Evrenin yerçekimi yok
Yerçekimi insanlara hem tanıdık hem de yabancıdır. Tanıdık çünkü yerçekimi bizim tarafımızdan tüm evrene kadar her yerdedir. Bir elmanın yere düştüğü andan güneşin, ayın ve yıldızların dönüşüne kadar her şey yerçekiminin etkisidir. Yerçekimi aynı zamanda bilim adamlarının ilk incelemeye başladığı bir kuvvettir.Newton, ünlü evrensel kütleçekim yasasını çok erken keşfetti. Bundan sonra, Einstein'ın genel görelilik teorisi, insanların yerçekimi anlayışını zirveye çıkardı. Ve bu alışılmadık bir şey çünkü insanlar hala yer çekiminin özünü tam olarak anlamıyorlar.
Merhaba bu yerçekimi
20'li yaşlarında genç bir adam bir elma ağacının altına oturmuş, ayın dünyanın etrafında dönmesini sağlayan şeyin ne olduğunu düşünüyordu. Bu sırada, elma ağacından aniden bir elma düştü ve genç adam aniden fark etti: Elma çapraz olarak veya göğe uçmadı, dikey olarak düştü. Bunun nedeni, dünyanın elmanın üzerinde yerçekimine sahip olmasıdır! , Ay'ın uçup gitmek yerine dünyanın etrafında dönmesinin nedeni, aynı zamanda dünyanın Ay üzerinde çekim kuvvetine sahip olmasıdır.
Bu genç adam büyük İngiliz bilim adamı Newton'dur, düşen elma tarafından kafasına vurulduğu söylenir, bu yüzden ilham aldığı ve evrensel çekim yasasını keşfettiği söylenir. Bu doğru olsun ya da olmasın, Newton, elmanın düşmesine neden olan kuvvetin, ayın dünya etrafında dönmesine neden olan kuvvet olduğunu keşfetti.Bu kuvvetin büyüklüğü, nesneler arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır. Yerçekimi kavramı ortaya konduğunda, hemen büyük başarı elde etti.Newton, evrensel çekim yasasını kullanarak, çeşitli gök cisimlerinin neden böyle hareket ettiğini mükemmel bir şekilde açıkladı ve elmanın neden yere düştüğünü de açıkladı.
Bununla birlikte, Newton dünyaya yerçekimini tanıtmış olsa da, yeni yerçekimi arkadaşı karşısında kafası karışmıştı. Onu en çok rahatsız eden şey, kuvvetin bir nesnenin bir nesne üzerindeki eylemi olması ve kuvvetin nesnelerin karşılıklı teması veya bir tür ortam yoluyla iletilmesi gerektiğidir. Bununla birlikte, yerçekimi, mesafeyi ve herhangi bir ortam olmaksızın görmezden gelebiliyor gibi görünüyor ve çok uzaktaki nesneler arasında anında hareket edebiliyor. Havaya yakalandığında uçup giden sahne sadece peri masallarında görünmelidir, ancak yerçekimi de bu yeteneğe sahiptir.Newton bunun saçma olduğunu düşündü, ancak yerçekimi olmadan gök cisimlerinin hareketini açıklayamazdı.
Yerçekiminin aşırı mesafeli etkisini açıklamak için, Newton ayrıca gizemli bir madde-etere döndü. İnsanlar dünyada boş alan olacağını hayal edemedikleri için, evrenin her köşesini dolduran eter denen bir madde tasarlamışlardır ve nesneler eter aracılığıyla etkileşime girebilirler.
Newton, nesne ne kadar yakınsa, eterin yoğunluğu o kadar büyük ve nesneler arasındaki etkileşimin o kadar güçlü olduğunu varsaydı, bu da yer çekiminin neden uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu açıklıyor. Eter bir nesneyi diğerine iter, bu nedenle iki nesnenin birbirini çekiyor gibi göründüğünü görürüz.
Elbette bunların hepsi deneysel temeli olmayan hipotezlerdir ve daha sonra insanlar evrende eter gibi gizemli bir maddenin olmadığını kanıtlamışlardır.Bu nedenle, Newton'un yerçekiminin mesafe üzerindeki etkisine ilişkin açıklamasının doğru olması doğal olarak imkansızdır. İnsanlar hala yer çekiminin ne olduğunu anlamıyor.
Yerçekimi, kavisli bir zarı enkarne eder
20. yüzyılda, insanların doğa anlayışı ilerlemeye devam etti ve sonunda yeni bir yerçekimi açıklaması ortaya çıktı.Alman bilim adamı Einstein, yerçekiminin doğasını daha fazla analiz etmek için genel göreliliği kullandı.
Fiziği incelediğimizde, tüm nesnelerin belirli bir kütleye sahip olduğunu biliriz. Ancak çok az insan nesnelerin gerçekte iki kütleye sahip olduğunu bilir - yerçekimi kütlesi ve eylemsizlik kütlesi. Evrensel çekim yasasında, yerçekimi uzaklığın karesiyle ters orantılıdır ve nesnenin kütlesi ile doğru orantılıdır. Burada bahsettiğimiz kütle, aslında bir nesnenin yerçekiminden etkilendikten sonraki tepkisinin gücünü yansıtan yerçekimsel kütlesidir. Kütle ne kadar büyükse, tepki o kadar "güçlü", yani diğer koşullar altında Aynı koşul altında, kütle ne kadar büyükse, yerçekimi de o kadar büyük olur.
Newton'un ikinci yasasında, bir nesnenin ivmesi, aldığı kuvvetle orantılıdır ve kendi kütlesi ile ters orantılıdır. Burada bahsedilen kütle, aslında nesnenin eylemsizlik kütlesidir. Nesnenin hareket durumunun kuvvetle kolayca değiştirilip değiştirilmediğini yansıtır. Kütle ne kadar büyükse, kuvvetle değişme olasılığı o kadar azdır. Diğer bir deyişle, diğer koşullar değişmeden kaldığında, kütle ne kadar büyükse ivme o kadar küçük olur.
Fizik perspektifinden, eylemsizlik kütlesi ve yerçekimi kütlesi ile tanımlanan şeyler farklıdır. Ama hayatta, bu iki kütle arasında asla ayrım yapmayız, çünkü aynı nesnenin iki kütlesi tam olarak eşittir. Bilim adamları laboratuvarda en gelişmiş aletleri kullanıyorlar ve en ufak bir fark bulamadılar.
Yerçekimi kütlesi ile eylemsizlik kütlesi eşit olduğundan, bir elma daldan düştüğünde ve serbestçe düşmeye başladığında, elmanın yerçekimi kuvveti (ma) yerçekimine (mg) eşittir, elmanın ivmesinin kütle ile ilgisi olmadığını bulacağız (ma = mg), denklemin her iki tarafındaki atalet kütlesi ve yerçekimi kütlesi birlikte azaltılır, elmanın ivmesi elma ağacının konumundaki yerçekiminin ivmesine eşittir (a = g). Farklı kütleli iki demir topun aynı anda inebilmesinin nedeni budur.Aynı şekilde ay dünyanın etrafında, dünya da güneşin etrafında döner.Bu gök cisimlerinin yerçekimi alanındaki hareket yasası da kendi kütlelerinden bağımsızdır.
Einstein, kütle olmadan gök cisimlerinin yerçekimi alanındaki hareketinin dinamik bir problem değil, geometrik bir problem olduğunu fark etti. Sözde yerçekiminin aslında iki nesne arasındaki gizemli etkileşim değil, zamanın ve uzayın kendisinin geometrik özellikleri olduğuna inanıyor!
Bunu çözen Einstein, ünlü genel görelilik teorisini önerdi ve maddenin veya enerjinin varlığının çevreleyen uzay-zamanı bozacağına işaret etti. Kütle veya enerji ne kadar büyükse, çevreleyen uzay-zamanın eğrilik derecesi de o kadar büyük olur. Bu, bir lastik filme küçük bir demir top koymak gibidir, demir topun varlığından dolayı, etrafındaki film batacak ve lastik filmin iki boyutlu düzlemi bükülecektir. Başlangıçta zarda düz bir çizgi vardı, ancak zar battıktan sonra bir eğri haline geldi.
Ve uzay ve zamandan oluşan dört boyutlu bir uzay-zamanda yaşıyoruz, üç boyut ve bir zaman boyutu dahil. Zaman ve mekanın bu bükülmesini sezgilerimiz tarafından anlamak zordur. Ancak genel kural, bir nesne eğimli bir uzay-zamanda hareket ettiğinde, yine de en kısa rota boyunca hareket edecektir, ancak biz gözlemciler olarak, nesnenin hareketinin yörüngesinin bir eğriye dönüştüğünü hissediyoruz. Örneğin, dünyanın güneş etrafındaki yörüngesi bir elips gibi görünür, ancak güneşin varlığından dolayı güneşin etrafındaki uzay-zaman zaten eğri olmuştur. Eğri uzay-zamanı açıp düzleştirirsek, dünyanın güneş etrafındaki yörüngesi değişecektir. Düz bir çizgide.
Sanki dünya güneşin çekim kuvveti altındaymış gibi, dünyanın güneşin etrafında hareket ettiğini görmemizin nedeni, zamanın ve uzayın bükülmesidir. Einstein'ın görüşüne göre, yerçekimi nesneler arasındaki gizemli bir uzak mesafe eylemi değil, kavisli bir uzay-zaman olgusudur. Madde, uzay-zamanın eğrilik derecesini belirler ve eğri uzay-zaman, içindeki nesnelerin nasıl hareket ettiğini belirler.
Genel görelilik büyük bir başarı elde etti, Newton'un evrensel çekim yasasının açıklayabileceği olayları açıklayabilir; evrensel çekim yasasıyla açıklanamayan bazı fenomenler, ünlü Merkür günberi problemi gibi genel görelilikle hala tam olarak açıklanabilir. Newton'un yerçekimi yasası ile hesaplanan Merkür'ün teorik konumu her zaman gerçek gözlemsel konumla tutarsız olmuştur Ancak, genel görelilik hesaplaması kullanıldıktan sonra, Merkür'ün teorik konumu gerçek gözlemle iyi bir uyum içindedir.
O zamandan beri, Einstein'ın yerçekimini zaman ve uzayın eğriliği olarak yorumlama görüşü bilim adamları tarafından aranıyor. Peki yer çekiminin özü bu mu?
Yerçekimi yeniden yüz değiştiriyor
Yerçekiminin genel görelilik ile açıklaması gerçekten çok başarılıdır.Kütleçekimle ilgili her türlü doğa olayını açıklayabilir.Apple bunu genel görelilikle de doğru bir şekilde tanımlayabilir. Bununla birlikte, yerçekimi hala çok garip.Doğadaki diğer üç kuvvet, güçlü kuvvet, zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvet, mikroskobik dünyayı tanımlayan kuantum mekaniği tarafından iyi bir şekilde tanımlanabilir, ancak yerçekimi kuantum mekaniği ile uyumsuzdur. Örneğin, bilim adamları bir kara deliğin merkezini veya Büyük Patlama'nın tekilliğini incelerken, bu durumlarda zaman ve mekan çok küçüktür ve kuantum mekaniği durumu iyi tanımlayabilmelidir. Ancak bu durumlarda maddenin yoğunluğu çok çok büyüktür ve yerçekimi kuvveti çok güçlüdür ve kuantum mekaniği güçsüzdür.
Yerçekimi çok makroskopiktir ve gök cisimlerinin hareketi evrensel çekim yasasına uygundur. Ama yerçekiminin doğasını mikro kozmostan analiz etmeye çalışırsak, bunu hiç yapamayız. Öyle görünüyor ki, yer çekiminin doğası için, yalnızca zaman ve uzayın eğriliğini açıklamak o kadar ikna edici değil.
Kısa süre önce Hollandalı teorik fizikçi Flinder kendi yeni yerçekimi teorisini ortaya koydu. Yerçekiminin hiç de temel bir kuvvet olmadığına inanıyor. Aslında bu bir "fenomen" veya biz onu bir " Entropi gücü ".
Yerçekiminin bu yeni yorumunu anlamak için önce entropinin ne olduğunu anlamalıyız. Entropi, insanların bir sistemdeki kaosun derecesini tanımlamak için öne sürdükleri bir kavramdır. Örneğin bir kutuda çok sayıda kırmızı top var ve renkleri tekdüze ... Bu kutudaki entropinin görece düşük olduğunu söylüyoruz. İçine birkaç beyaz top koyduğumuzda kutudaki topların renkleri daha çeşitli ve karmaşık hale geldi, bu kutudaki entropinin arttığını söyledik. Başka bir deyişle, entropi ne kadar düşükse, bir sistem o kadar düzenli olur; entropi ne kadar yüksekse, bir sistem o kadar kaotik olur.
Fizikte termodinamiğin entropi ile ilgili çok önemli bir ikinci yasası vardır: eğer dış etki yoksa, bir sistemin entropisi her zaman artma eğilimindedir. Bu yasa bize, çevreleyen dünyanın her zaman kaos eğiliminde olduğunu söylüyor. Vazo yalnızca parçalara ayrılacak, ancak parçalar orijinal durumuna geri dönmek için kendiliğinden bir araya gelmeyecek; eviniz organize olmazsa, daha da kaotik hale gelecektir. Kendi kendine düzenli hale gelecektir.
Biz insanlara veya diğer canlı organizmalara gelince, her zaman düzenli bir durumu koruyabilen hücre, doku, organ ve sistemlere sahip olmamızın nedeni aslında vücudumuzun düzenini korumak için sürekli olarak dış dünyadan enerji emmek zorunda olmamızdır. Bir kişi öldükten sonra dışarıdan enerji girişi olmaz, insan vücudu hızla bozulur, daha kaotik hale gelir ve entropi artar.
Fiziksel bir bakış açısına göre, termodinamiğin ikinci yasası, Newton yasası veya genel görelilikten daha temeldir ve doğa yasalarının kökenine daha yakındır.
Entropi ve tartıştığımız yerçekimi arasındaki ilişki nedir? Bazen, artan entropi eğiliminde, bir nesnenin gösterdiği durum değişikliği, belirli bir kuvvetin altındaymış gibi görünür.Bir nesneyi tanımlamak için entropiyi kullanabiliriz. Örneğin, aşina olduğumuz gaz basıncı bir tür entropi kuvvetidir: bir gaz kütlesinin kapladığı alan ne kadar küçükse, entropisi o kadar küçük ve kapladığı alan ne kadar büyükse, entropisi o kadar büyük olur. Sonuç olarak, bu gaz grubu, kendisini dışarıdaki gaz basıncı olarak gösteren daha geniş bir alanı kaplamak için sürekli genişleme eğilimindedir.
Başka bir örnek olarak, bir lastik bandı gerdiğimizde, lastik bandın geri çekilmesi için elastik kuvvetini hissedeceğiz ve bu elastik kuvvet aynı zamanda bir entropi kuvvetidir. Çünkü gevşemiş durumda, lastik banttaki kauçuk polimer zincirleri birbirine düzensiz bir şekilde bükülür, lastik bandı gerdiğimizde, lastik banda bir dış kuvvet vererek kauçuk polimer zincirlerini düzgün bir şekilde düzenleriz. Daha düzenli kalk. Lastik bant, kaotik bir duruma dönme eğiliminde olan entropide artış eğilimi gösterdiğinden, elimizin hissettiği esnekliği göstererek geri çekilmeye çalışır ve elimizin çekme kuvvetine karşı çıkar.
Yerçekimi gerçeği kısaca
Flinder, yerçekiminin özünün, gaz basıncı ve lastik bantların elastik kuvveti ile aynı olduğuna inanıyor.Bu nesneler arasındaki etkileşim ve uzay bükülme olgusu değil, artan entropi eğilimi ile ortaya çıkan bir tür entropi kuvveti olduğuna inanıyor. Bir fenomen, bu yerçekiminin özüdür!
Öyleyse, iki nesne arasındaki gizemli yerçekimini yeniden yorumlamak için entropi nasıl kullanılır?
Önce evrendeki canavara -karadeliklere bir göz atalım. Kara deliklerin çekim kuvveti o kadar büyüktür ki, pençelerinden ışık bile kaçamaz. Her kara deliğin kendi sınırı vardır - ufuk Ufukta adım atan madde kara deliğin içine çekilecek ve kaybolacaktır. Entropi perspektifinden, bir kara deliğin maddeyi yutması süreci, açıkça entropiyi artırma sürecidir.Karadelik ne kadar dağınık şeyler yerse, kara deliğin yüzey alanını artıran toplam kütle o kadar büyük olur. Bu nedenle, bir kara deliğin entropisi yüzey alanıyla orantılıdır. Dahası, gökbilimciler kara deliğin iki boyutlu yüzeyini inceleyip kara delik materyali de dahil olmak üzere üç boyutlu uzayın özelliklerini anlayabilirler.Üç boyutlu uzaydaki bilgiler iki boyutlu yüzeyde "kaydedilir".
Diğer nesnelerde olduğu gibi kara deliklerde de durum böyledir.Belirli bir alandaki tüm bilgiler aslında bu alanı saran yüzeye yansıtılır. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, nesnelerin entropide artış eğilimi vardır ve bir nesne başka bir nesneyi içeren bir alana yaklaştığında, uzay yüzeyinin entropisi artacaktır, bu da tüm uzayın entropisinin artması anlamına gelir. Büyütülmüş.
Başka bir deyişle, nesnelerin birbirine yaklaşma eğilimi doğaldır çünkü entropileri artacaktır. Nesneler ve nesneler, sanki nesneler birbirlerini çekiyormuş gibi birbirlerine yaklaşma eğilimindedirler, sanki aralarında gizemli, uzak mesafeli bir çekim var! Ah, ortaya çıktı ki yerçekimi entropinin sadece bir tezahürüdür.
Flinder, entropi kuvvetinin derinlemesine bir çalışmasını gerçekleştirdi. Bir nesnenin veya uzayın entropisinin içerdiği madde miktarıyla ilişkili olduğunu keşfetti, bu nedenle nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, entropi o kadar fazla oldu. Entropi kuvvetinin büyüklüğü, bir cisim veya uzaydaki entropinin değişim derecesini yansıtır Entropi kuvveti kütle ile ilişkilidir.Bu perspektiften yola çıkarak Newton'un evrensel çekim yasası elde edilecek ve kuvvet cismin kütlesiyle orantılıdır. Bu kuvvete yerçekimi diyebiliriz, elbette şimdi buna entropi demek daha doğru olur.
Benzer şekilde, Einstein'ın yerçekimi denklemi de entropiden türetilebilir. Flinder, genel görelilik teorisinin ve evrensel çekim yasasının yanlış olduğunu açıklamadı, bu iki teoriyi yalnızca iki fenomen olarak gördü ve fenomenin arkasındaki gerçek usta - termodinamiğin ikinci yasası, fiziksel dünyanın ve aynı zamanda yerçekiminin özüdür. In özü. Evrende yerçekimi diye bir şey yoktur.
Aslında, Flinderin teorisine göre, yalnızca yerçekimi artık gerçek bir temel kuvvet değil, aynı zamanda ortaokul ders kitaplarımızda görünen atalet ve kütle gibi kavramlar artık nesnelerin temel nitelikleri değil. Makroskopik fenomen ve bu fenomenin en büyük yöneticisi entropidir. Sadece yerçekimi bir fenomen değil, uzay bükülmesi de bir fenomendir ve evreni yönlendirmenin kaynağı termodinamiğin ve entropi kuvvetinin ikinci yasası olabilir.
Dünya, kabuk katmanlarına sarılmış bir ceviz gibidir. Yerçekimi, kütle ve atalet, kabukların içinde gizlidir. Bilim adamları, kabuktaki gerçeğe yavaş yavaş yaklaşarak, yüzey olaylarını katman katman soyuyorlar. .
Merkür'ün günberi sorunu:
Merkür'ün güneş etrafındaki eliptik yörüngesi yavaşça değişiyor ve Merkür'ün güneşe en yakın noktası olan günberi de onunla birlikte dönüyor. Gerçek gözlemler, evrensel yerçekimi yasasına göre hesaplanan teorik konumla karşılaştırıldığında, Merkür'ün günberi konumunun her 100 yılda 0,63 derecelik bir açıyla döndüğünü buldu. Newton'un evrensel çekim yasası bu fenomeni açıklayamaz.
