Einšteina vispārējā relativitāte izskaidro gravitāciju kā telpas laika izliekuma rezultātu masas dēļ, kas ir pretrunā ar duālā magnētisma spēju piesaistīt un atvairīt. Šī teorija ievieš gravitācijas aku jēdzienu, kas ir būtisks, lai izprastu gravitācijas spēku. Kredīts: SciTechDaily.com
Kāpēc gravitācija mūs velk uz leju, nevis uz augšu?
Gravitācija ir iemesls, kāpēc objekti ar masu vai enerģiju tiek piesaistīti viens otram. Tāpēc āboli nokrīt uz Zemes un planētas riņķo ap zvaigznēm.
Magnēti piesaista dažu veidu metālus, bet tie var arī atstumt citus. Tātad, kā jūs vienkārši jūtat gravitācijas spēku?
1915. gadā Alberts Einšteins atklāja atbildi, kad viņš publicēja savu vispārējās relativitātes teoriju. Iemesls, kāpēc gravitācija velk jūs uz Zemi, ir tāpēc, ka visi objekti ar masu, piemēram, mūsu Zeme, faktiski saliec un saliec Visuma audumu, ko sauc par telpu-laiku. Šis līkums ir tāds, kā jūtas gravitācija.
Kas ir telpas laiks?
Pirms ieiešanas sarežģītajā gravitācijas pasaulē, jums ir jāsaprot telpa-laiks.
Telplaiks ir tieši tas, kā izklausās: trīs telpas dimensijas – garums, platums un augstums – apvienojumā ar ceturto dimensiju – laiku. Izmantojot izcilu matemātiku, Einšteins bija pirmais, kurš saprata, ka Visumā darbojas fizikas likumi Telpa un laiks saplūst kopā.
Tas nozīmē, ka telpa un laiks ir saistīti – ja jūs ļoti ātri pārvietojaties telpā, laiks jums palēninās, salīdzinot ar kādu, kas pārvietojas lēni. Tāpēc astronauti, kuri kosmosā pārvietojas ļoti ātri, Viņi noveco nedaudz lēnāk nekā cilvēki uz Zemes.
Zeme saliec telpas laiku tā, ka tā krīt pret Zemi, nevis prom no tās. Kredīts: Tokamak / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Materiāls veido gravitācijas akas, nevis gravitācijas kalnus
Atcerieties, ka gravitācija ir ideja, ka objekti Visumā tiek piesaistīti viens otram, jo telpa-laiks ir izliekts un izliekts. Kad Einšteins nāca klajā ar vispārējo relativitāti, viņš parādīja, ka visi objekti Visumā var saliekt telpas laiku – fizikas terminos objekti ir gan masa, gan enerģija.
Tā kā jūsu prāts parasti domā par pasauli trīs dimensijās, ir patiešām grūti iedomāties četras telpas-laika dimensijas kā vienu ideju. Tātad, lai būtu vieglāk vizualizēt, iedomājieties batuta virsmu. Ja uz tā nekā nav, tas ir plakans. Bet, ja jūs stāvat uz batuta, tas stiepjas ap jūsu kājām un veido ieleju, kad esat centrā. Ja uz batuta ir bumba, tā ripos uz jūsu kājām.
Smaguma spēks darbojas līdzīgi tam, kā objekti ripojas pret jūsu kājām, ja jūs stāvat uz batuta.
Šis ir divdimensiju piemērs tam, kā darbojas telpa-laiks. Jūsu masa izstiepj batutu, izveidojot tā saukto gravitācijas aku, kurā ripo bumbiņa. Tas ir ļoti līdzīgs tam, kā smaga objekta, piemēram, Zemes, gravitācija velk pret to tādus objektus kā jūs un es.
Un padarīt lietas vēl dīvainākas, jo telpa un laiks ir saistīti, Laiks tiek pagarināts arī smagu priekšmetu dēļ!
Filmā Interstellar varoņi dodas uz tuvējo planētu Melnais caurumsKamēr viņi tur atrodas, viņi noveco lēnāk nekā visi pārējie.
Jo smagāks būsi, jo stāvākas būs batuta malas. Tāpēc patiešām masīviem objektiem Visumā, piemēram, Saulei vai melnajiem caurumiem, ir spēcīgāka gravitācijas pievilkšana nekā Zemei.
Tātad, kāpēc gravitācija tevi velk uz leju, nevis atstumj?
Iedomājieties, ka kāds pagāja zem batuta un pagrūda to uz augšu. Bumba ripos prom! Šis būs gravitācijas kalns, nevis gravitācijas aka. Cik zinātnieki zina, matērija vai objekti vienmēr veido gravitācijas akas, nevis gravitācijas kalnus. Zinātnieki var iedomāties objektus, kas izgatavoti no eksotiskas vielas vai enerģijas, kas liktu gravitācijai jūs nospiestu kosmosā, taču līdz šim neviens nav atradis neko tādu, kas varētu izraisīt gravitācijas spēku, kas varētu jūs atstumt no Zemes.
Rakstījis Mario Boronda, Oklahomas štata universitātes fizikas asociētais profesors.
Pielāgots no raksta, kas sākotnēji tika publicēts Saruna.
