также образуется большая волна и возникает прилив. В зонах между этими двумя тачками наблюдаются отливы. Каждые 24 часа (за это время Земля совершает полный оборот вокруг своей оси) на Земле происходят два прилива и два отлива. Вовремя отлива вода отступает, оставляя на песке извилистые волнообразные следы.

ЕЩЁ ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ФАКТЫ О ТЯГОТЕНИИ.

Центр тяжести плоского предмета можно найти при помощи отвеса (подвешенного на нитке груза), булавки и карандаша.

Укрепи булавкой картонку произвольной формы на какой-нибудь доски так, чтобы она могла свободно раскачиваться. Центр тяжести находится там, где пересекаются все линии.
Подвесь на булавке нитку с грузом.
Прочерти на картоне линию, параллельную нитке.
Проделок то же самое поворачивая картон под разными углами.

***

Добавить комментарий

daymultik.ru

Что такое тяготение – ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?

ТЯГОТЕНИЕ – это… Что такое ТЯГОТЕНИЕ?