Podíl:
10 teorií a skutečností, které jste nevěděli o gravitaci
Náš vztah s gravitací nás každou z nás vrátí do první třídy, když jsme se o této úžasné síle dozvěděli. Avšak gravitace je mnohem víc než síla, která nás drží na Zemi.
Ve škole se učíme některé základní myšlenky o gravitaci. Ale tyto způsobují mnoho mylných představ a nedostatků v pochopení této důležité fyzické síly. Zde je 10 teorií o ohýbání mysli a fakty, které jste pravděpodobně nevěděli o gravitaci.
10 Závažnost je teorie, nikoliv zákon
Je to mýtus, že gravitace je vědecký zákon. Pokud byste měli provést on-line vyhledávání o gravitaci, pravděpodobně byste viděli mnoho článků, které se objevily o zákonu gravitace. Ve vědeckém světě jsou však zákony a teorie velmi odlišné. Vědecký zákon je fakt, který je založen na datech a vztazích, které popisují přesně to, co se děje. Naproti tomu teorie je myšlenka, která slouží k vysvětlení, proč se vyskytují určité jevy.
Když uvažujeme o gravitaci pomocí definic vědeckých zákonů a teorií, je zřejmé, proč gravitace je teorie a ne zákon. Vědci nebyli schopni měřit gravitaci pro každou hvězdu, měsíc, planetu, asteroid nebo atom ve vesmíru.
Voyager 1 (uměle vytvořená kosmická sonda) od Země odcestovala přibližně 21 miliard kilometrů (13 miliard mil). Toto plavidlo opustilo naši sluneční soustavu, ale ne moc. Jen při pohledu na samotnou dekádu dlouhou cestu Voyager 1 je zřejmé, proč vědci nebyli schopni studovat gravitaci každé hvězdy, měsíce, planety, asteroidu a atomu. Náš vesmír je tak velký!
9 Existují mezery v teorii gravitace
Poté, co jsme se dozvěděli, že gravitace je jen teorie, někteří z nás uhodí jinou křivku. Některé mezery v teorii gravitace naznačují, že to není tak věrohodné, jak jsme si kdysi mysleli v první třídě. Mnoho těchto nedostatků souvisí s tím, co můžeme vidět v naší sluneční soustavě, ale někteří je zde vidět na Zemi.
Například podle teorie gravitace by gravitační síla Slunce byla mnohem větší na Měsíci než gravitační síla Země. Takže Měsíc by se točil kolem Slunce místo Země. Vědci prokázali, že se Měsíc otáčí kolem Země, kterou vidíme právě při pohledu na noční oblohu.
Ve škole jsme se také dozvěděli o Isaaku Newtonovi, "objevitelovi" gravitace, který uznal možnou mezeru v teorii. Newton vytvořil novou větev matematiky nazvanou fluxions, kterou vyvinul teorii gravitace. Fluxions nemusí znělo, ale co se nakonec změnilo v vůli.
Dnes to nazýváme kalkul. Ačkoli mnozí z nás studují počet v určitém okamžiku našeho života, tato oblast matematiky se také ukázala jako nedostatečná. Tak mohou existovat nedostatky v tom, jak Newton "dokázal" svou teorii gravitace.
8 Gravitační vlny
Albert Einstein obecná teorie relativity (aka Einsteinova teorie gravitace) byla navržena v roce 1915. Kolem stejného času byl také nazýván jev nazvaný gravitační vlny. Teprve v roce 1974 byla tato teorie prokázána.
Gravitační vlny jsou vlnky v prostoru-časovém kontinuu způsobené násilnými událostmi ve vesmíru. Tyto události mohou být cokoli od srážky černých děr až po otálení neutronových hvězd do supernovy. Když dojde k jedné z těchto událostí, gravitační vlny se vynoří ze scény, jako vlny, které se pohybují od skály hozené do vody. Vlny cestují rychlostí světla vesmírem.
Protože nevidíme tyto katastrofické události, které se dějí v našem vesmíru, trvá mnoho let, než pozorujeme gravitační vlny. Proto trvalo téměř 60 let, dokazovat, že gravitační vlny existují.
Vědci již více než 40 let monitorují své první hledání gravitačních vln, které dokázaly, že existují. Tyto vlny byly způsobeny dvěma hustými, hustými hvězdami, které se obíhají kvůli gravitačnímu zatížení. Časem bylo zjištěno, že hvězdy se blížily blíž a blíž k sobě navzájem rychlostí předpověděnou Einsteinovou teorií. Bylo tedy prokázáno, že gravitační vlny existují.
7 Černé díry a gravitace
Černé díry jsou jednou z největších tajemství vesmíru. Jsou tvořeny, když hvězda se zhroutí sama, což vytváří supernovu. Tato supernova vybuchne části hvězdy ven do vesmíru a může vytvořit prostor ve vesmíru, kde gravitace je tak silná, že světlo z něho nemůže uniknout - černá díra. Gravitace netvoří černou díru, ale hraje klíčovou roli v tom, abychom nám pomohli pochopit a dozvědět se o nich.
Tíha černých děr pomáhá vědcům najít je ve vesmíru. Vzhledem k tomu, že tahová síla je tak silná, vědci vidí gravitační tah na jiné hvězdy nebo plyny, které jsou kolem nich. Černá díra může tyto plyny vytáhnout a osvětlit disk kolem sebe. Bez extrémní závažnosti černých děr jsme možná nikdy nevěděli, že existují.
6 Teorie temné hmoty a temné energie
Asi 68 procent vesmíru je tvořeno temnou energií a asi 27 procent je tvořeno temnou hmotou. I když v našem vesmíru je tolik temné hmoty a temné energie, o nich moc nevíme.
Víme však, že temná energie má mnoho vlastností. Einsteinova teorie gravitace také hrála velkou roli v pomoci vědcům, aby viděli, že temná energie je schopná rozšiřovat a vytvářet více prostoru. Při použití Einsteinovy teorie se vědci původně domnívali, že gravitace musela nakonec zpomalovat expanzi vesmíru s tím, jak čas plyne.
Potom v roce 1998 Hubble Space Telescope ukázal, že vesmír se rozšiřuje rychleji a rychleji. Vědci tak věděli, že teorie gravitace nebyla schopna vysvětlit, co se děje ve vesmíru.Předpokládali existenci temné hmoty a temné energie, aby vysvětlili, jak se vesmír postupně rozrůstá.
5 gravitonů
Když se učíme o gravitaci ve škole, dozvídáme se, že to je síla. Ale může to být ještě víc. Gravitace může být vlastně částice nazývaná graviton.
Gravitony by byly základním těžištěm a vyzařovaly gravitační síly. Fyzici nezaznamenali žádné gravitony, ale mají mnoho teorií o tom, proč by měly existovat. Jednou z těchto teorií je, že gravitace je jedinou silou (ze čtyř základních sil přírody), v níž nebyla zjištěna základní jednotka.
I když mohou existovat gravitony, bylo by velmi těžké je identifikovat. Fyzici si myslí, že gravitační vlny jsou tvořeny gravitacemi. Chcete-li hledat gravitační vlny, mohli bychom udělat jednoduchý experiment, ve kterém odrazíme světla ze zrcadel, aby viděli posuny v jejich oddělení.
Bohužel by to nefungovalo při zjišťování změn v minutových vzdálenostech způsobených gravitonemi. Fyzici by museli používat zrcadla, která jsou tak těžká, že by se zhroutili a vytvořili černé díry.
Nebude to v blízké budoucnosti. Zatím fyzici hledají vesmír (největší věc, kterou mohou), aby jim pomohli odhalit účinky gravitonů.
4 Potenciální tvorba červí díry
Wormholes jsou v našem vesmíru velkým tajemstvím. Jak skvělé by bylo projít vesmírným tunelem při rychlosti světla, aby cestovalo do jiné galaxie? No, kdyby někde v našem vesmíru existovaly červové díry, mohlo by to být možné. Právě teď neexistují žádné důkazy, že existují, ale fyzici si myslí, že jeden způsob, jak je vytvořit, bude s gravitací.
Použitím Einsteinovy obecné teorie relativity popsal fyzik Ludwig Flamm, jak gravitace dokáže ohýbat prostor-čas, což by teoreticky mohlo způsobit tvorbu červí díry. Samozřejmě existují i další teorie o tvorbě červí díry.
3 planety uplatňují gravitační sílu na slunci
Víme, že Slunce působí gravitační sílu na všechny planety naší sluneční soustavy tak, aby obíhaly kolem Slunce. Stejně tak Země působí na Měsíc gravitační silou, a proto také obíhá kolem Země.
Avšak každá planeta nebo jiný objekt s hmotou v naší sluneční soustavě také působí gravitační sílu na Slunci, na jiných planetách a na jakýkoli jiný objekt, který má hmotu. Stupeň působící síly závisí na hmotnosti předmětů a vzdálenosti mezi nimi.
V naší sluneční soustavě se proto každý objekt s hmotností točí okolo Slunce. Má největší gravitační záběr. Ve skutečnosti každý objekt s hmotností ve vesmíru vyvíjí svou vlastní gravitační sílu na každý jiný objekt, který má hmotu, i když jsou vzdáleny světelným rokům!
2 Mikrogravitace
Všichni jsme viděli obrázky nebo slyšeli příběhy o astronautech, kteří se vesměs vznášejí v prostoru, protože neexistuje žádná závažnost. Přestože se jedná o společné zobrazení ve filmech, ve skutečnosti je to gravitace ve vesmíru.
To se nazývá mikrogravitace, protože je to tak malé množství. Tato mikrogravitace vytváří efekt, který astronauti vypadají jako beztížní ve vesmíru. Bez planety gravitace nebudou planety obíhat kolem Slunce a Měsíc by neměl obejít Zemi.
Gravitace se rozkládá a zužuje se vzdáleností. Ve vesmíru je mikrogravitace, protože všechno je mnohem vzdálenější, než je tady na Zemi, kde je gravitace silnější.
Gravitace je také slabá na velmi malé úrovni. Přemýšlejte o atomu. Je tak malá, že s ním bude spojena velmi slabá gravitační síla. Jak se atomy spojují, jejich síla se zpevňuje.
1 čas cestování
Cestování v čase je tajemstvím, které nás roky fascinovalo. Mnoho teorií, včetně teorie o gravitaci, by mohlo vysvětlit, proč může skutečně existovat časová cesta. Gravitace vytváří ohyb v prostoru-čase, který způsobuje, že se objekty pohybují v zakřivené cestě. Výsledkem je, že objekty ve vesmíru se pohybují mírněji než ty na zemi na Zemi. Přesně tak, hodiny na vesmírných družicích získají 38 mikrosekund denně.
Vzhledem k tomu, že gravitace ve vesmíru způsobuje, že se objekty pohybují rychleji ve vesmíru než na Zemi, astronauti jsou považováni za cestující v čase, když se vrátí na Zemi. Účinek na astronauty je tak malý, že byste si toho nevšimli. Ale to nastoluje otázku: Mohla by gravitačně nakonec způsobit druhy cestování v čase, které vidíme ve filmech?