·
ريسنر - نوردستروم · كير ·
كير - نيومان ·
جودل · كاسنر ·
فريدمان - ليميتر - روبرتسون - ووكر
الحلول التقريبية:
الشكلية ما بعد النيوتونية · نظرية الاضطراب المتغير ·
النسبية العددية

العلماء المشهورين
أينشتاين · مينكوفسكي · شوارزشيلد · ليميتر · إدينجتون · فريدمان · فوك · كير · شاندراسيخار · بنروز هوكينج و اخرين…

أنظر أيضا: البوابة:الفيزياء

جاذبية (جاذبية, الجاذبية العالمية, جاذبية) (من اللات. الجاذبية- "الجاذبية") هي التفاعل الأساسي العالمي بين جميع الأجسام المادية. وفي تقريب السرعات المنخفضة وتفاعل الجاذبية الضعيف، يتم وصفه بواسطة نظرية نيوتن للجاذبية، وفي الحالة العامة يتم وصفه بواسطة النظرية النسبية العامة لأينشتاين. جاذبيةهو الأضعف بين الأنواع الأربعة من التفاعلات الأساسية. في الحد الكمي، يجب وصف تفاعل الجاذبية من خلال نظرية الجاذبية الكمومية، والتي لم يتم تطويرها بعد.

الجاذبية

قانون الجاذبية العامة هو أحد تطبيقات قانون التربيع العكسي، وهو موجود أيضاً في دراسة الإشعاع (انظر مثلاً الضغط الضوئي)، وهو نتيجة مباشرة للزيادة التربيعية في مساحة الكرة ذات نصف القطر المتزايد، مما يؤدي إلى انخفاض تربيعي في مساهمة أي وحدة مساحة في مساحة الكرة بأكملها.

إن مجال الجاذبية، مثل مجال الجاذبية، محتمل. هذا يعني أنه يمكنك إدخال الطاقة الكامنة لجذب الجاذبية لزوج من الأجسام، ولن تتغير هذه الطاقة بعد تحريك الجثث على طول حلقة مغلقة. تستلزم إمكانات مجال الجاذبية قانون الحفاظ على مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، وعند دراسة حركة الأجسام في مجال الجاذبية، غالبًا ما يبسط الحل بشكل كبير. في إطار ميكانيكا نيوتن، يكون تفاعل الجاذبية طويل المدى. هذا يعني أنه بغض النظر عن كيفية تحرك جسم ضخم، فإن إمكانات الجاذبية في أي نقطة في الفضاء تعتمد فقط على موضع الجسم في لحظة معينة من الزمن.

الأجسام الفضائية الكبيرة - الكواكب والنجوم والمجرات - لها كتلة هائلة، وبالتالي تخلق مجالات جاذبية كبيرة.

الجاذبية هي أضعف تفاعل. ومع ذلك، نظرًا لأنها تؤثر على جميع المسافات وجميع الكتل إيجابية، فهي مع ذلك قوة مهمة جدًا في الكون. وعلى وجه الخصوص، فإن التفاعل الكهرومغناطيسي بين الأجسام على المقياس الكوني صغير، لأن إجمالي الشحنة الكهربائية لهذه الأجسام صفر (المادة ككل محايدة كهربائيًا).

كما أن الجاذبية، على عكس التفاعلات الأخرى، عالمية في تأثيرها على كل المادة والطاقة. لم يتم اكتشاف أي كائنات ليس لها تفاعل جاذبية على الإطلاق.

نظرًا لطبيعتها العالمية، فإن الجاذبية مسؤولة عن تأثيرات واسعة النطاق مثل بنية المجرات والثقوب السوداء وتوسع الكون، والظواهر الفلكية الأولية - مدارات الكواكب، والانجذاب البسيط إلى سطح الكون. الأرض وسقوط الأجساد.

كانت الجاذبية أول تفاعل وصفته النظرية الرياضية. يعتقد أرسطو (القرن الرابع قبل الميلاد) أن الأجسام ذات الكتل المختلفة تسقط بسرعات مختلفة. في وقت لاحق فقط (1589)، قرر جاليليو جاليلي تجريبيا أن الأمر ليس كذلك - إذا تم القضاء على مقاومة الهواء، فإن جميع الهيئات تتسارع بالتساوي. وصف قانون الجذب العام لإسحاق نيوتن (1687) السلوك العام للجاذبية بشكل جيد. في عام 1915، أنشأ ألبرت أينشتاين النظرية النسبية العامة، التي تصف الجاذبية بشكل أكثر دقة من حيث هندسة الزمكان.

الميكانيكا السماوية وبعض مهامها

إن أبسط مشكلة في الميكانيكا السماوية هي تفاعل الجاذبية بين جرمين نقطيين أو كرويين في الفضاء الفارغ. يتم حل هذه المشكلة في إطار الميكانيكا الكلاسيكية تحليليا في شكل مغلق؛ غالبًا ما تتم صياغة نتيجة حلها على شكل قوانين كبلر الثلاثة.

ومع زيادة عدد الهيئات المتفاعلة، تصبح المهمة أكثر تعقيدا بشكل كبير. ومن ثم فإن مسألة الأجسام الثلاثة المشهورة بالفعل (أي حركة الأجسام الثلاثة ذات الكتل غير الصفرية) لا يمكن حلها تحليليا بشكل عام. مع الحل العددي، يحدث عدم استقرار الحلول بالنسبة للظروف الأولية بسرعة كبيرة. عند تطبيق عدم الاستقرار هذا على النظام الشمسي، فإنه لا يسمح لنا بالتنبؤ بدقة بحركة الكواكب على مقاييس تتجاوز مائة مليون سنة.

وفي بعض الحالات الخاصة، من الممكن إيجاد حل تقريبي. والأكثر أهمية هو الحالة التي تكون فيها كتلة أحد الأجسام أكبر بكثير من كتلة الأجسام الأخرى (أمثلة: النظام الشمسي وديناميكيات حلقات زحل). في هذه الحالة، كتقريب أولي، يمكننا أن نفترض أن الأجسام الخفيفة لا تتفاعل مع بعضها البعض وتتحرك على طول مسارات كبلر حول الجسم الضخم. ويمكن أخذ التفاعلات بينهما في الاعتبار في إطار نظرية الاضطراب ومتوسطها مع مرور الوقت. وفي هذه الحالة، قد تنشأ ظواهر غير تافهة، مثل الرنين، والتجاذبات، والفوضى، وما إلى ذلك. ومن الأمثلة الواضحة على مثل هذه الظواهر البنية المعقدة لحلقات زحل.

على الرغم من محاولات الوصف الدقيق لسلوك نظام مكون من عدد كبير من الأجسام الجاذبة التي لها نفس الكتلة تقريبًا، إلا أن ذلك لا يمكن القيام به بسبب ظاهرة الفوضى الديناميكية.

مجالات الجاذبية القوية

في مجالات الجاذبية القوية، وكذلك عند التحرك في مجال الجاذبية بسرعات نسبية، تبدأ تأثيرات النظرية النسبية العامة (GTR) في الظهور:

• تغيير هندسة الزمكان.
  • ونتيجة لذلك انحراف قانون الجاذبية عن قانون نيوتن؛
  • وفي الحالات القصوى - ظهور الثقوب السوداء؛
• تأخير الإمكانات المرتبطة بالسرعة المحدودة لانتشار اضطرابات الجاذبية؛
  • ونتيجة لذلك ظهور موجات الجاذبية؛
• التأثيرات اللاخطية: تميل الجاذبية إلى التفاعل مع نفسها، وبالتالي فإن مبدأ التراكب في المجالات القوية لم يعد قائمًا.

إشعاع الجاذبية

أحد التنبؤات المهمة للنسبية العامة هو إشعاع الجاذبية، والذي تم تأكيد وجوده من خلال الملاحظات المباشرة في عام 2015. لكن قبل ذلك، كانت هناك أدلة قوية غير مباشرة لصالح وجوده، وهي: فقدان الطاقة في الأنظمة الثنائية المتقاربة التي تحتوي على أجسام جاذبة مدمجة (مثل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء)، وعلى وجه الخصوص، في النظام الشهير PSR B1913+16 (Hals pulsar) - تايلور) - تتفق جيدًا مع نموذج النسبية العامة، حيث يتم نقل هذه الطاقة بعيدًا على وجه التحديد عن طريق إشعاع الجاذبية.

لا يمكن توليد إشعاع الجاذبية إلا من خلال أنظمة ذات أقطاب رباعية متغيرة أو لحظات متعددة الأقطاب أعلى، وتشير هذه الحقيقة إلى أن إشعاع الجاذبية لمعظم المصادر الطبيعية هو إشعاع اتجاهي، مما يعقد اكتشافه بشكل كبير. قوة الجاذبية ن-مصدر الحقل متناسب texvcغير معثور عليه؛ راجع الرياضيات/الملف التمهيدي للحصول على تعليمات الإعداد.): (v/c)^(2n + 2)، إذا كان متعدد الأقطاب من النوع الكهربائي، و غير قادر على تحليل التعبير (ملف قابل للتنفيذ texvcغير معثور عليه؛ راجع الرياضيات/الملف التمهيدي للحصول على تعليمات الإعداد.): (v/c)^(2n + 4)- إذا كان متعدد الأقطاب من النوع المغناطيسي، فأين الخامسهي السرعة المميزة لحركة المصادر في النظام المشع ج- سرعة الضوء. وبالتالي فإن العزم السائد سيكون العزم الرباعي من النوع الكهربائي، وقوة الإشعاع المقابل تساوي:

غير قادر على تحليل التعبير (ملف قابل للتنفيذ texvcغير معثور عليه؛ راجع الرياضيات/الملف التمهيدي للحصول على مساعدة في الإعداد.): L = \frac(1)(5)\frac(G)(c^5)\left\langle \frac(d^3 Q_(ij))(dt^ 3 ) \frac(d^3 Q^(ij))(dt^3)\يمين\rangle،

أين غير قادر على تحليل التعبير (ملف قابل للتنفيذ texvcغير معثور عليه؛ راجع الرياضيات/README - مساعدة في الإعداد.): Q_(ij)- موتر العزم الرباعي لتوزيع كتلة النظام المشع. ثابت غير قادر على تحليل التعبير (ملف قابل للتنفيذ texvcغير معثور عليه؛ راجع الرياضيات/الملف التمهيدي للحصول على تعليمات الإعداد.): \frac(G)(c^5) = 2.76 \times 10^(-53)(1/W) يسمح لنا بتقدير حجم قوة الإشعاع.

تأثيرات خفية للجاذبية

خطأ في إنشاء الصورة المصغرة: الملف غير موجود

قياس انحناء الفضاء في مدار الأرض (رسم فني)

بالإضافة إلى التأثيرات الكلاسيكية لجاذبية الجاذبية وتمدد الزمن، تتنبأ النظرية النسبية العامة بوجود مظاهر أخرى للجاذبية، والتي تكون في الظروف الأرضية ضعيفة للغاية وبالتالي يكون اكتشافها والتحقق التجريبي منها صعبًا للغاية. وحتى وقت قريب، كان التغلب على هذه الصعوبات يبدو أبعد من قدرات المجربين.

من بينها، على وجه الخصوص، يمكننا تسمية سحب الإطارات المرجعية بالقصور الذاتي (أو تأثير لينس-ثيرينغ) والمجال الجاذبية المغناطيسية. وفي عام 2005، أجرى مسبار الجاذبية الآلي التابع لناسا تجربة دقيقة غير مسبوقة لقياس هذه التأثيرات بالقرب من الأرض. تمت معالجة البيانات التي تم الحصول عليها حتى مايو 2011 وأكدت وجود وحجم تأثيرات المبادرة الجيوديسية وسحب الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي، على الرغم من أنها بدقة أقل إلى حد ما مما كان مفترضًا في الأصل.

بعد عمل مكثف لتحليل واستخراج ضوضاء القياس، تم الإعلان عن النتائج النهائية للمهمة في مؤتمر صحفي على تلفزيون ناسا في 4 مايو 2011، ونشرت في Physical Review Letters. كانت القيمة المقاسة للمبادرة الجيوديسية −6601.8±18.3 مللي ثانيةأقواس في السنة، وتأثير التصريف - −37.2±7.2 مللي ثانيةأقواس في السنة (قارن مع القيم النظرية البالغة .16606.1 ماس / سنة و .239.2 ماس / سنة).

النظريات الكلاسيكية للجاذبية

أنظر أيضا: نظريات الجاذبية

نظرًا لحقيقة أن التأثيرات الكمومية للجاذبية صغيرة للغاية حتى في ظل الظروف الأكثر تطرفًا ورصدًا، فلا توجد حتى الآن ملاحظات موثوقة عنها. تظهر التقديرات النظرية أنه في الغالبية العظمى من الحالات يمكن للمرء أن يقتصر على الوصف الكلاسيكي لتفاعل الجاذبية.

هناك نظرية كلاسيكية حديثة للجاذبية - النظرية العامة للنسبية، والعديد من الفرضيات والنظريات التوضيحية بدرجات متفاوتة من التطور، تتنافس مع بعضها البعض. كل هذه النظريات تقدم تنبؤات متشابهة جدًا ضمن التقريب الذي يتم من خلاله إجراء الاختبارات التجريبية حاليًا. فيما يلي العديد من نظريات الجاذبية الأساسية والأكثر تطورًا والمعروفة.

النظرية النسبية العامة

في النهج القياسي للنظرية النسبية العامة (GTR)، لا تعتبر الجاذبية في البداية بمثابة تفاعل للقوة، ولكن كمظهر من مظاهر انحناء الزمكان. وهكذا، في النسبية العامة، يتم تفسير الجاذبية على أنها تأثير هندسي، ويُنظر إلى الزمكان ضمن إطار الهندسة الريمانية غير الإقليدية (بشكل أكثر دقة الريماني الزائف). يتم تعريف مجال الجاذبية (تعميم إمكانات الجاذبية النيوتونية)، والذي يُطلق عليه أحيانًا مجال الجاذبية، في النسبية العامة مع المجال المتري الموتر - متري الزمكان رباعي الأبعاد، وقوة مجال الجاذبية - مع الاتصال التقاربي للزمكان الذي يحدده المقياس.

المهمة القياسية للنسبية العامة هي تحديد مكونات الموتر المتري، والتي تحدد معًا الخصائص الهندسية للزمكان، من التوزيع المعروف لمصادر زخم الطاقة في نظام الإحداثيات رباعي الأبعاد قيد النظر. وفي المقابل، تتيح معرفة المقياس إمكانية حساب حركة جسيمات الاختبار، وهو ما يعادل معرفة خصائص مجال الجاذبية في نظام معين. نظرًا للطبيعة الموترة لمعادلات النسبية العامة، بالإضافة إلى التبرير الأساسي القياسي لصياغتها، يُعتقد أن الجاذبية ذات طبيعة موتر أيضًا. إحدى النتائج هي أن إشعاع الجاذبية يجب أن يكون على الأقل ترتيبًا رباعيًا.

من المعروف أنه في النسبية العامة توجد صعوبات بسبب عدم ثبات طاقة مجال الجاذبية، حيث أن هذه الطاقة لا يتم وصفها بواسطة موتر ويمكن تحديدها نظريًا بطرق مختلفة. في النسبية العامة الكلاسيكية، تنشأ أيضًا مشكلة وصف التفاعل بين المدار (نظرًا لأن دوران جسم ممتد ليس له أيضًا تعريف لا لبس فيه). ويعتقد أن هناك مشاكل معينة تتعلق بعدم غموض النتائج وتبرير الاتساق (مشكلة تفردات الجاذبية).

ومع ذلك، تم تأكيد النسبية العامة تجريبيًا حتى وقت قريب جدًا (2012). بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من المناهج البديلة لمناهج أينشتاين، ولكنها قياسية في الفيزياء الحديثة، في صياغة نظرية الجاذبية تؤدي إلى نتيجة تتزامن مع النسبية العامة في تقريب الطاقة المنخفضة، وهو الوحيد الذي يمكن التحقق منه تجريبيًا الآن.

نظرية أينشتاين-كارتان

يحدث أيضًا تقسيم مماثل للمعادلات إلى فئتين في RTG، حيث يتم تقديم معادلة الموتر الثانية لمراعاة الاتصال بين الفضاء غير الإقليدي وفضاء مينكوفسكي. وبفضل وجود معامل لا أبعاد له في نظرية جوردان-برانس-ديكي، يصبح من الممكن اختياره بحيث تتطابق نتائج النظرية مع نتائج تجارب الجاذبية. علاوة على ذلك، فمع ميل المعلمة إلى اللانهاية، تصبح تنبؤات النظرية أقرب فأقرب إلى النسبية العامة، لذا فمن المستحيل دحض نظرية جوردان-برانس-ديك بأي تجربة تؤكد النظرية النسبية العامة.

نظرية الكم للجاذبية

على الرغم من أكثر من نصف قرن من المحاولات، فإن الجاذبية هي التفاعل الأساسي الوحيد الذي لم يتم بعد بناء نظرية كم متسقة ومقبولة له بشكل عام. في الطاقات المنخفضة، وفقًا لروح نظرية المجال الكمي، يمكن اعتبار تفاعل الجاذبية بمثابة تبادل للجرافيتونات - بوزونات قياس 2. ومع ذلك، فإن النظرية الناتجة غير قابلة لإعادة التطبيع، وبالتالي تعتبر غير مرضية.

في العقود الأخيرة، تم تطوير ثلاثة أساليب واعدة لحل مشكلة تكميم الجاذبية: نظرية الأوتار، والجاذبية الكمومية الحلقية، ونظرية الكم. التثليث الديناميكي السببي[[K:ويكيبيديا:مقالات بدون مصادر (البلد: خطأ Lua: callParserFunction: لم يتم العثور على الوظيفة "#property". )]][[K:ويكيبيديا:مقالات بدون مصادر (البلد: خطأ Lua: callParserFunction: لم يتم العثور على الوظيفة "#property". )]] [ ] .

نظرية الأوتار

في ذلك، بدلا من الجسيمات وخلفية الزمكان، تظهر السلاسل ونظائرها متعددة الأبعاد - الأغشية. بالنسبة للمشاكل عالية الأبعاد، تكون الأغشية عبارة عن جسيمات عالية الأبعاد، ولكن من وجهة نظر الجسيمات المتحركة داخلهذه الأغشية، هي هياكل الزمكان. البديل من نظرية الأوتار هو نظرية M.

حلقة الجاذبية الكمومية

وهو يحاول صياغة نظرية المجال الكمي دون الرجوع إلى خلفية الزمكان، ووفقا لهذه النظرية، يتكون المكان والزمان من أجزاء منفصلة. ترتبط هذه الخلايا الكمومية الصغيرة من الفضاء ببعضها البعض بطريقة معينة، بحيث تقوم على مقاييس صغيرة من الزمن والطول بإنشاء بنية منفصلة ومنفصلة للفضاء، وعلى المقاييس الكبيرة تتحول بسلاسة إلى زمكان سلس ومستمر. في حين أن العديد من النماذج الكونية يمكنها فقط وصف سلوك الكون منذ زمن بلانك بعد الانفجار الكبير، فإن الجاذبية الكمومية الحلقية يمكنها وصف عملية الانفجار نفسها، بل وحتى النظر إلى أبعد من ذلك. تسمح لنا الجاذبية الكمومية الحلقية بوصف جميع جسيمات النموذج القياسي دون الحاجة إلى إدخال بوزون هيغز لتفسير كتلتها.

التثليث الديناميكي السببي

فيه، تم إنشاء متشعب الزمكان من أشكال إقليدية بسيطة (مثلث، رباعي السطوح، خماسي) ذات أبعاد بترتيب أبعاد بلانك، مع مراعاة مبدأ السببية. لم يتم افتراض الطبيعة رباعية الأبعاد والطبيعة الإقليدية الزائفة للزمكان على المقاييس العيانية، ولكنها نتيجة للنظرية.

: صورة غير صحيحة أو مفقودة

لا توجد معلومات كافية في هذا القسم. النظرية النسبية العامة - الصياغة الرياضية للنظرية النسبية العامة - صياغة هاملتون للنسبية العامة مبادئ الديناميكا الجيولوجية ( إنجليزي)

كلاسيكي نسبية

الجاذبية شبه الكلاسيكية ( إنجليزي) التثليث الديناميكي السببي ( إنجليزي) معادلة ويلر-ديويت ( إنجليزي) "أنت لا تؤمنين بالله يا عزيزتي؟.." تفاجأ الرجل الحزين الذي استمع بانتباه إلى كلامي "الغاضب عاطفيا". - لم أجده بعد... لكن إذا كان موجوداً فعلاً فلا بد أن يكون طيباً. ولسبب ما يخافه كثير من الناس، يخافون منه... في مدرستنا يقولون: "الرجل يبدو فخوراً!" كيف يمكن للإنسان أن يفتخر إذا كان الخوف يخيم عليه طوال الوقت؟!.. وهناك الكثير من الآلهة المختلفة - ولكل دولة آلهة خاصة بها. والجميع يحاول إثبات أن ما عنده هو الأفضل... لا، مازلت لا أفهم الكثير... ولكن كيف يمكنك أن تؤمن بشيء دون أن تفهمه؟.. في مدرستنا يعلمون أنه لا يوجد شيء بعد الموت ... لكن كيف أصدق ذلك إذا كنت أرى شيئاً مختلفاً تماماً؟.. أعتقد أن الإيمان الأعمى ببساطة يقتل الأمل لدى الناس ويزيد الخوف. إذا عرفوا ما كان يحدث بالفعل، فسوف يتصرفون بعناية أكبر... ولن يهتموا بما سيحدث بعد وفاتهم. سيعرفون أنهم سيعيشون مرة أخرى، وسيتعين عليهم الإجابة على الطريقة التي يعيشون بها. ليس فقط أمام "الإله الرهيب" بالطبع... ولكن أمام نفسك. ولن يأتي أحد للتكفير عن خطاياه، لكن سيتعين عليهم التكفير عن خطاياهم بأنفسهم... أردت أن أخبر أحداً عن هذا، لكن لم يرغب أحد في الاستماع إلي. ربما يكون الأمر أكثر ملاءمة للجميع أن يعيشوا بهذه الطريقة... وربما يكون الأمر أسهل أيضًا،" أنهيت أخيرًا خطابي "الطويل القاتل". شعرت فجأة بالحزن الشديد. بطريقة ما، نجح هذا الرجل في جعلي أتحدث عما كان "يقضم" داخلي منذ اليوم الذي "لمست فيه" عالم الموتى لأول مرة، وفي سذاجتي اعتقدت أن الناس بحاجة إلى "فقط أن يخبروا، و سيؤمنون على الفور بل وسيكونون سعداء!... وبطبيعة الحال، سيرغبون على الفور في فعل الأشياء الجيدة فقط..." كم يجب أن تكوني طفلة ساذجة لكي يولد في قلبك مثل هذا الحلم الغبي والمستحيل؟!! لا يحب الناس أن يعرفوا أن هناك شيئًا آخر "هناك" - بعد الموت. لأنه إذا اعترفت بذلك، فهذا يعني أنه سيتعين عليهم الإجابة على كل ما فعلوه. لكن هذا بالضبط ما لا يريده أحد... الناس مثل الأطفال، لسبب ما هم على يقين من أنهم إذا أغمضوا أعينهم ولم يروا شيئًا، فلن يحدث لهم شيء سيئ... أو يلومون كل شيء على الأكتاف القوية. هذا الإله نفسه، الذي "سيكفر" عنهم كل ذنوبهم، وبعد ذلك سيكون كل شيء على ما يرام... لكن هل هذا صحيح حقًا؟.. كنت مجرد فتاة في العاشرة من عمرها، ولكن حتى ذلك الحين لم تحدث أشياء كثيرة يتناسب مع عقلي، إطاري المنطقي البسيط "الطفولي". ففي الكتاب عن الله (الكتاب المقدس) على سبيل المثال قيل أن الكبرياء خطيئة عظيمة، ونفس المسيح (ابن الإنسان!!!) يقول أنه بموته يكفر "جميع خطايا البشر". "يا رجل"... أي نوع من الكبرياء يجب أن يتمتع به الإنسان حتى يساوي نفسه مع الجنس البشري بأكمله؟!. وأي نوع من الأشخاص يجرؤ على أن يفكر في نفسه مثل هذا الشيء؟.. يا ابن الله؟ أم ابن الإنسان؟.. والكنائس؟!.. كل واحدة أجمل من الأخرى. يبدو الأمر كما لو أن المهندسين المعماريين القدماء حاولوا جاهدين "التفوق" على بعضهم البعض عند بناء بيت الله... نعم، الكنائس حقًا جميلة بشكل لا يصدق، مثل المتاحف. كل واحد منهم هو عمل فني حقيقي... ولكن، إذا فهمت بشكل صحيح، ذهب الشخص إلى الكنيسة للتحدث مع الله، أليس كذلك؟ في هذه الحالة، كيف يمكن أن يجده في كل ذلك الترف الذهبي المذهل والملفت للنظر، والذي، على سبيل المثال، لم يجعلني لا أفتح قلبي فحسب، بل على العكس من ذلك، لإغلاقه في أسرع وقت ممكن، حتى لا يرى نفسه، ينزف، شبه عارٍ، يعذب الله بوحشية، مصلوبًا وسط كل ذلك الذهب اللامع، المتلألئ، المطحون، وكأن الناس يحتفلون بموته، ولم يصدقوا ولم يفرحوا بموته. الحياة... حتى في المقابر، كلنا نزرع الزهور الحية حتى تذكرنا بحياة نفس الموتى. فلماذا لم أرى تمثالاً للمسيح الحي في أي كنيسة، أستطيع أن أصلي له، وأتحدث معه، وأفتح روحي؟.. وهل بيت الله يعني موته فقط؟ .. مرة سألت الكاهن لماذا لا نصلي إلى الله الحي؟ نظر إلي وكأنني ذبابة مزعجة وقال: "هذا حتى لا ننسى أنه (الله) بذل حياته من أجلنا كفارة عن خطايانا، والآن يجب أن نتذكر دائمًا أننا لسنا له". ""مستحقون (؟!)، وأن يتوبوا من خطاياهم قدر المستطاع"... لكن إذا كان قد خلصهم بالفعل، فماذا نتوب؟.. وإذا كان لا بد من التوبة، فهل هذا يعني كل هذه الكفارة كذبة؟ فغضب الكاهن بشدة وقال إن لدي أفكار هرطقة ويجب أن أكفر عنها بقراءة "أبانا" عشرين مرة في المساء (!)... التعليقات أعتقد أنها غير ضرورية... كان بإمكاني الاستمرار لفترة طويلة جدًا جدًا، لأن كل هذا كان يضايقني كثيرًا في ذلك الوقت، وكان لدي آلاف الأسئلة التي لم يعطني أحد إجابات عليها، لكنه نصحني فقط بأن "أصدق" ببساطة، وهو ما لن أفعله أبدًا. لم أستطع أن أفعل ذلك في حياتي، لأنه قبل أن أؤمن، كان علي أن أفهم السبب، وإذا لم يكن هناك منطق في نفس "الإيمان"، فبالنسبة لي كان الأمر "أبحث عن قطة سوداء في غرفة سوداء". وهذا الإيمان لم يكن يحتاجه قلبي ولا روحي. وليس لأني (كما أخبرني البعض) كانت لي روح "مظلمة" لا تحتاج إلى الله... بل على العكس، أعتقد أن روحي كانت خفيفة بما يكفي لتفهمها وتتقبلها، لكن لم يكن هناك ما تقبله... وما الذي يمكن تفسيره لو أن الناس أنفسهم قتلوا إلههم، ثم قرروا فجأة أنه سيكون "الأصح" أن يعبدوه؟.. لذا، في رأيي، سيكون من الأفضل عدم القتل، بل محاولة التعلم منه. له قدر الإمكان، إذا كان حقا إله حقيقي ... لسبب ما، في ذلك الوقت شعرت أقرب بكثير إلى "آلهتنا القديمة"، التي أقيمت تماثيلها المنحوتة في مدينتنا، وفي جميع أنحاء ليتوانيا، مجموعة من . كانت هذه آلهة مضحكة ودافئة، ومبهجة وغاضبة، وحزينة وقاسية، ولم تكن "مأساوية" بشكل غير مفهوم مثل المسيح نفسه، الذي بنوا له كنائس باهظة الثمن بشكل مثير للدهشة، كما لو كانوا يحاولون حقًا التكفير عن بعض الخطايا ... الآلهة الليتوانية "القديمة" في مدينتي أليتوس، منزلية ودافئة، مثل عائلة بسيطة ودودة... ذكرني هؤلاء الآلهة بشخصيات جيدة من القصص الخيالية، والتي كانت تشبه إلى حد ما والدينا - لقد كانوا لطيفين وحنون، ولكن إذا لزم الأمر، فيمكنهم معاقبةنا بشدة عندما كنا شقيين للغاية. لقد كانوا أقرب إلى أرواحنا بكثير من ذلك البعيد وغير المفهوم والضائع جدًا بين أيدي البشر، الله... أطلب من المؤمنين ألا يسخطوا عند قراءة السطور التي تحتوي على أفكاري في ذلك الوقت. كان ذلك حينها، وكنت، كما هو الحال في كل شيء آخر، أبحث عن حقيقة طفولتي في نفس الإيمان. ولذلك، لا يسعني إلا أن أجادل في هذا الأمر حول آرائي ومفاهيمي التي لدي الآن، والتي سيتم عرضها في هذا الكتاب بعد ذلك بكثير. في هذه الأثناء، كان وقت "البحث المستمر"، ولم يكن الأمر سهلاً بالنسبة لي... "أنت فتاة غريبة..." همس الغريب الحزين مفكرًا. - أنا لست غريباً - أنا فقط على قيد الحياة. لكنني أعيش بين عالمين: الأحياء والأموات... وأستطيع أن أرى ما لا يراه الكثيرون، للأسف. ربما لهذا السبب لا يصدقني أحد... لكن كل شيء سيكون أبسط كثيرًا إذا استمع الناس وفكروا لمدة دقيقة على الأقل، حتى لو لم يصدقوا... لكنني أعتقد أنه إذا حدث هذا يومًا ما، فمن المؤكد أنه لن يحدث اليوم... واليوم يجب أن أتعايش مع هذا... "أنا آسف جدًا يا عزيزتي..." همس الرجل. "وأنت تعلم أن هناك الكثير من الناس مثلي هنا." يوجد الآلاف منهم هنا... ربما تكون مهتمًا بالتحدث معهم. حتى أن هناك أبطالًا حقيقيين، ليسوا مثلي. هناك الكثير منهم هنا... فجأة راودتني رغبة جامحة في مساعدة هذا الرجل الحزين والوحيد. صحيح أنه لم يكن لدي أي فكرة على الإطلاق عما يمكنني فعله من أجله. "هل تريد منا أن نخلق لك عالمًا آخر أثناء وجودك هنا؟" سألت ستيلا فجأة. لقد كانت فكرة رائعة، وشعرت بالخجل قليلاً لأنها لم تخطر على بالي أولاً. كانت ستيلا شخصًا رائعًا، وبطريقة ما، وجدت دائمًا شيئًا لطيفًا يمكن أن يجلب السعادة للآخرين. – أي نوع من “العالم الآخر”؟.. – تفاجأ الرجل. - لكن انظر... - وفي كهفه المظلم الكئيب أشرق فجأة نور مشرق ومبهج!.. - كيف تحب هذا المنزل؟ أضاءت عيون صديقنا "الحزين" بسعادة. نظر حوله في حيرة، ولم يفهم ما حدث هنا... وفي كهفه المظلم الغريب، كانت الشمس تشرق الآن بمرح وإشراق، وكانت الخضرة المورقة عطرة، وكانت أصوات العصافير ترن، وكانت هناك رائحة مذهلة للزهور المتفتحة. .. وفي الحقيقة في زاويته البعيدة كان جدول يقرقر بمرح، ويتناثر قطرات من أنقى وأعذب المياه الكريستالية... - ها أنت ذا! كما تحب؟ - سألت ستيلا بمرح. الرجل الذي أذهل تمامًا مما رآه، لم ينطق بكلمة واحدة، فقط نظر إلى كل هذا الجمال بعينين اتسعتا في مفاجأة، حيث تألقت قطرات مرتجفة من الدموع "السعيدة" مثل الماس النقي ... "يا رب، لقد مر وقت طويل منذ أن رأيت الشمس!" همس بهدوء. - من أنت يا فتاة؟ - أوه، أنا مجرد شخص. نفس مثلك - ميت. ولكن ها هي، كما تعلمون، على قيد الحياة. نحن نسير هنا معًا أحيانًا. ونحن نساعد إذا استطعنا، بالطبع. كان من الواضح أن الطفل كان سعيدًا بالتأثير الناتج وكان يتململ حرفيًا بالرغبة في إطالة أمده... - هل تحب حقا؟ هل تريد أن يبقى الأمر على هذا النحو؟ أومأ الرجل برأسه فقط، غير قادر على نطق كلمة واحدة. ولم أحاول حتى أن أتخيل مدى السعادة التي عاشها بعد الرعب الأسود الذي وجد نفسه فيه كل يوم لفترة طويلة!.. "شكرا لك يا عزيزتي..." همس الرجل بهدوء. - بس قوليلي إزاي يبقى ده؟.. - أوه، الأمر بسيط! عالمك سيكون هنا فقط، في هذا الكهف، ولن يراه أحد غيرك. وإذا لم تغادري من هنا، فسوف يبقى معك إلى الأبد. حسنًا، سآتي إليك للتحقق... اسمي ستيلا. - لا أعرف ماذا أقول في هذا... أنا لا أستحق ذلك. ربما يكون هذا خطأ... اسمي لوميناري. نعم، فهو لم يجلب الكثير من "النور" حتى الآن، كما ترون... - أوه، لا يهم، أحضر لي المزيد! - كان من الواضح أن الفتاة الصغيرة كانت فخورة جدًا بما فعلته وكانت تنفجر من المتعة. "شكرًا لكم أيها الأعزاء..." جلس النور منحنيًا رأسه الفخور، وبدأ فجأة في البكاء كالطفل... "حسنًا، ماذا عن الآخرين الذين هم نفس الشيء؟ .." همست بهدوء في أذن ستيلا. – يجب أن يكون هناك الكثير منهم، أليس كذلك؟ ما العمل معهم؟ بعد كل شيء، ليس من العدل مساعدة أحد. ومن أعطانا الحق في الحكم على من منهم يستحق هذه المساعدة؟ عبس وجه ستيلينو على الفور ... - لا أعلم... لكني أعلم يقيناً أن هذا هو الصواب. لو كان خطأً لما نجحنا. هناك قوانين مختلفة هنا... وفجأة خطرت ببالي: - انتظر لحظة، ماذا عن هارولد الخاص بنا؟!.. بعد كل شيء، كان فارسًا، مما يعني أنه قُتل أيضًا؟ كيف تمكن من البقاء هناك في «الطابق العلوي»؟.. "لقد دفع ثمن كل ما فعله... سألته عن هذا - لقد دفع غاليًا جدًا..." أجابت ستيلا بجدية، وقد تجعدت جبهتها بشكل مضحك. - بماذا دفعت؟ - أنا لم افهم. "الجوهر..." همست الفتاة الصغيرة بحزن. "لقد تخلى عن جزء من جوهره مقابل ما فعله خلال حياته." لكن جوهره كان مرتفعًا جدًا، لذلك، حتى بعد التخلي عن جزء منه، كان لا يزال قادرًا على البقاء "في القمة". لكن قلة قليلة من الناس يستطيعون القيام بذلك، فقط الكيانات المتطورة حقًا. عادة ما يخسر الناس الكثير وينتهي بهم الأمر أقل بكثير مما كانوا عليه في الأصل. كيف مشرقة... لقد كان مذهلا... وهذا يعني أن الناس، بعد أن فعلوا شيئا سيئا على الأرض، فقدوا جزءا من أنفسهم (أو بالأحرى، جزءا من إمكاناتهم التطورية)، وحتى في هذا، لا يزال يتعين عليهم البقاء في هذا الرعب الكابوسي، الذي كان يسمى - نجمي "سفلي"... نعم ، بالنسبة للأخطاء ، كان على المرء أن يدفع ثمناً باهظاً ... "حسنًا، الآن يمكننا أن نذهب"، غردت الفتاة الصغيرة وهي تلوح بيدها بارتياح. - وداعاً أيها النجم! سوف اتى اليك! مضينا قدمًا، وكان صديقنا الجديد لا يزال جالسًا، متجمدًا من سعادة غير متوقعة، يمتص بشراهة دفء وجمال العالم الذي خلقته ستيلا، ويغوص فيه بعمق كما يفعل الشخص المحتضر، ممتصًا الحياة التي عادت فجأة له... . "نعم، هذا صحيح، لقد كنت على حق تمامًا!" قلت مفكرًا. ابتسمت ستيلا. نظرًا لكوننا في مزاج "قوس قزح" للغاية، فقد اتجهنا للتو نحو الجبال عندما ظهر فجأة مخلوق ضخم ذو مخالب شائكة من السحب واندفع نحونا مباشرة ... - احرص! – صرخت ستيلا، وتمكنت للتو من رؤية صفين من الأسنان الحادة، ومن ضربة قوية على الظهر، تدحرجت رأسي فوق كعبي على الأرض… من الرعب البري الذي اجتاحنا، اندفعنا كالرصاص عبر وادي واسع، ولم نفكر حتى في أنه يمكننا الذهاب بسرعة إلى "طابق" آخر... لم يكن لدينا الوقت للتفكير في الأمر - كنا خائفين للغاية. طار المخلوق فوقنا مباشرة، ونقر بصوت عالٍ على منقاره المسنن، واندفعنا بأسرع ما يمكن، ورشنا رذاذًا لزجًا حقيرًا على الجانبين، وندعو عقليًا أن شيئًا آخر قد يثير فجأة اهتمام هذا "الطائر المعجزة" المخيف... شعرت أنها كانت أسرع بكثير ولم يكن لدينا فرصة للابتعاد عنها. ولحسن الحظ، لم تنمو شجرة واحدة في مكان قريب، ولم تكن هناك شجيرات، أو حتى حجارة يمكن للمرء أن يختبئ خلفها، ولم يكن من الممكن رؤية سوى صخرة سوداء مشؤومة من مسافة بعيدة. - هناك! - صرخت ستيلا، مشيرة بإصبعها إلى نفس الصخرة. ولكن فجأة، وبشكل غير متوقع، ظهر أمامنا مخلوق من مكان ما، أدى منظره إلى تجميد دمائنا في عروقنا... لقد ظهر كما لو كان "مباشرة من لا شيء" وكان مرعبًا حقًا... كانت الذبيحة السوداء الضخمة مغطاة بالكامل بشعر طويل خشن، مما جعله يبدو وكأنه دب ذو بطن، فقط هذا "الدب" كان بطول منزل مكون من ثلاثة طوابق ... كان رأس الوحش المتكتل "متوجًا" برأسين منحنيين ضخمين قرون، والفم الغريب مزين بزوج من الأنياب الطويلة بشكل لا يصدق، حادة مثل السكاكين، بمجرد النظر إليها، بخوف، تراجعت أرجلنا... وبعد ذلك، فاجأنا الوحش بشكل لا يصدق، قفز الوحش بسهولة و. .. التقطت "الوحل" الطائر على أحد أنيابه الضخمة ... تجمدنا من الصدمة. - هيا نركض!!! - صرخت ستيلا. – هيا نركض وهو “مشغول”!.. وكنا على استعداد للاندفاع مرة أخرى دون النظر إلى الوراء، وفجأة ظهر صوت رقيق خلف ظهورنا: - البنات استني !!! لا داعي للهروب!.. دين أنقذك، فهو ليس عدوًا! التفتنا بحدة - كانت تقف خلفنا فتاة صغيرة وجميلة للغاية ذات عيون سوداء... وكانت تداعب الوحش الذي اقترب منها بهدوء!.. اتسعت أعيننا من الدهشة... كان الأمر لا يصدق! بالتأكيد - كان يوم المفاجآت!.. نظرت الفتاة إلينا وابتسمت مرحبة، ولم تكن خائفة على الإطلاق من الوحش الفروي الذي يقف بجانبنا. - أرجوك لا تخاف منه. إنه لطيف للغاية. لقد رأينا أن أوفارا كانت تطاردك وقررنا مساعدتك. لقد كان دين رائعًا، لقد وصل في الوقت المحدد. حقا عزيزي؟ "جيد" خرخر، والذي بدا وكأنه زلزال طفيف، وثني رأسه، ولعق وجه الفتاة. – من هي أوارا ولماذا هاجمتنا؟ - انا سألت. "إنها تهاجم الجميع، إنها مفترسة." "وأمر خطير للغاية"، أجابت الفتاة بهدوء. - هل لي أن أسأل ماذا تفعل هنا؟ أنتم لستم من هنا يا فتيات؟ - لا، ليس من هنا. كنا نسير فقط. لكن نفس السؤال لك ماذا تفعل هنا؟ "سأذهب لرؤية أمي..." أصبحت الفتاة الصغيرة حزينة. "لقد ماتنا معًا، ولكن لسبب ما انتهى بها الأمر هنا." والآن أعيش هنا، لكنني لا أخبرها بذلك، لأنها لن توافق عليها أبدا. إنها تعتقد أنني قادم للتو... - أليس من الأفضل أن تأتي للتو؟ إنه أمر فظيع جدًا هنا!.. – هزت ستيلا كتفيها. "لا أستطيع أن أتركها هنا وحدها، أنا أراقبها حتى لا يحدث لها أي شيء." وهنا دين معي... فهو يساعدني. لم أستطع أن أصدق ذلك... هذه الفتاة الصغيرة الشجاعة تركت طوعًا "أرضيتها" الجميلة والطيبة لتعيش في هذا العالم البارد والرهيب والغريب، لحماية والدتها، التي كانت "مذنبة" جدًا بطريقة ما! لا أعتقد أنه سيكون هناك الكثير من الأشخاص الشجعان وغير الأنانيين (حتى البالغين!) الذين سيجرؤون على القيام بمثل هذا العمل الفذ... وفكرت على الفور - ربما لم تفهم ما الذي ستحكم عليه بنفسها. ؟! - منذ متى وأنت هنا يا فتاة، إذا لم يكن سرا؟ "مؤخرًا..." أجابت الطفلة ذات العيون السوداء بحزن، وهي تسحب خصلة سوداء من شعرها المجعد بأصابعها. - وجدت نفسي في مثل هذا العالم الجميل عندما مت!.. لقد كان لطيفاً وذكياً جداً!.. وبعد ذلك رأيت أن والدتي لم تكن معي وأسرعت للبحث عنها. كان الأمر مخيفًا جدًا في البداية! لسبب ما لم يتم العثور عليها في أي مكان... ثم وقعت في هذا العالم الرهيب... ثم وجدتها. كنت خائفة جدًا هنا... وحيدة جدًا... طلبت مني أمي أن أغادر، حتى أنها وبختني. لكنني لا أستطيع أن أتركها... الآن لدي صديق، عميدي الطيب، ويمكنني أن أكون موجودًا هنا بطريقة أو بأخرى. زمجرت "صديقتها الطيبة" مرة أخرى، مما أصابني وستيلا بقشعريرة "نجمية سفلية" ضخمة... بعد أن استجمعت قواي، حاولت أن أهدأ قليلاً وبدأت في إلقاء نظرة فاحصة على هذه المعجزة ذات الفراء... وهو، شعر على الفور أنه تم ملاحظته، فكشف فمه الأنياب بشكل رهيب... قفزت للخلف. - أوه، لا تخافوا، من فضلك! "إنه يبتسم لك" الفتاة "مطمئنة". نعم... سوف تتعلم الركض بسرعة من هذه الابتسامة... - قلت لنفسي. - كيف حدث أن أصبحت صديقاً له؟ - سألت ستيلا. - عندما أتيت إلى هنا لأول مرة، كنت خائفًا جدًا، خاصة عندما كانت الوحوش مثلك تهاجم اليوم. وفي أحد الأيام، عندما كنت على وشك الموت، أنقذني دين من مجموعة كاملة من "الطيور" الطائرة المخيفة. لقد كنت خائفًا منه أيضًا في البداية، لكن بعد ذلك أدركت كم لديه قلب من ذهب... إنه أفضل صديق! لم يكن لدي أي شيء مثل هذا، حتى عندما كنت أعيش على الأرض. - كيف اعتدت عليه بهذه السرعة؟ لنفترض أن مظهره ليس مألوفًا تمامًا... - وهنا فهمت حقيقة واحدة بسيطة جدًا، والتي لسبب ما لم ألاحظها على الأرض - المظهر لا يهم إذا كان الشخص أو المخلوق يتمتع بقلب طيب... كانت والدتي جميلة جدًا، لكنها كانت غاضبة جدًا في بعض الأحيان أيضاً. ثم اختفى كل جمالها في مكان ما... ودين، على الرغم من أنه مخيف، إلا أنه دائمًا لطيف جدًا، ويحميني دائمًا، أشعر بلطفه ولا أخاف من أي شيء. لكن بإمكانك أن تعتاد على المظهر.. – هل تعلم أنك ستبقى هنا لفترة طويلة جدًا، أطول بكثير مما يعيشه الناس على الأرض؟ هل تريد حقا البقاء هنا؟.. "والدتي هنا، لذا يجب أن أساعدها." وعندما "تغادر" لتعيش على الأرض مرة أخرى، سأغادر أنا أيضًا... إلى حيث يوجد المزيد من الخير. في هذا العالم الرهيب، الناس غريبون جدًا، وكأنهم لا يعيشون على الإطلاق. لماذا هذا؟ هل تعرف شيئا عن هذا؟ - من قال لك أن والدتك سترحل لتعيش من جديد؟ - أصبحت ستيلا مهتمة. - دين بالطبع. إنه يعرف الكثير، لقد عاش هنا لفترة طويلة جدًا. وقال أيضًا أنه عندما نعيش (أنا وأمي) مرة أخرى، ستكون عائلاتنا مختلفة. وبعد ذلك لن يكون لدي هذه الأم بعد الآن... ولهذا السبب أريد أن أكون معها الآن. - كيف تتحدث معه، عميد الخاص بك؟ - سألت ستيلا. - ولماذا لا تريد أن تخبرنا باسمك؟ ولكن هذا صحيح – ما زلنا لا نعرف اسمها! ولم يعرفوا من أين أتت أيضًا.. - اسمي ماريا... لكن هل هذا مهم حقًا هنا؟ - بالتاكيد! - ضحكت ستيلا. - كيف يمكنني التواصل معك؟ عندما تغادر، سيعطونك اسمًا جديدًا، لكن أثناء وجودك هنا، سيتعين عليك العيش مع الاسم القديم. هل تحدثت مع أي شخص آخر هنا، فتاة ماريا؟ - سألت ستيلا، وهي تقفز من موضوع إلى آخر بدافع العادة. "نعم، لقد تحدثت..." قالت الفتاة الصغيرة بتردد. "لكنهم غريبون جدًا هنا." وغير سعيدة جداً... لماذا هم غير سعيدة جداً؟ – هل ما تراه هنا يفضي إلى السعادة؟ - لقد فوجئت بسؤالها. – حتى “الواقع” المحلي نفسه يقتل أي آمال مقدماً!.. كيف يمكنك أن تكون سعيداً هنا؟ - لا أعرف. عندما أكون مع والدتي، يبدو لي أنني يمكن أن أكون سعيدًا هنا أيضًا... صحيح، الوضع مخيف جدًا هنا، وهي حقًا لا تحب المكان هنا... عندما قلت إنني وافقت على البقاء معها صرخت في وجهي وقالت إنني "مصيبتها الطائشة"... لكنني لم أشعر بالإهانة... أعلم أنها خائفة فقط. فقط مثلي... - ربما أرادت فقط أن تحميك من قرارك "المتطرف"، وأرادت فقط أن تعود إلى "أرضيتك"؟ - سأل ستيلا بعناية، حتى لا تسيء. - لا طبعا... لكن شكرا على الكلام الطيب. غالبًا ما كانت أمي تناديني بأسماء ليست جيدة جدًا، حتى على الأرض... لكنني أعلم أن هذا لم يكن بسبب الغضب. لقد كانت ببساطة غير سعيدة لأنني ولدت، وكثيرًا ما أخبرتني أنني دمرت حياتها. لكن ذلك لم يكن خطأي، أليس كذلك؟ لقد حاولت دائمًا أن أجعلها سعيدة، ولكن لسبب ما لم أكن ناجحًا جدًا... ولم يكن لدي أب أبدًا. - كانت ماريا حزينة جدًا، وكان صوتها يرتجف، وكأنها على وشك البكاء.

محتوى المقال

الجاذبية (الجاذبية)،خاصية المادة التي تنص على وجود قوى تجاذب بين أي جسيمين. الجاذبية هي تفاعل عالمي يغطي الكون المرئي بأكمله، ولذلك يطلق عليه اسم عالمي. وكما سنرى لاحقاً، تلعب الجاذبية دوراً أساسياً في تحديد بنية جميع الأجسام الفلكية في الكون، باستثناء أصغرها. فهو ينظم الأجسام الفلكية في أنظمة مثل نظامنا الشمسي أو درب التبانة، ويشكل الأساس لبنية الكون نفسه.

تُفهم "الجاذبية" عادةً على أنها القوة الناتجة عن جاذبية جسم ضخم، و"تسارع الجاذبية" هو التسارع الناتج عن هذه القوة. (يتم استخدام كلمة "ضخم" هنا بمعنى "امتلاك كتلة"، ولكن ليس من الضروري أن يكون للجسم المعني كتلة كبيرة جدًا). ​​وبمعنى أضيق، يشير تسارع الجاذبية إلى تسارع الجاذبية. جسم يسقط سقوطاً حراً (مع تجاهل مقاومة الهواء) على سطح الأرض. في هذه الحالة، نظرًا لأن نظام "الأرض والجسم المتساقط" بأكمله يدور، فإن قوى القصور الذاتي تلعب دورًا. تعمل قوة الطرد المركزي على مقاومة قوة الجاذبية وتقلل من الوزن الفعال للجسم بمقدار صغير ولكن قابل للقياس. وينخفض ​​هذا التأثير إلى الصفر عند القطبين، اللذين يمر عبرهما محور دوران الأرض، ويصل إلى أقصى حد عند خط الاستواء، حيث يكون سطح الأرض على أبعد مسافة من محور الدوران. وفي أي تجربة يتم إجراؤها محليًا، لا يمكن تمييز تأثير هذه القوة عن قوة الجاذبية الحقيقية. ولذلك، فإن عبارة "الجاذبية على سطح الأرض" تعني عادة العمل المشترك للجاذبية الحقيقية ورد الفعل الطارد المركزي. ومن الملائم أن نمتد مصطلح «الجاذبية» ليشمل الأجرام السماوية الأخرى، فنقول على سبيل المثال «الجاذبية على سطح كوكب المريخ».

يبلغ تسارع الجاذبية على سطح الأرض 9.81 م/ث 2 . وهذا يعني أن أي جسم يسقط سقوطًا حرًا بالقرب من سطح الأرض تزيد سرعته (تسارعه) بمقدار 9.81 م/ث لكل ثانية من السقوط. إذا بدأ الجسم في السقوط الحر من حالة السكون، فبنهاية الثانية الأولى ستكون سرعته 9.81 م/ث، وبنهاية الثانية - 18.62 م/ث، وما إلى ذلك.

الجاذبية باعتبارها العامل الأكثر أهمية في بنية الكون.

في بنية العالم من حولنا، تلعب الجاذبية دورًا أساسيًا مهمًا للغاية. بالمقارنة مع قوى الجذب والتنافر الكهربائية بين جسيمين أوليين مشحونين، فإن الجاذبية ضعيفة جدًا. تبلغ نسبة القوة الكهروستاتيكية إلى قوة الجاذبية المؤثرة بين إلكترونين حوالي 4H 10 46، أي. 4 متبوعة بـ 46 صفراً. السبب وراء عدم وجود مثل هذه الفجوة الكبيرة في الحجم في كل خطوة من خطوات الحياة اليومية هو أن الجزء السائد من المادة في شكلها العادي يكون محايدًا كهربائيًا تقريبًا، نظرًا لأن عدد الشحنات الموجبة والسالبة في حجمها هو نفسه. لذلك، فإن القوى الكهربائية الهائلة للحجم ببساطة لا تتاح لها الفرصة للتطور الكامل. حتى في مثل هذه "الحيل" مثل لصق بالون مهترئ على السقف ورفع الشعر عند تمشيطه في يوم جاف، لا يتم فصل الشحنات الكهربائية إلا قليلاً، ولكن هذا يكفي بالفعل للتغلب على قوى الجاذبية. إن قوة الجاذبية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن قياس تأثيرها بين الأجسام ذات الأحجام العادية في ظروف المختبر إلا في حالة اتخاذ احتياطات خاصة. على سبيل المثال، قوة الجذب بين شخصين يزنان 80 كجم، واقفين بشكل وثيق وظهريهما لبعضهما البعض، تبلغ عدة أعشار داين (أقل من 10 -5 نيوتن). إن قياسات هذه القوى الضعيفة معقدة بسبب الحاجة إلى عزلها عن خلفية أنواع مختلفة من القوى الخارجية التي قد تتجاوز تلك التي يتم قياسها.

مع زيادة الكتل، تصبح تأثيرات الجاذبية أكثر وضوحًا وتبدأ في النهاية بالسيطرة على جميع التأثيرات الأخرى. دعونا نتخيل الظروف السائدة على أحد الكويكبات الصغيرة في النظام الشمسي - على كتلة صخرية كروية يبلغ نصف قطرها كيلومترًا واحدًا. وتبلغ قوة الجاذبية على سطح مثل هذا الكويكب 1/15000 من قوة الجاذبية على سطح الأرض، حيث يبلغ تسارع الجاذبية 9.81 م/ث2 . إن كتلة تزن طنًا واحدًا على سطح الأرض سوف تزن حوالي 50 جرامًا على سطح مثل هذا الكويكب.سرعة الإقلاع (التي يتغلب بها الجسم، الذي يتحرك بشكل قطري من مركز الكويكب، على مجال الجاذبية الناتج عن الأخيرة) ستكون 1.2 م/ث فقط، أو 4 كم/ساعة (سرعة المشاة غير السريعة جدًا)، لذلك عند المشي على سطح كويكب، يتعين على المرء تجنب الحركات المفاجئة وعدم تجاوز السرعة المحددة السرعة، حتى لا تطير بعيدًا إلى الأبد في الفضاء الخارجي. وينمو دور الجاذبية الذاتية عندما ننتقل إلى أجسام أكبر حجما بشكل متزايد - الأرض، والكواكب الكبيرة مثل المشتري، وأخيرا، إلى النجوم مثل الشمس. وهكذا تحافظ الجاذبية الذاتية على الشكل الكروي للنواة السائلة للأرض ووشاحها الصلب الذي يحيط بهذا النواة، وكذلك الغلاف الجوي للأرض. إن قوى التماسك بين الجزيئات التي تربط جزيئات المواد الصلبة والسوائل معًا لم تعد فعالة على المستوى الكوني، والجاذبية الذاتية فقط هي التي تسمح لكرات الغاز العملاقة مثل النجوم بالوجود ككل. فبدون الجاذبية، لن تكون هذه الأجسام موجودة، كما لن يكون هناك عوالم مناسبة للحياة.

عند الانتقال إلى مقاييس أكبر، تنظم الجاذبية الأجرام السماوية الفردية في أنظمة. تختلف أحجام هذه الأنظمة - من أنظمة صغيرة نسبيا (من وجهة نظر فلكية) وأنظمة بسيطة، مثل نظام الأرض والقمر، والنظام الشمسي والنجوم المزدوجة أو المتعددة، إلى مجموعات نجمية كبيرة يبلغ عددها مئات الآلاف من النجوم. يمكن النظر إلى "حياة" أو تطور مجموعة نجمية منفردة على أنها عملية موازنة بين التباعد المتبادل للنجوم والجاذبية، والتي تميل إلى الحفاظ على تماسك المجموعة ككل. من وقت لآخر، يتحرك النجم نحو النجوم الأخرى، ويكتسب منها الزخم والسرعة، مما يسمح له بالطيران خارج الكتلة وتركها إلى الأبد. تشكل النجوم المتبقية عنقودًا أكثر إحكامًا، وتربطها الجاذبية معًا بشكل أكثر إحكامًا من ذي قبل. تساعد الجاذبية أيضًا في الحفاظ على سحب الغاز والغبار معًا في الفضاء الخارجي، وفي بعض الأحيان تقوم بضغطها في كتل مدمجة وكروية إلى حد ما. يمكن رؤية الصور الظلية الداكنة للعديد من هذه الأجسام على خلفية أكثر سطوعًا لمجرة درب التبانة. ووفقا لنظرية تكوين النجوم المقبولة اليوم، فإذا كانت كتلة مثل هذا الجسم كبيرة بما فيه الكفاية، فإن الضغط في أعماقه يصل إلى مستوى تصبح عنده التفاعلات النووية ممكنة، وتتحول كتلة كثيفة من المادة إلى نجم. وتمكن علماء الفلك من الحصول على صور تؤكد تشكل النجوم في تلك الأماكن في الفضاء الخارجي، حيث لم يتم رصد سوى سحب من المادة في السابق، وهو ما يشهد لصالح النظرية القائمة.

تلعب الجاذبية دورًا حيويًا في جميع النظريات المتعلقة بأصل وتطور وبنية الكون ككل. وتستند جميعها تقريبًا إلى النظرية النسبية العامة. في هذه النظرية التي وضعها أينشتاين في بداية القرن العشرين، تعتبر الجاذبية خاصية من خصائص هندسة الزمكان رباعية الأبعاد، كشيء يشبه انحناء سطح كروي، معممًا على عدد أكبر من الأبعاد . يرتبط "انحناء" الزمكان ارتباطًا وثيقًا بتوزيع المادة فيه.

تقبل جميع النظريات الكونية أن الجاذبية هي خاصية لأي نوع من المادة، وتظهر نفسها في كل مكان في الكون، على الرغم من أنه لا يُفترض بأي حال من الأحوال أن التأثيرات الناتجة عن الجاذبية هي نفسها في كل مكان. على سبيل المثال، ثابت الجاذبية ز(وهو ما سنناقشه أكثر) قد يختلف باختلاف المكان والزمان، رغم عدم وجود بيانات رصد مباشرة تؤكد ذلك حتى الآن. ثابت الجاذبية ز- إحدى الثوابت الفيزيائية في عالمنا، مثل سرعة الضوء أو الشحنة الكهربائية للإلكترون أو البروتون. ومع الدقة التي تتيح بها الأساليب التجريبية الحديثة قياس هذا الثابت، فإن قيمته لا تعتمد على نوع المادة التي تخلق الجاذبية. الكتلة فقط هي التي تهم. يمكن فهم الكتلة بطريقتين: كمقياس للقدرة على جذب الأجسام الأخرى - والمقصود بهذه الخاصية عندما يتحدثون عن الكتلة الثقيلة (الجاذبية) - أو كمقياس لمقاومة الجسم لمحاولات تسريعه (لضبطه) في حالة حركة إذا كان الجسم في حالة سكون، ويتوقف إذا تحرك الجسم، أو تغير مساره)، - يُقصد بخاصية الكتلة هذه عندما يتحدثون عن كتلة القصور الذاتي. حدسيًا، لا يبدو أن هذين النوعين من الكتلة هما نفس خاصية المادة، لكن النظرية النسبية العامة تفترض هويتهما وتبني صورة للعالم بناءً على هذه الافتراض.

للجاذبية ميزة أخرى؛ ويبدو أنه لا توجد طريقة يمكن تصورها للتخلص من تأثيرات الجاذبية إلا عن طريق التحرك لمسافة لا نهائية بعيدًا عن كل المادة. لا توجد مادة معروفة لها كتلة سلبية، أي. خاصية صدها بواسطة مجال الجاذبية. حتى المادة المضادة (البوزيترونات والبروتونات المضادة وما إلى ذلك) لها كتلة موجبة. من المستحيل التخلص من الجاذبية بمساعدة نوع من الشاشة، مثل المجال الكهربائي. أثناء خسوف القمر، يكون القمر "محميًا" بالأرض من جاذبية الشمس، ويتراكم تأثير هذا التدريع من خسوف إلى آخر، لكن هذا ليس هو الحال.

تاريخ الأفكار حول الجاذبية.

كما هو موضح أعلاه، تعد الجاذبية واحدة من أكثر تفاعلات المادة مع المادة شيوعًا وفي نفس الوقت واحدة من أكثر التفاعلات غموضًا وإبهامًا. النظريات الحديثة لم تقترب بشكل ملحوظ من تفسير ظاهرة الجاذبية.

ومع ذلك، كانت الجاذبية دائمًا متشابكة بشكل صريح أو ضمني مع علم الكونيات، بحيث لا يمكن فصلهما. وقد استمرت علوم الكونيات الأولى، مثل تلك الخاصة بأرسطو وبطليموس، حتى القرن الثامن عشر. وبفضل سلطة هؤلاء المفكرين إلى حد كبير، لم يكونوا أكثر من مجرد تنظيم لوجهات النظر الساذجة للقدماء. في هذه العلوم الكونية، تم تقسيم المادة إلى أربع فئات، أو "عناصر": الأرض، والماء، والهواء، والنار (بالترتيب من الأثقل إلى الأخف). كلمة "الجاذبية" تعني في الأصل ببساطة "الثقل"؛ فالأجسام المكونة من عنصر "الأرض" تمتلك خاصية "الثقل" بدرجة أكبر من الأجسام المكونة من عناصر أخرى. وكان الموقع الطبيعي للأجسام الثقيلة هو مركز الأرض الذي كان يعتبر مركز الكون. تم منح عنصر "النار" أقل قدر من "الثقل"؛ علاوة على ذلك، اتسمت النار بنوع من الجاذبية السلبية، والتي لم يتجلى تأثيرها في الجاذبية، بل في "الارتفاع". كان المكان الطبيعي للنار هو الحدود الخارجية للجزء الأرضي من العالم. تفترض الإصدارات الحديثة من هذه النظرية وجود كيان خامس ("الجوهر"، يُطلق عليه أحيانًا "الأثير"، والذي كان خاليًا من تأثيرات الجاذبية). كما تم الافتراض بأن الأجرام السماوية تتكون من جوهر. إذا وجد الجسد الأرضي نفسه بطريقة ما ليس في مكانه الطبيعي، فإنه يسعى للعودة إلى هناك من خلال الحركة الطبيعية، التي تتميز به بنفس الطريقة التي يتميز بها الحيوان بالحركة الهادفة بمساعدة الأرجل أو الأجنحة. ينطبق ما سبق على حركة الحجر في الفضاء، والفقاعة في الماء، واللهب في الهواء.

اكتشف جاليليو (1564-1642)، الذي يدرس حركة الأجسام تحت تأثير الجاذبية، أن فترة تذبذب البندول لا تعتمد على ما إذا كان الانحراف الأولي للبندول عن موضع التوازن كبيرًا أم صغيرًا. كما أثبت جاليليو تجريبيًا أنه في حالة عدم وجود مقاومة للهواء، تسقط الأجسام الثقيلة والخفيفة على الأرض بنفس التسارع. (جادل أرسطو بأن الأجسام الثقيلة تسقط بشكل أسرع من الأجسام الخفيفة، وكلما زادت ثقلها بشكل أسرع). أخيرًا، عبر غاليليو عن فكرة ثبات تسارع الجاذبية وصياغة عبارات هي في الأساس أسلاف قوانين نيوتن من الحركة. كان جاليليو هو أول من فهم أنه بالنسبة للجسم الذي لا تؤثر عليه أي قوى، فإن الحركة الخطية المنتظمة تكون طبيعية مثل حالة السكون.

وكان على عاتق عالم الرياضيات الإنجليزي اللامع إ. نيوتن (1643-1727) توحيد الأجزاء المتباينة وبناء نظرية منطقية ومتسقة. تم إنشاء هذه الأجزاء المتناثرة من خلال جهود العديد من الباحثين. هذه هي نظرية مركزية الشمس لكوبرنيكوس، التي ينظر إليها غاليليو وكيبلر وآخرون على أنها نموذج مادي حقيقي للعالم؛ وملاحظات براهي الفلكية التفصيلية والدقيقة؛ والتعبير المركّز عن هذه الملاحظات في قوانين كبلر الثلاثة لحركة الكواكب؛ والعمل الذي بدأه غاليليو في صياغة قوانين الميكانيكا على أساس مفاهيم محددة بوضوح، بالإضافة إلى الفرضيات والحلول الجزئية للمشكلات التي وجدها معاصرو نيوتن مثل ه.هويجنز، ور.هوك، وإي.هالي. لتحقيق تركيبه الرائع، كان نيوتن بحاجة إلى إكمال إنشاء رياضيات جديدة، تسمى حساب التفاضل والتكامل. بالتوازي مع نيوتن، عمل معاصره ج. لايبنتز بشكل مستقل على إنشاء حساب التفاضل والتكامل.

على الرغم من أن حكاية فولتير عن سقوط تفاحة على رأس نيوتن هي على الأرجح غير صحيحة، إلا أنها تميز إلى حد ما نوع التفكير الذي أظهره نيوتن في مقاربته لمشكلة الجاذبية. طرح نيوتن الأسئلة بإصرار: “هل القوة التي تبقي القمر في مداره أثناء تحركه حول الأرض هي نفس القوة التي تتسبب في سقوط الأجسام على سطح الأرض؟ ما مدى شدة جاذبية الأرض التي يجب أن تكون لثني مدار القمر بالطريقة التي يحدث بها بالفعل؟ للعثور على إجابة لهذه الأسئلة، احتاج نيوتن أولاً إلى تعريف مفهوم القوة، والذي سيغطي أيضًا العامل الذي يتسبب في انحراف الجسم عن مسار حركته الأصلي، وليس فقط التسارع أو التباطؤ عند التحرك لأعلى أو لأسفل . كان نيوتن بحاجة أيضًا إلى معرفة حجم الأرض بالضبط والمسافة من الأرض إلى القمر. وافترض أن الجذب الناتج عن الجاذبية يتناقص مع زيادة المسافة من الجسم الجاذب مثل المربع العكسي للمسافة، أي. كلما زادت المسافة. يمكن بسهولة استخلاص حقيقة هذا الاستنتاج الخاص بالمدارات الدائرية من قوانين كبلر دون اللجوء إلى حساب التفاضل والتكامل. وأخيرا، عندما أجرى بيكار في ستينيات القرن السابع عشر مسحا جيوديسيا للمناطق الشمالية من فرنسا (أحد المسوحات الجيوديسية الأولى)، تمكن من توضيح قيمة طول درجة واحدة من خط العرض على سطح الأرض، مما جعله من الممكن تحديد حجم الأرض والمسافة من الأرض إلى القمر بدقة أكبر. وقد عززت قياسات بيكارد اعتقاد نيوتن بأنه كان على الطريق الصحيح. أخيرًا، في الفترة من 1686 إلى 1687، واستجابة لطلب من الجمعية الملكية التي تم تشكيلها حديثًا، نشر نيوتن كتابه الشهير المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية (الفلسفة الطبيعية المبادئ الرياضية) والتي كانت بمثابة ميلاد الميكانيكا الحديثة. في هذا العمل، صاغ نيوتن قانونه الشهير في الجاذبية الكونية؛ في التدوين الجبري الحديث يتم التعبير عن هذا القانون بالصيغة

أين F– قوة التجاذب بين جسمين ماديين لهما كتل م 1 و م 2، أ ر- المسافة بين هذه الهيئات. معامل في الرياضيات او درجة زيسمى ثابت الجاذبية . في النظام المتري، تقاس الكتلة بالكيلو جرام، وتقاس المسافة بالمتر، وتقاس القوة بالنيوتن وثابت الجاذبية زله معنى ز= 6.67259H 10 –11 م 3 ح كجم –1 ح ث –2 . يفسر صغر ثابت الجاذبية حقيقة أن تأثيرات الجاذبية تصبح ملحوظة فقط مع وجود كتلة كبيرة من الأجسام.

وباستخدام أساليب التحليل الرياضي، أظهر نيوتن أن الجسم الكروي، مثل القمر أو الشمس أو الكوكب، يخلق الجاذبية بنفس الطريقة التي تخلق بها نقطة مادية تقع في مركز الكرة ولها كتلة مكافئة. سمح حساب التفاضل والتكامل لنيوتن نفسه وأتباعه بحل فئات جديدة من المشاكل بنجاح، على سبيل المثال، المشكلة العكسية لتحديد القوة من الحركة غير المستوية أو المنحنية لجسم يتحرك تحت تأثيرها؛ التنبؤ بسرعة الجسم وموضعه في أي وقت في المستقبل، إذا كانت القوة كدالة للموضع معروفة؛ حل مشكلة قوة الجذب الكلية لأي جسم (ليس بالضرورة كرويًا) عند أي نقطة معينة في الفضاء. لقد فتحت الأدوات الرياضية القوية الجديدة الطريق لحل العديد من المشكلات المعقدة التي لم يكن من الممكن حلها سابقًا، ليس فقط في مجال الجاذبية، ولكن أيضًا في مجالات أخرى.

أظهر نيوتن أيضًا أنه نظرًا لدوران الأرض لمدة 24 ساعة حول محورها، لا ينبغي أن يكون للأرض شكل كروي تمامًا، بل شكل مسطح إلى حد ما. وتقودنا مضامين أبحاث نيوتن في هذا المجال إلى مجال الجاذبية، وهو العلم الذي يهتم بقياس وتفسير قوة الجاذبية على سطح الأرض.

العمل بعيد المدى.

لكن باللغة النيوتونية البداياتهناك مساحة. والحقيقة هي أن نيوتن، بعد أن حدد قوة الجاذبية وأعطى تعبيرًا رياضيًا يصفها، لم يشرح ما هي الجاذبية وكيف تعمل. أسئلة أثارت وما زالت تثير الكثير من الجدل منذ القرن الثامن عشر. حتى وقت قريب، هو كما يلي: كيف يجذب جسم موجود في مكان ما (الشمس مثلاً) جسماً موجوداً في مكان آخر (الأرض مثلاً) إذا لم يكن هناك اتصال مادي بين الأجسام؟ ما مدى سرعة انتقال تأثيرات الجاذبية؟ فورا؟ بسرعة الضوء والذبذبات الكهرومغناطيسية الأخرى أم بسرعة أخرى؟ لم يؤمن نيوتن بإمكانية الفعل عن بعد، بل قام بكل بساطة بإجراء الحسابات كما لو كان قانون التناسب العكسي مع مربع المسافة حقيقة مقبولة. اتفق الكثيرون، بما في ذلك لايبنتز والأسقف بيركلي وأتباع ديكارت، مع وجهة النظر النيوتونية، لكنهم كانوا مقتنعين بأن الظواهر المنفصلة في الفضاء عن الأسباب التي تسببها لا يمكن تصورها دون وجود نوع من العامل الوسيط الفيزيائي الذي يكمل السبب - و - العلاقة المؤثرة بينهما.

وفي وقت لاحق، ورثت كل هذه الأسئلة وغيرها نظريات مماثلة تفسر انتشار الضوء. كان يُطلق على الوسط المضيء اسم الأثير، واتباعًا للفلاسفة السابقين، ولا سيما ديكارت، توصل الفيزيائيون إلى استنتاج مفاده أن قوى الجاذبية (وكذلك القوى الكهربائية والمغناطيسية) تنتقل كنوع من الضغط في الأثير. وفقط عندما باءت جميع المحاولات لصياغة نظرية متسقة للأثير بالفشل، أصبح من الواضح أنه على الرغم من أن الأثير قدم إجابة لسؤال كيفية تنفيذ العمل عن بعد، إلا أن هذه الإجابة لم تكن صحيحة.

نظرية المجال والنسبية.

كان على عاتق آينشتاين (1879-1955) جمع أجزاء متناثرة من النظريات، وطرد الأثير والافتراض بأنه في الواقع لا يوجد مكان مطلق ولا زمان مطلق، حيث لا توجد تجربة واحدة تؤكد وجودهما. وكان دوره في هذا مشابهًا لدور نيوتن. لإنشاء نظريته، احتاج أينشتاين، مثل نيوتن ذات مرة، إلى رياضيات جديدة - تحليل الموتر.

إن ما تمكن أينشتاين من فعله هو إلى حد ما نتيجة لطريقة التفكير الجديدة التي تطورت طوال القرن التاسع عشر. وارتبط بظهور مفهوم المجال. المجال، بالمعنى الذي يستخدم فيه عالم الفيزياء النظرية الحديث هذا المصطلح، هو منطقة من الفضاء المثالي، حيث يتم تحديد مواقع النقاط، من خلال الإشارة إلى نظام إحداثي معين، جنبًا إلى جنب مع كمية فيزيائية أو مجموعة من الكميات اعتمادًا على هذه المواقف. عند الانتقال من نقطة واحدة في الفضاء إلى نقطة أخرى مجاورة، يجب أن تنخفض أو تزيد بسلاسة (باستمرار)، ويمكن أن تتغير أيضًا بمرور الوقت. على سبيل المثال، تختلف سرعة الماء في النهر باختلاف العمق ومن ضفة إلى أخرى؛ درجة الحرارة في الغرفة أعلى بالقرب من الموقد. تتناقص شدة (سطوع) الإضاءة مع زيادة المسافة من مصدر الضوء. هذه كلها أمثلة على المجالات. يعتبر الفيزيائيون المجالات أشياء حقيقية. ودعمًا لوجهة نظرهم، فإنهم يلجأون إلى الحجة المادية: إن إدراك الضوء أو الحرارة أو الشحنة الكهربائية هو أمر حقيقي مثل إدراك جسم مادي، والذي يقتنع الجميع بوجوده على أساس أنه يمكن أن يكون كذلك. لمست أو شعرت أو رأيت. بالإضافة إلى ذلك، فإن التجارب، على سبيل المثال، مع برادة الحديد المتناثرة بالقرب من المغناطيس، فإن محاذاةها على طول نظام معين من الخطوط المنحنية تجعل المجال المغناطيسي محسوسًا بشكل مباشر إلى الحد الذي لا يشك فيه أحد في وجود "شيء ما" حول المغناطيس حتى بعد إزالة برادة الحديد . تشكل "خطوط المجال المغناطيسي"، كما أسماها فاراداي، مجالًا مغناطيسيًا.

لقد تجنبنا حتى الآن ذكر مجال الجاذبية. تسارع الجاذبية زعلى سطح الأرض، والذي يتغير من نقطة إلى أخرى على سطح الأرض ويتناقص مع الارتفاع، هو مثل هذا المجال. لكن التقدم الكبير الذي حققه أينشتاين لم يكن التلاعب بمجال الجاذبية في تجربتنا اليومية.

بدلًا من اتباع فيتزجيرالد ولورنتز والنظر في التفاعل بين الأثير الموجود في كل مكان وقضبان القياس والساعات التي تتحرك من خلاله، قدم أينشتاين مسلمة فيزيائية بموجبها يمكن لأي مراقب أومن يقيس سرعة الضوء باستخدام قضبان القياس والساعة التي يحملها معه سيحصل دائمًا على نفس النتيجة ج= 3H 10 8 m/s بغض النظر عن سرعة تحرك الراصد؛ أي قضبان قياس مراقب أخرى في، نقل نسبي أبسرعة الخامس، سوف ينظر إلى المراقب أخفضت مرات. ساعة المراقب فيسوف ننظر إلى المراقب أالمشي أبطأ عدة مرات. العلاقات بين المراقبين أو فيمتبادلتان تمامًا، وبالتالي فإن قضبان قياس المراقب أوتكون ساعته للناظر فيعلى التوالي، أقصر بنفس القدر ويتحرك ببطء أكبر؛ يمكن لكل من المراقبين أن يعتبر نفسه بلا حراك والآخر متحرك. ومن النتائج الأخرى للنظرية النسبية الجزئية (الخاصة) تلك الكتلة مالجسم يتحرك بسرعة الخامسبالنسبة للراصد، يزيد (للراصد) ويصبح مساويًا لـ حيث م 0 – كتلة الجسم نفسه، تتحرك بالنسبة للمراقب ببطء شديد. الزيادة في كتلة القصور الذاتي لجسم متحرك لا تعني أن طاقة الحركة (الطاقة الحركية) فحسب، بل كل الطاقة لها كتلة قصورية وأنه إذا كانت الطاقة لها كتلة قصورية، فهي أيضًا ذات كتلة ثقيلة، وبالتالي تخضع لـ تأثيرات الجاذبية. بالإضافة إلى ذلك، كما هو معروف الآن، في ظل ظروف معينة، يمكن تحويل الكتلة إلى طاقة في العمليات النووية. (قد يكون الحديث عن إطلاق الطاقة أكثر دقة). إذا كانت الافتراضات المقبولة صحيحة (والآن لدينا كل الأسباب لهذه الثقة)، فإن الكتلة والطاقة هما وجهان مختلفان لنفس الجوهر الأساسي. .

تشير الصيغة المذكورة أعلاه أيضًا إلى أنه لا يوجد جسم مادي واحد ولا جسم واحد يحمل طاقة (على سبيل المثال، موجة) يمكنه التحرك بالنسبة إلى المراقب بسرعة أكبر من سرعة الضوء مع، لأن وإلا فإن مثل هذه الحركة ستتطلب المزيد من الطاقة بلا حدود. وبالتالي، يجب أن تنتشر تأثيرات الجاذبية بسرعة الضوء (تم تقديم الحجج المؤيدة لذلك حتى قبل إنشاء النظرية النسبية). تم اكتشاف أمثلة على ظواهر الجاذبية هذه لاحقًا وإدراجها في النظرية العامة.

في حالة الحركة النسبية المنتظمة والمستقيمة، تؤدي التقلصات الملحوظة لقضبان القياس وتباطؤ الساعة إلى النظرية النسبية الجزئية. في وقت لاحق، تم تعميم مفاهيم هذه النظرية على الحركة النسبية المتسارعة، الأمر الذي يتطلب إدخال مسلمة أخرى - ما يسمى بمبدأ التكافؤ، الذي جعل من الممكن إدراج الجاذبية في النموذج، والتي كانت غائبة في النظرية النسبية الجزئية.

لفترة طويلة كان يعتقد، وتم إجراء قياسات دقيقة للغاية في نهاية القرن التاسع عشر. أكد الفيزيائي المجري إل. إيوتفوس أنه في حدود الخطأ التجريبي، تكون الكتل الثقيلة والخاملة متساوية عدديًا. (تذكر أن الكتلة الثقيلة لجسم ما هي بمثابة مقياس للقوة التي يجذب بها هذا الجسم الأجسام الأخرى، في حين أن كتلة القصور الذاتي هي مقياس لمقاومة الجسم للتسارع.) وفي الوقت نفسه، فإن تسارع الأجسام المتساقطة سقوطًا حرًا سيكون لا تكون مستقلة تمامًا عن كتلتها إذا لم يكن القصور الذاتي وأوزان الجسم الثقيلة متساويتين تمامًا. افترض أينشتاين أن هذين النوعين من الكتلة، اللذين يبدوان مختلفين لأنه تم قياسهما في تجارب مختلفة، هما في الواقع نفس الشيء. ويترتب على ذلك على الفور أنه لا يوجد فرق مادي بين قوة الجاذبية، التي نشعر بها على باطن أقدامنا، وقوة القصور الذاتي، التي تعيدنا إلى المقعد عندما تتسارع السيارة، أو تدفعنا إلى الأمام عندما نضغط الفرامل. دعونا نتخيل عقليًا (كما فعل أينشتاين) غرفة مغلقة، مثل المصعد أو سفينة الفضاء، يمكننا داخلها دراسة حركة الأجسام. في الفضاء الخارجي، على مسافة كبيرة بما فيه الكفاية من أي نجم أو كوكب ضخم بحيث لا تؤثر جاذبيتهما على الأجسام الموجودة في هذه الغرفة المغلقة، فإن أي جسم يتم إطلاقه من الأيدي لن يسقط على الأرض، بل سيستمر في الطفو في الهواء. , يتحرك في نفس الاتجاه الذي كان يتحرك فيه عندما تحرر من يديه . جميع الأجسام سيكون لها كتلة ولكن ليس لها وزن. في مجال الجاذبية بالقرب من سطح الأرض، يكون للأجسام كتلة ووزن. إذا تركتهم، فسوف يسقطون على الأرض. لكن، على سبيل المثال، إذا سقط المصعد بحرية، دون أن يواجه أي مقاومة، فإن الأجسام الموجودة في المصعد ستبدو عديمة الوزن للمراقب في المصعد، وإذا ترك أي أشياء، فلن تسقط على الأرض. وستكون النتيجة هي نفسها كما لو أن كل شيء حدث في الفضاء الخارجي بعيدًا عن جذب الأجسام، ولا يمكن لأي تجربة أن تظهر للراصد أنه في حالة سقوط حر. بالنظر من النافذة ورؤية الأرض في مكان ما تحته، يمكن للمراقب أن يقول أن الأرض تندفع نحوه. لكن من وجهة نظر الراصد على الأرض، فإن كلاً من المصعد وجميع الأجسام الموجودة فيه تسقط بسرعة متساوية، وبالتالي فإن الأجسام المتساقطة لا تتأخر عن المصعد أو تتقدم عليه، وبالتالي لا تقترب من أرضيته التي نحوها. يسقطون.

الآن دعونا نتخيل سفينة فضائية يتم رفعها إلى الفضاء بواسطة مركبة إطلاق بسرعة متزايدة باستمرار. إذا قام رائد فضاء في سفينة فضائية بإطلاق جسم ما من يديه، فإن الجسم (كما كان من قبل) سيستمر في التحرك عبر الفضاء بالسرعة التي تم إطلاقه بها، ولكن بما أن أرضية السفينة الفضائية تتحرك الآن بشكل متسارع نحو الجسم، سيبدو كل شيء كما لو أن الجسم سيسقط. علاوة على ذلك، سيشعر رائد الفضاء بقوة تؤثر على ساقيه ويمكنه تفسيرها على أنها قوة الجاذبية، ولا يمكن لأي تجربة يمكن أن يؤديها أثناء وجوده في مركبة فضائية أن تتعارض مع هذا التفسير.

إن مبدأ التكافؤ الذي وضعه أينشتاين يساوي ببساطة بين هاتين الحالتين المختلفتين تمامًا، وينص على أن الجاذبية وقوى القصور الذاتي هما نفس الشيء. والفرق الرئيسي هو أنه في منطقة كبيرة بما فيه الكفاية، يمكن التخلص من قوة القصور الذاتي (مثل قوة الطرد المركزي) عن طريق تحويل مناسب للإطار المرجعي (على سبيل المثال، تعمل قوة الطرد المركزي فقط في نظام إحداثيات دوار، ويمكن إزالتها عن طريق الانتقال إلى إطار مرجعي غير دوار). أما قوة الجاذبية، فمن خلال الانتقال إلى إطار مرجعي آخر (السقوط الحر)، لا يمكن التخلص منها إلا موضعياً. عند تخيل الأرض بأكملها عقليًا، فإننا نفضل اعتبارها ثابتة، معتقدين أن الأجسام الموجودة على سطح الأرض تتأثر بقوى الجاذبية، وليس بقوى القصور الذاتي. وإلا لكان علينا أن نفترض أن سطح الأرض يتسارع إلى الخارج في جميع نقاطه، وأن الأرض تتوسع مثل بالون منتفخ، وتضغط على باطن أقدامنا. وجهة النظر هذه، المقبولة تمامًا من وجهة نظر الديناميكيات، غير صحيحة من وجهة نظر الهندسة العادية. ومع ذلك، في إطار النظرية النسبية العامة، فإن كلا وجهتي النظر مقبولتان على حد سواء.

إن الهندسة الناتجة عن قياس الأطوال والفترات الزمنية، القابلة للتحويل بحرية من إطار مرجعي متسارع إلى آخر، تبين أنها هندسة منحنية، تشبه إلى حد كبير هندسة الأسطح الكروية، ولكنها معممة في حالة الأبعاد الأربعة - الثلاثة المكانية والزمانية - بنفس الطريقة كما في النظرية النسبية الخاصة. إن انحناء أو تشوه الزمكان ليس مجرد شكل من أشكال الكلام، بل هو شيء أكثر من ذلك، حيث يتم تحديده بواسطة طريقة قياس المسافات بين النقاط ومدة الفترات الزمنية بين الأحداث في هذه النقاط. من الأفضل إثبات أن انحناء الزمكان هو تأثير فيزيائي حقيقي من خلال بعض الأمثلة.

وفقا للنظرية النسبية، فإن شعاع الضوء الذي يمر بالقرب من كتلة كبيرة ينحني. ويحدث هذا، على سبيل المثال، عندما يمر شعاع ضوئي من نجم بعيد بالقرب من حافة قرص الشمس. لكن شعاع الضوء المنحني يظل أقصر مسافة من النجم إلى عين الراصد. وهذا البيان صحيح في ناحيتين. في التدوين التقليدي للرياضيات النسبية، قطعة مستقيمة دي إس، التي تفصل بين نقطتين متجاورتين، يتم حسابها باستخدام نظرية فيثاغورس للهندسة الإقليدية العادية، أي. وفقا للصيغة دي إس 2 = dx 2 + دي 2 + dz 2. تسمى النقطة في الفضاء مع اللحظة في الزمن حدثًا، والمسافة في الزمكان التي تفصل بين حدثين تسمى فترة. لتحديد الفاصل الزمني بين حدثين، البعد الزمني ريجمع مع ثلاثة إحداثيات مكانية س, ذ, ضبالطريقة الآتية. فارق التوقيت بين حدثين dtتحويلها إلى مسافة مكانية معح dtمضروبة في سرعة الضوء مع(ثابت لجميع المراقبين). يجب أن تكون النتيجة التي تم الحصول عليها متوافقة مع تحويل لورنتز، والذي يترتب عليه أن قضيب القياس للمراقب المتحرك ينقبض، وتتباطأ الساعة وفقًا للتعبير. يجب أن يكون تحويل لورنتز قابلاً للتطبيق أيضًا في الحالة الحدية عندما يتحرك الراصد مع موجة الضوء وتتوقف ساعته (أي عندما يتحرك الراصد مع الموجة الضوئية وتتوقف ساعته). dt= 0)، وهو نفسه لا يعتبر نفسه متحركا (أي: دي إس= 0)، لذلك

(الفاصل الزمني) 2 = دي إس 2 = dx 2 + دي 2 + dz 2 – (جح dt) 2 .

الميزة الأساسية لهذه الصيغة هي أن إشارة الحد الزماني معاكسة لإشارة الحد المكاني. علاوة على ذلك، على طول شعاع الضوء لجميع المراقبين الذين يتحركون مع الشعاع، لدينا دي إس 2 = 0، ووفقاً للنظرية النسبية، كان من المفترض أن يحصل جميع المراقبين الآخرين على نفس النتيجة. بهذا المعنى الأول (المكاني الزماني). دي إس- الحد الأدنى للمسافة الزمانية. ولكن بالمعنى الثاني، بما أن الضوء ينتقل عبر المسار الذي يتطلب أقل وقت للوصول إلى وجهته النهائية وفقا لأيساعات، والقيم العددية للفترات المكانية والزمنية تكون ضئيلة بالنسبة لشعاع الضوء.

تشير جميع الاعتبارات المذكورة أعلاه إلى أحداث لا تفصلها إلا مسافات وأزمنة صغيرة؛ بعبارة أخرى، dx, دي, dzو dt- كميات صغيرة. ولكن يمكن تعميم النتائج بسهولة على المسارات الممتدة باستخدام طريقة حساب التفاضل والتكامل، وجوهرها هو جمع كل هذه الفواصل المتناهية الصغر على طول المسار بأكمله من نقطة إلى أخرى.

لمزيد من التفكير، دعونا نتخيل ذهنيًا الزمكان مقسمًا إلى خلايا رباعية الأبعاد، تمامًا كما يتم تقسيم الخريطة ثنائية الأبعاد إلى مربعات ثنائية الأبعاد. جانب هذه الخلية رباعية الأبعاد يساوي وحدة الزمن أو المسافة. في الفضاء الخالي من الحقول، تتكون الشبكة من خطوط مستقيمة تتقاطع بزوايا قائمة، ولكن في مجال الجاذبية بالقرب من الكتلة، تكون خطوط الشبكة منحنية، على الرغم من أنها تتقاطع أيضًا بزوايا قائمة، مثل المتوازيات وخطوط الطول على الكرة الأرضية. وفي هذه الحالة تظهر خطوط الشبكة منحنية فقط لمراقب خارجي يكون عدد أبعاده أكبر من عدد أبعاد الشبكة. نحن موجودون في فضاء ثلاثي الأبعاد، وعندما ننظر إلى خريطة أو رسم بياني، يمكننا أن ندركه في ثلاثة أبعاد. إن الشخص الموجود في هذه الشبكة نفسها، على سبيل المثال مخلوق مجهري على كرة أرضية، ليس لديه أي فكرة عما هو لأعلى أو لأسفل، لا يمكنه إدراك انحناء الكرة الأرضية بشكل مباشر وسيتعين عليه إجراء قياسات ومعرفة نوع الهندسة التي تنشأ من مجمل أبعاد النتائج - سواء كانت هندسة إقليدية، تقابل ورقة مسطحة، أو هندسة منحنية، تقابل سطح كرة أو أي سطح منحني آخر. وبنفس الطريقة، لا يمكننا رؤية انحناء الزمكان من حولنا، ولكن من خلال تحليل نتائج قياساتنا، يمكننا اكتشاف خصائص هندسية خاصة تشبه تمامًا الانحناء الحقيقي.

الآن تخيل مثلثًا ضخمًا في مساحة خالية، أضلاعه عبارة عن ثلاثة خطوط مستقيمة. إذا تم وضع كتلة داخل مثل هذا المثلث، فإن الفضاء (أي شبكة الإحداثيات رباعية الأبعاد التي تكشف عن بنيتها الهندسية) سوف يتضخم قليلاً بحيث يصبح مجموع الزوايا الداخلية للمثلث أكبر مما هو عليه في غياب الكتلة. وبالمثل، يمكنك أن تتخيل دائرة عملاقة في الفضاء الحر، والتي قمت بقياس طولها وقطرها بدقة شديدة. لقد اكتشفت أن نسبة المحيط إلى القطر تساوي العدد ص(إذا كانت المساحة الحرة إقليدية). ضع كتلة كبيرة في وسط الدائرة وكرر القياسات. سوف تصبح نسبة المحيط إلى القطر أصغر صعلى الرغم من أن قضيب القياس (إذا نظرنا إليه من مسافة ما) سيبدو وكأنه ينكمش عند وضعه على طول المحيط وعندما يتم وضعه على طول القطر، فإن حجم الانقباضات نفسها سيكون مختلفًا.

في الهندسة المنحنية الخطوط، يسمى المنحنى الذي يصل بين نقطتين وهو الأقصر بين جميع المنحنيات من هذا النوع بالجيوديسية. في الهندسة المنحنية رباعية الأبعاد للنسبية العامة، تشكل مسارات أشعة الضوء فئة واحدة من الجيوديسيا. لقد اتضح أن مسار أي جسيم حر (لا يتأثر بأي قوة تلامس) هو أيضًا مسار جيوديسي، ولكنه من فئة أكثر عمومية. على سبيل المثال، يتحرك كوكب يتحرك بحرية في مداره حول الشمس على طول جيوديسية بنفس الطريقة التي يتحرك بها المصعد الذي يسقط بحرية في المثال الذي تمت مناقشته سابقًا. الجيوديسيا هي نظائر الزمكان للخطوط المستقيمة في الميكانيكا النيوتونية. تتحرك الأجسام ببساطة على طول مساراتها الطبيعية المنحنية - الخطوط ذات المقاومة الأقل - بحيث لا تكون هناك حاجة لاستدعاء "القوة" لتفسير سلوك الجسم هذا. الأجسام الموجودة على سطح الأرض تخضع لقوة التلامس المباشرة مع الأرض، ومن هذا المنطلق يمكننا أن نفترض أن الأرض تدفعها خارج المدارات الجيوديسية. وبالتالي فإن مسارات الأجسام الموجودة على سطح الأرض ليست جيوديسية.

لذلك، تم تخفيض الجاذبية إلى خاصية هندسية للمساحة المادية، واتضح أن مجال الجاذبية تم استبداله بـ "المجال المتري". مثل الحقول الأخرى، الحقل المتري عبارة عن مجموعة من الأرقام (عشرة في المجموع) التي تختلف من نقطة إلى أخرى وتصف معًا الهندسة المحلية. باستخدام هذه الأرقام، على وجه الخصوص، من الممكن تحديد كيفية وفي أي اتجاه ينحني المجال المتري.

النتائج من النظرية النسبية العامة.

التنبؤ الآخر للنسبية العامة الناتج عن مبدأ التكافؤ هو ما يسمى بالانزياح الأحمر الجاذبية، أي. انخفاض في وتيرة الإشعاع القادم إلينا من منطقة ذات جاذبية أقل. وعلى الرغم من وجود العديد من الاقتراحات في الأدبيات التي تشير إلى أن الضوء المنزاح باللون الأحمر ينبعث من سطح النجوم فائقة الكثافة، إلا أنه لا يوجد حتى الآن دليل مقنع على ذلك، ويظل السؤال مفتوحًا. وقد لوحظ بالفعل تأثير مثل هذا الإزاحة في ظروف المختبر - بين قمة البرج وقاعدته. استخدمت هذه التجارب مجال الجاذبية الأرضية وإشعاع غاما أحادي اللون المنبعث من ذرات مرتبطة بشبكة بلورية (تأثير موسباور). ولتفسير هذه الظاهرة فإن أسهل طريقة هي اللجوء إلى مصعد افتراضي، حيث يتم وضع مصدر للضوء في الأعلى وجهاز استقبال في الأسفل، أو العكس. ويتزامن التحول المرصود تمامًا مع انزياح دوبلر، وهو ما يتوافق مع السرعة الإضافية للمستقبل عند لحظة وصول الإشارة مقارنة بسرعة المصدر في لحظة إرسال الإشارة. هذه السرعة الإضافية ناتجة عن التسارع أثناء انتقال الإشارة.

هناك تنبؤ آخر مقبول على الفور تقريبًا للنسبية العامة يتعلق بحركة كوكب عطارد حول الشمس (وبدرجة أقل حركة الكواكب الأخرى). الحضيض الشمسي لمدار عطارد، أي. النقطة في مداره التي يكون فيها الكوكب أقرب إلى الشمس تتغير بمقدار 574I في القرن، مكملة ثورة كاملة في 226000 سنة. تمكنت الميكانيكا النيوتونية، مع الأخذ في الاعتبار تأثير الجاذبية لجميع الكواكب المعروفة، من تفسير تحول الحضيض الشمسي بمقدار 532 درجة فقط في القرن. إن الفارق البالغ 42 ثانية قوسية، على الرغم من صغره، لا يزال أكبر بكثير من أي خطأ محتمل، وقد ابتلي به علماء الفلك لمدة قرن تقريبًا. لقد تنبأت النسبية العامة بهذا التأثير بشكل شبه دقيق.

إحياء آراء ماخ حول القصور الذاتي.

ماخ (1838-1916)، مثل بيركلي المعاصر الأصغر لنيوتن، طرح على نفسه السؤال مرارًا وتكرارًا: "ما الذي يفسر القصور الذاتي؟ لماذا يحدث تفاعل الطرد المركزي عندما يدور الجسم؟ بحثًا عن إجابة لهذه الأسئلة، اقترح ماخ أن القصور الذاتي يرجع إلى تماسك جاذبية الكون. ويتحد كل جسيم من المادة مع كل المادة الأخرى في الكون بواسطة روابط الجاذبية، التي تتناسب شدتها مع كتلتها. لذلك، عندما يتم تطبيق قوة على جسيم ما لتسريعه، فإن روابط الجاذبية للكون ككل تقاوم هذه القوة، مما يخلق قوة قصور ذات حجم متساوٍ ومعاكسة في الاتجاه. وفي وقت لاحق، تم إحياء السؤال الذي طرحه ماخ واتخذ منعطفًا جديدًا: إذا لم تكن هناك حركة مطلقة ولا تسارع خطي مطلق، فهل من الممكن استبعاد الدوران المطلق؟ الوضع الحالي هو أنه يمكن اكتشاف الدوران بالنسبة للعالم الخارجي في مختبر معزول دون الرجوع المباشر إلى العالم الخارجي. يمكن القيام بذلك عن طريق قوى الطرد المركزي (إجبار سطح الماء في دلو دوار على اتخاذ شكل مقعر) وقوى كوريوليس (خلق الانحناء الظاهري لمسار الجسم في نظام إحداثيات دوار. بالطبع، تخيل جسم دوار صغير أسهل بما لا يقاس من كون يدور. ولكن السؤال هو: إذا اختفى بقية الكون، فكيف يمكننا الحكم على ما إذا كان الجسم يدور "بشكل مطلق"؟ هل سيظل سطح الماء الموجود في الدلو مقعرًا؟ هل سيظل سطح الماء الموجود في الدلو مقعرًا؟ الوزن يخلق التوتر في الحبل؟ يعتقد ماخ أن الإجابات على هذه الأسئلة يجب أن تكون سلبية. إذا كانت الجاذبية والقصور الذاتي مترابطان، فمن المتوقع أن التغيرات في كثافة أو توزيع المادة البعيدة من شأنها أن تؤثر بطريقة أو بأخرى على قيمة ثابت الجاذبية ز. على سبيل المثال، إذا كان الكون يتوسع، فإن القيمة زيجب أن تتغير ببطء مع مرور الوقت. التغيير في القيمة زيمكن أن تؤثر على فترات تذبذب البندول وثورة الكواكب حول الشمس. لا يمكن اكتشاف مثل هذه التغييرات إلا عن طريق قياس الفواصل الزمنية باستخدام الساعات الذرية، التي لا يعتمد معدلها على ز.

قياس ثابت الجاذبية.

التحديد التجريبي لثابت الجاذبية زيسمح لنا بإقامة جسر بين الجوانب النظرية والتجريدية للجاذبية باعتبارها خاصية عالمية للمادة والمسألة الأكثر أرضية المتمثلة في توطينها وتقييم كتلة المادة التي تخلق تأثيرات الجاذبية. تسمى العملية الأخيرة أحيانًا بالوزن. ومن الناحية النظرية، فقد رأينا ذلك بالفعل زهو أحد الثوابت الأساسية للطبيعة، وبالتالي فهو ذو أهمية قصوى للنظرية الفيزيائية. لكن الضخامة زيجب أن نعرف أيضًا إذا أردنا اكتشاف المادة و"وزنها" على أساس تأثير الجاذبية الذي تخلقه.

وفقًا لقانون الجذب العام لنيوتن، فإن تسارع أي جسم اختباري في مجال جاذبية جسم آخر له كتلة متعطى بواسطة الصيغة ز = حسنًا/ص 2 حيث ص- المسافة من الجسم بالكتلة م. العوامل في المعادلات الفلكية للحركة زو ميتم تضمينه فقط في شكل عمل حسنًا، ولكن لا يتم تضمينها بشكل منفصل أبدًا. وهذا يعني أن الكتلة م، الذي يخلق التسارع، لا يمكن تقديره إلا إذا كانت القيمة معروفة ز. لكن بناءً على نسب الكتلة، من الممكن، من خلال مقارنة التسارعات التي تنتجها، التعبير عن كتل الكواكب والشمس بالكتل الأرضية. في الواقع، إذا خلق جسمان تسارعات ز 1 و ز 2 فإن النسبة بين كتلتيهما هي م 1 /م 2 = ز 1 ص 1 2 /ز 2 ص 2 2 . وهذا يجعل من الممكن التعبير عن كتل جميع الأجرام السماوية من خلال كتلة جسم واحد مختار، على سبيل المثال الأرض. وهذا الإجراء يعادل اختيار كتلة الأرض كمعيار للكتلة. للانتقال من هذا الإجراء إلى نظام وحدات السنتيمتر-الجرام-الثانية، عليك معرفة كتلة الأرض بالجرام. إذا كان معروفا، فيمكننا حسابه ز، بعد أن وجدت العمل حسنًامن أي معادلة تصف تأثيرات الجاذبية الناتجة عن الأرض (على سبيل المثال، حركة القمر أو قمر صناعي للأرض، تذبذبات البندول، تسارع الجسم في حالة السقوط الحر). والعكس صحيح إذا زيمكن قياسها بشكل مستقل، ثم المنتج حسنًا، المدرجة في جميع معادلات حركة الأجرام السماوية، سوف تعطي كتلة الأرض. هذه الاعتبارات جعلت من الممكن إجراء تقدير تجريبي ز. ومن الأمثلة على ذلك تجربة كافنديش الشهيرة مع موازين الالتواء، التي أجريت في عام 1798. يتكون التثبيت من كتلتين صغيرتين في نهايتي قضيب متوازن، متصلين في المنتصف بخيط طويل من تعليق قضيب الالتواء. يتم تثبيت كتلتين أخريين أكبر حجمًا على حامل دوار بحيث يمكن إحضارهما إلى الكتل الصغيرة. إن الجذب الذي تمارسه الكتل الأكبر على الكتل الأصغر، على الرغم من أنه أضعف بكثير من جاذبية كتلة كبيرة مثل الأرض، يؤدي إلى تدوير القضيب الذي تم تثبيت الكتل الصغيرة عليه، ولف خيط التعليق إلى زاوية يمكن تقاس. ومن خلال جلب الكتل الأكبر إلى الكتل الأصغر على الجانب الآخر (بحيث يتغير اتجاه الجذب)، يمكن مضاعفة الإزاحة وبالتالي يمكن زيادة دقة القياس. من المفترض أن يكون المعامل الالتوائي لمرونة الخيط معروفًا، حيث يمكن قياسه بسهولة في المختبر. لذلك، من خلال قياس زاوية تطور الخيط، من الممكن حساب قوة الجذب بين الكتلتين.

الأدب:

فوك في. نظرية المكان والزمان والجاذبية. م، 1961
زيلدوفيتش يا بي، نوفيكوف آي دي. نظرية الجاذبية وتطور النجوم. م، 1971
فايسكوبف دبليو. الفيزياء في القرن العشرين. م، 1977
ألبرت أينشتاين ونظرية الجاذبية. م، 1979



أورف. الجاذبية، -I قاموس لوباتين الإملائي

الجاذبية - -i، راجع. 1. جسدية التجاذب المتبادل بين الأجسام ذات الكتلة؛ جاذبية. قوة الجاذبية. قانون الجاذبية الكونية. 2. التواصل مع شخص ما أو شيء ما. كما هو الحال مع مركز النفوذ؛ الحاجة إلى التواصل مع شخص ما أو شيء ما. الجذب الاقتصادي للضواحي إلى المركز. قاموس أكاديمي صغير

الجاذبية - الجاذبية (الجاذبية - تفاعل الجاذبية) - التفاعل العالمي بين أي نوع من المواد الفيزيائية (المادة العادية، أي مجالات فيزيائية). قاموس موسوعي كبير

الجاذبية - الاسم، عدد المرادفات ... قاموس المرادفات الروسية

الجاذبية - الجاذبية -I؛ تزوج 1. فيز. خاصية الأجسام وجزيئات المواد لجذب بعضها البعض (حسب كتلتها والمسافة بينها)؛ الجذب والجاذبية. قوة الجاذبية. قانون الجاذبية الكونية. 2. الانجذاب والرغبة في شخص ما أو شيء ما. قاموس كوزنتسوف التوضيحي

الجاذبية - الجاذبية راجع. 1. خاصية تجاذب الأجسام لبعضها البعض حسب كتلتها والمسافة بينها؛ جاذبية. 2. الانجذاب والرغبة في شخص ما أو شيء ما. 3. الحاجة إلى التواصل مع شخص ما أو شيء ما. 4. القمع، القوة الساحقة، التأثير المؤلم لشخص ما أو شيء ما. القاموس التوضيحي لإفريموفا

الجاذبية - (الجاذبية، تفاعل الجاذبية)، التفاعل العالمي بين أي نوع من أنواع المادة. فإذا كان هذا التأثير ضعيفا نسبيا وكانت الأجسام تتحرك ببطء (بالمقارنة مع سرعة الضوء ج)، فإن قانون نيوتن للجذب العام يكون صحيحا. القاموس الموسوعي المادي

الجاذبية - الجاذبية، I، راجع. 1. خاصية جميع الأجسام لجذب بعضها البعض، جاذبية (خاصة). الأرضية ر.قانون الجاذبية الكونية لنيوتن. 2. نقل، إلى شخص ما أو شيء ما. الانجذاب، الرغبة لشخص ما، الحاجة لشيء ما. ت. للتكنولوجيا. أن تشعر بالعاطفة تجاه شخص ما. قاموس أوزيجوف التوضيحي

الجاذبية - الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية، الجاذبية قاموس زاليزنياك النحوي

الجاذبية - الجاذبية، الجاذبية، الجمع. لا، راجع. 1. الجذب. الخاصية المتأصلة في جسمين ماديين هي جذب بعضهما البعض بقوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما (فيزيائية). قاموس أوشاكوف التوضيحي

الجاذبية - يمكن صياغة قانون نيوتن للجاذبية العالمية على النحو التالي: تتفاعل كل ذرة مع كل ذرة أخرى، في حين أن قوة التفاعل (الجذب) تكون موجهة دائمًا على طول خط مستقيم يربط الذرات... القاموس الموسوعي لبروكهاوس وإيفرون

بين جميع الهيئات المادية. وفي تقريب السرعات المنخفضة وتفاعل الجاذبية الضعيفة، يتم وصفها بواسطة نظرية نيوتن للجاذبية، وفي الحالة العامة يتم وصفها بواسطة النظرية النسبية العامة لأينشتاين. في الحد الكمي، من المفترض أن يتم وصف تفاعل الجاذبية من خلال نظرية الكم للجاذبية، والتي لم يتم تطويرها بعد.

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ تصور الجاذبية

✪ لقد خدعنا العلماء منذ ولادتنا. 7 حقائق مثيرة للفتنة حول الجاذبية. فضح أكاذيب نيوتن والفيزيائيين

✪ ألكسندر تشيرتسوف - الجاذبية: تطور وجهات النظر من نيوتن إلى أينشتاين

✪ 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول الجاذبية

✪ الجاذبية

ترجمات

الجاذبية

قانون الجاذبية العامة هو أحد تطبيقات قانون التربيع العكسي، وهو موجود أيضاً في دراسة الإشعاع (انظر مثلاً الضغط الضوئي)، وهو نتيجة مباشرة للزيادة التربيعية في مساحة الكرة ذات نصف القطر المتزايد، مما يؤدي إلى انخفاض تربيعي في مساهمة أي وحدة مساحة في مساحة الكرة بأكملها.

إن مجال الجاذبية، مثل مجال الجاذبية، محتمل. هذا يعني أنه يمكنك إدخال الطاقة الكامنة لجذب الجاذبية لزوج من الأجسام، ولن تتغير هذه الطاقة بعد تحريك الجثث على طول حلقة مغلقة. تستلزم إمكانات مجال الجاذبية قانون الحفاظ على مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، وعند دراسة حركة الأجسام في مجال الجاذبية، غالبًا ما يبسط الحل بشكل كبير. في إطار ميكانيكا نيوتن، يكون تفاعل الجاذبية طويل المدى. هذا يعني أنه بغض النظر عن كيفية تحرك جسم ضخم، فإن إمكانات الجاذبية في أي نقطة في الفضاء تعتمد فقط على موضع الجسم في لحظة معينة من الزمن.

الأجسام الفضائية الكبيرة - الكواكب والنجوم والمجرات - لها كتلة هائلة، وبالتالي تخلق مجالات جاذبية كبيرة.

الجاذبية هي أضعف تفاعل. ومع ذلك، نظرًا لأنها تؤثر على جميع المسافات وجميع الكتل إيجابية، فهي مع ذلك قوة مهمة جدًا في الكون. وعلى وجه الخصوص، فإن التفاعل الكهرومغناطيسي بين الأجسام على المقياس الكوني صغير، لأن إجمالي الشحنة الكهربائية لهذه الأجسام صفر (المادة ككل محايدة كهربائيًا).

كما أن الجاذبية، على عكس التفاعلات الأخرى، عالمية في تأثيرها على كل المادة والطاقة. لم يتم اكتشاف أي كائنات ليس لها تفاعل جاذبية على الإطلاق.

نظرًا لطبيعتها العالمية، فإن الجاذبية مسؤولة عن تأثيرات واسعة النطاق مثل بنية المجرات والثقوب السوداء وتوسع الكون، والظواهر الفلكية الأولية - مدارات الكواكب، والانجذاب البسيط إلى سطح الكون. الأرض وسقوط الأجساد.

كانت الجاذبية أول تفاعل وصفته النظرية الرياضية. يعتقد أرسطو (القرن الرابع قبل الميلاد) أن الأجسام ذات الكتل المختلفة تسقط بسرعات مختلفة. وبعد ذلك بكثير (1589)، قرر جاليليو جاليلي تجريبيًا أن الأمر ليس كذلك - إذا تم القضاء على مقاومة الهواء، فإن جميع الأجسام تتسارع بالتساوي. وصف قانون الجذب العام لإسحاق نيوتن (1687) السلوك العام للجاذبية بشكل جيد. في عام 1915، أنشأ ألبرت أينشتاين النظرية النسبية العامة، التي تصف الجاذبية بشكل أكثر دقة من حيث هندسة الزمكان.

الميكانيكا السماوية وبعض مهامها

إن أبسط مشكلة في الميكانيكا السماوية هي تفاعل الجاذبية بين جرمين نقطيين أو كرويين في الفضاء الفارغ. يتم حل هذه المشكلة في إطار الميكانيكا الكلاسيكية تحليليا في شكل مغلق؛ غالبًا ما تتم صياغة نتيجة حلها على شكل قوانين كبلر الثلاثة.

ومع زيادة عدد الهيئات المتفاعلة، تصبح المهمة أكثر تعقيدا بشكل كبير. ومن ثم فإن مسألة الأجسام الثلاثة المشهورة بالفعل (أي حركة الأجسام الثلاثة ذات الكتل غير الصفرية) لا يمكن حلها تحليليا بشكل عام. مع الحل العددي، يحدث عدم استقرار الحلول بالنسبة للظروف الأولية بسرعة كبيرة. عند تطبيق عدم الاستقرار هذا على النظام الشمسي، فإنه لا يسمح لنا بالتنبؤ بدقة بحركة الكواكب على مقاييس تتجاوز مائة مليون سنة.

وفي بعض الحالات الخاصة، من الممكن إيجاد حل تقريبي. والأكثر أهمية هو الحالة التي تكون فيها كتلة أحد الأجسام أكبر بكثير من كتلة الأجسام الأخرى (أمثلة: النظام الشمسي وديناميكيات حلقات زحل). في هذه الحالة، كتقريب أولي، يمكننا أن نفترض أن الأجسام الخفيفة لا تتفاعل مع بعضها البعض وتتحرك على طول مسارات كبلر حول الجسم الضخم. ويمكن أخذ التفاعلات بينهما في الاعتبار في إطار نظرية الاضطراب ومتوسطها مع مرور الوقت. وفي هذه الحالة، قد تنشأ ظواهر غير تافهة، مثل الرنين، والتجاذبات، والفوضى، وما إلى ذلك. ومن الأمثلة الواضحة على مثل هذه الظواهر البنية المعقدة لحلقات زحل.

على الرغم من محاولات الوصف الدقيق لسلوك نظام مكون من عدد كبير من الأجسام الجاذبة التي لها نفس الكتلة تقريبًا، إلا أن ذلك لا يمكن القيام به بسبب ظاهرة الفوضى الديناميكية.

مجالات الجاذبية القوية

في مجالات الجاذبية القوية، وكذلك عند التحرك في مجال الجاذبية بسرعات نسبية، تبدأ تأثيرات النسبية العامة (GTR) في الظهور:

• تغيير هندسة الزمكان.
  • ونتيجة لذلك انحراف قانون الجاذبية عن قانون نيوتن؛
  • وفي الحالات القصوى - ظهور الثقوب السوداء؛
• تأخير الإمكانات المرتبطة بالسرعة المحدودة لانتشار اضطرابات الجاذبية؛
  • ونتيجة لذلك ظهور موجات الجاذبية؛
• التأثيرات اللاخطية: تميل الجاذبية إلى التفاعل مع نفسها، وبالتالي فإن مبدأ التراكب في المجالات القوية لم يعد قائمًا.

إشعاع الجاذبية

أحد التنبؤات المهمة للنسبية العامة هو إشعاع الجاذبية، والذي تم تأكيد وجوده من خلال الملاحظات المباشرة في عام 2015. لكن قبل ذلك، كانت هناك أدلة قوية غير مباشرة لصالح وجوده، وهي: فقدان الطاقة في الأنظمة الثنائية المتقاربة التي تحتوي على أجسام جاذبة مدمجة (مثل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء)، وعلى وجه الخصوص، في النظام الشهير PSR B1913+16 (Hals pulsar) - تايلور) - تتفق جيدًا مع نموذج النسبية العامة، حيث يتم نقل هذه الطاقة بعيدًا على وجه التحديد عن طريق إشعاع الجاذبية.

لا يمكن توليد إشعاع الجاذبية إلا من خلال أنظمة ذات أقطاب رباعية متغيرة أو لحظات متعددة الأقطاب أعلى؛ وتشير هذه الحقيقة إلى أن إشعاع الجاذبية لمعظم المصادر الطبيعية هو إشعاع اتجاهي، مما يعقد اكتشافه بشكل كبير. قوة الجاذبية ن-مصدر الحقل متناسب (ت / ج) 2 ن + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2))، إذا كان متعدد الأقطاب من النوع الكهربائي، و (ت / ج) 2 ن + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- إذا كان متعدد الأقطاب من النوع المغناطيسي، فأين الخامسهي السرعة المميزة لحركة المصادر في النظام المشع ج- سرعة الضوء. وبالتالي فإن العزم السائد سيكون العزم الرباعي من النوع الكهربائي، وقوة الإشعاع المقابل تساوي:

L = 1 5 G c 5 ⟨ d 3 Q i j d t 3 d 3 Q i j d t 3 ⟩ , (\displaystyle L=(\frac (1)(5))(\frac (G)(c^(5))\ يسار\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\يمين \رانج،)

أين س ط ي (\displaystyle Q_(ij))- موتر العزم الرباعي لتوزيع كتلة النظام المشع. ثابت G c 5 = 2.76 × 10 − 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2.76\times 10^(-53))(1/W) يسمح لنا بتقدير حجم قوة الإشعاع.

منذ عام 1969 (تجارب فيبر (إنجليزي)) ، تُبذل محاولات للكشف المباشر عن إشعاع الجاذبية. يوجد حاليًا في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا واليابان العديد من أجهزة الكشف الأرضية العاملة (LIGO، VIRGO، TAMA (إنجليزي)، GEO 600)، بالإضافة إلى مشروع كاشف الجاذبية الفضائية LISA (هوائي التداخل الفضائي بالليزر). ويجري تطوير كاشف أرضي في روسيا في مركز دولكين العلمي لأبحاث موجات الجاذبية في جمهورية تتارستان.

تأثيرات خفية للجاذبية

بالإضافة إلى التأثيرات الكلاسيكية لجاذبية الجاذبية وتمدد الزمن، تتنبأ النظرية النسبية العامة بوجود مظاهر أخرى للجاذبية، والتي تكون في الظروف الأرضية ضعيفة للغاية وبالتالي يكون اكتشافها والتحقق التجريبي منها صعبًا للغاية. وحتى وقت قريب، كان التغلب على هذه الصعوبات يبدو أبعد من قدرات المجربين.

من بينها، على وجه الخصوص، يمكن للمرء تسمية سحب الإطارات المرجعية بالقصور الذاتي (أو تأثير لينس-ثيرينغ) والمجال الجاذبية المغناطيسية. وفي عام 2005، أجرى مسبار الجاذبية B غير المأهول التابع لناسا تجربة دقيقة غير مسبوقة لقياس هذه التأثيرات بالقرب من الأرض. تمت معالجة البيانات التي تم الحصول عليها حتى مايو 2011 وأكدت وجود وحجم تأثيرات المبادرة الجيوديسية وسحب الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي، على الرغم من أنها بدقة أقل إلى حد ما مما كان مفترضًا في الأصل.

بعد عمل مكثف لتحليل واستخراج ضوضاء القياس، تم الإعلان عن النتائج النهائية للمهمة في مؤتمر صحفي على تلفزيون ناسا في 4 مايو 2011، ونشرت في Physical Review Letters. كانت القيمة المقاسة للمبادرة الجيوديسية −6601.8±18.3 مللي ثانيةأقواس في السنة، وتأثير التصريف - −37.2±7.2 مللي ثانيةأقواس في السنة (قارن مع القيم النظرية البالغة .16606.1 ماس / سنة و .239.2 ماس / سنة).

النظريات الكلاسيكية للجاذبية

نظرًا لحقيقة أن التأثيرات الكمومية للجاذبية صغيرة للغاية حتى في ظل الظروف الأكثر تطرفًا ورصدًا، فلا توجد حتى الآن ملاحظات موثوقة عنها. تظهر التقديرات النظرية أنه في الغالبية العظمى من الحالات يمكن للمرء أن يقتصر على الوصف الكلاسيكي لتفاعل الجاذبية.

هناك نظرية كلاسيكية حديثة للجاذبية - النظرية العامة للنسبية، والعديد من الفرضيات والنظريات التوضيحية بدرجات متفاوتة من التطور، تتنافس مع بعضها البعض. كل هذه النظريات تقدم تنبؤات متشابهة جدًا ضمن التقريب الذي يتم من خلاله إجراء الاختبارات التجريبية حاليًا. فيما يلي العديد من نظريات الجاذبية الأساسية والأكثر تطورًا والمعروفة.

النظرية النسبية العامة

ومع ذلك، تم تأكيد النسبية العامة تجريبيًا حتى وقت قريب جدًا (2012). بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من المناهج البديلة لمناهج أينشتاين، ولكنها قياسية في الفيزياء الحديثة، في صياغة نظرية الجاذبية تؤدي إلى نتيجة تتزامن مع النسبية العامة في تقريب الطاقة المنخفضة، وهو الوحيد الذي يمكن التحقق منه تجريبيًا الآن.

نظرية أينشتاين-كارتان

يحدث أيضًا تقسيم مماثل للمعادلات إلى فئتين في RTG، حيث يتم تقديم معادلة الموتر الثانية لمراعاة الاتصال بين الفضاء غير الإقليدي وفضاء مينكوفسكي. وبفضل وجود معامل لا أبعاد له في نظرية جوردان-برانس-ديكي، يصبح من الممكن اختياره بحيث تتطابق نتائج النظرية مع نتائج تجارب الجاذبية. علاوة على ذلك، فمع ميل المعلمة إلى اللانهاية، تصبح تنبؤات النظرية أقرب فأقرب إلى النسبية العامة، لذا فمن المستحيل دحض نظرية جوردان-برانس-ديك بأي تجربة تؤكد النظرية النسبية العامة.

نظرية الكم للجاذبية

على الرغم من أكثر من نصف قرن من المحاولات، فإن الجاذبية هي التفاعل الأساسي الوحيد الذي لم يتم بعد بناء نظرية كم متسقة ومقبولة له بشكل عام. في الطاقات المنخفضة، وفقًا لروح نظرية المجال الكمي، يمكن تمثيل تفاعل الجاذبية كتبادل للجرافيتونات - بوزونات قياس الدوران 2. ومع ذلك، فإن النظرية الناتجة غير قابلة لإعادة التطبيع، وبالتالي تعتبر غير مرضية.

في العقود الأخيرة، تم تطوير العديد من الأساليب الواعدة لحل مشكلة تكميم الجاذبية: نظرية الأوتار، والجاذبية الكمومية الحلقية، وغيرها.

نظرية الأوتار

فيه، بدلاً من الجسيمات وخلفية الزمكان، تظهر الأوتار ونظائرها متعددة الأبعاد -

جاذبية

الجاذبية (الجاذبية العالمية، الجاذبية)(من الجاذبية اللاتينية - "الجاذبية") - تفاعل أساسي طويل المدى في الطبيعة، تخضع له جميع الأجسام المادية. ووفقا للبيانات الحديثة، فهو تفاعل عالمي، بمعنى أنه، على عكس أي قوى أخرى، يضفي نفس التسارع لجميع الأجسام دون استثناء، بغض النظر عن كتلتها. تلعب الجاذبية بشكل أساسي دورًا حاسمًا على المستوى الكوني. شرط جاذبيةيستخدم أيضًا كاسم لفرع الفيزياء الذي يدرس تفاعل الجاذبية. إن النظرية الفيزيائية الحديثة الأكثر نجاحًا في الفيزياء الكلاسيكية التي تصف الجاذبية هي النظرية النسبية العامة، ولم يتم بعد بناء النظرية الكمومية لتفاعل الجاذبية.

تفاعل الجاذبية

تفاعل الجاذبية هو أحد التفاعلات الأربعة الأساسية في عالمنا. في إطار الميكانيكا الكلاسيكية، يتم وصف تفاعل الجاذبية قانون الجاذبية العالميةنيوتن الذي ذكر أن قوة الجذب بين نقطتين ماديتين ذات كتلة م 1 و م 2 متباعدة المسافة ر، يتناسب مع كلتا الكتلتين ويتناسب عكسيًا مع مربع المسافة - أي

.

هنا ز- ثابت الجاذبية، ويساوي تقريبا م³/(كجم ث²). تعني علامة الطرح أن القوة المؤثرة على الجسم تكون دائمًا مساوية في الاتجاه لمتجه نصف القطر الموجه للجسم، أي أن تفاعل الجاذبية يؤدي دائمًا إلى جذب أي أجسام.

قانون الجاذبية العامة هو أحد تطبيقات قانون التربيع العكسي، والذي يحدث أيضاً في دراسة الإشعاع (انظر مثلاً الضغط الضوئي)، وهو نتيجة مباشرة للزيادة التربيعية في مساحة الأرض. المجال مع زيادة نصف القطر، مما يؤدي إلى انخفاض تربيعي في مساهمة أي وحدة مساحة في مساحة الكرة بأكملها.

إن أبسط مشكلة في الميكانيكا السماوية هي تفاعل الجاذبية بين جسمين في الفضاء الفارغ. تم حل هذه المشكلة تحليليا حتى النهاية؛ غالبًا ما تتم صياغة نتيجة حلها على شكل قوانين كبلر الثلاثة.

ومع زيادة عدد الهيئات المتفاعلة، تصبح المهمة أكثر تعقيدا بشكل كبير. ومن ثم فإن مسألة الأجسام الثلاثة المشهورة بالفعل (أي حركة الأجسام الثلاثة ذات الكتل غير الصفرية) لا يمكن حلها تحليليا بشكل عام. مع الحل العددي، يحدث عدم استقرار الحلول بالنسبة للظروف الأولية بسرعة كبيرة. عند تطبيق عدم الاستقرار هذا على النظام الشمسي، فإنه يجعل من المستحيل التنبؤ بحركة الكواكب على نطاقات أكبر من مائة مليون سنة.

وفي بعض الحالات الخاصة، من الممكن إيجاد حل تقريبي. الحالة الأكثر أهمية هي عندما تكون كتلة أحد الأجسام أكبر بكثير من كتلة الأجسام الأخرى (أمثلة: النظام الشمسي وديناميكيات حلقات زحل). في هذه الحالة، كتقريب أولي، يمكننا أن نفترض أن الأجسام الخفيفة لا تتفاعل مع بعضها البعض وتتحرك على طول مسارات كبلر حول الجسم الضخم. ويمكن أخذ التفاعلات بينهما في الاعتبار في إطار نظرية الاضطراب، ومتوسطها مع مرور الوقت. وفي هذه الحالة قد تنشأ ظواهر غير تافهة، مثل الرنين والتجاذبات والفوضى وغيرها. ومن الأمثلة الواضحة على مثل هذه الظواهر البنية غير التافهة لحلقات زحل.

على الرغم من محاولات وصف سلوك نظام يتكون من عدد كبير من الأجسام الجاذبة التي لها نفس الكتلة تقريبًا، إلا أن ذلك لا يمكن القيام به بسبب ظاهرة الفوضى الديناميكية.

مجالات الجاذبية القوية

في مجالات الجاذبية القوية، عند التحرك بسرعات نسبية، تبدأ تأثيرات النسبية العامة في الظهور:

• انحراف قانون الجاذبية عن قانون نيوتن؛
• تأخير الإمكانات المرتبطة بالسرعة المحدودة لانتشار اضطرابات الجاذبية؛ ظهور موجات الجاذبية.
• التأثيرات اللاخطية: تميل موجات الجاذبية إلى التفاعل مع بعضها البعض، وبالتالي فإن مبدأ تراكب الموجات في المجالات القوية لم يعد صحيحًا؛
• تغيير هندسة الزمكان.
• ظهور الثقوب السوداء؛

إشعاع الجاذبية

أحد التنبؤات المهمة للنسبية العامة هو إشعاع الجاذبية، الذي لم يتم تأكيد وجوده بعد من خلال الملاحظات المباشرة. ومع ذلك، هناك أدلة رصدية غير مباشرة لصالح وجودها، وهي: فقدان الطاقة في النظام الثنائي مع النجم النابض PSR B1913+16 - نجم هولس-تايلور - يتوافق جيدًا مع النموذج الذي يتم فيه نقل هذه الطاقة بعيدًا. إشعاع الجاذبية.

لا يمكن توليد إشعاع الجاذبية إلا من خلال أنظمة ذات أقطاب رباعية متغيرة أو لحظات متعددة الأقطاب أعلى، وتشير هذه الحقيقة إلى أن إشعاع الجاذبية لمعظم المصادر الطبيعية هو إشعاع اتجاهي، مما يعقد اكتشافه بشكل كبير. قوة الجاذبية ل-مصدر الحقل متناسب (الخامس / ج) 2ل + 2 ، إذا كان متعدد الأقطاب من النوع الكهربائي، و (الخامس / ج) 2ل + 4 - إذا كان متعدد الأقطاب من النوع المغناطيسي، فأين الخامسهي السرعة المميزة لحركة المصادر في النظام المشع ج- سرعة الضوء. وبالتالي فإن العزم السائد سيكون العزم الرباعي من النوع الكهربائي، وقوة الإشعاع المقابل تساوي:

أين س أناي- موتر العزم الرباعي لتوزيع كتلة النظام المشع. ثابت (1/W) يسمح لنا بتقدير حجم قوة الإشعاع.

منذ عام 1969 (تجارب ويبر) حتى الوقت الحاضر (فبراير 2007)، جرت محاولات للكشف المباشر عن إشعاع الجاذبية. وفي الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا واليابان، يوجد حاليًا العديد من أجهزة الكشف الأرضية العاملة (GEO 600)، بالإضافة إلى مشروع كاشف الجاذبية الفضائية في جمهورية تتارستان.

تأثيرات خفية للجاذبية

بالإضافة إلى التأثيرات الكلاسيكية لجاذبية الجاذبية وتمدد الزمن، تتنبأ النظرية النسبية العامة بوجود مظاهر أخرى للجاذبية، والتي تكون في ظل الظروف الأرضية ضعيفة جدًا، وبالتالي يكون اكتشافها والتحقق منها تجريبيًا صعبًا للغاية. وحتى وقت قريب، كان التغلب على هذه الصعوبات يبدو أبعد من قدرات المجربين.

من بينها، على وجه الخصوص، يمكننا أن نذكر احتجاز الأطر المرجعية بالقصور الذاتي (أو تأثير لينس-ثيرينغ) والمجال الجاذبية المغناطيسي. وفي عام 2005، أجرى مسبار الجاذبية B غير المأهول التابع لناسا تجربة دقيقة غير مسبوقة لقياس هذه التأثيرات بالقرب من الأرض، لكن نتائجها الكاملة لم تُنشر بعد.

نظرية الكم للجاذبية

على الرغم من أكثر من نصف قرن من المحاولات، فإن الجاذبية هي التفاعل الأساسي الوحيد الذي لم يتم بعد بناء نظرية كم متسقة قابلة لإعادة التطبيع. ومع ذلك، عند الطاقات المنخفضة، وفقًا لروح نظرية المجال الكمي، يمكن تمثيل تفاعل الجاذبية كتبادل للجرافيتونات - بوزونات قياس مع دوران 2.

النظريات القياسية للجاذبية

نظرًا لحقيقة أن التأثيرات الكمومية للجاذبية صغيرة جدًا حتى في ظل الظروف التجريبية والرصدية الأكثر تطرفًا، فلا توجد حتى الآن ملاحظات موثوقة عنها. تظهر التقديرات النظرية أنه في الغالبية العظمى من الحالات يمكن للمرء أن يقتصر على الوصف الكلاسيكي لتفاعل الجاذبية.

هناك نظرية كلاسيكية حديثة للجاذبية - النظرية النسبية العامة، والعديد من الفرضيات والنظريات بدرجات متفاوتة من التطور التي توضحها، وتتنافس مع بعضها البعض (انظر المقال نظريات بديلة للجاذبية). كل هذه النظريات تقدم تنبؤات متشابهة جدًا ضمن التقريب الذي يتم من خلاله إجراء الاختبارات التجريبية حاليًا. فيما يلي العديد من نظريات الجاذبية الأساسية والأكثر تطورًا والمعروفة.

• الجاذبية ليست مجالًا هندسيًا، ولكنها مجال قوة فيزيائية حقيقية موصوفة بواسطة الموتر.

• ينبغي النظر في ظواهر الجاذبية في إطار فضاء مينكوفسكي المسطح، حيث يتم استيفاء قوانين الحفاظ على زخم الطاقة والزخم الزاوي بشكل لا لبس فيه. إذن فإن حركة الأجسام في فضاء مينكوفسكي تعادل حركة هذه الأجسام في الفضاء الريماني الفعال.

• في معادلات الموتر لتحديد القياس المتري، يجب أن تؤخذ كتلة الجرافيتون في الاعتبار، وينبغي استخدام شروط القياس المرتبطة بقياس مينكوفسكي الفضائي. وهذا لا يسمح بتدمير مجال الجاذبية حتى محليًا عن طريق اختيار إطار مرجعي مناسب.

كما هو الحال في النسبية العامة، تشير مادة RTG إلى جميع أشكال المادة (بما في ذلك المجال الكهرومغناطيسي)، باستثناء مجال الجاذبية نفسه. نتائج نظرية RTG هي كما يلي: الثقوب السوداء كأجسام مادية تنبأت بها النسبية العامة غير موجودة؛ الكون مسطح، متجانس، متناحي الخواص، ثابت وإقليدي.

ومن ناحية أخرى، لا توجد حجج أقل إقناعًا من جانب معارضي RTG، والتي تتلخص في النقاط التالية:

ويحدث شيء مشابه في RTG، حيث يتم تقديم معادلة الموتر الثانية لمراعاة الارتباط بين الفضاء غير الإقليدي وفضاء مينكوفسكي. ونظراً لوجود معامل ملاءمة بلا أبعاد في نظرية جوردان-برانس-ديكي، يصبح من الممكن اختياره بحيث تتطابق نتائج النظرية مع نتائج تجارب الجاذبية.

نظريات الجاذبية

نظرية نيوتن الكلاسيكية للجاذبية النظرية النسبية العامة الجاذبية الكمومية بديل الصياغة الرياضية للنسبية العامة الجاذبية مع الجاذبية الضخمة الديناميكا الجيولوجية (الإنجليزية) الجاذبية شبه الكلاسيكية النظريات الثنائية الجاذبية العددية الموترة نظرية الجاذبية وايتهيد ديناميات نيوتن المعدلة الجاذبية المركبة

المصادر والملاحظات

الأدب

• فيزجين ف.ب.النظرية النسبية للجاذبية (الأصول والتكوين، 1900-1915). م: نوكا، 1981. - 352ج.
• فيزجين ف.ب.النظريات الموحدة في الثلث الأول من القرن العشرين. م: نوكا، 1985. - 304ج.
• إيفانينكو د.د.، سارداناشفيلي ج.أ.الجاذبية، الطبعة الثالثة. م: URSS، 2008. - 200 ص.

أنظر أيضا

• مقياس الجاذبية

روابط

• قانون الجاذبية الكونية أو "لماذا لا يسقط القمر على الأرض؟" - فقط عن الأشياء الصعبة

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات: