Newton'un evrensel çekim yasası ile Einstein'ın görelilik teorisi arasındaki bağlantı ve fark nedir?
Newton'un evrensel çekim yasası ve Einstein'ın görelilik teorisi iki seviyeli teorilerdir.
Evrensel çekim yasası, yüzlerce yıldır insanlığın bilimsel araştırmalarına ve teknolojik gelişimine rehberlik eden ve daha temelli bir merdivenin alt aşamaları gibidir; genel görelilik teorisi ise merdivenin üst aşamaları, daha yüksekte durup daha uzağı görmektir.
Ancak merdiveni tırmanmadan önce alt basamaklara çıkmalıyız.
Bu nedenle, Newton'un evrensel kütleçekimi, Einstein'ın üst düzey merdiveninin temelini attı.Bu temel olmadan, Einstein'ın üst düzey merdiveni gökyüzünde bir kaleye, hayali bir şeye dönüşürdü.
Efsaneye göre Newton, yerçekimi kuvvetinin ağaçtaki elmalar tarafından parçalandığını keşfetti.Elbette bu bir kıkırdama ama şimdi Einstein merdivenin üst basamaklarını bulduğu için ağaca tırmanıp elmaları seçebildi. Elmaların anatomisi daha derinde bulundu. Sırların seviyesi.
Açıkça ifade etmek gerekirse, Einstein'ın özel görelilik kuramı ve genel görelilik kuramı, evrensel çekim yasasından daha üstündür ve geniş kapsamlı bir yol gösterici öneme sahiptir.
Ancak Newton'un evrensel çekiminin temeli çok sağlam ve sabittir ve yine de kavurucu ışıkla parlamaktadır.
Yerçekimi, insanlığın şimdiye kadar keşfettiği en temel dört kuvvetten biridir ve aynı zamanda keşfedilen ilk kuvvettir.
Newton evrensel yerçekimi yasasını keşfetti, ifadesi: F = GMm / r²
Formülde, F evrensel yerçekiminin değerini, G yerçekimi sabitini (6.67x10 ^ -11N · m² / kg²), M ve m büyük ve küçük nesnelerin yerçekimi etkileşimidir ve r, M ile m arasındaki mesafedir.
Bu yasa, yerçekiminin büyüklüğünün, birbirini çeken iki nesnenin kütlelerinin çarpımı ile orantılı olduğunu ve iki nesne arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu belirtir. Özellikle mesafe, yüzey mesafesini değil, iki nesnenin kütle noktaları arasındaki mesafeyi ifade eder.
Bu yasaya göre, insanlar yörünge hızını, kaçış hızını ve kaçış hızını hesaplamak için dünyanın ve diğer gök cisimlerinin yerçekimini hesaplayabilir, böylece roket dünyanın atmosferinden uçabilir, dünyayı çevreleyebilir, aya uçabilir veya yerçekiminden uçabilir. Güneşin çemberi veya hatta yerçekimi çemberi.
Dünya'da yörünge hızı saniyede 7,9 kilometre, kaçış hızı saniyede 11,2 kilometre ve kaçış hızı saniyede 16,7 kilometre.
Sözde yörünge hızı, dünyanın yerçekimine karşı koyan bir hızdır.Bu hızda, yerçekiminden kaçamaz ve yerçekimi tarafından aşağı çekilmez ve dünyanın yapay bir uydusu olur.
Yerçekimi kuvveti uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğundan, uydunun gerekli hızı farklı irtifalarda farklıdır, hız ne kadar yüksekse, hız o kadar yavaş olur.
İlişkisel ifade şöyledir: GM / r = v²
Formülde, G yerçekimi sabitidir, M dünyanın kütlesi, r yapay gök cismi ile dünyanın merkezi arasındaki mesafedir (yörünge yüksekliği + dünya yarıçapı) ve v hızdır.
Kaçış hızı aslında dünyanın kaçış hızıdır. Yeryüzünde bir uzay aracını fırlatmak, bu hıza ulaştığı sürece dünyanın yerçekiminden kaçabilir ve diğer gezegenlere uçabilir. Kaçış hızı denen şey aslında güneşten kaçmak için yeryüzüne yapay gök cisimleri fırlatmaktır. Yerçekimi hızı.
Güneş çok büyük bir gezegendir.Yüzeyindeki kaçış hızı 617.7 km / s'dir, ancak yerçekimi uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.Dünyanın konumu artı dünyanın kendi dönüş hızı olduğunda, ondan kaçmak için sadece 46.7 km / s hıza ihtiyacı vardır. Dünyanın yörünge hızı saniyede yaklaşık 30 kilometre. Bu nedenle, bu kinetik enerjiyi kullanarak, güneş sisteminden kaçmak için fırlatmanın yalnızca 16,7 kilometre artması gerekiyor.
Bunlar, Newtonun evrensel çekim yasasından türetilen üç kozmik hızdır. Yörünge hızına ilk kozmik hız, kaçış hızına ikinci kozmik hız ve kaçış hızına üçüncü kozmik hız denir.
Newton zeki olmasına rağmen, yalnızca yerçekiminin nedenini biliyor, nedenini bilmiyor ve kökenini anlamadı.
Bu evrensel çekim nasıl yaratılır? Nasıl ortaya çıktı? Newton bir adım daha attı ve muhtemelen Einstein'ın yapacak bir şeyi yoktu.
Elbette, Einstein'ın evrensel çekimin özünü ortaya çıkarabilmesinin nedeni, Newton'dan daha zeki olması değil, yüzlerce yıldır bilim adamlarından nesiller boyunca geçmiş olması ve birçok yeni keşif ve teoriye ulaşmış olmasıydı.
Einstein'ın görelilik teorisinin sonuçları, öncüllerin birçok bulgusunu ve teorisini incelemek ve özetlemek temelinde yüceltildi.
Einstein'ın uzay-zaman teorisi, kütlenin yerçekiminin kaynağı olduğuna ve kütleye sahip tüm nesnelerin yerçekimi ürettiğine inanır. Bir atom kadar küçük, bir gezegen kadar büyük, evrensel çekim vardır.
Kütle, yerçekimine nasıl neden olur? Kalitenin zaman ve mekanı bozacağı, suya atılan bir taş gibi çevredeki suyu da rahatsız edeceği ortaya çıktı.
Görünmez ve soyut zaman ve uzay, evrenin her yerinde su gibidir ve tüm madde zaman ve uzayda var olur ve hareket eder.
Zaman ve uzayda bu maddelerin kütlesi ne kadar büyükse, neden oldukları rahatsızlık o kadar büyüktür.
Bu tür bir rahatsızlık biraz girdap ya da tuzağa benzer. Büyük ya da küçük her madde kendi etrafında her yöne bir girdap ya da tuzak yaratır. Kütle ne kadar büyükse girdap kapanı o kadar büyük ve derin olur.
Nesneler yakın olduklarında birbirlerinin tuzağına düşecekler ki bu iki nesnenin karşılıklı çekiciliği gibi görünüyor; küçük nesneler büyük nesnenin yanından geçerken büyük nesnenin tuzağına düşecek, büyük nesne küçük nesneyi çekiyor gibi görünüyor.
Bazı insanlar, üzerinde büyük ve küçük küreler bulunan sıkı bir çarşaf kullanırlar, bu da çarşafı çukurlara itecek ve yakındaki iki küre birlikte yuvarlanacaktır. Nitelik ile zaman ve mekan arasındaki ilişkinin bu metaforunun bir miktar doğruluğu vardır, ancak bu tamamen doğru değildir, aynı zamanda anlamak için tam bir uzaysal hayal gücü gerektirir.
Bu evrensel çekimin kökü ve özüdür - kütlenin neden olduğu uzay ve zamanın bükülmesi.
Uzay-zaman eğilme etkisi, kütle ile orantılı ve uzaklığın karesiyle ters orantılı olan yerçekimi yasasının sonucuyla tutarlıdır.
Ancak Einstein'ın teorisi, zaman ve uzayın temeline dokundu ve bu nedenle, daha sonraki bilimsel gözlemlerle doğrulanan, uzay-zaman eğriliği, kara delikler, yerçekimi mercekleri, yerçekimi dalgaları gibi birçok fenomeni öngördü.
Einstein'ın görelilik teorisi, kütlenin neden olduğu uzay-zaman bükülmesinin yalnızca kütle çekimine değil, aynı zamanda zaman genişlemesine de neden olacağına inanıyor.
Uzay eğriliği, evrensel çekimin köküdür ve uzay-zaman eğriliği, zaman genişlemesinin köküdür.
Bu nedenle, Einstein'ın keşfi yalnızca evrensel çekimin özünü ortaya çıkarmakla kalmaz, aynı zamanda evrenin özünü daha yüksek bir düzeyde ortaya çıkarır.
Bu öz, evrenimizde zaman, uzay ve maddenin üçlü olmasıdır ve maddenin hareketindeki değişiklikler kaçınılmaz olarak zaman ve uzayda değişiklikler getirecektir.
Dört boyutlu uzay-zamanımızda, uzay ve zaman hareket halindeki fiziksel varoluşun biçimleridir, uzay maddenin uzantısıdır ve zaman, maddenin hareketindeki değişikliklerin işaretidir.Bunların hepsi insan iradesinden bağımsız nesnel varlıklardır ve üçü birbirini dışlar. Hayır, evrenle bir arada yaşayın ve ölün.
Bu temel anlayışla, evrendeki tüm değişimler, üçlünün etkileşiminden ayrılamaz, görelilik teorisinin içeriği budur.
Bu nedenle, görelilik teorisi, zaman ve uzayın göreceli olduğunu ve maddenin hareketi değiştikçe zaman ve uzayın da değişeceğini savunur.
Zamanın ve mekanın çarpıtılması veya bükülmesi bu değişimin tezahürüdür.
Zaman ve mekanda değişikliklere neden olan iki faktör vardır, biri hız ve diğeri yerçekimidir.
Özel görelilik teorisi, hızın zamanı yavaşlatacağına ve uzayı kısaltacağına inanır Hareketin hızı ışık hızına ulaştığında zaman durur ve uzay sıfır olur. Bu hızın yavaşlatma etkisidir, ifade şöyledir: t '= t /
Formülde t ', hız zaman genişleme etkisi değeri, t düşük hızlı gözlemcinin ilk saatinin zaman kaydı, v ikinci saatin birinci saate göre hareket hızı ve c ışık hızıdır.
Genel görelilik teorisi, yerçekimi ne kadar büyükse, zamanın o kadar yavaş olduğuna inanır.Kütleçekimi en uç noktasına ulaştığında, uzay sonsuzca bükülür (kara delik) ve uzay-zaman kaybolur. Bu, yerçekiminin zaman genişleme etkisidir ve ifade şu şekildedir: t '= t (1-2GM / rc²)
t 'kütleçekimsel zaman genişleme etkisi değeridir; t, düşük yerçekimli atalet sistemindeki gözlemcinin zaman atlamalı değeridir; G yerçekimi sabitidir; M gök cismi kütlesidir; r gök cisiminin yarıçapıdır; c ışık hızıdır.
Yukarıdaki formül gösteriyor ki, hız ve yerçekimi sınıra ulaştığında zaman ve uzayın sıfıra döneceğini, aşırılıklara gitme sürecinde zaman ve uzay doğrusal olarak değişecektir.
Einstein'ın özel görelilik ve genel görelilik teorisi sayesinde insanlar, her şeyin yalnızca yerçekiminden değil, aynı zamanda zaman ve uzayın genişlemesinden de etkilendiğini bilirler, böylece gökyüzüne uçan roketin yalnızca üç kozmik hızı dikkate alması gerekmez.
Modern havacılık görelilik teorisi tarafından yönlendirilmezse, fırlatılan derin uzay uzun mesafeli uzay aracı eksik olacaktır.
Üç kozmik hız yalnızca dünyanın dışına uçabilir, ancak oraya uçmak için uzaktan algılama ve konumlandırma, görelilik teorisi tarafından ayarlamalar gerektirir.
Örneğin GPS uydu konumlandırma sistemi, uydu 20.000 kilometre yükseklikte hareket ettiğinden, yerçekimi dünya yüzeyinden daha küçüktür ve zaman daha hızlı olacaktır; uydu saniyede yaklaşık 4 kilometre hızla hareket ederken ve zaman yüzeyden nispeten daha yavaştır.
Hesaplamalara göre GPS navigasyon uydularının yerçekimi etkisi, saatin yüz milyarda 53 parça daha hızlı olmasına neden olur ve zamanın neden olduğu hız yüz milyarda 8 parçaya kadar düşer.Bu sayede uydu saati, yüzey saatinden 100 milyar puan daha hızlıdır. Kırk beşin.
Bu etki çok küçük gözüküyor, iş ile iş arasındaki zaman farkını hissedemiyoruz ama seyrüsefer ve konumlandırma sistemi görelilik etkisine göre gök ve yerdeki saatleri ayarlamazsa konumlandırma ve seyrüsefer bin mil kaçırılacaktır. Başlangıçta Guangdong'a gitmek için araba kullanmak istiyordu, ancak Guangxi'ye gitti.
Görelilik etkisine bağlı olarak, GPS uydularının yüzey saatiyle çakışmasını sağlamak için bir düzeltme programı yapıldı, böylece navigasyon ve konumlandırma doğru bir şekilde yerine getirilebilir.
Sonuç olarak, insanlar sondaları ve uzay aracını uzak uzaya fırlattıklarında, konumlandırma ve yön bulma sistemi, gök cisimlerinin yörüngesine ve yoluna göre göreceli olarak ayarlanmalıdır, aksi takdirde uzaktaki hedefe ulaşamayacak ve hatta konumlandırma ve iletişim mümkün olmayacaktır. .
Bu nedenle, Einstein'ın görelilik teorisi, modern fiziğin, Newton klasik mekaniğinin revizyonu ve gelişiminin ve insan uygarlığının ilerlemesinin kristalleşmesinin temel taşıdır.
Bilim, bilim adamlarının kuşaklarında veya bilim adamlarının nesiller boyu inşa ettiği basamaklarda nasıl yükseliyor ve daha yükseğe tırmanıyor. Galaksinin muhteşem gök cisimleri Mariana Çukuru'na kadar ulaşabilir ve ay ve yıldızlar toplanabilir.
Bilim her zaman yoldadır ve bilim adamları yolu aydınlatan işaretçilerdir.
Okuduğunuz ve hoş geldiniz tartışma için teşekkürler.
Zaman-uzay iletişimi orijinal telif hakkı, ihlal ve intihal etik olmayan davranışlardır, lütfen anlayın ve işbirliği yapın.
