Гравитация — это таинственная сила, которая на протяжении веков восхищала ученых и философов. Она словно невидимый клей, удерживающий Вселенную в целостности, определяя движения небесных тел и формируя саму ткань реальности. Несмотря на свое огромное влияние на космос, гравитация остается одной из самых загадочных сил в физике.
## Математические принципы гравитации
В физике хорошо известны математические принципы, управляющие силами притяжения между массами. Наиболее фундаментальное описание этого взаимодействия дает закон Ньютона. Позднее Лагранж переосмыслил эти принципы в рамках своих скалярных вычислений.
Однако сами по себе математические расчеты не объясняют физику, лежащую в основе явления. Они лишь описывают наблюдаемые эффекты гравитационных сил, которые зависят от массы взаимодействующих объектов и расстояния между ними.
Когда Ньютона спросили о происхождении гравитации, он, как известно, ответил: «Я не выдвигаю гипотез». Тем не менее, не все ученые его эпохи или последующих лет оставляли без внимания этот фундаментальный вопрос физики о природе гравитации или гравитационных сил.
## Кинетическая теория гравитации
В XVIII веке математики Луи Лесаж и Никола Фатио предложили кинетическую теорию гравитации. Согласно этой теории, в пространстве перемещались крошечные частицы, создавая среду, похожую на атмосферные газы. Специфическая природа этих частиц не была описана, так как это была лишь теоретическая модель.
Согласно этой модели, тела действовали как экраны для движения частиц, создавая перепад давления, когда два тела оказывались рядом, что и вызывало притяжение. Притяжение усиливалось по мере приближения тел и их увеличения в размерах, так как экранирование становилось более эффективным.
Однако точная природа этих частиц оставалась неясной, что вызывало критику. Критики утверждали, что поглощение таких частиц неизбежно привело бы к нагреву тел, явлению, которое не было учтено в теории, особенно учитывая, что квантовые эффекты были еще не открыты.
Кроме того, такая среда должна была обладать вязкостью, что замедляло бы движущиеся тела. В результате планеты отклонялись бы от своих орбит, создавая многочисленные противоречия.
В XIX веке астроном и математик Джордж Дарвин попытался заменить частицы (корпускулы) волнами. Однако эта модель была признана неустойчивой, так как не смогла ответить на ключевой вопрос: какова природа этих волн?
Ньютон, а позже Леонард Эйлер предложили модель, описывающую гравитационные силы как потоки эфира. Они предполагали, что тела создают разрежение в этой эфирной среде, что приводит к направленному давлению к центру каждой массы. Эта модель имеет сходство с кинетической, отличаясь в основном терминологией, используемой для обозначения среды, называемой «эфир».
# Электрическая модель гравитации
В XIX веке были достигнуты значительные успехи в области электротехники и изучения законов электричества. Обычно считается, что формулы, описывающие силу притяжения между двумя зарядами и двумя массами, аналогичны.
Однако одна сила действует на коротких расстояниях, в то время как другая практически безгранична. Электрическая модель гравитации была предложена для объяснения неожиданного смещения перигелия Меркурия, который отклонился от предсказаний, но она не была подтверждена. Впоследствии Общая теория относительности А. Эйнштейна дала объяснение этому расхождению.
Модели гравитации обычно подразделяются на скалярные, биметрические, квазилинейные, тензорные, скалярно-тензорные и векторно-тензорные теории. Они представляют собой математические модели гравитации, изобилующие сложными формулами и вычислениями.
## Две школы мысли о гравитации
В физике существуют две школы мысли о гравитации. Некоторые физики утверждают, что гравитация — это сила с посредником, подобно фотону в электромагнитном взаимодействии. Это привело к продолжающимся поискам бозона Хиггса в ускорителях частиц. Другие физики удовлетворены выводами из Общей теории относительности Эйнштейна, которая утверждает, что гравитация — это просто искривление пространства-времени.
Однако они не объясняют, как массы искривляют пространство, силу, вызывающую это искривление, или природу самой этой силы.
## Гравитационные волны
За последнее столетие не было предложено конкретных физических моделей гравитации. Эта задача была возложена на математиков, которые работают с тензорными или скалярными величинами, не сосредоточиваясь на природе самих сил.
## Парадокс гравитационных волн
Заметным парадоксом в этой области являются гравитационные волны. Ученые полагают, что эти волны создаются движущимися массами и после испускания отделяются от этих масс и существуют независимо. Они математически связаны с искажением пространства-времени и часто описываются как «рябь в пространстве-времени».
Например, возьмем две нейтронные звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс, которые создают возмущение в пространстве-времени. Ученые концептуализируют это следующим образом:
## Сущность гравитационных сил
Несмотря на общую теорию относительности и искривление пространства, сущность гравитационных сил остается вне научного понимания. Гравитон, теоретизируемый как частица, ответственная за силу притяжения между телами, остается необнаруженным. Процессы, которые генерируют гравитационные силы, и их зависимости также загадочны. Ни нагрев тела, ни излучение его частиц не влияют на его гравитационное притяжение.
На наш взгляд, наука может в конечном итоге вернуться к кинетической теории гравитации и исследовать концепцию эфира. Она может попытаться подтвердить эти процессы или, альтернативно, переосмыслить теорию, используя термин «темная энергия». Понятие, введенное в астрофизику для решения определенных парадоксов.
## Темная энергия и гравитация
Темная энергия, вероятно, содержит некоторые истины о природе гравитационных взаимодействий.
Загадка гравитации остается в центре внимания научного сообщества, стимулируя исследования в различных дисциплинах. Таких как теоретическая физика, астрофизика и космология.
По мере того как мы углубляемся в эту важнейшую силу, мы приближаемся к разгадке секретов вселенной и постижению сути реальности. От анекдота о яблоке Ньютона до бескрайних просторов космоса, гравитация — это загадочная сила, которая формирует нашу вселенную как тонкими, так и значительными способами. Расшифровка ее загадок потенциально может прояснить наше понимание существования и изменить нашу космическую перспективу.
+ Пока нет комментариев
Добавьте ваш