डॉन डीयंग
गुरुत्वाकर्षण (या गुरुत्वाकर्षण) हमें पृथ्वी पर मजबूती से रखता है और पृथ्वी को सूर्य के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है। इस अदृश्य शक्ति की बदौलत पृथ्वी पर बारिश होती है और समुद्र में पानी का स्तर हर दिन बढ़ता-घटता रहता है। गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी को गोलाकार रखता है और हमारे वायुमंडल को बाहरी अंतरिक्ष में जाने से भी रोकता है। ऐसा प्रतीत होता है कि प्रतिदिन देखे जाने वाले इस आकर्षण बल का वैज्ञानिकों द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया जाना चाहिए। लेकिन कोई नहीं! कई मायनों में गुरुत्वाकर्षण विज्ञान का सबसे गहरा रहस्य बना हुआ है। यह रहस्यमय शक्ति इस बात का अद्भुत उदाहरण है कि आधुनिक वैज्ञानिक ज्ञान कितना सीमित है।
आइजैक न्यूटन को 1686 में ही इस मुद्दे में रुचि थी और वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि गुरुत्वाकर्षण वह आकर्षण बल है जो सभी वस्तुओं के बीच मौजूद होता है। उसने महसूस किया कि वही बल जो सेब को ज़मीन पर गिराता है, उसकी कक्षा में भी है। वास्तव में, पृथ्वी की गुरुत्वाकर्षण शक्ति के कारण चंद्रमा पृथ्वी की परिक्रमा करते समय प्रति सेकंड लगभग एक मिलीमीटर अपने सीधे पथ से विचलित हो जाता है (चित्र 1)। न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सार्वभौमिक नियम अब तक की सबसे महान वैज्ञानिक खोजों में से एक है।
गुरुत्वाकर्षण वह "रस्सी" है जो वस्तुओं को कक्षा में रखती है
चित्र 1।चंद्रमा की कक्षा का चित्रण, पैमाने पर नहीं खींचा गया। प्रत्येक सेकंड में चंद्रमा लगभग 1 किलोमीटर की दूरी तय करता है। इस दूरी पर, यह सीधे पथ से लगभग 1 मिमी विचलित हो जाता है - यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव (धराशायी रेखा) के कारण होता है। चंद्रमा लगातार पृथ्वी के पीछे (या उसके आसपास) गिरता हुआ प्रतीत होता है, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर गिरते हैं।
गुरुत्वाकर्षण प्रकृति की चार मूलभूत शक्तियों में से एक है (तालिका 1)। ध्यान दें कि चार बलों में से, यह बल सबसे कमजोर है, और फिर भी यह बड़े अंतरिक्ष पिंडों के सापेक्ष प्रभावी है। जैसा कि न्यूटन ने दिखाया, किन्हीं दो द्रव्यमानों के बीच आकर्षक गुरुत्वाकर्षण बल छोटा और छोटा होता जाता है क्योंकि उनके बीच की दूरी बड़ी और बड़ी होती जाती है, लेकिन यह कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचता है (देखें "गुरुत्वाकर्षण का डिज़ाइन")।
इसलिए, पूरे ब्रह्मांड में प्रत्येक कण वास्तव में हर दूसरे कण को आकर्षित करता है। कमजोर और मजबूत परमाणु संपर्क की ताकतों के विपरीत, आकर्षण बल लंबी दूरी का होता है (तालिका 1)। चुंबकीय बल और विद्युत बल भी लंबी दूरी की ताकतें हैं, लेकिन गुरुत्वाकर्षण अद्वितीय है क्योंकि यह लंबी दूरी और हमेशा आकर्षक दोनों है, जिसका अर्थ है कि यह कभी खत्म नहीं हो सकता (विद्युत चुंबकत्व के विपरीत, जिसमें बल या तो आकर्षित या प्रतिकर्षित हो सकते हैं) .
1849 में महान सृजन वैज्ञानिक माइकल फैराडे के साथ शुरुआत करते हुए, भौतिकविदों ने लगातार गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत चुम्बकीय संपर्क के बल के बीच छिपे संबंध की खोज की है। वर्तमान में, वैज्ञानिक सभी चार मूलभूत शक्तियों को एक समीकरण या तथाकथित "हर चीज़ के सिद्धांत" में संयोजित करने का प्रयास कर रहे हैं, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ! गुरुत्वाकर्षण सबसे रहस्यमय और सबसे कम अध्ययन किया गया बल है।
गुरुत्वाकर्षण को किसी भी तरह से संरक्षित नहीं किया जा सकता है। अवरुद्ध विभाजन की संरचना चाहे जो भी हो, इसका दो अलग-अलग वस्तुओं के बीच आकर्षण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इसका मतलब यह है कि प्रयोगशाला स्थितियों में गुरुत्वाकर्षण-विरोधी कक्ष बनाना असंभव है। गुरुत्वाकर्षण बल वस्तुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि उनके द्रव्यमान पर निर्भर करता है, जिसे हम वजन के रूप में जानते हैं (किसी वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल उस वस्तु के वजन के बराबर होता है - द्रव्यमान जितना अधिक होगा, द्रव्यमान उतना ही अधिक होगा) बल या भार।) कांच, सीसा, बर्फ या यहां तक कि स्टायरोफोमा से बने और समान द्रव्यमान वाले ब्लॉक समान गुरुत्वाकर्षण बल का अनुभव करेंगे (और लगाएंगे)। ये डेटा प्रयोगों के दौरान प्राप्त किए गए थे, और वैज्ञानिक अभी भी नहीं जानते हैं कि उन्हें सैद्धांतिक रूप से कैसे समझाया जा सकता है।
दूरी r पर स्थित दो द्रव्यमान m 1 और m 2 के बीच बल F को सूत्र F = (G m 1 m 2)/r 2 के रूप में लिखा जा सकता है।
जहाँ G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है जिसे सबसे पहले 1798.1 में हेनरी कैवेंडिश द्वारा मापा गया था
यह समीकरण दर्शाता है कि जैसे-जैसे दो वस्तुओं के बीच की दूरी r बढ़ती जाती है, गुरुत्वाकर्षण कम होता जाता है, लेकिन कभी भी पूरी तरह से शून्य तक नहीं पहुंचता है।
इस समीकरण की व्युत्क्रम वर्ग नियम प्रकृति अत्यंत आकर्षक है। आख़िरकार, ऐसा कोई आवश्यक कारण नहीं है कि गुरुत्वाकर्षण को वैसा ही कार्य करना चाहिए जैसा वह करता है। एक अव्यवस्थित, यादृच्छिक और विकसित ब्रह्मांड में, आर 1.97 या आर 2.3 जैसी मनमानी शक्तियां अधिक संभावित प्रतीत होंगी। हालाँकि, सटीक माप ने कम से कम पाँच दशमलव स्थानों तक 2.00000 की सटीक शक्ति दिखाई। जैसा कि एक शोधकर्ता ने कहा, यह परिणाम प्रतीत होता है "बहुत सटीक".2 हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गुरुत्वाकर्षण बल एक सटीक, निर्मित डिज़ाइन को इंगित करता है। वास्तव में, यदि डिग्री 2 से थोड़ा भी विचलित हो जाती है, तो ग्रहों और पूरे ब्रह्मांड की कक्षाएँ अस्थिर हो जाएंगी।
तो वास्तव में गुरुत्वाकर्षण क्या है? यह बल इतने विशाल, खाली स्थान में कैसे कार्य करने में सक्षम है? और इसका अस्तित्व क्यों है? विज्ञान प्रकृति के नियमों के बारे में इन बुनियादी सवालों का जवाब कभी नहीं दे पाया है। आकर्षण की शक्ति उत्परिवर्तन या प्राकृतिक चयन के माध्यम से धीरे-धीरे उत्पन्न नहीं हो सकती। यह ब्रह्माण्ड के आरंभ से ही प्रभावी रहा है। हर दूसरे भौतिक नियम की तरह, गुरुत्वाकर्षण निस्संदेह नियोजित सृजन का एक उल्लेखनीय प्रमाण है।
कुछ वैज्ञानिकों ने अदृश्य कणों, ग्रेविटॉन, जो वस्तुओं के बीच चलते हैं, का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण को समझाने की कोशिश की है। अन्य लोगों ने ब्रह्मांडीय तारों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के बारे में बात की। हाल ही में, विशेष रूप से निर्मित LIGO प्रयोगशाला (लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) का उपयोग करने वाले वैज्ञानिक केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव को देखने में सक्षम थे। लेकिन इन तरंगों की प्रकृति, भौतिक वस्तुएं विशाल दूरी पर एक-दूसरे के साथ कैसे संपर्क करती हैं, अपना सिर कैसे बदलती हैं, यह अभी भी सभी के लिए एक बड़ा सवाल बना हुआ है। हम बस यह नहीं जानते कि गुरुत्वाकर्षण बल की उत्पत्ति कैसे हुई और यह पूरे ब्रह्मांड की स्थिरता को कैसे बनाए रखता है।
बाइबल के दो अंश हमें गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति और सामान्य रूप से भौतिक विज्ञान को समझने में मदद कर सकते हैं। पहला अनुच्छेद, कुलुस्सियों 1:17, बताता है कि मसीह "वह सबसे पहले है, और सब कुछ उस पर निर्भर करता है". ग्रीक क्रिया का अर्थ (συνισταω) है सुनीस्ताओ) का अर्थ है: चिपकना, पकड़ना, या एक साथ रहना। बाइबल के बाहर इस शब्द का यूनानी प्रयोग का अर्थ है एक बर्तन जिसमें पानी हो. कुलुस्सियों की पुस्तक में प्रयुक्त शब्द पूर्ण काल में है, जो आम तौर पर एक वर्तमान चल रही स्थिति को इंगित करता है जो एक पूर्ण अतीत की कार्रवाई से उत्पन्न हुई है। प्रश्न में भौतिक तंत्रों में से एक स्पष्ट रूप से गुरुत्वाकर्षण का बल है, जो निर्माता द्वारा स्थापित किया गया है और आज भी कायम है। ज़रा कल्पना करें: यदि गुरुत्वाकर्षण बल एक क्षण के लिए भी रुक जाए, तो निस्संदेह अराजकता फैल जाएगी। पृथ्वी, चंद्रमा और सितारों सहित सभी खगोलीय पिंड अब एक साथ नहीं रखे जाएंगे। सब कुछ तुरंत अलग-अलग, छोटे भागों में विभाजित हो जाएगा।
दूसरा धर्मग्रन्थ, इब्रानियों 1:3, यह घोषणा करता है कि मसीह “वह अपनी शक्ति के वचन से सभी चीज़ों को कायम रखता है।”शब्द रखती है (φερω फेरो) फिर से गुरुत्वाकर्षण सहित हर चीज़ के समर्थन या संरक्षण का वर्णन करता है। शब्द रखती है, जैसा कि इस श्लोक में प्रयोग किया गया है, का अर्थ केवल वजन रखने से कहीं अधिक है। इसमें ब्रह्मांड के भीतर होने वाली सभी गतिविधियों और परिवर्तनों पर नियंत्रण शामिल है। यह अंतहीन कार्य भगवान के सर्वशक्तिमान शब्द के माध्यम से किया जाता है, जिसके माध्यम से ब्रह्मांड का अस्तित्व शुरू हुआ। गुरुत्वाकर्षण, एक "रहस्यमय शक्ति" जिसे चार सौ वर्षों के शोध के बाद भी कम समझा गया है, ब्रह्मांड के लिए इस अद्भुत दिव्य देखभाल की एक अभिव्यक्ति है।
आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को एक बल के रूप में नहीं, बल्कि एक विशाल वस्तु के निकट अंतरिक्ष की वक्रता के रूप में देखता है। प्रकाश, जो परंपरागत रूप से सीधी रेखाओं का अनुसरण करता है, घुमावदार स्थान से गुजरते समय मुड़ने की भविष्यवाणी की जाती है। इसका पहली बार प्रदर्शन तब हुआ जब खगोलशास्त्री सर आर्थर एडिंगटन ने 1919 में पूर्ण ग्रहण के दौरान एक तारे की स्पष्ट स्थिति में बदलाव की खोज की, यह मानते हुए कि प्रकाश किरणें सूर्य के गुरुत्वाकर्षण से मुड़ रही थीं।
सामान्य सापेक्षता यह भी भविष्यवाणी करती है कि यदि कोई पिंड पर्याप्त घना है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष को इतना विकृत कर देगा कि प्रकाश उसमें से बिल्कुल भी नहीं गुजर सकेगा। ऐसा पिंड प्रकाश और बाकी सभी चीजों को अवशोषित कर लेता है जो उसके मजबूत गुरुत्वाकर्षण द्वारा पकड़ लिया जाता है, और इसे ब्लैक होल कहा जाता है। ऐसे पिंड का पता केवल अन्य वस्तुओं पर उसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव, उसके चारों ओर प्रकाश के मजबूत झुकाव और उस पर पड़ने वाले पदार्थ द्वारा उत्सर्जित मजबूत विकिरण से लगाया जा सकता है।
ब्लैक होल के अंदर का सारा पदार्थ केंद्र में संकुचित होता है, जिसका घनत्व अनंत होता है। छेद का "आकार" घटना क्षितिज द्वारा निर्धारित होता है, अर्थात। एक सीमा जो ब्लैक होल के केंद्र को घेरती है, और कुछ भी (यहां तक कि प्रकाश भी नहीं) इसके पार नहीं बच सकता है। छेद की त्रिज्या को जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड (1873-1916) के बाद श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है, और इसकी गणना सूत्र आरएस = 2जीएम/सी 2 द्वारा की जाती है, जहां सी निर्वात में प्रकाश की गति है। यदि सूर्य एक ब्लैक होल में गिर जाए, तो इसकी श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या केवल 3 किमी होगी।
इस बात के अच्छे सबूत हैं कि एक विशाल तारे का परमाणु ईंधन ख़त्म हो जाने के बाद, वह अपने ही भारी वजन के नीचे ढहने का विरोध नहीं कर पाता है और ब्लैक होल में गिर जाता है। ऐसा माना जाता है कि अरबों सूर्यों के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल हमारी अपनी आकाशगंगा, मिल्की वे सहित आकाशगंगाओं के केंद्रों में मौजूद हैं। कई वैज्ञानिकों का मानना है कि सुपर-उज्ज्वल और बहुत दूर की वस्तुएं जिन्हें क्वासर कहा जाता है, ब्लैक होल में पदार्थ के गिरने पर निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग करती हैं।
सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियों के अनुसार गुरुत्वाकर्षण भी समय को विकृत करता है। इसकी पुष्टि अत्यंत सटीक परमाणु घड़ियों द्वारा भी की गई है, जो समुद्र तल से ऊपर के क्षेत्रों की तुलना में समुद्र तल पर कुछ माइक्रोसेकंड धीमी गति से चलती हैं, जहां पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण थोड़ा कमजोर है। घटना क्षितिज के निकट यह घटना अधिक ध्यान देने योग्य है। यदि हम किसी अंतरिक्ष यात्री की घड़ी को देखें जब वह घटना क्षितिज के पास पहुंचता है, तो हम देखेंगे कि घड़ी धीमी चल रही है। एक बार घटना क्षितिज के अंदर, घड़ी बंद हो जाएगी, लेकिन हम इसे कभी नहीं देख पाएंगे। इसके विपरीत, एक अंतरिक्ष यात्री यह ध्यान नहीं देगा कि उसकी घड़ी धीमी चल रही है, लेकिन वह देखेगा कि हमारी घड़ी तेजी से और तेजी से चल रही है।
ब्लैक होल के पास एक अंतरिक्ष यात्री के लिए मुख्य खतरा ज्वारीय बल होगा जो इस तथ्य के कारण होता है कि शरीर के उन हिस्सों पर गुरुत्वाकर्षण अधिक मजबूत होता है जो ब्लैक होल से दूर के हिस्सों की तुलना में करीब होते हैं। किसी तारे के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के पास ज्वारीय बलों की शक्ति किसी भी तूफान से अधिक मजबूत होती है और अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को आसानी से छोटे टुकड़ों में तोड़ देती है। हालाँकि, जबकि गुरुत्वाकर्षण आकर्षण दूरी के वर्ग (1/r 2) के साथ कम हो जाता है, ज्वारीय प्रभाव दूरी के घन (1/r 3) के साथ कम हो जाता है। इसलिए, पारंपरिक ज्ञान के विपरीत, बड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर गुरुत्वाकर्षण बल (ज्वारीय बल सहित) छोटे ब्लैक होल की तुलना में कमजोर होता है। इसलिए अवलोकन योग्य स्थान में ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर ज्वारीय बल हल्की हवा की तुलना में कम ध्यान देने योग्य होंगे।
घटना क्षितिज के निकट गुरुत्वाकर्षण द्वारा समय का खिंचाव भौतिक विज्ञानी डॉ. रसेल हम्फ्रीज़ के नए ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल का आधार है, जिसका वर्णन उन्होंने अपनी पुस्तक स्टारलाइट एंड टाइम में किया है। यह मॉडल इस समस्या को हल करने में मदद कर सकता है कि हम युवा ब्रह्मांड में दूर के तारों की रोशनी कैसे देख सकते हैं। इसके अलावा, आज यह गैर-बाइबिल का एक वैज्ञानिक विकल्प है, जो दार्शनिक मान्यताओं पर आधारित है जो विज्ञान के दायरे से परे है।
आइजैक न्यूटन (1642-1727)
फोटो: विकिपीडिया.ओआरजी
आइजैक न्यूटन (1642-1727)
आइजैक न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण और आकाशीय पिंडों की गति के बारे में अपनी खोजों को 1687 में अपने प्रसिद्ध कार्य " गणितीय सिद्धांत" कुछ पाठकों ने तुरंत निष्कर्ष निकाला कि न्यूटन के ब्रह्मांड में ईश्वर के लिए कोई जगह नहीं बची है, क्योंकि अब हर चीज़ को समीकरणों का उपयोग करके समझाया जा सकता है। लेकिन न्यूटन ने ऐसा बिल्कुल नहीं सोचा था, जैसा कि उन्होंने इस प्रसिद्ध कार्य के दूसरे संस्करण में कहा था:
"हमारा सबसे सुंदर सौर मंडल, ग्रह और धूमकेतु केवल एक बुद्धिमान और शक्तिशाली प्राणी की योजना और प्रभुत्व का परिणाम हो सकते हैं।"
आइजैक न्यूटन केवल एक वैज्ञानिक नहीं थे। विज्ञान के अलावा, उन्होंने अपना लगभग पूरा जीवन बाइबल के अध्ययन के लिए समर्पित कर दिया। उनकी पसंदीदा बाइबिल पुस्तकें डैनियल की पुस्तक और रहस्योद्घाटन की पुस्तक थीं, जो भविष्य के लिए भगवान की योजनाओं का वर्णन करती हैं। वास्तव में, न्यूटन ने वैज्ञानिक कार्यों की तुलना में अधिक धार्मिक कार्य लिखे।
न्यूटन गैलीलियो गैलीली जैसे अन्य वैज्ञानिकों का सम्मान करते थे। वैसे, न्यूटन का जन्म उसी वर्ष 1642 में हुआ था जब गैलीलियो की मृत्यु हुई थी। न्यूटन ने अपने पत्र में लिखा: “अगर मैंने दूसरों की तुलना में अधिक दूर तक देखा, तो इसका कारण यह था कि मैं खड़ा था कंधोंदिग्गज।" अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले, संभवतः गुरुत्वाकर्षण के रहस्य पर विचार करते हुए, न्यूटन ने विनम्रतापूर्वक लिखा: "मुझे नहीं पता कि दुनिया मुझे कैसे देखती है, लेकिन मैं खुद को समुद्र के किनारे खेल रहे एक लड़के की तरह दिखता हूं, जो कभी-कभी दूसरों की तुलना में अधिक रंगीन कंकड़ या एक सुंदर सीप ढूंढकर अपना मनोरंजन करता है, जबकि एक विशाल महासागर अज्ञात सत्य का।"
न्यूटन को वेस्टमिंस्टर एब्बे में दफनाया गया है। उनकी कब्र पर लैटिन शिलालेख इन शब्दों के साथ समाप्त होता है: "मनुष्यों को आनन्दित होना चाहिए कि मानव जाति का ऐसा अलंकरण उनके बीच रहता था।".
14 जून 2015, दोपहर 12:24 बजे
हम सभी ने स्कूल में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का अध्ययन किया। लेकिन वास्तव में हम गुरुत्वाकर्षण के बारे में हमारे स्कूल के शिक्षकों द्वारा हमारे दिमाग में बताई गई बातों से परे क्या जानते हैं? आइए अपना ज्ञान अपडेट करें...
इसकी पुष्टि इस तथ्य से होती है कि शैक्षिक उद्देश्यों के लिए 18वीं शताब्दी की ऐसी सरल स्थापना, यदि हर स्कूल में नहीं, तो कम से कम विश्वविद्यालयों के भौतिकी विभागों में स्थापित की जानी चाहिए थी, ताकि छात्रों को अभ्यास में इसका परिणाम दिखाया जा सके। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम. हालाँकि, कैवेंडिश इंस्टालेशन का उपयोग शैक्षिक कार्यक्रमों में नहीं किया जाता है, और स्कूली बच्चे और छात्र दोनों यह मानते हैं कि दो रिक्त स्थान एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।
सूत्र के अनुसार, चंद्रमा को पृथ्वी की कक्षा छोड़नी होगी और सूर्य के चारों ओर चक्कर लगाना शुरू करना होगा।
गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक - 6.6725×10−11 m³/(kg s²)।
चंद्रमा का द्रव्यमान 7.3477×1022 किलोग्राम है।
सूर्य का द्रव्यमान 1.9891×1030 किलोग्राम है।
पृथ्वी का द्रव्यमान 5.9737×1024 किलोग्राम है।
पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी = 380,000,000 मीटर.
चंद्रमा और सूर्य के बीच की दूरी = 149,000,000,000 मीटर।
पृथ्वी और चंद्रमा:
6.6725×10-11 x 7.3477×1022 x 5.9737×1024 / 3800000002 = 2.028×1020 एच
चंद्रमा और सूर्य:
6.6725 × 10-11 x 7.3477 1022 x 1.9891 1030/1490000000002 = 4.39 × 1020 एच
2.028×1020H<< 4,39×1020 H
पृथ्वी और चंद्रमा के बीच आकर्षण बल<< Сила притяжения между Луной и Солнцем
इन गणनाओं की इस तथ्य से आलोचना की जा सकती है कि चंद्रमा एक कृत्रिम खोखला पिंड है और इस खगोलीय पिंड का संदर्भ घनत्व संभवतः गलत तरीके से निर्धारित किया गया है।
दरअसल, प्रायोगिक साक्ष्य बताते हैं कि चंद्रमा एक ठोस पिंड नहीं है, बल्कि एक पतली दीवार वाला खोल है। आधिकारिक जर्नल साइंस रॉकेट के तीसरे चरण के बाद भूकंपीय सेंसर के काम के परिणामों का वर्णन करता है जिसने अपोलो 13 अंतरिक्ष यान को चंद्रमा की सतह से टकराया था: “भूकंपीय रिंगिंग का चार घंटे से अधिक समय तक पता चला था। पृथ्वी पर, यदि कोई मिसाइल समान दूरी से टकराती है, तो सिग्नल केवल कुछ मिनटों तक ही रहेगा।”
भूकंपीय कंपन जो इतनी धीमी गति से क्षय होते हैं वे खोखले अनुनादक के विशिष्ट होते हैं, ठोस पिंड के नहीं।
लेकिन चंद्रमा, अन्य बातों के अलावा, पृथ्वी के संबंध में अपने आकर्षक गुणों का प्रदर्शन नहीं करता है - पृथ्वी-चंद्रमा की जोड़ी द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर नहीं घूमती है, क्योंकि यह सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार होगा, और दीर्घवृत्ताकार इस नियम के विपरीत पृथ्वी की कक्षा टेढ़ी-मेढ़ी नहीं होती।
इसके अलावा, चंद्रमा की कक्षा के पैरामीटर स्वयं स्थिर नहीं रहते हैं; कक्षा, वैज्ञानिक शब्दावली में, "विकसित" होती है, और यह सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के विपरीत है।
सिद्धांत के अनुसार, चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण समुद्र में एक ज्वारीय दीर्घवृत्त बनाता है, जिसमें दो ज्वारीय कूबड़ होते हैं जो दैनिक घूर्णन के कारण पृथ्वी की सतह पर घूमते हैं।
हालाँकि, अभ्यास इन सिद्धांतों की बेरुखी को दर्शाता है। आख़िरकार, उनके अनुसार, 1 मीटर ऊँचा ज्वारीय कूबड़ 6 घंटे में प्रशांत महासागर से अटलांटिक तक ड्रेक मार्ग से गुज़रना चाहिए। चूँकि पानी असम्पन्न है, पानी का द्रव्यमान स्तर को लगभग 10 मीटर की ऊँचाई तक बढ़ा देगा, जो व्यवहार में नहीं होता है। व्यवहार में, ज्वारीय घटनाएँ 1000-2000 किमी के क्षेत्रों में स्वायत्त रूप से घटित होती हैं।
लाप्लास भी इस विरोधाभास से आश्चर्यचकित था: फ्रांस के बंदरगाहों में पूरा पानी क्रमिक रूप से क्यों आता है, हालांकि ज्वारीय दीर्घवृत्त की अवधारणा के अनुसार इसे एक साथ वहां आना चाहिए।
द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का परीक्षण करने का पहला प्रयास 18वीं शताब्दी के मध्य में अंग्रेजों द्वारा हिंद महासागर के तट पर किया गया था, जहां एक तरफ हिमालय की दुनिया की सबसे ऊंची चट्टानी चोटी थी, और दूसरी तरफ , बहुत कम विशाल पानी से भरा एक समुद्री कटोरा। लेकिन अफसोस, साहुल रेखा हिमालय की ओर नहीं भटकती! इसके अलावा, अति-संवेदनशील उपकरण - ग्रेविमीटर - एक ही ऊंचाई पर, विशाल पहाड़ों पर और किलोमीटर गहराई के कम घने समुद्रों पर, एक परीक्षण पिंड के गुरुत्वाकर्षण में अंतर का पता नहीं लगाते हैं।
जिस सिद्धांत ने जड़ें जमा ली हैं, उसे बचाने के लिए, वैज्ञानिक इसके लिए एक समर्थन लेकर आए: वे कहते हैं कि इसका कारण "आइसोस्टेसी" है - सघन चट्टानें समुद्र के नीचे स्थित हैं, और ढीली चट्टानें पहाड़ों के नीचे स्थित हैं, और उनका घनत्व है बिल्कुल वैसा ही जैसे हर चीज़ को वांछित मूल्य पर समायोजित करना।
यह प्रयोगात्मक रूप से भी स्थापित किया गया था कि गहरी खदानों में ग्रेविमीटर से पता चलता है कि गहराई के साथ गुरुत्वाकर्षण बल कम नहीं होता है। यह केवल पृथ्वी के केंद्र की दूरी के वर्ग के आधार पर बढ़ता रहता है।
पदार्थ से गुरुत्वाकर्षण की स्वतंत्रता की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि, दुर्लभ अपवादों को छोड़कर, सौर मंडल के छोटे पिंडों में गुरुत्वाकर्षण आकर्षक क्षमता पूरी तरह से नहीं होती है। चंद्रमा को छोड़कर, छह दर्जन से अधिक ग्रह उपग्रह अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण का कोई संकेत नहीं दिखाते हैं। यह अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष दोनों मापों द्वारा सिद्ध किया गया है; उदाहरण के लिए, 2004 के बाद से, शनि के आसपास के क्षेत्र में कैसिनी जांच समय-समय पर अपने उपग्रहों के करीब उड़ान भरती रही है, लेकिन जांच की गति में कोई बदलाव दर्ज नहीं किया गया है। उसी कासेनी की मदद से शनि के छठे सबसे बड़े चंद्रमा एन्सेलाडस पर गीजर की खोज की गई।
भाप के जेट को अंतरिक्ष में उड़ने के लिए बर्फ के एक लौकिक टुकड़े पर कौन सी भौतिक प्रक्रियाएँ होनी चाहिए?
इसी कारण से, शनि के सबसे बड़े चंद्रमा, टाइटन में वायुमंडलीय बहिर्वाह के परिणामस्वरूप एक गैस पूंछ है।
उनकी विशाल संख्या के बावजूद, सिद्धांत द्वारा अनुमानित कोई भी उपग्रह क्षुद्रग्रहों पर नहीं पाया गया है। और दोहरे या युग्मित क्षुद्रग्रहों के बारे में सभी रिपोर्टों में, जो कथित तौर पर द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमते हैं, इन युग्मों के घूमने का कोई सबूत नहीं था। साथी सूर्य के चारों ओर अर्ध-समकालिक कक्षाओं में घूमते हुए, पास में ही मौजूद थे।
कृत्रिम उपग्रहों को क्षुद्रग्रह की कक्षा में स्थापित करने के प्रयास विफलता में समाप्त हो गए। उदाहरणों में NEAR जांच शामिल है, जिसे अमेरिकियों द्वारा इरोस क्षुद्रग्रह पर भेजा गया था, या HAYABUSA जांच, जिसे जापानियों ने इटोकावा क्षुद्रग्रह पर भेजा था।
हालाँकि, शनि की कक्षा में पीछे और आगे पाए जाने वाले साथी क्षुद्रग्रहों के दो समूह, जिन्हें खगोलशास्त्री ख़ुशी से ट्रोजन कहते थे, पूर्वानुमानित क्षेत्रों से बाहर चले गए, और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की पुष्टि एक पंचर में बदल गई।
उस समय तक एकत्रित आंकड़ों का विश्लेषण करने के बाद, लाप्लास ने स्थापित किया कि "गुरुत्वाकर्षण" परिमाण के कम से कम सात आदेशों तक प्रकाश की तुलना में तेजी से फैलता है! पल्सर पल्स प्राप्त करने के आधुनिक माप ने गुरुत्वाकर्षण के प्रसार की गति को और भी आगे बढ़ा दिया है - प्रकाश की गति से कम से कम 10 ऑर्डर तेज। इस प्रकार, प्रायोगिक अनुसंधान सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का खंडन करता है, जिस पर पूर्ण विफलता के बावजूद आधिकारिक विज्ञान अभी भी भरोसा करता है.
कुछ शोधकर्ता एंटीग्रेविटी की कंपनात्मक प्रकृति का विश्लेषण कर रहे हैं। यह प्रभाव आधुनिक प्रयोगों में स्पष्ट रूप से प्रदर्शित होता है, जहां ध्वनिक उत्तोलन के कारण बूंदें हवा में लटकती हैं। यहां हम देखते हैं कि कैसे, एक निश्चित आवृत्ति की ध्वनि की मदद से, हवा में तरल की बूंदों को आत्मविश्वास से पकड़ना संभव है...
लेकिन पहली नज़र में प्रभाव को जाइरोस्कोप सिद्धांत द्वारा समझाया गया है, लेकिन अधिकांश भाग के लिए इतना सरल प्रयोग भी इसकी आधुनिक समझ में गुरुत्वाकर्षण का खंडन करता है।
कम ही लोग जानते हैं कि साइबेरियाई कीट विज्ञानी विक्टर स्टेपानोविच ग्रीबेनिकोव, जिन्होंने कीड़ों में गुहा संरचनाओं के प्रभाव का अध्ययन किया था, ने "माई वर्ल्ड" पुस्तक में कीड़ों में एंटीग्रेविटी की घटना का वर्णन किया है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि विशाल कीड़े, जैसे कॉकचेफ़र, गुरुत्वाकर्षण के नियमों के बजाय उनके कारण उड़ते हैं।
इसके अलावा, अपने शोध के आधार पर, ग्रीबेनिकोव ने एक गुरुत्वाकर्षण-विरोधी मंच बनाया।
विक्टर स्टेपानोविच की मृत्यु अजीब परिस्थितियों में हुई और उनका काम आंशिक रूप से नष्ट हो गया, लेकिन एंटी-ग्रेविटी प्लेटफॉर्म प्रोटोटाइप का कुछ हिस्सा संरक्षित किया गया है और इसे नोवोसिबिर्स्क के ग्रीबेनिकोव संग्रहालय में देखा जा सकता है।.
एंटीग्रेविटी का एक और व्यावहारिक अनुप्रयोग फ्लोरिडा के होमस्टेड शहर में देखा जा सकता है, जहां कोरल मोनोलिथिक ब्लॉकों की एक अजीब संरचना है, जिसे लोकप्रिय रूप से कोरल कैसल का उपनाम दिया गया है। इसका निर्माण लातविया के मूल निवासी एडवर्ड लिडस्कालिन ने 20वीं सदी के पूर्वार्द्ध में किया था। दुबले-पतले शरीर वाले इस आदमी के पास कोई औज़ार नहीं था, यहाँ तक कि उसके पास कार या कोई उपकरण भी नहीं था।
उन्होंने बिजली का उपयोग बिल्कुल भी नहीं किया, इसकी अनुपस्थिति के कारण भी, और फिर भी किसी तरह समुद्र में चले गए, जहां उन्होंने कई टन के पत्थर के ब्लॉकों को काटा और किसी तरह उन्हें अपनी साइट पर पहुंचाया, और उन्हें पूरी सटीकता के साथ बिछाया।
एड की मृत्यु के बाद, वैज्ञानिकों ने उसकी रचना का सावधानीपूर्वक अध्ययन करना शुरू किया। प्रयोग के लिए, एक शक्तिशाली बुलडोजर लाया गया और मूंगा महल के 30-टन ब्लॉकों में से एक को स्थानांतरित करने का प्रयास किया गया। बुलडोजर गरजा और फिसल गया, लेकिन विशाल पत्थर नहीं हिला।
महल के अंदर एक अजीब उपकरण पाया गया, जिसे वैज्ञानिकों ने डायरेक्ट करंट जनरेटर कहा। यह कई धातु भागों से युक्त एक विशाल संरचना थी। डिवाइस के बाहरी हिस्से में 240 स्थायी स्ट्रिप मैग्नेट बनाए गए थे। लेकिन एडवर्ड लीडस्कैलिन ने वास्तव में मल्टी-टन ब्लॉकों को कैसे स्थानांतरित किया यह अभी भी एक रहस्य बना हुआ है।
जॉन सियरल का शोध ज्ञात है, जिनके हाथों में असामान्य जनरेटर जीवन में आये, घूमे और ऊर्जा उत्पन्न की; आधा मीटर से 10 मीटर व्यास वाली डिस्क हवा में उठी और लंदन से कॉर्नवाल और वापस तक नियंत्रित उड़ानें भरीं।
प्रोफेसर के प्रयोग रूस, अमेरिका और ताइवान में दोहराए गए। उदाहरण के लिए, रूस में, 1999 में, "यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करने वाले उपकरणों" के लिए एक पेटेंट आवेदन संख्या 99122275/09 के तहत पंजीकृत किया गया था। वास्तव में, व्लादिमीर विटालिविच रोशचिन और सर्गेई मिखाइलोविच गोडिन ने एसईजी (सियरल इफेक्ट जेनरेटर) का पुनरुत्पादन किया और इसके साथ अध्ययनों की एक श्रृंखला आयोजित की। नतीजा एक बयान था: आप बिना लागत के 7 किलोवाट बिजली प्राप्त कर सकते हैं; घूमने वाले जनरेटर का वजन 40% तक कम हो गया।
जब सियरल जेल में था तब उसकी पहली प्रयोगशाला के उपकरण एक अज्ञात स्थान पर ले जाया गया था। गोडिन और रोशिन की स्थापना बस गायब हो गई; एक आविष्कार के लिए आवेदन को छोड़कर, इसके बारे में सभी प्रकाशन गायब हो गए.
कनाडाई इंजीनियर-आविष्कारक के नाम पर रखा गया हचिसन प्रभाव भी जाना जाता है। इसका प्रभाव भारी वस्तुओं के उत्तोलन, असमान सामग्रियों के मिश्रधातु (उदाहरण के लिए, धातु + लकड़ी) और उनके पास जलने वाले पदार्थों की अनुपस्थिति में धातुओं के असामान्य ताप में प्रकट होता है। यहां इन प्रभावों का एक वीडियो है:
वास्तव में गुरुत्वाकर्षण जो भी हो, यह माना जाना चाहिए कि आधिकारिक विज्ञान इस घटना की प्रकृति को स्पष्ट रूप से समझाने में पूरी तरह से असमर्थ है.
यारोस्लाव यार्गिन
गुरुत्वाकर्षण सबसे रहस्यमय भौतिक घटनाओं में से एक है। गुरुत्वाकर्षण जैसी किसी अन्य घटना के बारे में बात नहीं की गई है, इसके बारे में लिखा नहीं गया है, शोध प्रबंधों का बचाव नहीं किया गया है, अकादमिक उपाधियाँ या नोबेल पुरस्कार नहीं दिए गए हैं।
कोई भी विचार ऐतिहासिक रूप से वातानुकूलित होता है। समय समाज के सामने आने वाले कार्यों को बदल देता है, और यह, एक नियम के रूप में, कुछ घटनाओं के बारे में विचारों को बदलने के लिए मजबूर करता है। गुरुत्वाकर्षण की घटना कोई अपवाद नहीं है. मिस्र के पिरामिडों के निर्माताओं और बाहरी अंतरिक्ष में यात्रियों के बीच गुरुत्वाकर्षण का विचार भिन्न हो सकता है।
न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत में, गुरुत्वाकर्षण वस्तुतः पूरी तरह से गुरुत्वाकर्षण बल या वजन के बल से जुड़ा हुआ है। न्यूटन के अनुसार गुरुत्वाकर्षण का सार यह है कि किसी पिंड पर एक बल लगाया जाता है - गुरुत्वाकर्षण (पृथ्वी की स्थितियों में इसे आमतौर पर भार बल कहा जाता है)। इस शक्ति का स्रोत - अन्य या अन्य निकाय। वास्तव में, कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं है। गुरुत्वाकर्षण पिंडों के बीच सीधा संपर्क है। यह अंतःक्रिया न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा निर्धारित होती है। यहां कोई विशेष गुरुत्वाकर्षण स्थान नहीं है. गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र प्रकृति में सशर्त है और केवल गणना की सुविधा के लिए कार्य करता है; इस अवधारणा के पीछे कोई भौतिकी नहीं है।
स्थलीय स्थितियों में, उदाहरण के लिए, स्थैतिक संरचनात्मक भार की गणना करते समय, यह एक सुविधाजनक और दृश्य प्रतिनिधित्व है।
आधुनिक दुनिया उन घटनाओं की सीमा से बहुत आगे निकल गई है जिनमें न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण अवधारणाओं का निर्माण हुआ था। पिछली शताब्दी की शुरुआत में ही, अल्बर्ट आइंस्टीन ने इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित किया था कि एक साधारण लिफ्ट में होने वाली घटनाएं भी न्यूटन के विचारों से मेल नहीं खाती हैं। इसने, साथ ही एक सापेक्षतावादी सनक ने, उन्हें गुरुत्वाकर्षण की एक नई समझ की ओर प्रेरित किया, जो सापेक्षता के तथाकथित सामान्य सिद्धांत में परिलक्षित हुआ।
अब यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि जीटीआर ब्रह्माण्ड संबंधी तराजू और सापेक्ष गतियों का एक गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत है। लेकिन मैक्रो- और मेसोवर्ल्ड के पैमाने पर, यानी। स्थलीय, ग्रहीय (आकाशीय) यांत्रिकी और अंतरिक्ष विज्ञान के क्षेत्र में, सामान्य सापेक्षता का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है और यह सिद्धांत कुछ भी नया नहीं दे सकता है। और यदि ऐसा होता है, तो यह केवल कुछ बहुत ऊंचे अनुमानों में सुधार है। इसलिए, हम न्यूटन की गुरुत्वाकर्षण अवधारणाओं के अधिक विस्तृत विचार पर ध्यान केंद्रित करेंगे।
मुख्य घटनाओं में से एक जो हाल के दशकों में यांत्रिकी के विचार का केंद्र बन गई है वह भारहीनता की घटना है। बेशक, भारहीनता की घटना पहले भी घटित हो चुकी है। लेकिन यह अल्पकालिक था और इसे किसी विशेष यांत्रिक घटना के रूप में मान्यता नहीं दी गई थी। पीसा की झुकी मीनार से एक पत्थर गिरता है, और, ठीक है, वह गिर जाता है। यहाँ कैसी भारहीनता है. लेकिन अंतरिक्ष विज्ञान के विकास ने भारहीनता की घटना को सामने ला दिया और इसके उच्च महत्व को महसूस किया गया। भारहीनता धीरे-धीरे उत्पादन और तकनीकी कारकों की श्रेणी में प्रवेश कर रही है।
लेकिन न्यूटोनियन यांत्रिक अवधारणाओं की ओर मुड़ते हुए, हमें अचानक पता चलता है कि न्यूटोनियन यांत्रिकी में यह अवधारणा वास्तव में मौजूद नहीं है। न्यूटोनियन अवधारणाओं के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण से संबंधित है। लेकिन अचानक यह पता चला कि ऐसा बिल्कुल नहीं था। चलिए दिखाते हैं.
आइए खुद को आकाश में फेंकने से पहले एक हवाई जहाज़ पर एक पैराशूटिस्ट की कल्पना करें। वह द्वार के सामने खड़ा है और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में है, वजन का बल उस पर कार्य करता है। इसकी गणना न्यूटन के अनुसार की जाती है। लेकिन अब वह दरवाजे से बाहर कदम रखता है। यह स्पष्ट है कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं बदला है। और वजन का बल भी नहीं बदल सका. लेकिन पैराट्रूपर भारहीन अवस्था में चला गया और उसका वजन कम हो गया और गुरुत्वाकर्षण बल अचानक गायब हो गया। लेकिन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र ख़त्म नहीं हुआ है, वह वैसा ही बना हुआ है जैसा था। इसलिए, यह स्पष्ट है कि विमान के अंदर का भार गुरुत्वाकर्षण से संबंधित नहीं था।
कभी-कभी वे कहते हैं कि वजन का बल बिल्कुल भी गायब नहीं हुआ, बल्कि जड़ता का एक (काल्पनिक) बल प्रकट हुआ, जिसने गुरुत्वाकर्षण के बल को संतुलित कर दिया, क्योंकि पैराशूटिस्ट तेजी से आगे बढ़ना शुरू कर दिया। इसीलिए स्काइडाइवर को स्वयं कोई भार बल महसूस नहीं होता।
यह सही है, उदाहरण के लिए, जमीन पर स्थित न्यायाधीशों के एक पैनल के संदर्भ फ्रेम में, पैराशूटिस्ट त्वरित गति से आगे बढ़ रहा है। लेकिन आइए कल्पना करें कि एक फोटो जर्नलिस्ट पैराशूटिस्ट के साथ बाहर कूदता है, और पैराशूटिस्ट की उड़ान और गतिविधियों का फिल्मांकन करता है। और इस फोटोग्राफर के संबंध में, पैराट्रूपर ऊपर, नीचे, या स्थिर खड़ा रह सकता है। और फिर पैराशूटिस्ट की त्वरित गति के साथ जड़ता की कुख्यात शक्ति कहाँ जुड़ी है? एक वास्तविक बल, जो कथित तौर पर गुरुत्वाकर्षण का बल है, को त्वरण से जुड़े जड़त्व के एक काल्पनिक बल द्वारा कैसे संतुलित किया जा सकता है, यदि पर्यवेक्षक के आधार पर त्वरण का चरित्र बहुत भिन्न हो सकता है या पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकता है? यदि हम स्वीकार करते हैं कि सांसारिक न्यायिक संदर्भ प्रणाली फोटो जर्नलिस्ट के संदर्भ प्रणाली से अधिक "सही" है, तो यह साबित करना आवश्यक है कि न्यायाधीश के कैमरे, न्यायाधीश की घड़ियाँ या रेंजफाइंडर प्रेस फोटोग्राफर की तुलना में बेहतर हैं।
चूँकि इसे साबित करना असंभव है, हमें यह स्वीकार करना होगा कि जड़ता की ताकतें काल्पनिक हैं, और इसलिए, गुरुत्वाकर्षण बल, वजन बल और सामान्य तौर पर सभी गुरुत्वाकर्षण बल काल्पनिक हैं, उनका अस्तित्व ही नहीं है.. और पैराशूटिस्ट इन मुक्तगिरावट सटीक रूप से चलती है मुक्त, अर्थात। इस पर किसी भी ताकत के प्रभाव के बिना (हम वायुमंडल के प्रभाव की उपेक्षा करते हैं)।
फिर जब पैराशूटिस्ट ने विमान के ऊपर कदम रखा तो उसके साथ क्या हुआ? और वह बिल्कुल भी नहीं है लदा हुआस्वयं जड़ता की एक रहस्यमयी काल्पनिक शक्ति के रूप में, जो गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करती है। नहीं, इसके विपरीत, उसने अपने ऊपर काम करने वाली एकमात्र वास्तविक शक्ति से छुटकारा पा लिया। यह बल विमान के फर्श से, समर्थन से आया था। और जब उसने स्वयं को इससे मुक्त कर लिया, विमान से बाहर एक कदम रखते हुए, वह भारहीन हो गया, हो गया मुक्त, किसी भी ताकत ने उस पर कार्रवाई करना बंद कर दिया।
इस प्रकार, कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं हैं। समर्थन की ओर से उड़ान के सक्रिय भाग के दौरान एक व्यक्ति पर, जमीन पर एक पत्थर पर, एक अंतरिक्ष यात्री पर कार्य करने वाली ताकतें हैं। यदि आप सहारा हटा देते हैं तो व्यक्ति या पत्थर स्वतंत्र, भारहीन हो जाता है। लेकिन जो बल किसी व्यक्ति या पत्थर पर सहारे की ओर से कार्य करते हैं, वे गुरुत्वाकर्षण नहीं हैं। ये विद्युत या, अधिक सामान्यतः, विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के सामान्य लोचदार बल हैं। और मानव शरीर (तलवों) या पत्थर में, बदले में, लोच होती है, और तलवों या पत्थर से समर्थन तक निर्देशित एक प्रतिबल उत्पन्न होगा। और इस बल की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति भी होती है। गुरुत्वाकर्षण बल कहाँ हैं? हम उन्हें नहीं देखते. उनमें से कोई भी नहीं है.
यहां केंद्रीय, मुख्य, मौलिक कथन है जो मानव जाति के ब्रह्मांडीय अनुभव से निकलता है: कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं हैं. आइए इसे बड़े अक्षरों में लिखें और इस नींव पर नए यांत्रिकी, अंतरिक्ष युग के यांत्रिकी का निर्माण शुरू करें।
लेकिन अगर कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं है, कोई गुरूत्वाकर्षण नहीं है, तो फिर कोई गुरुत्वाकर्षण नहीं है? नहीं, ये सच नहीं है। बेशक, गुरुत्वाकर्षण मौजूद है...
लेकिन इसकी प्रकृति बिल्कुल अलग है. यह पिंडों के बीच कोई बल अंतःक्रिया नहीं है। सूर्य और पृथ्वी के बीच, पृथ्वी और चंद्रमा के बीच, पृथ्वी और एक अंतरिक्ष यान के बीच, पृथ्वी और उसकी सतह पर एक पत्थर के बीच कोई बल अंतःक्रिया नहीं होती है।
गुरुत्वाकर्षण एक गुण है. इस गुण में गुरुत्वाकर्षण पिंड के आसपास के स्थान की प्रकृति को बदलना शामिल है। प्रत्येक शरीर एक निश्चित प्रभामंडल, परिवर्तित स्थान के प्रभामंडल से घिरा हुआ है। शरीर इस प्रभामंडल को अपने साथ रखता है जैसे किसी संत के सिर के चारों ओर प्रभामंडल या पृथ्वी के चारों ओर वायुमंडल, आयनमंडल, मैग्नेटोस्फीयर। और यह प्रभामंडल "स्वतंत्र तैराकी" में खुद को शरीर से अलग नहीं कर सकता है। यह शरीर से सदैव बंधा रहता है और उसके साथ चलता रहता है।
यहां हम तुरंत इस प्रभामंडल के गुणों की तुलना विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के गुणों से कर सकते हैं। विद्युत चुम्बकत्व के दो आवेश होते हैं, धनात्मक और ऋणात्मक। आइए मान लें कि हमारे पास विद्युत रूप से तटस्थ परमाणु या अणु है। तब कोई विद्युत क्षेत्र नहीं होता, कोई विद्युत चुम्बकीय प्रभामंडल नहीं होता। लेकिन अचानक उसमें से एक धनात्मक या ऋणात्मक आवेशित कण उड़ गया। यह एक आयन, एक विद्युत आवेशित पिंड बन गया है, और इसके चारों ओर एक तदनुरूप प्रभामंडल दिखाई देना चाहिए - विद्युत क्षेत्र। यह वहां नहीं था, लेकिन अब यह होना चाहिए. और यहीं प्रश्न उठता है कि अस्तित्वहीनता से उत्पन्न यह क्षेत्र अंतरिक्ष में किस गति से फैलेगा? यह स्पष्ट है कि क्षेत्र को संपूर्ण स्थान पर तुरंत स्थापित नहीं किया जा सकता है। यह परमाणु से दूर, दूर और दूर फैलता जाएगा। हम देखते हैं कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कम दूरी का है, सिद्धांत रूप में, यह क्षेत्र स्रोतों से अलग हो सकता है, और इसमें प्रसार की एक निश्चित गति होती है। और यह केवल दो प्रकार के विद्युत आवेशों के अस्तित्व के कारण है। अधिक सटीक रूप से, द्विध्रुव क्षण में परिवर्तन के साथ, जिसके लिए कोई संरक्षण कानून नहीं है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है संबंधितक्षेत्र स्रोतों, आवेशित पिंडों की गति से जुड़ी प्रसार गति, उदाहरण के लिए, विद्युत आवेश या चुंबक की गति के दौरान, और स्वायत्तप्रसार की गति, भौतिक निकायों की गति से संबंधित नहीं है, जो एक सार्वभौमिक स्थिरांक है - प्रकाश की गति।
विद्युत चुंबकत्व के विपरीत, गुरुत्वाकर्षण एक ही चिन्ह के स्रोतों से जुड़ा होता है। इस गुरुत्वीय स्रोत, गुरुत्वीय आवेश को द्रव्यमान कहते हैं। यह हमेशा सकारात्मक होता है और इसके लिए एक संरक्षण कानून है... इसके अलावा, द्रव्यमान द्विध्रुव क्षण के लिए भी एक संरक्षण कानून है - वास्तव में, यह द्रव्यमान के केंद्र के संरक्षण का नियम है। अतः गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र कहीं से भी उत्पन्न नहीं हो सकता। द्रव्यमानों की गति के कारण, यह किसी तरह विकृत हो सकता है, और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का अवलोकन बिंदु इन द्रव्यमानों से जितना दूर होगा, क्षेत्र में परिवर्तन के प्रभाव का पता लगाने में उतना ही अधिक समय लगेगा। और द्रव्यमान की एक सीमित प्रणाली से पर्याप्त दूरी पर, इसे आम तौर पर एक अविभाजित बिंदु द्रव्यमान के रूप में माना जा सकता है; पर्याप्त दूरी पर आंतरिक गतिविधियां इस क्षेत्र की बिंदु प्रकृति को नहीं बदल सकती हैं। और इससे भी अधिक दूरी पर, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पूरी तरह से गायब हो जाता है, और हम किसी भी तरह से इसका पता नहीं लगा सकते हैं। आइए औपचारिक रूप से किसी अन्य आकाशगंगा में पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के परिमाण की गणना करें। लेकिन यह स्पष्ट है कि यह विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक कलाकृति है। यह सीधे तौर पर कुख्यातों की अनुपस्थिति से आता है गुरुत्वाकर्षण लहरों, अर्थात। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के स्रोतों से अलग। स्रोतों के बिना कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं है। यह विद्युत चुंबकत्व में है कि उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंग स्रोत के साथ सभी संबंध खो देती है और एक "स्रोतहीन" विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र होता है। और यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के बीच मूलभूत अंतर है। यह किसी भी दूरी पर काम कर सकता है। इस प्रकार, हमारे ऑप्टिकल और रेडियो दूरबीनों में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्राप्त होते हैं और रिसीवर्स पर कार्य करते हैं, जिसका स्रोत लाखों और अरबों प्रकाश वर्ष दूर अकल्पनीय दूरी पर स्थित है। विद्युत चुम्बकीय - स्थानिक रूप से सीमित गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के विपरीत, यह कार्रवाई की असीमित सीमा वाला क्षेत्र है।
यह भी ध्यान दें कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अस्तित्व गैलीलियो के सिद्धांत और जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियों के अस्तित्व को संदिग्ध बनाता है, और यह पहले से ही सभी सैद्धांतिक यांत्रिकी के लिए विनाशकारी परिणामों की ओर ले जाता है।
आइए अवधारणा को परिभाषित करें मुक्तशव. हम मुक्त पिंड को वह पिंड कहेंगे जिस पर कोई बल लागू नहीं होता है। बलपूर्वक, हम आपको याद दिलाते हैं और आपको कई बार याद दिलाएंगे, हम केवल विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के प्रभावों को समझते हैं। परमाणु और अन्य सूक्ष्म-नैनो-फेमटो बल शायद ही विचार करने लायक हैं। और हम उन पिंडों को बुलाएंगे जिन पर बल कार्य करते हैं (लोच बल, प्रतिक्रियाशील बल और विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के अन्य बल) मुक्त.
आइए अवधारणा को परिभाषित करें जड़त्वीयसंदर्भ प्रणाली. जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली एक संदर्भ प्रणाली है जिसमें मुक्त पिंड समान रूप से और सीधी रेखा में चलते हैं या आराम की स्थिति में होते हैं। हम अन्य संदर्भ प्रणालियों को कॉल करेंगे गैर जड़त्वीय. ध्यान दें कि यदि हमारे पास एक जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम है, तो हम किसी भी संख्या में विभिन्न गैर-जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम पेश कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, घूर्णन, दोलन, आदि।
आइए अब हम अवधारणा को परिभाषित करें गैलिलिवअंतरिक्ष। हम गैलीलियन को एक ऐसा स्थान कहेंगे जिसमें संदर्भ का एक जड़त्वीय ढांचा पेश किया जा सकता है। प्रत्येक स्थान में संदर्भ का एक जड़त्वीय ढाँचा प्रस्तुत करना संभव नहीं है। यदि अंतरिक्ष में जड़त्वीय संदर्भ ढाँचा प्रस्तुत करना असंभव है, तो ऐसे स्थान को कहा जाएगा गैर गैलीलियन.
और अब हम गुरुत्वाकर्षण गुण तैयार करने के लिए तैयार हैं। गुरुत्वाकर्षण का गुण यह है कि शरीर के आसपास गैर-गैलीलियनिटी का एक क्षेत्र होता है।इस क्षेत्र में ऐसे संदर्भ तंत्र का निर्माण करना असंभव है कि इसमें मुक्त पिंड समान रूप से और सीधी रेखा में चलते हों या आराम की स्थिति में हों।
हम इसे मुक्त शरीरों की गति कहेंगे प्राकृतिक हलचलें. जहाँ गुरुत्वाकर्षण नहीं है वहाँ प्राकृतिक हलचलें होती हैं कर सकनाएक सीधी और एकसमान उपस्थिति हो। और गुरुत्वाकर्षण इस तथ्य की ओर ले जाता है कि प्राकृतिक गतियाँ नही सकताएक समान और सीधी उपस्थिति हो। गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में, प्राकृतिक हलचलें बहुत अधिक जटिल होती हैं। ये वृत्त, दीर्घवृत्त, परवलय, अतिपरवलय और इससे भी अधिक जटिल और जटिल प्रक्षेप पथ के साथ गति हो सकते हैं। मुक्त उड़ान में अंतरग्रहीय अंतरिक्ष यान के सबसे जटिल प्रक्षेप पथ इसे स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं। ऐसा क्यों है - हम नहीं जानते, हम परिकल्पना नहीं बनाते, लेकिन हम इसे हमें दी गई वास्तविकता के रूप में स्वीकार करते हैं।
तो, अब हम ब्रह्मांडीय अनुभव के प्रकाश में ऊपर पूछे गए सभी प्रश्नों का उत्तर दे सकते हैं।
1. एक अंतरिक्ष यात्री कक्षीय अंतरिक्ष यान पर भारहीनता की स्थिति में क्यों है? उत्तर: इसलिए नहीं कि किसी चमत्कारी तरीके से गुरुत्वाकर्षण बल पौराणिक जड़त्वीय बलों के साथ संतुलित होते हैं। और इस साधारण कारण से कि वह स्वतंत्र है, वे उस पर कार्रवाई नहीं करते हैं कोई ताकत नहीं.
2. यदि यह स्वतंत्र है, तो यह सीधी रेखा में नहीं, बल्कि वृत्त में क्यों चलता है? उत्तर: क्योंकि यह एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में है, पृथ्वी के गैर-गैलीलियन क्षेत्र में, जिसमें गोलाकार गति सहित मुक्त पिंडों की गति अधिक जटिल है।
3.पृथ्वी एक वृत्त में क्यों घूमती है? उत्तर: पृथ्वी एक स्वतंत्र पिंड है। इस पर कोई ताकत काम नहीं करती. लेकिन यह सूर्य के गैर-गैलिलियन क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में) में स्थित है। और पृथ्वी की मुक्त गति प्राकृतिक गति है - एक वृत्त में गति.
4.पृथ्वी की सतह पर पत्थर पर कौन सी शक्तियाँ कार्य करती हैं? पृथ्वी के आसपास किसी पत्थर की प्राकृतिक गतिविधियों में से एक उसके केंद्र में तेजी से गिरना है। लेकिन पृथ्वी की सतह पत्थर पर पत्थर की प्राकृतिक गति की दिशा के विपरीत ऊपर की ओर निर्देशित एक बल लगाकर इस प्राकृतिक गति को रोकती है। यह बल गुरुत्वाकर्षण नहीं है, बल्कि एक साधारण लोचदार बल है, अर्थात। विद्युत चुम्बकीय प्रकृति. स्वाभाविक रूप से, न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, पत्थर अपने सहारे पर समान बल से कार्य करता है, लेकिन नीचे की ओर। यदि अचानक समर्थन गायब हो जाता है या अपनी कठोरता खो देता है, तो पत्थर पृथ्वी के केंद्र की ओर, नीचे की ओर प्राकृतिक गति शुरू कर देगा।
ध्यान दें कि आमतौर पर बल पत्थर से समर्थन की ओर निर्देशित होता है - गुरुत्वाकर्षण - एक सक्रिय बल माना जाता है, और पत्थर के सहारे से बल प्राप्त होता है - प्रतिक्रिया का बल. हमारे विचार में, सक्रिय बल और प्रतिक्रिया बल की अवधारणाओं ने स्थानों की अदला-बदली कर ली है। शरीर को सहारा देने वाला बल सक्रिय हो गया, प्रतिक्रिया बल - शरीर से सहारे तक बल। यह यांत्रिक तर्क के साथ अधिक सुसंगत है। सक्रिय एक बल है जिसे नियंत्रित किया जा सकता है, और निष्क्रिय एक प्रतिक्रिया बल है। - यह एक ऐसी शक्ति है जो स्वचालित रूप से प्रतिक्रिया स्वरूप उत्पन्न होती है। हम सहायता बल को आसानी से नियंत्रित कर सकते हैं। समर्थन को हटाया जा सकता है, इसे सख्त, नरम आदि बनाया जा सकता है। और पत्थर से लेकर सहारे तक का बल अपने आप उत्पन्न हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब कोई पत्थर हथेली पर होता है, तो यह वह सहारा होता है जिसे हम हेरफेर कर सकते हैं - पत्थर पकड़ना, फेंकना आदि। और हथेली पर पत्थर का प्रभाव गौण, पारस्परिक होगा। सक्रिय भूमिका हथेली निभाती है, पत्थर नहीं।
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक अद्वितीय गुण होता है जो इसे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से अलग करता है। सबसे आश्चर्य की बात यह है कि इस संपत्ति को अभी तक आधुनिक सैद्धांतिक यांत्रिकी द्वारा सैद्धांतिक रूप से महारत हासिल नहीं हुई है, हालांकि व्यवहार में इसका उपयोग बहुत व्यापक रूप से किया जाता है, खासकर अंतरिक्ष विज्ञान में।
यदि कोई विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, तो यह मौजूद है, और संदर्भ प्रणालियों का कोई भी परिवर्तन इसे समाप्त नहीं कर सकता है। इसके घटक, विद्युत या चुंबकीय, एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं, लेकिन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से भरे अंतरिक्ष के क्षेत्र में, यह किसी भी बिंदु पर और किसी भी संदर्भ प्रणाली में, किसी भी पर्यवेक्षक के लिए मौजूद होता है। इसमें एक अपरिवर्तनीय है.
लेकिन हमारे पास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में कुछ बिल्कुल अलग है। यह पता चला है कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, अर्थात्। गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष का क्षेत्र प्रत्येक बिंदु पर एक साथ स्थानीय रूप से गैलीलियन है। दूसरे शब्दों में, किसी भी बिंदु पर और यहां तक कि पूरे आसपास के क्षेत्र में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को बाहर करना संभव है। यह गुरुत्वाकर्षण के मुख्य नियम का अनुसरण करता है: किसी भी मुक्त निकाय के पड़ोस में गैलीलियन क्षेत्र है. यह क्षेत्र बड़ा, वैश्विक हो सकता है, यदि मुक्त पिंड गैलीलियन अंतरिक्ष में है, या स्थानीय, सीमित हो सकता है, यदि शरीर स्वयं गैर-गैलीलियन, गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में है।
इस प्रकार, हम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति पर आते हैं: गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र निरपेक्ष नहीं है, बल्कि सापेक्ष है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी भी बिंदु पर कोई भी ऐसे संदर्भ फ़्रेम का परिचय दे सकता है जिसके आसपास वह मौजूद नहीं है।
अब तक, गुरुत्वाकर्षण के इस सबसे महत्वपूर्ण, केंद्रीय क्षण को यांत्रिक सिद्धांत में तैयार नहीं किया गया है। लेकिन व्यवहार में इसका प्रयोग बहुत व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, यद्यपि पृथ्वी सूर्य के गैर-गैलीलियन क्षेत्र में है, क्योंकि यह एक स्वतंत्र पिंड है, इसके तत्काल आसपास एक गैलीलियन क्षेत्र है जिसमें सूर्य के प्रभाव की उपेक्षा की जा सकती है। और यदि पृथ्वी का अपना गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र है, तो इस आसपास के क्षेत्र में यह सूर्य के क्षेत्र पर नहीं, बल्कि गैलीलियन गुरुत्वाकर्षण-मुक्त स्थान पर आरोपित है, और हम इस आसपास के सभी आंदोलनों की गणना ऐसे कर सकते हैं जैसे कि पृथ्वी स्वयं थी गैलीलियन अंतरिक्ष, और सूर्य बिल्कुल भी मौजूद नहीं है। चंद्रमा सूर्य और पृथ्वी के गैर-गैलीलियन क्षेत्र में है, लेकिन चंद्रमा के आसपास के क्षेत्र में हम केवल चंद्रमा के क्षेत्र को ध्यान में रख सकते हैं। कक्षा में अंतरिक्ष यान सूर्य के गैर-गैलीलियन क्षेत्र में है, पृथ्वी और चंद्रमा. लेकिन स्टेशन के अंदर इसकी मुक्त कक्षीय गति के साथ, हम अंतरिक्ष गैलीलियन (स्टेशन द्रव्यमान का स्वयं का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नगण्य है) पर विचार कर सकते हैं और इसमें हम एक जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली पेश कर सकते हैं जिसमें गैलीलियो का सिद्धांत संतुष्ट है। इसके अलावा, यह न केवल स्टेशन के आंतरिक स्थान पर लागू होता है, बल्कि इसके बाहरी बाहरी परिवेश पर भी लागू होता है। यह आपको निकट दूरी पर किसी अन्य जहाज के साथ डॉकिंग करते समय जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियों के यांत्रिकी का उपयोग करने की अनुमति देता है और यहां तक कि पृथ्वी और उसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के अस्तित्व को भी ध्यान में नहीं रखता है। यह गतिविधियों और नियंत्रणों की गणना को बहुत सरल बनाता है। साथ ही, जैसे-जैसे हम स्टेशन से दूर जाते हैं, आसपास के स्थान की गैर-गैलीलियन विशेषताएँ, केवल इसकी स्थानीय गैलीलियनता के कारण, अधिक से अधिक महत्वपूर्ण हो जाती हैं। इसलिए, "दूर की सीमाओं" पर डॉकिंग करते समय, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को ध्यान में रखा जाना चाहिए, लेकिन सूर्य और चंद्रमा के क्षेत्र को नजरअंदाज किया जा सकता है। दुर्भाग्य से, मौजूदा यांत्रिकी अंतरिक्ष यान के संदर्भ फ्रेम में पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को ध्यान में रखने के लिए उपकरण प्रदान नहीं करती है, और कैलकुलेटर को पृथ्वी के संदर्भ फ्रेम पर स्विच करना पड़ता है, जो निश्चित रूप से सुविधाजनक नहीं है।
तो, हम देखते हैं कि गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष की स्थानीय गैलीलियनिटी के सिद्धांत का व्यावहारिक महत्व कितना महत्वपूर्ण है। और एक यांत्रिक सिद्धांत जिसमें यह सिद्धांत लागू नहीं होता है उसे अंतरिक्ष विज्ञान में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं माना जा सकता है। लेकिन न्यूटोनियन यांत्रिकी में यह सिद्धांत मौजूद नहीं है। इस यांत्रिकी में, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को केवल विश्व स्तर पर, एक नियम के रूप में, एकल समर्पित "कोपर्निकन" संदर्भ प्रणाली में माना जाता है। - जन संदर्भ प्रणाली का केंद्र. हमने इस संदर्भ प्रणाली को कोपरनिकन कहा, क्योंकि "मुख्य" चयनित संदर्भ प्रणालियों की खोज का सम्मान सही मायने में कोपरनिकस का है। लेकिन अंतरिक्ष यात्रियों को कोपर्निकन प्रतिमान से प्रस्थान की आवश्यकता होती है, और ऐसा प्रस्थान अंतरिक्ष नेविगेशन गणना में लगातार होता रहता है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों का वर्णन करते समय स्थानीय संदर्भ प्रणालियों का उपयोग कोपर्निकन वैश्विकतावाद प्रतिमान की अस्वीकृति है। इसीलिए नए यांत्रिकी को गैर-न्यूटोनियन और गैर-कोपरनिकन, या, शायद अधिक सही ढंग से, नव-ऑप्टोलेमिक कहा जा सकता है।
आइए फिर से ध्यान दें कि पृथ्वी की सतह पर यांत्रिक घटनाओं से संबंधित यांत्रिकी में, न्यूटोनियन दृष्टिकोण काफी सुविधाजनक और प्रभावी है, जो सदियों से यांत्रिकी के संपूर्ण विकास को दर्शाता है। लेकिन अंतरिक्ष विज्ञान में यह दृष्टिकोण बड़ी कठिनाइयों का कारण बनता है, जिसकी हमने ऊपर चर्चा की है। और नया दृष्टिकोण अंतरिक्ष में यांत्रिक प्रक्रियाओं के तर्क को अधिकतम रूप से प्रकट करता है, ज्ञात समस्याओं के सरल समाधान और नई समस्याओं के निर्माण की संभावना को खोलता है।
हमने दिखाया है कि यांत्रिकी की कई समस्याओं में, विशेष रूप से आकाशीय यांत्रिकी की समस्याओं में, बल गायब हो जाते हैं। आख़िरकार, आकाशीय यांत्रिकी मुख्य रूप से मुक्त आकाशीय पिंडों पर विचार करती है, अर्थात्। जिन पिंडों पर कोई बल लागू नहीं होता।
जैसा कि ज्ञात है, न्यूटोनियन यांत्रिकी में बल की अवधारणा एक मौलिक, बुनियादी अवधारणा है। यांत्रिकी में इसे परिभाषित भी नहीं किया गया है, बल्कि अन्य विज्ञानों से लिया गया है, उदाहरण के लिए, भौतिकी। जिस प्रकार दूरी की अवधारणा को यांत्रिकी में परिभाषित नहीं किया गया है, यह इसके लिए मौलिक है और ज्यामिति से ली गई है।
यह स्पष्ट है कि किसी सिद्धांत के स्वयंसिद्ध निर्माण में मौलिक अवधारणाओं के रूप में सबसे महत्वपूर्ण और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विशेषताओं का उपयोग करना वांछनीय है। लेकिन विरोधाभास यह है कि यांत्रिक दुनिया के विभिन्न बड़े पैमाने के क्षेत्रों में अलग-अलग विशेषताएँ ऐसी हो जाती हैं।
उदाहरण के लिए, न्यूटोनियन यांत्रिकी मैक्रोमैकेनिक्स की घटनाओं का वर्णन करने के लिए सबसे उपयुक्त है, अर्थात। किसी व्यक्ति के आकार के तुलनीय पैमाने पर यांत्रिक घटनाएँ। और यहाँ बल एक अत्यंत महत्वपूर्ण अवधारणा है और एक मौलिक अवधारणा के रूप में इसका उपयोग पूरी तरह से उचित है। दरअसल, हम नसों में तनाव से जलाऊ लकड़ी के साथ एक वैगन खींचने वाले घोड़े की ताकत को स्पष्ट रूप से देखते हैं, हम धनुष के तनाव बल को देखते हैं, और हम भाप इंजन के वाहक पर बल की आसानी से कल्पना कर सकते हैं। अंत में, हमारी मांसपेशियों के तनाव और तीव्र श्वास से, हम उस लट्ठे के वजन की ताकत देखते हैं जिसे हम उठा रहे हैं।
लेकिन पहले से ही माइक्रोवर्ल्ड में ताकतों की कल्पना करना मुश्किल हो गया है। और अन्य यांत्रिक विशेषताएँ, जैसे ऊर्जा और क्रिया, पहले आती हैं। और तदनुसार, नए यांत्रिक मॉडल, सिद्धांत उत्पन्न होते हैं, जिन्हें "विश्लेषणात्मक गतिशीलता" के सामान्य नाम से जाना जाता है। ये लैग्रेंज, हैमिल्टन, पॉइंकेयर आदि के मैकेनिक हैं। वास्तव में, ये यांत्रिकी की अलग-अलग "भाषाएँ" हैं जिनमें उनकी कक्षा और सबसे ऊपर, यांत्रिक घटनाओं के बड़े पैमाने के स्तर का वर्णन करना सुविधाजनक है। यद्यपि वे सैद्धांतिक रूप से समकक्ष हैं, अर्थात्। एक ही समस्या का एक ही समाधान दें, लेकिन प्रत्येक भाषा में समस्याओं का एक वर्ग होता है जिन्हें सबसे स्पष्ट और सरलता से हल किया जा सकता है। इसके अलावा, क्वांटम डोमेन के लिए माइक्रोवर्ल्ड तक यांत्रिकी का विस्तार, इन नई "ऊर्जा" भाषाओं में सटीक रूप से संभव हो गया, उदाहरण के लिए, हैमिल्टनियन भाषा में, लेकिन न्यूटन की भाषा के लिए क्वांटम डोमेन का विस्तार कभी नहीं बनाया गया था . यह पहले से ही नई यांत्रिक भाषाएँ बनाने के महत्व को दर्शाता है। 19 साल की उम्र में ऐसी भाषाओं की एक पूरी कक्षा का निर्माण किए बिना - 20 शताब्दियों में, सूक्ष्म कणों की यांत्रिकी बनाना और इसके बिना, उनका उपयोग करने वाली सभी तकनीकों का निर्माण असंभव हो सकता था - इलेक्ट्रॉनिक्स, परमाणु ऊर्जा, आदि। "यांत्रिक भाषाओं" का यही अर्थ है। न्यूटोनियन भाषा ने 18वीं शताब्दी की औद्योगिक क्रांति और यांत्रिक मशीनों और तंत्रों के निर्माण के आधार के रूप में कार्य किया। गैर-न्यूटोनियन, यांत्रिकी की ऊर्जावान भाषाओं ने बीसवीं शताब्दी में माइक्रोमैकेनिकल प्रक्रियाओं के सिद्धांत के निर्माण के आधार के रूप में कार्य किया, जो सिद्धांत सभी इलेक्ट्रॉनिक्स, परमाणु भौतिकी, लेजर प्रौद्योगिकी और प्रौद्योगिकी के अन्य क्षेत्रों के निर्माण का आधार बन गया। बीसवीं शताब्दी में।
बीसवीं शताब्दी के मध्य में उभरा अंतरिक्ष विज्ञान, अभी भी न्यूटन की यांत्रिक भाषा का उपयोग करता है, जिसे यांत्रिक घटनाओं के अन्य पैमानों के लिए विकसित किया गया था। यह अंतरिक्ष यात्रियों के लिए उपयुक्त नहीं है. भारहीनता जैसी केंद्रीय अवधारणा की इस भाषा में अनुपस्थिति, और इससे भी अधिक "भारहीनता", विज्ञान में "अधिभार" (और "भार" क्या है?) जैसे बदसूरत और अस्वीकार्य शब्दों का व्यापक उपयोग और भी अधिक भयानक वाक्यांशों के साथ जैसे "नकारात्मक अधिभार", "अंडरलोड", आदि। खुद बोलता है। कॉस्मोनॉटिक्स और, सामान्य तौर पर, मेगावर्ल्ड के क्षेत्र को अपनी, अधिक पर्याप्त भाषा की आवश्यकता होती है। और यह स्पष्ट है कि इस भाषा की मौलिक अवधारणा के रूप में "बल" की अवधारणा का उपयोग अब नहीं हो सकेगा। एक नई मौलिक यांत्रिक अवधारणा की आवश्यकता है, जिसके आधार पर यांत्रिकी की एक नई भाषा का निर्माण किया जाना चाहिए, जो कॉस्मोनॉटिक्स और मेगावर्ल्ड का वर्णन करने के कार्यों के लिए अधिक पर्याप्त हो।
इस नई मौलिक अवधारणा को खोजने के लिए, आइए अंतरिक्ष विज्ञान की ओर रुख करें। अंतरिक्ष विज्ञान में, "भारहीनता" एक केंद्रीय अवधारणा है।
हम सभी टेलीविजन चित्र से भारहीनता की उपस्थिति को आसानी से निर्धारित कर सकते हैं। लेकिन यांत्रिक विज्ञान की दृष्टि से यह क्या है? यहाँ सबसे आधिकारिक स्रोतों से भारहीनता की कुछ परिभाषाएँ दी गई हैं।
भारहीनता- वह अवस्था जब गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के संबंध में या शरीर के त्वरण के संबंध में उत्पन्न होने वाले किसी सहारे (शरीर का स्पष्ट वजन) के साथ संपर्क का बल गायब हो जाता है। कभी-कभी आप इस प्रभाव का दूसरा नाम सुन सकते हैं - माइक्रोग्रैविटी।( विकिपीडिया).
परिभाषा बिल्कुल अस्पष्ट है. "त्वरण के कारण अंतःक्रिया बल" क्या है? यांत्रिकी में ऐसी कोई अवधारणा नहीं है। "स्पष्ट वजन" क्या है? और भारहीनता के साथ सूक्ष्म गुरुत्व को भ्रमित करना शायद ही स्वीकार्य है। ये अलग-अलग अवधारणाएं हैं.
भारहीनताएक ऐसी अवस्था है जिसमें किसी पिंड पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल उसके भागों का एक दूसरे पर पारस्परिक दबाव नहीं बनाते हैं ( रूसी विज्ञान अकादमी के अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान की वेबसाइट पर खगोलीय शब्दकोश).
सामान्य तौर पर, यह स्पष्ट नहीं है कि अंतरिक्ष में या स्काइडाइवर में छलांग लगाते समय अचानक शरीर के अंदर का "आपसी दबाव" क्यों गायब हो जाता है? क्या, उसके हृदय का दबाव गायब हो जाता है या वाल्व अपनी सीट पर दबाव नहीं डालता है। या क्या तरल में आंतरिक दबाव गायब हो जाता है, जिससे शून्य गुरुत्वाकर्षण में गोलाकार बूंदें बन जाती हैं? और हम यह कैसे निर्धारित कर सकते हैं कि ये पारस्परिक दबाव गुरुत्वाकर्षण बलों से संबंधित हैं या नहीं? और क्या यह अंतरिक्ष यान के टेलीविजन चित्र से मेल खाता है? यहां तक कि सबसे अनपढ़ व्यक्ति भी तुरंत कह देगा कि भारहीनता - यह पूरी तरह से कुछ अलग है, और इससे भी अधिक स्वयं अंतरिक्ष यात्रियों के लिए।
भारहीनता, - गुरुत्वाकर्षण बलों के बाहर निकायों की स्थिति (रूसी विज्ञान अकादमी का रूसी वर्तनी शब्दकोश)।
परिभाषा केवल मुस्कुराहट ला सकती है। लेकिन शब्दकोश के निर्माता- भाषाविदों - वे स्वयं इसे लेकर नहीं आये, बल्कि संभवतः विज्ञान अकादमी के विशेषज्ञों की सलाह का उपयोग किया।
भारहीनता- किसी भौतिक पिंड की वह अवस्था जिसमें उस पर कार्य करने वाली बाहरी शक्तियां या उसके द्वारा की जाने वाली गति के कारण एक दूसरे पर कणों का पारस्परिक दबाव नहीं होता है ( महान सोवियत विश्वकोश).
एक-क्रम वाली "बलों" और "प्रदर्शन किए गए आंदोलनों" के रूप में तुलना करें - यह यांत्रिकी से परे कुछ है। यह भी ध्यान दें कि सभी परिभाषाओं में "राज्य" शब्द है, हालांकि यांत्रिकी में "राज्य" की कोई अवधारणा नहीं है।
इस प्रकार, अंतरिक्ष विज्ञान की केंद्रीय अवधारणा - नहीं बोझिलता - आधुनिक यांत्रिकी में इसका कोई भी सही वर्णन नहीं है। भावना यह है कि सैद्धांतिक यांत्रिकी के लिए "टेरा गुप्त" है, जो वास्तविक यांत्रिक अभ्यास के क्षेत्र में फट गया है, लेकिन जिसके लिए सिद्धांत में कोई जगह नहीं है। इसलिए वे जो चाहते हैं वही बनाते हैं।
लेकिन अगर "भारहीनता" है, तो "भारहीनता" भी होनी चाहिए, जिसकी अनुपस्थिति "भारहीनता" पैदा करती है। ये वैज्ञानिक तर्क की आवश्यकताएं हैं, विज्ञान की भाषाओं के निर्माण के नियम हैं।
और एक नई भाषा के निर्माण के लिए हम यांत्रिकी की एक नई अवधारणा के अस्तित्व की परिकल्पना करते हैं - अवधारणाएँ " किसी यांत्रिक वस्तु की यांत्रिक अवस्था" यह अवधारणा न्यूटोनियन यांत्रिकी में मौजूद नहीं है। यह एक नई भाषा के लिए एक नई वैचारिक अवधारणा है। और तदनुसार " बोझिलता" वहाँ है शरीर की यांत्रिक अवस्था की विशेषता. और भारहीनता एक वजनदार अवस्था का एक विशेष, विशेष मामला है, एक वजनदार अवस्था जिसका कोई वजन नहीं है।
यह भारोत्तोलन की अवधारणा को चित्रित करने के लिए बना हुआ है। हम स्वीकार करते हैं कि यांत्रिकी की नई भाषा में भार मौलिक है, undetectableभाषा में ही, एक अवधारणा जो न्यूटोनियन भाषा में बल की मौलिक अवधारणा को प्रतिस्थापित करती है। वजन शरीर पर लागू होने वाला और शरीर के साथ चलने वाला एक वेक्टर है।
हम वज़न की अवधारणा को भाषा में परिभाषित नहीं कर सकते हैं, लेकिन हम उन उपकरणों का विवरण दे सकते हैं जो इस मात्रा को मापते हैं। हम इन्हें वज़न मीटर कहेंगे" भारमापी" यह पता चला है कि वेटोमीटर का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी और सबसे ऊपर, अंतरिक्ष विज्ञान में उपयोग किया जाता है। उनका बस एक अजीब नाम है।" accelerometers", अर्थात। त्वरण मीटर. यह स्पष्ट है कि स्प्रिंग पर भार किसी भी त्वरण को नहीं माप सकता (अकादमिक इश्लिंस्की ने इन उपकरणों के लिए "न्यूटोनोमीटर" नाम प्रस्तावित किया, जो बेहतर है, लेकिन काफी नहीं)। यह गतिकीय विशेषता को मापता नहीं है - आख़िरकार, बाद वाली मात्रा सापेक्ष है और संदर्भ प्रणाली और पर्यवेक्षक, अर्थात् वस्तु की यांत्रिक स्थिति की विशेषता पर निर्भर करती है। वेटोमीटर का दूसरा नाम भी है - ये नाम है" ग्रेविमीटर", जिसका उपयोग ग्रेविमेट्री में किया जाता है। यह, किसी भी मामले में, एक्सेलेरोमीटर से बेहतर है। साथ ही, हम ध्यान दें कि मनुष्य (और अन्य जानवरों) के पास एक इंद्रिय अंग है - छठी इंद्रिय - जिसमें वेटोमीटर का एक पूरा सेट शामिल है। यह ज्ञानेन्द्रिय - वेस्टिबुलर उपकरण - मनुष्य के आंतरिक कान में स्थित है। शारीरिक भारमापी का स्वयं कुछ चिकित्सीय नाम है, लेकिन कोई यांत्रिक नाम नहीं है, क्योंकि यांत्रिक सिद्धांतकारों के पास इन आंतरिक शारीरिक भारमापी को एक्सेलेरोमीटर कहने का साहस नहीं था, यह बहुत अधिक होगा मेरे कान दुखाये.
और नव-ऑप्टोलेमिक यांत्रिकी और न्यूटोनियन यांत्रिकी के बीच संबंध अवधारणा के माध्यम से किया जाता है ताकत. लेकिन अब बल पहले से ही एक द्वितीयक, व्युत्पन्न अवधारणा है। बलगुरुत्वाकर्षण मापांक और शरीर द्रव्यमान के उत्पाद के लिए आनुपातिक और गुरुत्वाकर्षण वेक्टर के लिए एंटीकॉलिनियर एक वेक्टर मात्रा है।
यहाँ एम- वज़न, डब्ल्यू- वज़न वेक्टर, एफ- बल सदिश. आइए हम आपको फिर से याद दिला दें कि बल केवल विद्युत चुम्बकीय हैं, कोई गुरुत्वाकर्षण नहीं हैं। चूँकि ऊपर की ओर निर्देशित एक समर्थन बल पत्थर पर लगाया जाता है, पृथ्वी पर पिंडों का भार नीचे की ओर निर्देशित होता है।
यहां से यह तुरंत स्पष्ट है कि न्यूटोनियन यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, वजन एक विशिष्ट बल है, अर्थात। प्रति इकाई द्रव्यमान पर बल, हालांकि बल वेक्टर के सापेक्ष विपरीत दिशा में उन्मुख होता है।
और अंत में, यह अब केवल बल की परिभाषा नहीं है, बल्कि यांत्रिकी का एक सार्थक सिद्धांत न्यूटन के तीसरे नियम में निहित है: प्रतिक्रिया बल सक्रिय बल के बराबर है, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित है।
नए यांत्रिकी में जड़त्वीय संदर्भ तंत्र में गति और यांत्रिक अवस्था के बीच संबंध दिया गया है न्यूटन के दूसरे नियम (स्वयंसिद्ध) द्वारा संशोधित: त्वरण भार के समानुपाती होता है, लेकिन इसकी दिशा भार वेक्टर के विपरीत होती है।
डब्ल्यू- संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम में शरीर का त्वरण, डब्ल्यू- इसका वजन. हमें यांत्रिकी का मौलिक नियम अत्यंत सरल रूप में प्राप्त होता है। इस समीकरण में शरीर की कोई भी आंतरिक, अंतर्निहित विशेषताएँ शामिल नहीं हैं। बहुत जरुरी है। धूल के कुछ कण से लेकर युद्धपोत के मुख्य कैलिबर शेल तक, सभी निकाय एक ही तरह से चलते हैं यदि वे एक ही यांत्रिक स्थिति में हों।
एक समय में, गैलीलियो, पीसा की झुकी हुई मीनार से पत्थर फेंकते हुए इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि सभी शव समान रूप से गिरते हैं। यांत्रिकी का नया नियम इस कथन को इस प्रकार विस्तारित करता है: सभी पिंड एक ही तरह से चलते हैं यदि वे एक ही यांत्रिक अवस्था में हों।
वजन की SI इकाई N/kg है। ग्रेविमेट्री में इस इकाई को आमतौर पर गैलीलियो कहा जाता है, जिसे संक्षेप में Ch कहा जाता है। पृथ्वी की सतह पर भार 9.81 Gl, चंद्रमा की सतह पर - 1.62 जीएल, प्रक्षेपण स्थल पर एक रॉकेट में लगभग 40 जीएल, 80 जीएल तक के लड़ाकू विमान में लड़ाकू मोड़ के दौरान, 120 जीएल तक टेकऑफ़ पर टोपोल-एम बैलिस्टिक मिसाइल का, त्वरण के दौरान एक तोप प्रक्षेप्य का वजन बैरल 100 kGl तक हो सकता है, माइक्रोग्रैविटी कक्षीय स्टेशन में वजन लगभग 1 nGl (नैनोगैलीलियो) है। हम देखते हैं कि अभ्यास का महत्व किस सीमा तक भिन्न होता है।
नया यांत्रिकी एक नए यांत्रिक अनुशासन के निर्माण की शुरुआत करता है - तौल. यह यांत्रिक स्थिति का विज्ञान है। इसका अनुप्रयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयुक्त विज्ञानों और प्रौद्योगिकियों में होगा। ये हैं अंतरिक्ष, विमानन और समुद्री चिकित्सा, बायोफिज़िक्स, पशु चिकित्सा, शक्ति विज्ञान, खेल चिकित्सा, खेल विषयों के यांत्रिकी, मशीनों के यांत्रिकी और डिजाइन, उपकरण और पार्क आकर्षण, आदि। और सबसे पहले, यह इन सभी विज्ञानों और प्रौद्योगिकियों को कुछ अजीब "अधिभार", "अंडरलोड" आदि के बजाय एक एकीकृत वैज्ञानिक शब्दावली देगा। नए यांत्रिकी में, वजन को न्यूटोनियन यांत्रिकी में स्थैतिक के समान स्थान पर कब्जा करने के लिए कहा जाता है। .
इसलिए, हमने नई यांत्रिक भाषा की बुनियादी अवधारणाओं को परिभाषित किया है। यदि किसी यांत्रिक वस्तु को प्राथमिक, अविभाज्य माना जाता है, तो यह एक एकल भार वेक्टर, साथ ही एक एकल बल की विशेषता है। यदि हमारे पास एक समग्र यांत्रिक वस्तु है जिसे शरीर कहा जाता है, तो हमारे पास शरीर पर भार का वितरण होता है। यह वितरण समतल हो सकता है, अर्थात्। शरीर के सभी अंगों का भार समान होता है। लेकिन यह जटिल भी हो सकता है यदि शरीर अपनी गति स्वयं करता है, उदाहरण के लिए, घूमना, या गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष में है।
तो, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है। इस स्थान का वर्णन कैसे करें?
न्यूटोनियन यांत्रिकी में गुरुत्वाकर्षण बल हैं। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण का वर्णन क्षेत्र की ताकत से किया जाता है, अर्थात। विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण बलों का वितरण, एक इकाई द्रव्यमान पर लागू बल।
लेकिन नए यांत्रिकी में कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं हैं, और गुरुत्वाकर्षण केवल अंतरिक्ष की एक संपत्ति है। इसलिए, न्यूटोनियन दृष्टिकोण उपयुक्त नहीं है।
आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण दृष्टिकोण में, गुरुत्वाकर्षण एक ऐसा गुण है जो अंतरिक्ष को मोड़ता है। यह वक्रता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समन्वय ग्रिड (जियोडेसिक रेखाएं), जिसमें सामान्य सापेक्षता में प्रकाश की गति की रेखाएं होती हैं, घुमावदार हो जाती हैं। इस स्थान की वक्रता गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को निर्धारित करती है। लेकिन न तो अंतरिक्ष विज्ञान के क्षेत्र में, न ही आकाशीय यांत्रिकी में, और यहां तक कि तारकीय और गैलेक्टिक यांत्रिकी में भी, यह विवरण व्यावहारिक रूप से लागू नहीं है। इन पैमानों पर प्रकाश प्रक्षेप पथ की वक्रताएँ बहुत महत्वहीन हैं और सामान्य सापेक्षता के लिए व्यावहारिक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बहुत छोटा है। व्यावहारिक रूप से प्रयुक्त गुरुत्वाकर्षण घटना के क्षेत्र में सामान्य सापेक्षता का उपयोग करना परमाणु दूरियों को मापने के लिए मीटर टेप का उपयोग करने के समान है। इसके विपरीत, न्यूटोनियन दृष्टिकोण अंतरिक्ष विज्ञान या आकाशीय यांत्रिकी के पैमाने पर पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण विशेषताओं की ओर ले जाता है।
तो, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचते हैं: न्यूटोनियन दृष्टिकोण व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों का एक अच्छा विवरण प्रदान करता है, लेकिन यह उन गुरुत्वाकर्षण बलों पर आधारित है जो हमारे पास नहीं हैं; आइंस्टीनियन दृष्टिकोण अंतरिक्ष के गुणों को बदलने पर आधारित है, लेकिन यह प्रभावी है केवल अति-मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के क्षेत्र में, अंतरिक्ष विज्ञान में नहीं, व्यावहारिक रूप से आकाशीय यांत्रिकी में कभी नहीं पाया गया। ब्रह्माण्ड विज्ञान में इसका स्थान हो सकता है, लेकिन पृथ्वी के निकट की कक्षाओं में या सौर मंडल के अंदर उड़ानों का वर्णन करने के क्षेत्र में नहीं। और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का एक विवरण तैयार करना आवश्यक है जो न्यूटन के लिए आयामी रूप से पर्याप्त है, लेकिन साथ ही इस विवरण को आइंस्टीनियन दृष्टिकोण के अनुसार, अंतरिक्ष के गुणों में परिवर्तन पर आधारित करता है।
और यह पता चला कि यह किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको बस नए यांत्रिकी के मूलभूत मूल्य का उपयोग करने की आवश्यकता है - वज़न.
गैलीलियन अंतरिक्ष में संदर्भ का एक जड़त्वीय ढांचा बनाना संभव है जिसमें मुक्त पिंड समान रूप से और सीधी रेखा में चलते हैं या आराम की स्थिति में होते हैं। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि गैलीलियन अंतरिक्ष में आराम करने वाले और भारहीन पिंडों का वातावरण बनाना संभव है। लेकिन यह वातावरण केवल संदर्भ का एक ढाँचा हो सकता है। आपको बस आराम की स्थिति में इन भारहीन पिंडों को एक निश्चित तरीके से चिह्नित करने, उन्हें निर्देशांक निर्दिष्ट करने और पिंडों की गतिविधियों का वर्णन करने के लिए उनका उपयोग करने की आवश्यकता है।
गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष में, मुक्त पिंड एक दूसरे के सापेक्ष गतिहीन नहीं हो सकते। मुक्त शरीरों का कोई भी समूह सुलझना शुरू हो जाएगा। और अगर हम चाहते हैं कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में पिंड एक-दूसरे के सापेक्ष गतिहीन रहें, तो उन्हें किसी तरह एक-दूसरे से बंधे रहने की जरूरत है, यानी। उन पर बल प्रयोग करो. और, फिर, गुरुत्वाकर्षण नहीं, बल्कि सामान्य, विद्युत या चुंबकीय प्रकृति का।
लेकिन यदि हम पिंडों पर बल लगाते हैं, तो वे स्वतंत्र नहीं रह जाते और वजनदार हो जाते हैं। और इस गतिहीन वातावरण में वजन का वितरण होता है। हम इस भार वितरण का उपयोग गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की क्षेत्र विशेषता के रूप में कर सकते हैं। इस प्रकार, यह एक स्थिर माध्यम में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र है जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की विशेषता बन सकता है। इसे हम भार का वितरण भी कह सकते हैं गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत.
यह देखना आसान है कि हम संख्यात्मक रूप से उसी न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, विशिष्ट बल पर आ गए हैं, केवल अब हमने इसकी पुनर्व्याख्या की है: विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण बल नहीं, बल्कि गैर-गुरुत्वाकर्षण बलों का विशिष्ट बल, यानी। भार गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता बन गया है। लेकिन दोनों सिद्धांतों में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत के मूल्य पूरी तरह से मेल खाते हैं।
ऐसा प्रतीत होता है कि हम एक ही चीज़ पर पहुँच गए हैं, और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों के वास्तविक विवरण में कोई अंतर नहीं है। लेकिन वाकई में नहीं। तथ्य यह है कि गुरुत्वाकर्षण बल निरपेक्ष है, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार गुरुत्वाकर्षण पिंडों के बीच कार्य करने वाली शक्तियाँ निरपेक्ष हैं। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अद्वितीय और निरपेक्ष हैं। उन्हें संदर्भ के एक एकल और समर्पित फ्रेम की आवश्यकता होती है, अर्थात। संदर्भ का कोपर्निकन फ्रेम। लेकिन नए यांत्रिकी में यह एक कठोर आभासी वातावरण में वजन का वितरण है। और आप अंतरिक्ष में जितने चाहें उतने आभासी वातावरण पेश कर सकते हैं। कोई प्राथमिक रूप से चयनित मीडिया नहीं है। आप प्रारंभिक निकायों के रूप में विभिन्न निकायों का चयन कर सकते हैं, जिनसे आप एक समन्वित वातावरण बनाने के लिए अन्य निकायों को "संलग्न" कर सकते हैं। पूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से हम एक बहुभिन्नरूपी, सापेक्ष गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में आते हैं। तो हम गुरुत्वाकर्षण की और भी अधिक सामान्य सापेक्षता पर आ गए; यह आइंस्टीन की तुलना में "और भी अधिक सापेक्ष" निकला।
लेकिन यह सापेक्षता अब किसी प्रकार के "सामान्य सहप्रसरण" के लिए एक सैद्धांतिक चाल नहीं है। यह अंतरिक्ष यात्रियों के लिए व्यावहारिक और बेहद महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, हम पृथ्वी के केंद्र को प्रारंभिक पिंड के रूप में ले सकते हैं और पृथ्वी के एक निश्चित केंद्र के साथ एक संदर्भ फ्रेम में एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का निर्माण कर सकते हैं। कक्षा में एक अंतरिक्ष यात्री अपने जहाज को शुरुआती निकाय के रूप में ले सकता है और खुद को एक निश्चित संदर्भ बिंदु के रूप में और इस वातावरण में वजन के संगत वितरण के साथ एक संदर्भ प्रणाली का निर्माण कर सकता है, जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होगा। यह अंतरिक्षस्वकेंद्रितगुरुत्वाकर्षण क्षेत्र भूकेन्द्रित क्षेत्र से काफी भिन्न होगा। बेशक, एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से दूसरे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में संक्रमण के नियमों की खोज करना और उपयुक्त गणितीय उपकरण बनाना अभी भी आवश्यक है। लेकिन यह पहले से ही एक तकनीकी मामला है। और कुछ मामलों में किसी अंतरिक्ष यात्री के लिए कॉस्मोनॉटोसेंट्रिक संदर्भ फ्रेम में पिंडों की गति पर विचार करना अधिक सुविधाजनक होगा। और चंद्र स्टेशन पर चंद्रयान के लिए - सेलेनोसेंट्रिक संदर्भ प्रणाली में, स्थलीय खगोलशास्त्री के लिए - भूकेंद्रिक (टॉलेमिक) में, और स्कूली बच्चों और छात्रों के लिए सौर मंडल की संरचना को दृश्य रूप से दर्शाने के लिए हेलियोसेंट्रिक प्रणाली का उपयोग करना उपयोगी होगा। इस प्रकार, नव-ऑप्टोलेमिक यांत्रिकी कोपरनिकन यांत्रिकी को अस्वीकार नहीं करता है, बल्कि इसे टॉलेमिक सहित अन्य संदर्भ प्रणालियों के बराबर रखता है। और यह सवाल कि कौन सी व्यवस्था सही है, जिस सवाल के लिए इतना खून बहाया गया और लोगों को दांव पर लगा दिया गया, वह सवाल धर्म या विचारधारा का नहीं, बल्कि शुद्ध व्यावहारिकता का सवाल निकला - किसी विशेष कार्य के लिए जो भी प्रणाली अधिक लाभदायक है, आपको उसी का उपयोग करना चाहिए। नई यांत्रिकी टॉलेमी और कोपरनिकस, जियोर्डानो ब्रूनो और उसके जल्लादों को एकजुट करती है।
साथ ही, हम तुरंत ध्यान दें कि ऊपर सूचीबद्ध सभी संदर्भ प्रणालियाँ मुक्त निकायों से जुड़ी हैं, इसलिए वे सभी स्थानीय रूप से गैलीलियन हैं, अर्थात। इन प्रणालियों की शुरुआत में कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं है, और क्षेत्र की ताकत शून्य है.. हमने मुक्त पिंडों से जुड़े गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति प्राप्त की है, जो वर्तमान यांत्रिक सिद्धांत में नहीं है, लेकिन व्यावहारिक अंतरिक्ष यात्री इसका उपयोग कर रहे हैं उन्हें लंबे समय तक. लेकिन कुछ योजनाओं और तथ्यों का उनके सैद्धांतिक औचित्य के बिना उपयोग अक्सर त्रुटियों और अन्य प्रतिकूल परिणामों की ओर ले जाता है। यही कारण है कि अंतरिक्ष अभ्यास का सैद्धांतिक औचित्य महत्वपूर्ण है।
और अब हम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में मुक्त पिंडों की गति का समीकरण लिख सकते हैं। इस समीकरण को बहुत सरलता से लिखा जा सकता है: त्वरण डब्ल्यूमुक्त (भारहीन) पिंड गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत के बराबर है वी:
पृथ्वी के क्षेत्र में गुरुत्वाकर्षण का त्वरण क्या है? यह संख्यात्मक रूप से पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता के बराबर है और उसी दिशा में निर्देशित है। हम पृथ्वी की सतह पर भार जानते हैं, डब्ल्यू=9.81 चौ. लेकिन यह भार एक ही समय में पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता, V = 9.81 Ch है। इसलिए, मुक्त गिरावट का त्वरण संख्यात्मक रूप से क्षेत्र की ताकत के बराबर है, लेकिन, स्वाभाविक रूप से, माप की अन्य इकाइयाँ हैं - डब्ल्यू =9.81 मी/से 2।
और अंत में, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी वजनदार पिंड की गति का सामान्यीकृत नियम यह होगा: गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी वजनदार पिंड का त्वरण क्षेत्र की ताकत घटाकर उसके वजन के बराबर होता है, यानी।
हमने न्यूटन के दूसरे नियम का सामान्यीकरण प्राप्त कर लिया है। वह सभी तथ्यों को बखूबी समझाते हैं। यदि पिंड गतिहीन है, त्वरण शून्य है, तो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में वजन क्षेत्र की ताकत के बराबर होता है और इसके विपरीत, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत गतिहीन पिंडों के वजन के बराबर होती है। यदि कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं है, तो त्वरण विपरीत चिह्न के साथ शरीर के वजन के बराबर है। और यदि कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र है और शरीर स्वतंत्र है, तो इसका त्वरण क्षेत्र की ताकत के साथ निर्देशित होता है और संख्यात्मक रूप से बराबर होता है यह। आंदोलनों और अवस्थाओं की एक बहुत ही सरल और दृश्य व्याख्या।
आइए हम फिर से ध्यान दें कि इस समीकरण में शरीर की कोई भी आंतरिक, आंतरिक विशेषताएँ (उदाहरण के लिए, द्रव्यमान) शामिल नहीं हैं। अंतरिक्ष विज्ञान और सामान्य तौर पर यांत्रिकी में नेविगेशन गणना के लिए इसके महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। यह गैलीलियो के सिद्धांत का और भी आगे विस्तार है: एक ही गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और एक ही यांत्रिक अवस्था में सभी पिंड एक ही तरह से चलते हैं।
लेकिन आइए हम तुरंत ध्यान दें कि यह समीकरण एक मनमाना संदर्भ प्रणाली के लिए नहीं, बल्कि केवल विशेष, तथाकथित हार्मोनिक संदर्भ प्रणाली के लिए प्राप्त किया गया था। हार्मोनिक संदर्भ प्रणालीएक संदर्भ फ़्रेम है जो अनंत पर जड़त्वीय है। जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियाँ, स्वाभाविक रूप से, हार्मोनिक हैं। लेकिन गैलीलियन अंतरिक्ष में गैर-जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियाँ पहले से ही असंगत हैं। गैर-गैलीलियन अंतरिक्ष में, कोई जड़त्वीय प्रणालियाँ नहीं हैं, लेकिन ऐसी संदर्भ प्रणालियाँ हैं जो गैर-गैलीलियन क्षेत्र के बाहर जड़त्वीय हैं, अर्थात। अनंत पर. ये हार्मोनिक संदर्भ प्रणालियाँ हैं। यदि गुरुत्वाकर्षण को "हटा दिया" जाता है, तो वे संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम में बदल जाते हैं। उदाहरण के लिए, दूर के तारों की ओर उन्मुख पृथ्वी से जुड़ा संदर्भ ढांचा, पृथ्वी के क्षेत्र की उपस्थिति के कारण जड़त्वीय नहीं है, बल्कि सामंजस्यपूर्ण है। इसलिए, पृथ्वी पर एक जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली के निर्माण की समस्या पूरी तरह से सही ढंग से तैयार नहीं की गई है। यह एक हार्मोनिक संदर्भ फ़्रेम के निर्माण की समस्या है। यह रोजमर्रा की जिंदगी में भी बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, सेलुलर और अंतरिक्ष संचार और अंतरिक्ष नेविगेशन सिस्टम के लिए। इसे या तो दूर के तारों द्वारा, या आंतरिक स्थिरीकरण उपकरणों के उपयोग के माध्यम से हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जाइरोस्कोप। यह अंतरिक्ष यात्रियों का सबसे महत्वपूर्ण और निरंतर कार्य भी है।
गैर-हार्मोनिक में गति के नियम, वास्तव में, घूर्णन संदर्भ फ्रेम अधिक जटिल हो जाते हैं, लेकिन हम इस पर ध्यान केंद्रित नहीं करेंगे, क्योंकि हमारा कार्य सभी नए यांत्रिकी का निर्माण करना नहीं है, बल्कि केवल इसकी आवश्यकता को प्रदर्शित करना और उन बुनियादी अवधारणाओं को तैयार करना है और ऐसे नियम जो इसे वर्तमान न्यूटोनियन यांत्रिकी से अलग करते हैं। कोपर्निकन यांत्रिकी। चलिए फिर से जोर देते हैं. वर्तमान यांत्रिकी को अस्वीकार नहीं किया गया है, यह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के बाहर या निरंतर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में घटनाओं की एक श्रृंखला के लिए अच्छा और सच है, यानी। पृथ्वी की सतह पर यांत्रिकी में. लेकिन अंतरिक्ष विज्ञान में, जहां बदलते गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों और विविध आंदोलनों का एक जटिल संयोजन होता है, जहां आंदोलन का उद्देश्य मृत पत्थर और ब्रह्मांडीय शरीर नहीं है, बल्कि एक विचारशील प्राणी, एक व्यक्ति है, यह असंतोषजनक है।
और अब हम गुरुत्वाकर्षण (गुरुत्वाकर्षण) क्षेत्र के समीकरण लिख सकते हैं। इस समीकरण का रूप न्यूटोनियन यांत्रिकी में क्षेत्र समीकरण के समान है:
यहाँ आरपदार्थ का घनत्व है.
पहली नज़र में, यह न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का सामान्य समीकरण है। लेकिन यहाँ सूक्ष्मताएँ हैं। वे इस प्रकार हैं:
1. न्यूटोनियन यांत्रिकी में क्षेत्र समीकरण द्रव्यमान प्रणाली के केंद्र में लिखा जाता है, अर्थात। कोपरनिकन संदर्भ प्रणाली में। हमारे यांत्रिकी में, यह समीकरण किसी भी हार्मोनिक संदर्भ फ्रेम के लिए सत्य है। वे। यह सौर मंडल, और पृथ्वी के संदर्भ फ्रेम, और एक कक्षीय या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष यान के संदर्भ फ्रेम दोनों के लिए सत्य है।
2. गणित से ज्ञात होता है कि इस समीकरण को हल करने के लिए या तो सीमा या प्रारंभिक शर्तें निर्धारित करना आवश्यक है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को सीमा की स्थिति निर्धारित करने की आवश्यकता होती है। लेकिन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए प्रारंभिक सेटिंग की आवश्यकता होती है। सीमा की स्थितियाँ - हार्मोनिक फ्रेम के लिए अनंत पर शून्य स्थितियां स्वचालित रूप से संतुष्ट होती हैं। और प्रारंभिक स्थितियाँ, अर्थात्. संदर्भ फ्रेम के मूल में क्षेत्र की ताकत, यानी संदर्भ प्रणाली के प्रारंभिक निकाय का वजन निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। और यदि संदर्भ प्रणाली की उत्पत्ति किसी मुक्त निकाय से जुड़ी है, तो यह संदर्भ प्रणाली स्थानीय रूप से जड़त्वीय है और क्षेत्र का प्रारंभिक मान शून्य है। वी (0)=0.
3. गणित से यह भी ज्ञात होता है कि एक सदिश क्षेत्र निर्धारित करने के लिए एक विचलन निर्दिष्ट करें। पर्याप्त नहीं। फ़ील्ड रोटर को निर्दिष्ट करना भी आवश्यक है। यदि हम स्वीकार करते हैं कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र संभावित है, तो इसका मतलब है कि क्षेत्र का रोटर शून्य के बराबर है और फिर संदर्भ के हार्मोनिक फ्रेम में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के समीकरणों की प्रणाली को इस रूप में लिखा जाएगा:
इस प्रकार, क्षेत्र समीकरणों की यह प्रणाली संदर्भ के एक हार्मोनिक फ्रेम में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र) का वर्णन करती है। गैर-हार्मोनिक संदर्भ प्रणालियों के लिए, भार क्षेत्र का वितरण अलग होगा, लेकिन हम अभी इस बारे में बात नहीं करेंगे।
क्या गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत का कोई विस्तार है? हमारा तात्पर्य कुछ नए सदस्यों को जोड़कर विस्तार करने के मानक तरीके से है? हाँ। ऐसा करने के लिए, दूसरे समीकरण के दाईं ओर एक गैर-शून्य शब्द डालना उचित है। चूँकि समीकरण अक्षीय-वेक्टर है, तो दाईं ओर माध्यम की किसी प्रकार की अक्षीय-वेक्टर विशेषता का परिचय देना आवश्यक है। क्या वहां ऐसी कोई चीज है? हाँ, यह आंतरिक टॉर्क (स्पिन) का घनत्व है एस. और आयामों को ध्यान में रखते हुए, हम संदर्भ के हार्मोनिक फ्रेम में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के समीकरणों की इस प्रणाली को इस प्रकार लिख सकते हैं:
यहाँ ए- कुछ आयामहीन स्थिरांक जिन्हें अभी तक अवलोकनों से निर्धारित नहीं किया जा सका है।
इस सदस्य को जोड़ने का क्या मतलब है? इसका मतलब यह है कि घूमते हुए पिंड के आसपास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का एक अतिरिक्त भंवर घटक होता है। एकल घूर्णन पिंड का भंवर क्षेत्र एकल चुंबकीय द्विध्रुव के चुंबकीय क्षेत्र के समान है। यह त्रिज्या के घन के अनुसार बहुत तेजी से गिरता है। और इसलिए यह केवल निकटतम क्षेत्र में ही यातायात को प्रभावित कर सकता है।
सूर्य के ठीक निकट बुध ग्रह है। इसके आंदोलन और न्यूटोनियन कानूनों के बीच विसंगति को लंबे समय से नोट किया गया है। और यदि यह माना जाता है कि यह आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में प्रतिबिंबित होता है, तो यह गुरुत्वाकर्षण के आधुनिक, नव-न्यूटोनियन सिद्धांत में प्रतिबिंबित क्यों नहीं हो सकता है? एक अन्य संभावित प्रभाव जाइरोस्कोप पर इस क्षेत्र के प्रभाव से इसके घूर्णन की धुरी में परिवर्तन के रूप में जुड़ा हुआ है। और यह प्रभाव, जाहिरा तौर पर, अमेरिकी उपग्रह जीपी-बी (गुरुत्वाकर्षण जांच) पर एक प्रयोग में पहले ही खोजा जा चुका है - बी), अप्रैल 2004 में लॉन्च किया गया।
इस क्षेत्र की अन्य अभिव्यक्तियाँ भी संभव हैं। न्यूटोनियन सिद्धांत के अनुसार सूर्य की डिस्क के पास से गुजरते समय प्रकाश की वक्रता की गणना करते समय (इस सिद्धांत के अनुसार, सभी यांत्रिक वस्तुएं एक ही तरह से चलती हैं, गति केवल प्रारंभिक स्थितियों से निर्धारित होती है), प्राप्त मूल्य प्रेक्षित से भिन्न होता है एक। यह मानना काफी संभव है कि यह सूर्य के भंवर क्षेत्र के प्रभाव के कारण है। भंवर क्षेत्र विशेष रूप से सूर्य के ऊपरी आवरण में गैसीय और प्लाज्मा पदार्थ की गति को दृढ़ता से प्रभावित करेगा। यह बहुत संभव है कि यह सूर्य और सौर वातावरण की भौतिकी और इसकी गतिविधि के लिए नए दृष्टिकोण प्रदान करेगा। सामान्य तौर पर, घूर्णन सबसे महत्वपूर्ण खगोलीय कारकों में से एक है। और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के एक भंवर घटक की शुरूआत मेगावर्ल्ड की संरचना के बारे में हमारे विचारों को काफी हद तक बदल सकती है। लाक्षणिक रूप से कहें तो, यदि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का संभावित घटक ब्रह्मांड की स्थिरता सुनिश्चित करता है, तो भंवर घटक इसे गतिशीलता प्रदान करता है। लेकिन हम अंतरिक्ष, मेगावर्ल्ड और यहां तक कि पृथ्वी पर भी अद्भुत गतिशीलता देखते हैं।
अतीत (और वर्तमान) न्यूटोनियन-कोपर्निकन यांत्रिकी उन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती है जो आधुनिक कॉस्मोनॉटिक्स यांत्रिक सिद्धांत के लिए प्रस्तुत करते हैं। यह ब्रह्मांडीय अनुभव का पर्याप्त सैद्धांतिक विवरण प्रदान नहीं करता है, और अक्सर इसका खंडन करता है। केवल नए गैर-न्यूटोनियन और गैर-कोपर्निकन यांत्रिकी ही अंतरिक्ष यात्रियों के लिए और इससे भी अधिक व्यापक रूप से यांत्रिकी और इसके व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए नए क्षितिज खोलेंगे। इस यांत्रिकी के केंद्र में गुरुत्वाकर्षण की एक नई समझ है, गुरुत्वाकर्षण बल के बिना गुरुत्वाकर्षण, लेकिन शायद एक भंवर घटक के साथ।
शब्द "गुरुत्वाकर्षण" लैटिन भाषा से आया है; इसका शाब्दिक अर्थ "भारीपन" है। भले ही आप नहीं जानते कि गुरुत्वाकर्षण क्या है, निश्चिंत रहें कि आप इसे हर दिन अनुभव करते हैं, यहाँ तक कि अभी भी।
आइए इस शब्द को समझने का प्रयास करें।
गुरुत्वाकर्षण, या जैसा कि इसे आकर्षण या गुरुत्वाकर्षण भी कहा जाता है, का अर्थ है पृथ्वी पर सभी भौतिक निकायों के बीच पूर्ण संपर्क। इस अनोखी घटना का वर्णन कई वैज्ञानिकों ने किया है। उदाहरण के लिए, आइजैक न्यूटन ने इस मुद्दे पर विशेष ध्यान दिया। उन्होंने एक सिद्धांत भी बनाया जिसे आज न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत कहा जाता है।
इसमें न्यूटन ने कहा कि गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण बल से जुड़ा हुआ है। न्यूटन ने इस घटना का सार इस प्रकार समझाया: गुरुत्वाकर्षण बल एक पिंड पर लगाया जाता है, जिसका स्रोत दूसरा पिंड है। अपने गुरुत्वाकर्षण के नियम में, न्यूटन ने निर्धारित किया कि सभी पिंड एक दूसरे के साथ एक बल के साथ परस्पर क्रिया करते हैं जो इन पिंडों के द्रव्यमान के उत्पाद के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
दिलचस्प बात यह है कि कोई भी पिंड चाहे किसी भी आकार का हो, वह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बना सकता है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष में वस्तुएँ, जैसे आकाशगंगाएँ, तारे और ग्रह, काफी बड़े गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बना सकते हैं।
गुरुत्वाकर्षण ब्रह्माण्ड की सभी वस्तुओं को प्रभावित करता है। इसके लिए धन्यवाद, ब्रह्मांड के पैमाने का विस्तार, ब्लैक होल का निर्माण और क्रिया और आकाशगंगाओं की संरचना जैसे प्रमुख प्रभाव घटित होते हैं।
गुरुत्वाकर्षण की घटना का वर्णन अरस्तू द्वारा गणितीय रूप में किया गया था। उनका मानना था कि पिंड जिस गति से गिरते हैं वह उनके द्रव्यमान से प्रभावित होता है। किसी वस्तु का वजन जितना अधिक होता है, वह उतनी ही तेजी से गिरती है। कई सैकड़ों वर्षों के बाद ही गैलीलियो गैलीली ने प्रयोगों के माध्यम से साबित किया कि यह सिद्धांत गलत था। जब कोई वायु प्रतिरोध नहीं होता है, तो सभी पिंड समान रूप से गति करते हैं।
20वीं सदी की शुरुआत में, अब प्रसिद्ध अल्बर्ट आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण के बारे में बात करना शुरू किया। उन्होंने सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत बनाया, जिसने गुरुत्वाकर्षण की घटना का अधिक सटीक वर्णन करना शुरू किया। आइंस्टीन ने बताया कि गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव स्पेसटाइम की विकृति के कारण होता है, जो द्रव्यमान समय की उपस्थिति से संबंधित है। यह सिद्धांत वर्तमान में सबसे सही है, यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुका है।
गुरुत्वाकर्षण बल वह आधार है जिस पर ब्रह्मांड टिका हुआ है। गुरुत्वाकर्षण के कारण, सूर्य विस्फोट नहीं करता है, वातावरण अंतरिक्ष में नहीं उड़ता है, लोग और जानवर सतह पर स्वतंत्र रूप से चलते हैं, और पौधे फल देते हैं।
सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का अध्ययन हाई स्कूल की कक्षा 8-9 में किया जाता है। मेहनती छात्र उस प्रसिद्ध सेब के बारे में जानते हैं जो महान आइजैक न्यूटन के सिर पर गिरा था और उसके बाद हुई खोजों के बारे में। वास्तव में, गुरुत्वाकर्षण की स्पष्ट परिभाषा देना कहीं अधिक कठिन है। आधुनिक वैज्ञानिक इस बात पर चर्चा जारी रखते हैं कि बाहरी अंतरिक्ष में पिंड कैसे परस्पर क्रिया करते हैं और क्या गुरुत्वाकर्षण-विरोधी अस्तित्व मौजूद है। सांसारिक प्रयोगशालाओं में इस घटना का अध्ययन करना बेहद कठिन है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण के कई बुनियादी सिद्धांत प्रतिष्ठित हैं:
1687 में, न्यूटन ने आकाशीय यांत्रिकी की नींव रखी, जो खाली स्थान में पिंडों की गति का अध्ययन करती है। उन्होंने पृथ्वी पर चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल की गणना की। सूत्र के अनुसार यह बल सीधे तौर पर उनके द्रव्यमान और वस्तुओं के बीच की दूरी पर निर्भर करता है।
एफ = (जी एम1 एम2)/आर2
गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G=6.67*10-11
मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र या दो से अधिक वस्तुओं के आकर्षण का विश्लेषण करते समय समीकरण पूरी तरह से प्रासंगिक नहीं है।
विभिन्न प्रयोगों के दौरान वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि न्यूटन के सूत्र में कुछ त्रुटियाँ हैं। आकाशीय यांत्रिकी का आधार एक लंबी दूरी की शक्ति है जो दूरी की परवाह किए बिना तुरंत काम करती है, जो सापेक्षता के सिद्धांत के अनुरूप नहीं है।
20वीं सदी की शुरुआत में विकसित ए. आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, सूचना निर्वात में प्रकाश की गति से तेज नहीं चलती है, इसलिए अंतरिक्ष-समय के विरूपण के परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण प्रभाव उत्पन्न होता है। वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, हल्की वस्तुएं लुढ़कने में वक्रता उतनी ही अधिक होगी।
एक बहुत ही विवादास्पद और पूरी तरह से गठित सिद्धांत नहीं है जो विशेष कणों - ग्रेविटॉन के आदान-प्रदान के रूप में निकायों की बातचीत की व्याख्या करता है।
21वीं सदी की शुरुआत में, वैज्ञानिक कई महत्वपूर्ण प्रयोग करने में कामयाब रहे, जिसमें हैड्रॉन कोलाइडर का उपयोग करना और लूप क्वांटम गुरुत्व और स्ट्रिंग सिद्धांत का सिद्धांत विकसित करना शामिल था।
विज्ञान कथा उपन्यास अक्सर विभिन्न गुरुत्वाकर्षण विकृतियों, गुरुत्वाकर्षण-विरोधी कक्षों और कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वाले अंतरिक्ष यान का वर्णन करते हैं। पाठक कभी-कभी यह भी नहीं सोचते कि किताबों के कथानक कितने अवास्तविक हैं और यदि गुरुत्वाकर्षण घट/बढ़ जाए या पूरी तरह से गायब हो जाए तो क्या होगा।
सौभाग्य से मानवता के लिए, गुरुत्वाकर्षण का बंद होना और उसके बाद होने वाली भयानक घटनाएँ कभी नहीं होंगी। अंधेरा परिदृश्य बस यह दर्शाता है कि गुरुत्वाकर्षण कितना महत्वपूर्ण है। वह उससे काफी कमजोर है विद्युत, मजबूत या कमजोर अंतःक्रियाएं, लेकिन वास्तव में इसके बिना हमारी दुनिया का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा।
