Узнайте о силе гравитации, ее роли во Вселенной и на Земле. Описание гравитационного притяжения, закона Ньютона и общей теории относительности Эйнштейна.
Cодержание
Гравитация (притяжение, всемирное тяготение, тяготение) (от лат. gravitas - «тяжесть») - универсальное фундаментальное взаимодействие между материальными телами, обладающими массой. В приближении малых, по сравнению со скоростью света, скоростей и слабого гравитационного взаимодействия описывается теорией тяготения Ньютона, в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна. В квантовом пределе гравитационное взаимодействие предположительно описывается квантовой теорией гравитации, которая еще не разработана.
Гравитационное притяжение
В рамках классической механики гравитационное притяжение описывается законом всемирного тяготения Ньютона. Согласно этому закону, гравитационное притяжение между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделенными расстоянием r, пропорционально обеим массам и обратно пропорционально квадрату расстояния:
| Закон всемирного тяготения Ньютона |
|---|
| F = G * (m1 * m2) / r2 |
Где G - гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10-11 м³/(кг·с²).
Гравитационное притяжение играет крайне важную роль в структуре и эволюции Вселенной. Оно устанавливает связь между плотностью Вселенной и скоростью её расширения, определяет ключевые условия равновесия и устойчивости астрономических систем. Без гравитации не было бы планет, звезд, галактик, чёрных дыр. Гравитационное сжатие является основным источником энергии на поздних стадиях эволюции звезд, таких как белые карлики, нейтронные звезды и чёрные дыры.
Сила гравитации Земли
Сила гравитации играет ключевую роль в жизни на Земле. Она позволяет Земле вращаться вокруг Солнца и удерживает все объекты на поверхности планеты.
Гравитационное притяжение Земли обусловлено её массой. Сила гравитации зависит от массы объектов и расстояния между ними. На Земле сила тяжести составляет примерно 9,8 Н/кг. Это означает, что каждый килограмм массы ощущает притяжение силой 9,8 Н.
Сила гравитации также удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца и держит объекты, такие как Международная космическая станция, на своих орбитах. На Луне сила гравитации составляет примерно шестую часть силы гравитации на Земле.
Гравитация была описана сначала в работах Исаака Ньютона, который формулировал закон всемирного тяготения. Этот закон позволяет вычислить силу гравитации между двумя объектами на основе их масс и расстояния между ними.
Однако, гравитация была далее переосмыслена Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности. Согласно этой теории, гравитация объясняется как деформация пространства-времени. Этот подход позволяет объяснить такие феномены, как сгибание света вблизи объектов с большой массой и существование гравитационных волн.
В заключение можно сказать, что гравитация является одной из ключевых сил во Вселенной. Она управляет движением планет, звезд и галактик, обеспечивает устойчивость в астрономических системах и играет важную роль в формировании и развитии Вселенной.
