การนำเสนอในหัวข้อ "แรงโน้มถ่วง" การนำเสนอในหัวข้อ: แรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงสากล การนำเสนอในหัวข้อ แรงโน้มถ่วง

สไลด์ 2

สไลด์ 3

แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วงสากล แรงโน้มถ่วง) (จากภาษาละติน Gravitas - "แรงโน้มถ่วง") เป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่เป็นสากลระหว่างวัตถุทั้งหมด ในการประมาณความเร็วต่ำและอันตรกิริยาแรงโน้มถ่วงต่ำ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันอธิบายไว้ ในกรณีทั่วไป อธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ แรงโน้มถ่วงเป็นจุดอ่อนที่สุดในบรรดาปฏิสัมพันธ์พื้นฐานทั้งสี่ประเภท ในขีดจำกัดควอนตัม ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงต้องอธิบายโดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม ซึ่งยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์

สไลด์ 4

ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง

กฎแห่งแรงโน้มถ่วงสากล ในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก ปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงอธิบายไว้ในกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งระบุว่าแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงระหว่างจุดวัสดุสองจุดของมวล m และ M ซึ่งคั่นด้วยระยะห่าง R นั้นเป็นสัดส่วนกับทั้งมวลและสัดส่วนผกผัน ถึงกำลังสองของระยะทาง - นั่นคือ:

สไลด์ 5

กฎความโน้มถ่วงสากลเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้กฎกำลังสองผกผันซึ่งพบในการศึกษารังสีด้วย (ดูตัวอย่าง ความดันแสง) และเป็นผลโดยตรงของการเพิ่มกำลังสองในพื้นที่ของ ทรงกลมที่มีรัศมีเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดกำลังสองในการมีส่วนร่วมของพื้นที่หน่วยใด ๆ ต่อพื้นที่ของทรงกลมทั้งหมด

สไลด์ 6

สนามโน้มถ่วงก็มีศักยภาพเช่นเดียวกับสนามโน้มถ่วง ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถนำพลังงานศักย์ของแรงดึงดูดของวัตถุคู่หนึ่งเข้ามาได้ และพลังงานนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเคลื่อนวัตถุไปในวงปิด ศักยภาพของสนามโน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับกฎการอนุรักษ์ผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ และเมื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง มักจะทำให้การแก้ปัญหาง่ายขึ้นอย่างมาก ภายในกรอบของกลศาสตร์ของนิวตัน ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงนั้นมีพิสัยไกล ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าวัตถุขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่อย่างไร ณ จุดใดก็ตามในอวกาศ ศักย์โน้มถ่วงจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของร่างกายในช่วงเวลาที่กำหนดเท่านั้น วัตถุอวกาศขนาดใหญ่ - ดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซีมีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามโน้มถ่วงที่สำคัญ

สไลด์ 7

สไลด์ 8

กลศาสตร์สวรรค์และงานบางอย่าง

สาขาวิชากลศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในพื้นที่ว่างภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้นเรียกว่ากลศาสตร์ท้องฟ้า ปัญหาที่ง่ายที่สุดของกลศาสตร์ท้องฟ้าคือปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงของจุดสองจุดหรือวัตถุทรงกลมในอวกาศว่าง ปัญหานี้ภายในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิกได้รับการแก้ไขในเชิงวิเคราะห์จนจบ ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหามักถูกกำหนดไว้ในรูปแบบของกฎสามข้อของเคปเลอร์

สไลด์ 9

ในบางกรณีพิเศษ ก็สามารถหาวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณได้ กรณีที่สำคัญที่สุดคือเมื่อมวลของวัตถุหนึ่งมากกว่ามวลของวัตถุอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (ตัวอย่าง: ระบบสุริยะและพลวัตของวงแหวนของดาวเสาร์) ในกรณีนี้ เป็นการประมาณครั้งแรก เราสามารถสรุปได้ว่าวัตถุที่เบาไม่มีปฏิกิริยาต่อกันและเคลื่อนที่ไปตามวิถีเคปเลอร์รอบวัตถุขนาดใหญ่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันสามารถนำมาพิจารณาภายในกรอบของทฤษฎีการก่อกวนและเฉลี่ยตามเวลา ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์ที่ไม่ธรรมดาอาจเกิดขึ้นได้ เช่น เสียงสะท้อน ตัวดึงดูด ความโกลาหล ฯลฯ ตัวอย่างที่ชัดเจนของปรากฏการณ์ดังกล่าวคือโครงสร้างที่ซับซ้อนของวงแหวนดาวเสาร์

สไลด์ 10

สนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

ในสนามโน้มถ่วงที่รุนแรง เช่นเดียวกับเมื่อเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วงด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) จะเริ่มปรากฏขึ้น ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของกาล-อวกาศ ผลที่ตามมาคือความเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน และในกรณีร้ายแรง - การเกิดขึ้นของหลุมดำ ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง ผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: แรงโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับตัวเอง ดังนั้นหลักการของการซ้อนในสนามที่แข็งแกร่งจึงไม่คงอยู่อีกต่อไป

สไลด์ 11

รังสีความโน้มถ่วง

การพยากรณ์ที่สำคัญประการหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือการแผ่รังสีความโน้มถ่วง ซึ่งการมีอยู่ของรังสีดังกล่าวยังไม่ได้รับการยืนยันจากการสังเกตการณ์โดยตรง อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานทางอ้อมที่สำคัญที่สนับสนุนการดำรงอยู่ของมัน กล่าวคือ: การสูญเสียพลังงานในระบบดาวคู่ใกล้ที่มีวัตถุแรงโน้มถ่วงขนาดกะทัดรัด (เช่น ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบ PSR B1913+16 ที่มีชื่อเสียง (ฮัลส-เทย์เลอร์) พัลซาร์) - สอดคล้องกับแบบจำลองสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งพลังงานนี้ถูกพาออกไปอย่างแม่นยำด้วยรังสีโน้มถ่วง

สไลด์ 12

การแผ่รังสีความโน้มถ่วงสามารถเกิดขึ้นได้โดยระบบที่มีโมเมนต์สี่ขั้วแปรผันหรือโมเมนต์หลายขั้วที่สูงกว่าเท่านั้น ข้อเท็จจริงข้อนี้เสนอว่าการแผ่รังสีความโน้มถ่วงของแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติส่วนใหญ่นั้นมีทิศทาง ซึ่งทำให้การตรวจจับมีความซับซ้อนอย่างมาก

สไลด์ 13

ตั้งแต่ปี 1969 (การทดลองของเวเบอร์) ได้มีการพยายามตรวจจับรังสีโน้มถ่วงโดยตรง ในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น ปัจจุบันมีการดำเนินงานภาคพื้นดินหลายแห่ง เช่นเดียวกับโครงการเครื่องตรวจจับความโน้มถ่วงอวกาศ LISA (LaserInterferometerSpaceAntenna - เสาอากาศอวกาศเลเซอร์อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์) เครื่องตรวจจับภาคพื้นดินในรัสเซียกำลังได้รับการพัฒนาที่ศูนย์วิทยาศาสตร์ Dulkyn เพื่อการวิจัยคลื่นความโน้มถ่วงในสาธารณรัฐตาตาร์สถาน

สไลด์ 14

สไลด์ 15

ผลกระทบเล็กน้อยของแรงโน้มถ่วง

นอกเหนือจากผลกระทบแบบดั้งเดิมของแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงและการขยายเวลาแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคาดการณ์การมีอยู่ของปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงอื่นๆ ซึ่งภายใต้สภาวะบนพื้นโลกมีความอ่อนแอมาก ดังนั้นการตรวจจับและการตรวจสอบการทดลองจึงเป็นเรื่องยากมาก จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ การเอาชนะความยากลำบากเหล่านี้ดูเหมือนเกินความสามารถของนักทดลอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่พวกเขา เราสามารถตั้งชื่อการลากของกรอบอ้างอิงเฉื่อย (หรือเอฟเฟกต์เลนส์สั่นไหว) และสนามแม่เหล็กแรงโน้มถ่วง ในปี พ.ศ. 2548 GravityProbe B ไร้คนขับของ NASA ได้ทำการทดลองที่แม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนเพื่อวัดผลกระทบเหล่านี้ใกล้โลก แต่ผลลัพธ์ทั้งหมดยังไม่ได้เผยแพร่ ในเดือนพฤศจิกายน 2552 ผลจากการประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อน ตรวจพบผลกระทบโดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 14% งานดำเนินต่อไป

สไลด์ 16

สไลด์ 17

มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับสมัยใหม่ - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและสมมติฐานและทฤษฎีที่ชี้แจงมากมายเกี่ยวกับระดับการพัฒนาที่แตกต่างกันซึ่งแข่งขันกันเอง ทฤษฎีทั้งหมดนี้ให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันมากภายในการประมาณซึ่งการทดสอบเชิงทดลองกำลังดำเนินการอยู่

ดูสไลด์ทั้งหมด

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแรงโน้มถ่วงหายไปบนโลก?

ลองลืมกฎแห่งฟิสิกส์ทั้งหมดไปสักพักแล้วลองจินตนาการว่าวันหนึ่งแรงโน้มถ่วงของโลกจะหายไปอย่างสมบูรณ์ นี่จะเป็นวันที่เลวร้ายที่สุดในโลก เราพึ่งพาแรงโน้มถ่วงอย่างมาก ด้วยแรงนี้ รถยนต์ที่ขับเคลื่อน ผู้คนเดิน ที่วางเฟอร์นิเจอร์ ดินสอ และเอกสารจึงสามารถวางอยู่บนโต๊ะได้ สิ่งใดก็ตามที่ไม่ยึดติดกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง จู่ๆ ก็เริ่มบินไปในอากาศ สิ่งที่แย่ที่สุดคือสิ่งนี้ไม่เพียงส่งผลกระทบต่อเฟอร์นิเจอร์และวัตถุทั้งหมดรอบตัวเราเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อปรากฏการณ์ที่สำคัญมากอีกสองประการสำหรับเราด้วย การหายไปของแรงโน้มถ่วงจะส่งผลกระทบต่อบรรยากาศและน้ำในมหาสมุทร ทะเลสาบ และแม่น้ำ ทันทีที่แรงโน้มถ่วงหยุดกระทำ อากาศในชั้นบรรยากาศที่เราหายใจจะไม่คงอยู่บนพื้นโลกอีกต่อไป และออกซิเจนทั้งหมดจะลอยออกไปในอวกาศ นี่คือสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ผู้คนไม่สามารถมีชีวิตอยู่บนดวงจันทร์ได้ เนื่องจากดวงจันทร์ไม่มีแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นในการรักษาบรรยากาศรอบๆ ดวงจันทร์จึงอยู่ในสุญญากาศ หากไม่มีบรรยากาศ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะตายทันที และของเหลวทั้งหมดจะระเหยไปในอวกาศ ปรากฎว่าถ้าแรงโน้มถ่วงบนโลกของเราหายไป ก็จะไม่มีสิ่งมีชีวิตเหลืออยู่บนโลกเลย และในขณะเดียวกัน หากจู่ๆ แรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า มันก็จะไม่นำสิ่งที่ดีมาให้ เพราะในกรณีนี้ สิ่งของและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะหนักเป็นสองเท่า ประการแรก ทั้งหมดนี้ส่งผลต่ออาคารและสิ่งปลูกสร้าง บ้าน สะพาน ตึกระฟ้า โต๊ะ เสา และอื่นๆ อีกมากมายถูกสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงปกติ และการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงจะส่งผลร้ายแรง โครงสร้างส่วนใหญ่จะพังทลาย ต้นไม้และพืชก็จะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากเช่นกัน สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อสายไฟด้วย ความกดอากาศจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงมีความสำคัญต่อเราเพียงใด หากไม่มีแรงโน้มถ่วง เราก็คงจะหยุดดำรงอยู่ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถปล่อยให้แรงโน้มถ่วงบนโลกของเราเปลี่ยนแปลงได้ สิ่งนี้จะต้องกลายเป็นความจริงที่ไม่อาจปฏิเสธได้สำหรับมวลมนุษยชาติ

ลองจินตนาการว่าเรากำลังเดินทางผ่านระบบสุริยะ แรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์ดวงอื่นคืออะไร? เราจะเบากว่าบนโลกอันไหนและอันไหนที่เราจะหนักกว่า?

ในขณะที่เรายังไม่ได้ออกจากโลก เรามาทำการทดลองต่อไปนี้: จิตใจลงไปที่ขั้วใดขั้วหนึ่งของโลก แล้วลองจินตนาการว่าเราถูกส่งไปยังเส้นศูนย์สูตรแล้ว สงสัยว่าน้ำหนักเราเปลี่ยนไปมั้ย?

เป็นที่ทราบกันดีว่าน้ำหนักของร่างกายถูกกำหนดโดยแรงดึงดูด (แรงโน้มถ่วง) มันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของดาวเคราะห์และเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของรัศมี (เราเรียนรู้เรื่องนี้ครั้งแรกจากหนังสือเรียนฟิสิกส์ของโรงเรียน) ดังนั้น หากโลกของเรามีลักษณะทรงกลมอย่างเคร่งครัด น้ำหนักของวัตถุแต่ละชิ้นที่เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของมันจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แต่โลกไม่ใช่ลูกบอล แบนที่ขั้วและยาวไปตามเส้นศูนย์สูตร รัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลกยาวกว่ารัศมีขั้วโลก 21 กิโลเมตร ปรากฎว่าแรงโน้มถ่วงกระทำต่อเส้นศูนย์สูตรราวกับมาจากระยะไกล นั่นคือสาเหตุที่น้ำหนักของร่างกายคนเดียวกันในสถานที่ต่างกันบนโลกไม่เท่ากัน วัตถุควรหนักที่สุดที่ขั้วโลกและเบาที่สุดที่เส้นศูนย์สูตร ที่นี่มีน้ำหนักเบากว่าน้ำหนักที่เสาถึง 1/190 แน่นอนว่าการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักนี้สามารถตรวจพบได้โดยใช้สเกลสปริงเท่านั้น น้ำหนักของวัตถุที่เส้นศูนย์สูตรลดลงเล็กน้อยก็เกิดขึ้นเนื่องจากแรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุนของโลก ดังนั้นน้ำหนักของผู้ใหญ่ที่มาจากละติจูดขั้วโลกสูงถึงเส้นศูนย์สูตรจะลดลงรวมประมาณ 0.5 กิโลกรัม

ตอนนี้สมควรถามว่าน้ำหนักของบุคคลที่เดินทางผ่านดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

สถานีอวกาศแห่งแรกของเราคือดาวอังคาร บุคคลจะมีน้ำหนักเท่าใดบนดาวอังคาร? การคำนวณดังกล่าวไม่ใช่เรื่องยาก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ คุณจำเป็นต้องทราบมวลและรัศมีของดาวอังคาร

ดังที่ทราบกันดีว่ามวลของ "ดาวเคราะห์สีแดง" นั้นน้อยกว่ามวลของโลก 9.31 เท่าและรัศมีของมันน้อยกว่ารัศมีของโลก 1.88 เท่า ดังนั้น เนื่องจากการกระทำของปัจจัยแรก แรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวดาวอังคารจึงควรน้อยกว่า 9.31 เท่า และเนื่องจากปัจจัยที่สอง จึงมากกว่าของเรา 3.53 เท่า (1.88 * 1.88 = 3.53 ) ท้ายที่สุดแล้ว มันมีมากกว่า 1/3 ของแรงโน้มถ่วงของโลกเล็กน้อย (3.53: 9.31 = 0.38) ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถกำหนดความเครียดจากแรงโน้มถ่วงบนเทห์ฟากฟ้าใดๆ ได้

ตอนนี้เรามาดูกันว่าบนโลกมนุษย์อวกาศนักเดินทางมีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมพอดี จากนั้นสำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่นเราได้รับค่าน้ำหนักดังต่อไปนี้ (ดาวเคราะห์จัดเรียงตามน้ำหนักจากน้อยไปหามาก):

พลูโต 4.5

ปรอท 26.5

ดาวเสาร์ 62.7

ดาวศุกร์ 63.4

ดาวเนปจูน 79.6

ดาวพฤหัสบดี 161.2

ดังที่เราเห็น โลกอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์ในแง่ของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงนั้นค่อนข้างน้อยกว่าบนโลกและอีกสองอันคือดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูนซึ่งยิ่งใหญ่กว่า จริงอยู่ สำหรับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ น้ำหนักจะถูกพิจารณาโดยคำนึงถึงการกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (พวกมันหมุนเร็ว) ส่วนหลังช่วยลดน้ำหนักตัวที่เส้นศูนย์สูตรได้หลายเปอร์เซ็นต์

ควรสังเกตว่าสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์นั้นค่าน้ำหนักจะได้รับที่ระดับชั้นเมฆชั้นบน ไม่ใช่ที่ระดับพื้นผิวแข็ง เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลก (ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ) และดาวพลูโต

บนพื้นผิวดาวศุกร์ บุคคลจะเบากว่าบนโลกเกือบ 10% แต่บนดาวพุธและดาวอังคาร น้ำหนักจะลดลง 2.6 เท่า สำหรับดาวพลูโต บุคคลบนนั้นจะเบากว่าบนดวงจันทร์ 2.5 เท่า หรือเบากว่าในสภาวะโลก 15.5 เท่า

แต่บนดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วง (แรงดึงดูด) นั้นแข็งแกร่งกว่าบนโลกถึง 28 เท่า ร่างกายมนุษย์จะหนัก 2 ตันที่นั่น และจะถูกบดขยี้ทันทีด้วยน้ำหนักของมันเอง อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะถึงดวงอาทิตย์ ทุกสิ่งจะกลายเป็นก๊าซร้อน อีกประการหนึ่งคือเทห์ฟากฟ้าเล็กๆ เช่น ดวงจันทร์ของดาวอังคารและดาวเคราะห์น้อย ในหลาย ๆ ตัวคุณสามารถดูเหมือน... นกกระจอกได้อย่างง่ายดาย!

เห็นได้ชัดว่าบุคคลสามารถเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นได้เฉพาะในชุดอวกาศพิเศษที่ปิดสนิทซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ช่วยชีวิตเท่านั้น น้ำหนักของชุดอวกาศที่นักบินอวกาศชาวอเมริกันสวมบนพื้นผิวดวงจันทร์มีค่าเท่ากับน้ำหนักของผู้ใหญ่โดยประมาณ ดังนั้นค่าที่เราให้ไว้กับน้ำหนักของนักเดินทางในอวกาศบนดาวเคราะห์ดวงอื่นจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็นอย่างน้อย จากนั้นเราจะได้ค่าน้ำหนักที่ใกล้เคียงกับค่าจริงเท่านั้น

ดูเนื้อหาเอกสาร
“การนำเสนอ “แรงโน้มถ่วงรอบตัวเรา””

ฉันสงสัยว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

โลกกลมและหมุนรอบแกนของมันบินไปในอวกาศอันไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาลของเราท่ามกลางดวงดาว

และเรานั่งเงียบๆ บนโซฟา และไม่บินหรือตกไปไหน

และนกเพนกวินในทวีปแอนตาร์กติกาโดยทั่วไปจะมีชีวิตแบบ "กลับหัว" และก็ไม่ตกไปไหนด้วย

และการกระโดดบนแทรมโพลีนเราก็กลับมาเสมอและไม่ได้บินไปไกลถึงท้องฟ้าสีคราม

อะไรทำให้เราทุกคนเดินบนโลกอย่างสงบและไม่บินไปไหน แต่วัตถุทั้งหมดล้มลง?

อาจมีบางอย่างกำลังดึงเราเข้าหาโลก?

อย่างแน่นอน!

เราถูกดึงด้วยแรงโน้มถ่วง

หรืออีกนัยหนึ่ง - แรงโน้มถ่วง

แรงโน้มถ่วง

(แรงดึงดูด ความโน้มถ่วงสากล ความโน้มถ่วง)

(จากภาษาละติน Gravitas - “ความหนักเบา”)

แก่นแท้ของแรงโน้มถ่วงก็คือ วัตถุทั้งหมดในจักรวาลจะดึงดูดวัตถุอื่นๆ ที่อยู่รอบตัวพวกมัน

แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นกรณีพิเศษของปรากฏการณ์ที่ครอบคลุมทั้งหมดนี้

โลกดึงดูดร่างกายทั้งหมดที่ตั้งอยู่บนมัน:

คนและสัตว์สามารถเดินบนโลกได้อย่างปลอดภัย

แม่น้ำ ทะเล และมหาสมุทรยังคงอยู่ในริมฝั่ง

อากาศสร้างชั้นบรรยากาศของเรา

ดาวเคราะห์

แรงโน้มถ่วง

* เธออยู่ที่นั่นเสมอ

*เธอไม่เคยเปลี่ยนแปลง

เหตุผลที่แรงโน้มถ่วงของโลกไม่เคย

ไม่เปลี่ยนแปลงก็คือมวลของโลกไม่เคยเปลี่ยนแปลง

วิธีเดียวที่จะเปลี่ยนแรงโน้มถ่วงของโลกคือการเปลี่ยนมวลของดาวเคราะห์

การเปลี่ยนแปลงมวลมากพอสมควรซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วง

ยังไม่ได้วางแผน!

จะเกิดอะไรขึ้นบนโลก.

หากแรงโน้มถ่วงหายไป...

มันจะเป็นวันที่แย่มาก!!!

เกือบทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราจะเปลี่ยนไป

ทุกสิ่งที่ไม่ยึดติด

ทันใดนั้นก็เริ่มบินไปในอากาศ

หากบนโลกนี้ไม่มี

แรงโน้มถ่วง...

ทั้งบรรยากาศและน้ำในมหาสมุทรและแม่น้ำจะลอยตัว

หากไม่มีบรรยากาศ สิ่งมีชีวิตใด ๆ ก็จะตายทันที

และของเหลวใดๆ ก็จะระเหยไปในอวกาศ

หากโลกสูญเสียแรงโน้มถ่วง จะไม่มีใครอยู่ได้นาน!

ถ้าโลกของเราหายไป

แรงโน้มถ่วง,

แล้วบนโลก

จะไม่เหลืออะไรเลย!

โลกเองก็จะแตกสลาย

เป็นชิ้น ๆ และไป

ว่ายน้ำ

เข้าไปในพื้นที่

ชะตากรรมเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์

หากไม่มีแรงโน้มถ่วงมาจับมันไว้ด้วยกัน แกนกลางก็จะระเบิดภายใต้ความกดดัน

และถ้า แรงโน้มถ่วงอย่างกะทันหัน

จะเพิ่มเป็นสองเท่า …

มันก็จะแย่เหมือนกัน!

สิ่งของและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะหนักเป็นสองเท่า...

ถ้า แรงโน้มถ่วงอย่างกะทันหัน

จะเพิ่มเป็นสองเท่า …

บ้าน สะพาน ตึกระฟ้า เสาและคาน

ออกแบบมาสำหรับ

แรงโน้มถ่วงปกติ

ถ้า แรงโน้มถ่วงอย่างกะทันหัน

จะเพิ่มเป็นสองเท่า …

โครงสร้างส่วนใหญ่จะพังทลาย!

ถ้า แรงโน้มถ่วงอย่างกะทันหัน

จะเพิ่มเป็นสองเท่า …

ซึ่งจะส่งผลต่อสายไฟ

ต้นไม้และพืชย่อมมีช่วงเวลาที่ยากลำบาก

ถ้า แรงโน้มถ่วงอย่างกะทันหัน

จะเพิ่มเป็นสองเท่า …

ความกดอากาศจะเพิ่มขึ้นสองเท่า นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

แรงโน้มถ่วง

บนดาวเคราะห์ดวงอื่น

แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเมื่อเปรียบเทียบกับแรงโน้มถ่วงของโลก

ดาวเคราะห์

ดวงอาทิตย์

แรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวของมัน

ปรอท

ดาวศุกร์

โลก

ดาวอังคาร

ดาวพฤหัสบดี

ดาวเสาร์

ดาวยูเรนัส

ดาวเนปจูน

พลูโต

ตาชั่งจะแสดง...

171.6 กก

หากเราต้องเดินทางในอวกาศผ่านดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ เราต้องเตรียมพร้อมรับน้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไป

3.9 กก

ตาชั่งแสดง

… กิโลกรัม

บนดาวพฤหัสบดี

ก

มันก็ประมาณเดียวกัน

ราวกับว่าเป็นคน

นอกเหนือจากพวกเขาแล้ว

ฉันคงจะหนักไหล่กว่านี้อีกประมาณ 60 กิโลกรัม

102 กก

แรงโน้มถ่วงมีผลกระทบหลายอย่างต่อสิ่งมีชีวิต

เมื่อมีการค้นพบโลกที่น่าอยู่อื่นๆ เราจะเห็นว่าผู้อยู่อาศัยของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับมวลของดาวเคราะห์ของพวกเขา

หากดวงจันทร์อาศัยอยู่ มันก็คงจะถูกสิ่งมีชีวิตสูงและเปราะบางอาศัยอยู่...

บนดาวเคราะห์ที่มีมวลดาวพฤหัสบดี ประชากรจะมีขนาดสั้น แข็งแรง และใหญ่โตมาก

คุณไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะเช่นนี้ด้วยแขนขาที่อ่อนแอ ไม่ว่าคุณจะพยายามแค่ไหนก็ตาม

แรงโน้มถ่วง

- แรงที่โลกดึงดูดวัตถุ

- มุ่งตรงลงไปที่ใจกลางโลกในแนวตั้ง

วิจัย

แรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับมวลกายอย่างไร?

ที่จะคิดออก:

- แรงโน้มถ่วงและน้ำหนักตัวมีความสัมพันธ์กันอย่างไร?

- ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนคืออะไร?

ราคาแผนกไดนาโมมิเตอร์:

ผลการวัด

มวลร่างกาย

แรงโน้มถ่วง

𝗺 , กิโลกรัม

0,1 0,2 0,3 0,4 ฟอน, กก

ปัจจัยสัดส่วน: g

สำหรับการทดลองทั้งหมด: g

การคำนวณแรงโน้มถ่วง: = มก

1 จาก 14

การนำเสนอในหัวข้อ:แรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงสากล

สไลด์หมายเลข 1

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 2

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 3

คำอธิบายสไลด์:

แรงโน้มถ่วงจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วงสากล) (จากภาษาละติน Gravitas - "แรงโน้มถ่วง") เป็นปฏิกิริยาพื้นฐานระยะยาวที่วัตถุทั้งหมดอยู่ภายใต้ ตามแนวคิดสมัยใหม่ มันเป็นปฏิสัมพันธ์สากลของสสารกับความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ และต่างจากปฏิสัมพันธ์พื้นฐานอื่นๆ วัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลและโครงสร้างภายในของพวกมัน ที่จุดเดียวกันในอวกาศและเวลาจะได้รับ ความเร่งเดียวกันค่อนข้างเฉพาะที่ - กรอบอ้างอิงเฉื่อย - หลักการสมมูลของไอน์สไตน์ โดยหลักแล้ว แรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลชี้ขาดต่อสสารในระดับจักรวาล คำว่าแรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงอีกด้วย ทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในฟิสิกส์คลาสสิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัมปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น

สไลด์หมายเลข 4

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 5

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 6

คำอธิบายสไลด์:

ผลกระทบของแรงโน้มถ่วง วัตถุในอวกาศขนาดใหญ่ - ดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซีมีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามโน้มถ่วงที่สำคัญ แรงโน้มถ่วงเป็นปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันทำหน้าที่ในทุกระยะและมวลทั้งหมดเป็นบวก จึงยังคงเป็นพลังที่สำคัญมากในจักรวาล เพื่อการเปรียบเทียบ: ประจุไฟฟ้ารวมของวัตถุเหล่านี้เป็นศูนย์เนื่องจากสสารโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงซึ่งต่างจากปฏิกิริยาอื่น ๆ ยังเป็นสากลที่ส่งผลต่อสสารและพลังงานทั้งหมด ไม่มีการค้นพบวัตถุใดๆ ที่ไม่มีปฏิกิริยาต่อแรงโน้มถ่วงเลย

สไลด์หมายเลข 7

คำอธิบายสไลด์:

เนื่องจากธรรมชาติของโลก แรงโน้มถ่วงเป็นสาเหตุให้เกิดผลกระทบขนาดใหญ่ เช่น โครงสร้างของกาแลคซี หลุมดำ และการขยายตัวของจักรวาล และสำหรับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เบื้องต้น - วงโคจรของดาวเคราะห์ และสำหรับการดึงดูดพื้นผิวของดาวฤกษ์ โลกและการล่มสลายของร่างกาย

สไลด์หมายเลข 8

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 9

คำอธิบายสไลด์:

สนามโน้มถ่วงสูง ในสนามโน้มถ่วงแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) จะเริ่มปรากฏขึ้น ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของอวกาศ-เวลา ผลที่ตามมาคือความเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน และในกรณีที่รุนแรง - การเกิดขึ้นของหลุมดำ ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วอัน จำกัด ของการแพร่กระจายของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง; ผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: แรงโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิกิริยากับตัวมันเอง ดังนั้นหลักการของการซ้อนทับในสนามที่แข็งแกร่งจึงไม่คงอยู่อีกต่อไป

สไลด์หมายเลข 10

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 11

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 14

คำอธิบายสไลด์:

ข้อตกลงในการใช้วัสดุของเว็บไซต์

เราขอให้คุณใช้งานที่เผยแพร่บนเว็บไซต์เพื่อวัตถุประสงค์ส่วนตัวเท่านั้น ห้ามเผยแพร่เนื้อหาบนเว็บไซต์อื่น
งานนี้ (และอื่นๆ ทั้งหมด) พร้อมให้ดาวน์โหลดฟรีโดยไม่มีค่าใช้จ่าย คุณสามารถขอบคุณผู้เขียนและทีมงานเว็บไซต์ได้ทางจิตใจ

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

เอกสารที่คล้ายกัน

การศึกษาอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ดวงดาว และอวกาศระหว่างกาแล็กซีกับวัตถุทั้งหมดที่อยู่ในนั้น ลักษณะของการบินของสุนัขชื่อดัง ก้าวแรกสู่อวกาศของนักบินอวกาศโซเวียต และวันทำงานในวงโคจร

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 22/12/2554

ข้อความเกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อย ข้อความเกี่ยวกับพระจันทร์. ข้อความเกี่ยวกับดาวศุกร์และดาวพุธ ข้อความเกี่ยวกับดาวอังคาร ข้อความเกี่ยวกับดาวพฤหัสบดี ข้อความเกี่ยวกับดาวเสาร์ ข้อความเกี่ยวกับดาวยูเรนัส ดาวพลูโต และดาวเนปจูน ข้อความเกี่ยวกับดาวหาง เมฆแห่งออร์ธ ข้อความเกี่ยวกับชีวิตในอวกาศ

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 04/05/2550

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของคลื่นเสียง พลังทางกายภาพของการผลักและผลัก คลื่นเสียงเป็นตัวพาพลังงาน เนื้อหาของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ อุปกรณ์สำหรับผลิตพลังงานไฟฟ้า เครื่องขยายสนามแรงโน้มถ่วง

บทความเพิ่มเมื่อ 24/02/2010

กฎแห่งแรงโน้มถ่วงสากลและแรงโน้มถ่วง แรงที่โลกดึงดูดดวงจันทร์เรียกว่าน้ำหนักของดวงจันทร์ได้หรือไม่? มีแรงเหวี่ยงในระบบโลก-ดวงจันทร์หรือไม่ มันทำหน้าที่อะไร? ดวงจันทร์หมุนรอบอะไร? โลกและดวงจันทร์อาจชนกัน

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 21/03/2551

สถานะของสสารที่แตกต่างกัน แรงโน้มถ่วง. แนวคิดเรื่อง "การล่มสลายของแรงโน้มถ่วง" การค้นพบการล่มสลายของแรงโน้มถ่วง ยานอวกาศที่ถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ การบีบอัดสสารให้เหลือจุดเดียว

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 12/06/2549

ความไร้น้ำหนักเป็นสถานะที่แรงปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่มีการรองรับซึ่งเกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงไม่มีการกระทำของมวลอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของร่างกาย การจุดเทียนบนโลกและในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 04/01/2014

ความปรารถนาของมนุษย์ที่จะขึ้นไปบนท้องฟ้าย้อนกลับไปในสมัยโบราณ นิวตันผู้ยิ่งใหญ่ได้ตีพิมพ์กฎแรงโน้มถ่วงสากลก่อนวันที่ปีเตอร์มหาราชก่อตั้งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กไม่นาน ความลับของเครื่องยนต์สนาม เครื่องยนต์โฟตอนและจรวดภาคสนาม

บทความเพิ่มเมื่อ 11/07/2008

แก่นแท้ของแรงโน้มถ่วงและประวัติความเป็นมาของการพัฒนาทฤษฎีที่ยืนยันมัน กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (รวมถึงโลก) รอบดวงอาทิตย์ ธรรมชาติของแรงโน้มถ่วง ความสำคัญของทฤษฎีสัมพัทธภาพในการพัฒนาความรู้เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ คุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

แรงโน้มถ่วงคืออะไร? แรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์เป็นวิชาที่อันตรายอย่างยิ่ง Giordano Bruno ถูกเผาโดย Inquisition, Galileo Galilei แทบจะรอดพ้นจากการลงโทษ, Newton ได้รับกรวยจากแอปเปิ้ลและในตอนแรกโลกวิทยาศาสตร์ทั้งหมดก็หัวเราะเยาะไอน์สไตน์ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม ดังนั้นงานวิจัยแรงโน้มถ่วงจึงเต็มไปด้วยความกังขา แม้ว่าความสำเร็จล่าสุดในห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกบ่งชี้ว่าสามารถควบคุมแรงโน้มถ่วงได้ และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพมากมายก็จะลึกซึ้งยิ่งขึ้นมาก การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงจะเกิดขึ้นในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 21 แต่จะต้องอาศัยการทำงานอย่างจริงจังและความพยายามร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ นักข่าว และผู้ที่มีความก้าวหน้าทุกคน... แรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ถือเป็นวิชาที่อันตรายอย่างยิ่ง Giordano บรูโนถูกเผาโดยการสืบสวน, กาลิเลโอ กาลิเลอี รอดพ้นจากการลงโทษได้ยาก, นิวตันได้รับกรวยจากแอปเปิ้ล และในตอนแรก โลกวิทยาศาสตร์ทั้งโลกหัวเราะเยาะไอน์สไตน์ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม ดังนั้นงานวิจัยแรงโน้มถ่วงจึงเต็มไปด้วยความกังขา แม้ว่าความสำเร็จล่าสุดในห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกบ่งชี้ว่าสามารถควบคุมแรงโน้มถ่วงได้ และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพมากมายก็จะลึกซึ้งยิ่งขึ้นมาก การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จะเกิดขึ้นในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 21 แต่สิ่งนี้จะต้องอาศัยการทำงานอย่างจริงจังและความพยายามร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ นักข่าว และผู้ที่ก้าวหน้าทุกคน... E.E. พอดเคล็ตนอฟ อี.อี. พอดเคล็ตนอฟ

แรงโน้มถ่วงจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ แรงโน้มถ่วง (ความโน้มถ่วงสากล) (จากภาษาละติน Gravitas “แรงโน้มถ่วง”) เป็นปฏิกิริยาพื้นฐานระยะยาวที่วัตถุทั้งหมดต้องอยู่ภายใต้ ตามแนวคิดสมัยใหม่ มันเป็นปฏิสัมพันธ์สากลของสสารกับความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ และต่างจากปฏิสัมพันธ์พื้นฐานอื่นๆ วัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลและโครงสร้างภายในของพวกมัน ที่จุดเดียวกันในอวกาศและเวลาจะได้รับ ความเร่งเดียวกันค่อนข้างเฉพาะที่ - กรอบอ้างอิงเฉื่อย หลักการสมมูลของไอน์สไตน์ โดยหลักแล้ว แรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลชี้ขาดต่อสสารในระดับจักรวาล คำว่าแรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงอีกด้วย ทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในฟิสิกส์คลาสสิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัมปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น แรงโน้มถ่วง (ความโน้มถ่วงสากล) (จากภาษาละติน Gravitas “ความหนักเบา”) เป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระยะยาวที่วัตถุทั้งหมดต้องอยู่ภายใต้ ตามแนวคิดสมัยใหม่ มันเป็นปฏิสัมพันธ์สากลของสสารกับความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ และต่างจากปฏิสัมพันธ์พื้นฐานอื่นๆ วัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลและโครงสร้างภายในของพวกมัน ที่จุดเดียวกันในอวกาศและเวลาจะได้รับ ความเร่งเดียวกันค่อนข้างเฉพาะที่ - กรอบอ้างอิงเฉื่อย หลักการสมมูลของไอน์สไตน์ โดยหลักแล้ว แรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลชี้ขาดต่อสสารในระดับจักรวาล คำว่าแรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงอีกด้วย ทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในฟิสิกส์คลาสสิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัมปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น

ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานในโลกของเรา ภายในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงอธิบายไว้ในกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งระบุว่าแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่มีมวล m1 และ m2 ซึ่งคั่นด้วยระยะห่าง R นั้นเป็นสัดส่วนกับทั้งมวลและสัดส่วนผกผัน ถึงกำลังสองของระยะทาง นั่นคือปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานในโลกของเรา ในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก ปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงอธิบายไว้โดยกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งระบุว่าแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่มีมวล m1 และ m2 ซึ่งคั่นด้วยระยะห่าง R จะเป็นสัดส่วนกับทั้งมวลและสัดส่วนผกผัน ยกกำลังสองของระยะทาง นั่นคือ โดยที่ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วงเท่ากับประมาณ m³/(kgf²) โดยที่ G คือค่าคงตัวแรงโน้มถ่วง ซึ่งเท่ากับประมาณ m³/(kgf²)

กฎแห่งแรงโน้มถ่วงสากล ในสมัยที่ตกต่ำ ไอแซก นิวตันเล่าให้ฟังว่าการค้นพบกฎแรงโน้มถ่วงสากลเกิดขึ้นได้อย่างไร เขาเดินผ่านสวนแอปเปิลในที่ดินของพ่อแม่ และทันใดนั้นก็เห็นดวงจันทร์ในท้องฟ้าตอนกลางวัน ต่อหน้าต่อตาเขา มีแอปเปิ้ลลูกหนึ่งหลุดออกมาจากกิ่งและตกลงไปที่พื้น เนื่องจากนิวตันกำลังทำงานเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ในขณะนั้น เขาจึงรู้อยู่แล้วว่าแอปเปิลตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามโน้มถ่วงของโลก นอกจากนี้เขายังรู้ด้วยว่าดวงจันทร์ไม่เพียงแค่แขวนอยู่บนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ยังหมุนรอบโลกด้วย ดังนั้นมันจึงได้รับผลกระทบจากแรงบางอย่างที่ป้องกันไม่ให้มันหลุดออกจากวงโคจรและบินเป็นเส้นตรงออกไป สู่พื้นที่เปิดโล่ง แล้วมันเกิดขึ้นกับเขาว่าบางทีอาจเป็นพลังเดียวกันที่ทำให้ทั้งแอปเปิ้ลตกลงสู่พื้นและดวงจันทร์ยังคงอยู่ในวงโคจรรอบโลก ในสมัยที่ตกต่ำ ไอแซก นิวตันเล่าให้ฟังว่ากฎแรงโน้มถ่วงสากลถูกค้นพบได้อย่างไร เขาเดินผ่านสวนแอปเปิลบนที่ดินของพ่อแม่ และทันใดนั้นก็เห็นดวงจันทร์ในท้องฟ้าตอนกลางวัน ต่อหน้าต่อตาเขา มีแอปเปิ้ลลูกหนึ่งหลุดออกมาจากกิ่งและตกลงไปที่พื้น เนื่องจากนิวตันกำลังทำงานเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ในขณะนั้น เขาจึงรู้อยู่แล้วว่าแอปเปิลตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามโน้มถ่วงของโลก นอกจากนี้เขายังรู้ด้วยว่าดวงจันทร์ไม่เพียงแค่แขวนอยู่บนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ยังหมุนรอบโลกด้วย ดังนั้นมันจึงได้รับผลกระทบจากแรงบางอย่างที่ป้องกันไม่ให้มันหลุดออกจากวงโคจรและบินเป็นเส้นตรงออกไป สู่พื้นที่เปิดโล่ง แล้วมันเกิดขึ้นกับเขาว่าบางทีอาจเป็นพลังเดียวกันที่ทำให้ทั้งแอปเปิ้ลตกลงสู่พื้นและดวงจันทร์ยังคงอยู่ในวงโคจรรอบโลก

ผลกระทบของแรงโน้มถ่วง วัตถุอวกาศขนาดใหญ่ ดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซี มีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามโน้มถ่วงที่สำคัญ วัตถุอวกาศขนาดใหญ่ ดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซี มีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามโน้มถ่วงที่สำคัญ แรงโน้มถ่วงเป็นพลังที่อ่อนแอที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันทำหน้าที่ในทุกระยะและมวลทั้งหมดเป็นบวก จึงยังคงเป็นพลังที่สำคัญมากในจักรวาล เพื่อการเปรียบเทียบ: ประจุไฟฟ้ารวมของวัตถุเหล่านี้เป็นศูนย์ เนื่องจากสารโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า แรงโน้มถ่วงเป็นพลังที่อ่อนแอที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันทำหน้าที่ในทุกระยะและมวลทั้งหมดเป็นบวก จึงยังคงเป็นพลังที่สำคัญมากในจักรวาล เพื่อการเปรียบเทียบ: ประจุไฟฟ้ารวมของวัตถุเหล่านี้เป็นศูนย์ เนื่องจากสารโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงซึ่งไม่เหมือนกับปฏิกิริยาอื่นๆ คือเป็นสากลที่ส่งผลต่อสสารและพลังงานทั้งหมด ไม่มีการค้นพบวัตถุใดๆ ที่ไม่มีปฏิกิริยาต่อแรงโน้มถ่วงเลย นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงซึ่งไม่เหมือนกับปฏิกิริยาอื่นๆ คือเป็นสากลที่ส่งผลต่อสสารและพลังงานทั้งหมด ไม่มีการค้นพบวัตถุใดๆ ที่ไม่มีปฏิกิริยาต่อแรงโน้มถ่วงเลย

เนื่องจากธรรมชาติของโลก แรงโน้มถ่วงเป็นสาเหตุให้เกิดผลกระทบขนาดใหญ่ เช่น โครงสร้างของกาแลคซี หลุมดำ และการขยายตัวของจักรวาล และต่อปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เบื้องต้นของวงโคจรของดาวเคราะห์ และสำหรับการดึงดูดพื้นผิวของดาวเคราะห์ โลกและการล่มสลายของร่างกาย เนื่องจากธรรมชาติของโลก แรงโน้มถ่วงเป็นสาเหตุให้เกิดผลกระทบขนาดใหญ่ เช่น โครงสร้างของกาแลคซี หลุมดำ และการขยายตัวของจักรวาล และต่อปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เบื้องต้นของวงโคจรของดาวเคราะห์ และสำหรับการดึงดูดพื้นผิวของดาวเคราะห์ โลกและการล่มสลายของร่างกาย

แรงโน้มถ่วงเป็นปฏิกิริยาแรกที่อธิบายโดยทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ อริสโตเติลเชื่อว่าวัตถุที่มีมวลต่างกันจะตกลงด้วยความเร็วที่ต่างกัน หลังจากนั้นไม่นาน กาลิเลโอ กาลิเลอีก็ทดลองว่าไม่เป็นเช่นนั้น หากกำจัดแรงต้านของอากาศ ร่างกายทั้งหมดจะเร่งความเร็วเท่ากัน กฎแรงโน้มถ่วงสากลของไอแซก นิวตัน (ค.ศ. 1687) อธิบายพฤติกรรมทั่วไปของแรงโน้มถ่วงได้เป็นอย่างดี ในปี 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงในแง่ของเรขาคณิตของกาล-อวกาศได้แม่นยำกว่า แรงโน้มถ่วงเป็นปฏิกิริยาแรกที่อธิบายโดยทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ อริสโตเติลเชื่อว่าวัตถุที่มีมวลต่างกันจะตกลงด้วยความเร็วที่ต่างกัน หลังจากนั้นไม่นาน กาลิเลโอ กาลิเลอีก็ทดลองว่าไม่เป็นเช่นนั้น หากกำจัดแรงต้านของอากาศ ร่างกายทั้งหมดจะเร่งความเร็วเท่ากัน กฎแรงโน้มถ่วงสากลของไอแซก นิวตัน (ค.ศ. 1687) อธิบายพฤติกรรมทั่วไปของแรงโน้มถ่วงได้เป็นอย่างดี ในปี 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงในแง่ของเรขาคณิตของกาล-อวกาศได้แม่นยำกว่า

สนามโน้มถ่วงสูง ในสนามโน้มถ่วงแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) เริ่มปรากฏให้เห็น: ในสนามโน้มถ่วงแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) ) เริ่มปรากฏ: การเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของกาล-อวกาศ ; การเปลี่ยนแปลงของเรขาคณิตอวกาศ-เวลา ผลที่ตามมาคือความเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน ผลที่ตามมาคือความเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน และในกรณีร้ายแรง การเกิดขึ้นของหลุมดำ และในกรณีร้ายแรง การเกิดขึ้นของหลุมดำ ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง ผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง ผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: แรงโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับตัวเอง ดังนั้นหลักการของการซ้อนในสนามที่แข็งแกร่งจึงไม่คงอยู่อีกต่อไป ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: แรงโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับตัวเอง ดังนั้นหลักการของการซ้อนในสนามที่แข็งแกร่งจึงไม่คงอยู่อีกต่อไป

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิก เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าผลกระทบของแรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากแม้ภายใต้สภาวะการทดลองและการสังเกตการณ์ที่รุนแรงที่สุด จึงยังไม่มีการสังเกตการณ์ที่เชื่อถือได้ การประมาณค่าทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่เราสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่แค่คำอธิบายดั้งเดิมของปฏิกิริยาโน้มถ่วงได้ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าผลกระทบทางควอนตัมของแรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากแม้ภายใต้สภาวะการทดลองและการสังเกตการณ์ที่รุนแรงที่สุด ก็ยังไม่มีการสังเกตการณ์ที่เชื่อถือได้ การประมาณค่าทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่เราสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่แค่คำอธิบายดั้งเดิมของปฏิกิริยาโน้มถ่วงได้ มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับสมัยใหม่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และสมมติฐานและทฤษฎีที่ทำให้กระจ่างมากมายเกี่ยวกับระดับการพัฒนาที่แตกต่างกัน ซึ่งแข่งขันกันเอง ทฤษฎีทั้งหมดนี้ให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันมากภายในการประมาณซึ่งการทดสอบเชิงทดลองกำลังดำเนินการอยู่ ต่อไปนี้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงพื้นฐานที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีหรือเป็นที่รู้จักมากที่สุดหลายทฤษฎี มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับสมัยใหม่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และสมมติฐานและทฤษฎีที่ทำให้กระจ่างมากมายเกี่ยวกับระดับการพัฒนาที่แตกต่างกัน ซึ่งแข่งขันกันเอง ทฤษฎีทั้งหมดนี้ให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันมากภายในการประมาณซึ่งการทดสอบเชิงทดลองกำลังดำเนินการอยู่ ต่อไปนี้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงพื้นฐานที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีหรือเป็นที่รู้จักมากที่สุดหลายทฤษฎี

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในแนวทางมาตรฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) แรงโน้มถ่วงไม่ได้ถูกพิจารณาว่าเป็นปฏิสัมพันธ์ของแรง แต่เป็นการแสดงให้เห็นความโค้งของกาล-อวกาศ ดังนั้น ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แรงโน้มถ่วงจึงถูกตีความเป็นผลทางเรขาคณิต และกาล-อวกาศถือว่าอยู่ในกรอบของเรขาคณิตรีแมนเนียนที่ไม่ใช่แบบยุคลิด สนามโน้มถ่วง บางครั้งเรียกว่าสนามโน้มถ่วง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไประบุด้วยสนามเทนเซอร์เมตริกโดยหน่วยเมตริกของกาลอวกาศสี่มิติ และความเข้มของสนามโน้มถ่วงที่มีการเชื่อมโยงสัมพันธ์ของกาล-อวกาศที่กำหนดโดย เมตริก ในแนวทางมาตรฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) ในตอนแรกแรงโน้มถ่วงไม่ได้ถูกพิจารณาว่าเป็นอันตรกิริยาของแรง แต่เป็นการแสดงออกถึงความโค้งของกาล-อวกาศ ดังนั้น ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แรงโน้มถ่วงจึงถูกตีความเป็นผลทางเรขาคณิต และกาล-อวกาศถือว่าอยู่ในกรอบของเรขาคณิตรีแมนเนียนที่ไม่ใช่แบบยุคลิด สนามโน้มถ่วง บางครั้งเรียกว่าสนามโน้มถ่วง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไประบุด้วยสนามเทนเซอร์เมตริกโดยหน่วยเมตริกของกาลอวกาศสี่มิติ และความเข้มของสนามโน้มถ่วงที่มีการเชื่อมโยงสัมพันธ์ของกาล-อวกาศที่กำหนดโดย เมตริก

ทฤษฎีไอน์สไตน์ คาร์ตัน ทฤษฎีไอน์สไตน์ คาร์ตัน (EC) ได้รับการพัฒนาให้เป็นส่วนขยายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ภายในรวมถึงคำอธิบายเกี่ยวกับผลกระทบต่อกาลอวกาศ-เวลา นอกเหนือจากพลังงาน-โมเมนตัม การหมุนของวัตถุด้วย ในทฤษฎี EC จะใช้เรขาคณิตแบบรีมันน์-คาร์แทนแทนเรขาคณิตแบบหลอก-รีมันน์สำหรับกาล-อวกาศ ทฤษฎีไอน์สไตน์คาร์ตัน (EC) ได้รับการพัฒนาให้เป็นส่วนขยายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ภายในรวมถึงคำอธิบายเกี่ยวกับอิทธิพลที่มีต่อกาลอวกาศ-เวลา นอกเหนือจากพลังงาน-โมเมนตัม การหมุนของวัตถุด้วย ในทฤษฎี EC จะใช้เรขาคณิตแบบรีมันน์-คาร์แทนแทนเรขาคณิตแบบหลอก-รีมันน์สำหรับกาล-อวกาศ

แรงโน้มถ่วงคือพลังที่ควบคุมจักรวาลทั้งหมด มันทำให้เราอยู่บนโลก กำหนดวงโคจรของดาวเคราะห์ และรับประกันความเสถียรของระบบสุริยะ เธอคือผู้ที่มีบทบาทสำคัญในปฏิสัมพันธ์ของดวงดาวและกาแลคซีโดยกำหนดอดีตปัจจุบันและอนาคตของจักรวาลอย่างชัดเจน แรงโน้มถ่วงคือพลังที่ควบคุมจักรวาลทั้งหมด มันทำให้เราอยู่บนโลก กำหนดวงโคจรของดาวเคราะห์ และรับประกันความเสถียรของระบบสุริยะ เธอคือผู้ที่มีบทบาทสำคัญในปฏิสัมพันธ์ของดวงดาวและกาแลคซีโดยกำหนดอดีตปัจจุบันและอนาคตของจักรวาลอย่างชัดเจน

มันดึงดูดและไม่เคยผลักไส โดยกระทำต่อทุกสิ่งที่มองเห็นและส่วนใหญ่ที่มองไม่เห็น แม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะเป็นพลังพื้นฐานประการแรกจากพลังพื้นฐานทั้งสี่ของธรรมชาติ แต่กฎของมันถูกค้นพบและกำหนดขึ้นในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ แต่ก็ยังไม่ได้รับการแก้ไข มันดึงดูดและไม่เคยผลักไส โดยกระทำต่อทุกสิ่งที่มองเห็นและส่วนใหญ่ที่มองไม่เห็น แม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะเป็นพลังพื้นฐานประการแรกจากพลังพื้นฐานทั้งสี่ของธรรมชาติ แต่กฎของมันถูกค้นพบและกำหนดขึ้นในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ แต่ก็ยังไม่ได้รับการแก้ไข