Notice: Undefined variable: adsense1 in /var/www/www-root/data/www/kinderbooks.ru/index2.php on line 35
Что такое тяготение к человеку. ТЯГОТЕНИЕ

ТЯГОТЕНИЕ. Что такое тяготение к человеку


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

    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.

    384 Ср. 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?

  • 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 — 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, 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 — — [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 — 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 — 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, 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

  • all_words.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 , 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?

  • 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 — 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, 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 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?

    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 Qij — 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

    1. ↑ См. аналогии между слабым гравитационным полем и электромагнитным полем в статье гравитомагнетизм
    2. ↑ http://dulkyn.org.ru/ru/about.html
    3. ↑ 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.
    4. ↑ Иваненко Д. Д., Пронин П. И., Сарданашвили Г. А., Калибровочная теория гравитации. — М., Изд. МГУ, 1985.
    5. ↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивистская теория гравитации. — М: Наука, 1989.
    6. ↑ 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.
    7. ↑ Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. ТЯГОТЕНИЕ, ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕОРИИ. УФН, 1986, Т. 149, № 4, с. 695—707. С. 704.
    8. ↑ 1 2 Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Общая теория относительности верна! УФН, 1988, Т. 155, № 3, с. 517—527. С. 521, 524.
    9. ↑ 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.
    10. ↑ 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