La gravité n'est pas du tout la "loi de la gravité universelle". La gravité comme facteur le plus important dans la structure de l'univers

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Reissner - Nordström · Kerr ·
Kerr-Newman ·
Godel · Kasner ·
Friedman - Lemaître - Robertson - Walker
Solutions approximatives :
Formalisme post-newtonien Théorie des perturbations covariantes
Relativité numérique

Scientifiques notables
Einstein Minkowski Schwarzschild Lemaitre Eddington Friedmann Fock Kerr Chandrasekhar Penrose colportage et d'autres…

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la gravité (attraction, Gravitation universelle, la gravité) (de lat. la gravité- "gravité") - une interaction fondamentale universelle entre tous les corps matériels. Dans l'approximation des basses vitesses et de l'interaction gravitationnelle faible, elle est décrite par la théorie de la gravitation de Newton, dans le cas général elle est décrite par la théorie de la relativité générale d'Einstein. la gravité est le plus faible des quatre types d'interactions fondamentales. Dans la limite quantique, l'interaction gravitationnelle doit être décrite par la théorie quantique de la gravité, qui n'a pas encore été développée.

Attraction gravitationnelle

La loi de la gravitation universelle est l'une des applications de la loi du carré inverse, qui se produit également dans l'étude du rayonnement (voir, par exemple, la pression lumineuse), et est une conséquence directe de l'augmentation quadratique de l'aire de la sphère avec un rayon croissant, ce qui entraîne une diminution quadratique de la contribution de toute surface unitaire à la surface de la sphère entière.

Le champ gravitationnel, ainsi que le champ de gravité, est potentiellement . Cela signifie qu'il est possible d'introduire l'énergie potentielle de l'attraction gravitationnelle d'une paire de corps, et cette énergie ne changera pas après avoir déplacé les corps le long d'un contour fermé. La potentialité du champ gravitationnel implique la loi de conservation de la somme des énergies cinétique et potentielle, et lors de l'étude du mouvement des corps dans un champ gravitationnel, cela simplifie souvent grandement la solution. Dans le cadre de la mécanique newtonienne, l'interaction gravitationnelle est de longue portée. Cela signifie que peu importe comment un corps massif se déplace, en tout point de l'espace, le potentiel gravitationnel ne dépend que de la position du corps à un moment donné dans le temps.

Grands objets spatiaux - les planètes, les étoiles et les galaxies ont une masse énorme et, par conséquent, créent des champs gravitationnels importants.

La gravité est la force la plus faible. Cependant, comme il agit à toutes les distances et que toutes les masses sont positives, c'est quand même une force très importante dans l'univers. En particulier, l'interaction électromagnétique entre les corps à l'échelle cosmique est faible, puisque la charge électrique totale de ces corps est nulle (la substance dans son ensemble est électriquement neutre).

De plus, la gravité, contrairement à d'autres interactions, est universelle dans son effet sur toute la matière et l'énergie. Aucun objet n'a été trouvé qui n'ait aucune interaction gravitationnelle.

En raison de sa nature globale, la gravité est responsable d'effets à grande échelle tels que la structure des galaxies, les trous noirs et l'expansion de l'Univers, et des phénomènes astronomiques élémentaires - les orbites des planètes, et de la simple attraction vers la surface de la Terre et chutes de corps.

La gravité a été la première interaction décrite par une théorie mathématique. Aristote (IVe siècle av. J.-C.) pensait que des objets de masses différentes tombaient à des vitesses différentes. Ce n'est que bien plus tard (1589) que Galileo Galilei a déterminé expérimentalement que ce n'était pas le cas - si la résistance de l'air est éliminée, tous les corps accélèrent de la même manière. La loi de la gravité d'Isaac Newton (1687) était une bonne description du comportement général de la gravité. En 1915, Albert Einstein a créé la théorie générale de la relativité, qui décrit la gravité avec plus de précision en termes de géométrie de l'espace-temps.

La mécanique céleste et quelques-uns de ses problèmes

La tâche la plus simple de la mécanique céleste est l'interaction gravitationnelle de deux corps ponctuels ou sphériques dans l'espace vide. Ce problème dans le cadre de la mécanique classique est résolu analytiquement sous une forme fermée ; le résultat de sa solution est souvent formulé sous la forme des trois lois de Kepler.

Plus le nombre de corps en interaction augmente, plus le problème se complique. Ainsi, le problème déjà célèbre des trois corps (c'est-à-dire le mouvement de trois corps avec des masses non nulles) ne peut pas être résolu analytiquement dans vue générale. Avec une solution numérique, cependant, l'instabilité des solutions par rapport aux conditions initiales s'installe assez rapidement. Appliquée au système solaire, cette instabilité rend impossible de prédire avec précision le mouvement des planètes à des échelles dépassant la centaine de millions d'années.

Dans certains cas particuliers, il est possible de trouver une solution approximative. Le plus important est le cas où la masse d'un corps est nettement supérieure à la masse d'autres corps (exemples : le système solaire et la dynamique des anneaux de Saturne). Dans ce cas, en première approximation, on peut supposer que les corps légers n'interagissent pas entre eux et se déplacent selon des trajectoires képlériennes autour d'un corps massif. Les interactions entre eux peuvent être prises en compte dans le cadre de la théorie des perturbations et moyennées dans le temps. Dans ce cas, des phénomènes non triviaux peuvent survenir, tels que des résonances, des attracteurs, des aléas, etc. Exemple illustratif de tels phénomènes - la structure complexe des anneaux de Saturne.

Malgré les tentatives pour décrire avec précision le comportement d'un système d'un grand nombre de corps attractifs d'environ la même masse, cela ne peut être fait en raison du phénomène de chaos dynamique.

Forts champs gravitationnels

Dans les champs gravitationnels forts, ainsi que lors du déplacement dans un champ gravitationnel avec des vitesses relativistes, les effets de la théorie générale de la relativité (GR) commencent à apparaître :

• changement dans la géométrie de l'espace-temps;
  • en conséquence, la déviation de la loi de gravité par rapport au newtonien ;
  • et dans les cas extrêmes - l'émergence de trous noirs;
• retard potentiel associé à la vitesse de propagation finie des perturbations gravitationnelles ;
  • en conséquence, l'apparition d'ondes gravitationnelles ;
• effets non linéaires : la gravité a tendance à interagir avec elle-même, donc le principe de superposition dans champs forts n'est plus remplie.

Rayonnement gravitationnel

L'une des prédictions importantes de la relativité générale est le rayonnement gravitationnel, dont la présence a été confirmée par des observations directes en 2015. Cependant, même plus tôt, il y avait des preuves indirectes de poids en faveur de son existence, à savoir : les pertes d'énergie dans les systèmes binaires proches contenant des objets gravitationnels compacts (tels que les étoiles à neutrons ou les trous noirs), en particulier, dans le célèbre système PSR B1913 + 16 (Huls pulsar - Taylor) - sont en bon accord avec le modèle GR, dans lequel cette énergie est emportée précisément par le rayonnement gravitationnel.

Seuls les systèmes avec des moments quadripolaires variables ou multipolaires supérieurs peuvent générer un rayonnement gravitationnel, ce fait suggère que le rayonnement gravitationnel de la plupart sources naturelles directionnel, ce qui complique considérablement sa détection. Puissance de gravité n-la source poly est proportionnelle texvc pas trouvé; Voir math/README pour l'aide à la configuration.): (v/c)^(2n + 2), si le multipôle est de type électrique, et Impossible d'analyser l'expression (fichier exécutable texvc pas trouvé; Voir math/README pour l'aide à la configuration.): (v/c)^(2n + 4)- si le multipôle est de type magnétique, où v est la vitesse caractéristique des sources dans le système rayonnant, et c est la vitesse de la lumière. Ainsi, le moment dominant sera le moment quadripolaire de type électrique, et la puissance du rayonnement correspondant est égale à :

Impossible d'analyser l'expression (fichier exécutable texvc pas trouvé; Voir math/README pour l'aide au réglage.): L = \frac(1)(5)\frac(G)(c^5)\left\langle \frac(d^3 Q_(ij))(dt^ 3) \frac(d^3 Q^(ij))(dt^3)\right\rangle,

Où Impossible d'analyser l'expression (fichier exécutable texvc pas trouvé; Voir math/README pour l'aide à la configuration.): Q_(ij) est le tenseur du moment quadripolaire de la distribution de masse du système rayonnant. Constant Impossible d'analyser l'expression (fichier exécutable texvc pas trouvé; Voir math/README pour l'aide à la configuration.) : \frac(G)(c^5) = 2,76 \times 10^(-53)(1/W) permet d'estimer l'ordre de grandeur de la puissance de rayonnement.

Effets subtils de la gravité

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Mesure de la courbure de l'espace en orbite terrestre (dessin d'artiste)

En plus des effets classiques de l'attraction gravitationnelle et de la dilatation du temps, la théorie de la relativité générale prédit l'existence d'autres manifestations de la gravité, qui sont très faibles dans les conditions terrestres et donc leur détection et leur vérification expérimentale sont très difficiles. Jusqu'à récemment, surmonter ces difficultés semblait au-delà des capacités des expérimentateurs.

Parmi eux, on peut notamment citer l'entraînement des référentiels inertiels (ou effet Lense-Thirring) et le champ gravitomagnétique. En 2005, la sonde Gravity Probe B de la NASA a mené une expérience d'une précision sans précédent pour mesurer ces effets près de la Terre. Le traitement des données obtenues a été effectué jusqu'en mai 2011 et a confirmé l'existence et l'ampleur des effets de la précession géodésique et de la traînée des référentiels inertiels, bien qu'avec une précision légèrement inférieure à celle initialement supposée.

Après un travail intensif sur l'analyse et l'extraction du bruit de mesure, les résultats finaux de la mission ont été annoncés lors d'une conférence de presse sur NASA-TV le 4 mai 2011 et publiés dans Physical Review Letters. La valeur mesurée de la précession géodésique était −6601,8±18,3 millisecondes arcs par an, et l'effet de traînée - −37,2 ± 7,2 millisecondes arcs par an (comparer avec les valeurs théoriques de −6606,1 mas/an et −39,2 mas/an).

Théories classiques de la gravité

Voir aussi: Théories de la gravité

En raison du fait que les effets quantiques de la gravité sont extrêmement faibles, même dans les conditions les plus extrêmes et les plus observables, il n'existe toujours pas d'observations fiables à leur sujet. Les estimations théoriques montrent que dans la grande majorité des cas on peut se limiter à descriptif classique interaction gravitationnelle.

Il existe une théorie classique canonique moderne de la gravité - la théorie générale de la relativité, et de nombreuses hypothèses et théories de divers degrés de développement qui l'affine, en concurrence les unes avec les autres. Toutes ces théories donnent des prédictions très similaires dans l'approximation dans laquelle des tests expérimentaux sont actuellement menés. Voici quelques-unes des théories de la gravité les plus importantes, les mieux développées ou les plus connues.

Théorie générale de la relativité

Dans l'approche standard de la théorie de la relativité générale (RG), la gravité est initialement considérée non pas comme une interaction de force, mais comme une manifestation de la courbure de l'espace-temps. Ainsi, en relativité générale, la gravité est interprétée comme un effet géométrique, et l'espace-temps est considéré dans le cadre de la géométrie riemannienne non euclidienne (plus précisément, pseudo-riemannienne). Le champ gravitationnel (une généralisation du potentiel gravitationnel newtonien), parfois aussi appelé le champ gravitationnel, en relativité générale est identifié avec le champ métrique tenseur - la métrique de l'espace-temps à quatre dimensions, et l'intensité du champ gravitationnel - avec la connexion affine de l'espace-temps, déterminée par la métrique.

La tâche standard de la relativité générale est de déterminer les composants du tenseur métrique, qui déterminent ensemble les propriétés géométriques de l'espace-temps, à partir de la distribution connue des sources d'énergie-impulsion dans le système de coordonnées à quatre dimensions considéré. À son tour, la connaissance de la métrique permet de calculer le mouvement des particules de test, ce qui équivaut à connaître les propriétés du champ gravitationnel dans un système donné. En relation avec la nature tensorielle des équations GR, ainsi qu'avec la justification fondamentale standard de sa formulation, on pense que la gravité a également un caractère tenseur. L'une des conséquences est que le rayonnement gravitationnel doit être au moins de l'ordre quadripolaire.

On sait qu'en relativité générale, il existe des difficultés dues à la non-invariance de l'énergie du champ gravitationnel, puisque cette énergie n'est pas décrite par un tenseur et peut être théoriquement déterminée différentes façons. En relativité générale classique, le problème de la description de l'interaction spin-orbite se pose également (puisque le spin d'un objet étendu n'a pas non plus de définition unique). On pense qu'il existe certains problèmes avec l'unicité des résultats et la justification de la cohérence (le problème des singularités gravitationnelles).

Cependant, GR est confirmé expérimentalement jusqu'à très récemment (2012). De plus, de nombreuses approches alternatives à la théorie einsteinienne, mais standard pour la physique moderne, de la formulation de la théorie de la gravité conduisent à un résultat qui coïncide avec la relativité générale dans l'approximation à basse énergie, qui est la seule disponible actuellement pour la vérification expérimentale.

Théorie d'Einstein-Cartan

Une division similaire des équations en deux classes a également lieu dans RTG, où la deuxième équation du tenseur est introduite pour prendre en compte la connexion entre l'espace non euclidien et l'espace de Minkowski. En raison de la présence d'un paramètre sans dimension dans la théorie Jordan - Brans - Dicke, il devient possible de le choisir de manière à ce que les résultats de la théorie coïncident avec les résultats des expériences gravitationnelles. Dans le même temps, à mesure que le paramètre tend vers l'infini, les prédictions de la théorie se rapprochent de plus en plus de la relativité générale, de sorte qu'il est impossible de réfuter la théorie de Jordan-Brance-Dicke par une quelconque expérience confirmant la théorie de la relativité générale.

théorie quantique de la gravité

Malgré plus d'un demi-siècle de tentatives, la gravité est la seule interaction fondamentale pour laquelle une théorie quantique cohérente généralement acceptée n'a pas encore été construite. Aux basses énergies, dans l'esprit de la théorie quantique des champs, l'interaction gravitationnelle peut être considérée comme un échange de gravitons - bosons de jauge de spin 2. Cependant, la théorie qui en résulte n'est pas renormalisable et est donc considérée comme insatisfaisante.

Au cours des dernières décennies, trois approches prometteuses pour résoudre le problème de la quantification de la gravité ont été développées : la théorie des cordes, la gravité quantique à boucles et triangulation dynamique causale[[C:Wikipedia:Articles sans sources (pays : Erreur Lua : callParserFunction : la fonction "#property" n'a pas été trouvée. )]][[C:Wikipedia:Articles sans sources (pays : Erreur Lua : callParserFunction : la fonction "#property" n'a pas été trouvée. )]] [ ] .

La théorie des cordes

Dans celui-ci, au lieu de particules et d'espace-temps d'arrière-plan, des cordes et leurs homologues multidimensionnels, les branes, apparaissent. Pour les problèmes de grande dimension, les branes sont des particules de grande dimension, mais en termes de particules en mouvement à l'intérieur ces branes, ce sont des structures spatio-temporelles. Une variante de la théorie des cordes est la théorie M.

Gravité quantique en boucle

Il tente de formuler une théorie quantique des champs sans référence à l'arrière-plan de l'espace-temps, l'espace et le temps, selon cette théorie, sont constitués de parties discrètes. Ces petites cellules quantiques de l'espace sont connectées les unes aux autres d'une certaine manière, de sorte qu'à de petites échelles de temps et de longueur, elles créent une structure colorée et discrète de l'espace, et à grande échelle, elles se transforment en douceur en un espace-temps continu et lisse. Bien que de nombreux modèles cosmologiques ne puissent décrire le comportement de l'univers qu'à partir de l'époque de Planck après le Big Bang, la gravité quantique en boucle peut décrire le processus d'explosion lui-même, et même regarder plus tôt. La gravitation quantique en boucle permet de décrire toutes les particules du modèle standard sans nécessiter l'introduction du boson de Higgs pour expliquer leurs masses.

Triangulation dynamique causale

Dans celui-ci, la variété espace-temps est construite à partir de simplex euclidiens élémentaires (triangle, tétraèdre, pentachore) de dimensions de l'ordre de Planck, en tenant compte du principe de causalité. La quadridimensionnalité et l'espace-temps pseudo-euclidien à l'échelle macroscopique n'y sont pas postulés, mais sont une conséquence de la théorie.

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Cette section manque d'informations. Théorie générale de la relativité - Formulation mathématique de la relativité générale - Formulation hamiltonienne de la relativité générale Des principes Géométrodynamique ( Anglais)

Classique Relativiste

Gravité semi-classique ( Anglais) Triangulation dynamique causale ( Anglais) Wheeler - Équation de DeWitt ( Anglais) – Tu ne crois pas en Dieu, ma chérie ?.. – le triste homme, qui écoutait attentivement mon discours « émotionnellement indigné », fut surpris. – Je ne l'ai pas encore trouvé... Mais s'il existe vraiment, alors il doit être gentil. Et pour une raison quelconque, beaucoup de gens lui font peur, ils ont peur de lui ... Dans notre école, ils disent: "Un homme a l'air fier!" Comment une personne peut-elle être fière si la peur la plane tout le temps ?! .. Oui, et il y a trop de dieux différents - chaque pays a le sien. Et tout le monde essaie de prouver qu'il est le meilleur... Non, je ne comprends toujours pas beaucoup de choses... Mais comment peut-on croire en quelque chose sans le comprendre ?.. Dans notre école on enseigne qu'il y a rien après la mort ... Et comment puis-je croire cela, si je vois quelque chose de complètement différent? .. Je pense que la foi aveugle tue simplement l'espoir chez les gens et augmente la peur. S'ils savaient ce qui se passait réellement, ils se comporteraient beaucoup plus prudemment... Ils ne se soucieraient pas de ce qui se passerait ensuite, après leur mort. Ils sauraient qu'ils vivraient à nouveau, et ils devraient répondre de la façon dont ils ont vécu. Seulement pas devant le "Dieu terrible", bien sûr... Mais devant vous. Et personne ne viendra expier ses péchés, mais ils devront expier eux-mêmes leurs péchés ... Je voulais en parler à quelqu'un, mais personne ne voulait m'écouter. Probablement, c'est beaucoup plus pratique pour tout le monde de vivre comme ça ... Oui, et c'est probablement plus facile aussi, - j'ai enfin terminé mon discours "long et mortel". Je me suis soudain sentie très triste. D'une manière ou d'une autre, cet homme a réussi à me faire parler de ce qui « grignotait » en moi depuis le jour où j'ai « touché » le monde des morts pour la première fois, et dans ma naïveté, j'ai pensé que les gens devaient « juste dire, et ils croiront immédiatement et même se réjouiront!... Et, bien sûr, ils voudront tout de suite ne faire que de bonnes choses...». Comme un enfant doit être naïf pour avoir un rêve aussi stupide et irréalisable dans son cœur ?! Les gens n'aiment pas savoir que "là" - après la mort - il y a autre chose. Parce que si vous l'admettez, cela signifie qu'ils devront répondre de tout ce qu'ils ont fait. Mais c'est exactement ce que personne ne veut ... Les gens, comme les enfants, pour une raison quelconque, ils sont sûrs que s'ils ferment les yeux et ne voient rien, alors rien de mal ne leur arrivera ... Ou blâmez tout sur les épaules fortes pour ce même Dieu, qui « rachètera » pour eux tous leurs péchés, et tout ira bien là-bas... Mais est-ce vrai, mon cadre logique simple et « enfantin ». Dans le livre sur Dieu (Bible), par exemple, il a été dit que l'orgueil est un grand péché, et le même Christ (le fils de l'homme !!!) dit que par sa mort il expiera "tous les péchés des hommes". ” ... Quel genre de fierté fallait-il avoir pour s'assimiler à toute la race humaine, prise ensemble ?!. Et quel genre de personne oserait penser une telle chose sur lui-même ?... Fils de Dieu ? Ou le Fils de l'homme ?.. Et les églises ?!.. Les unes les autres s'embellissent. Comme si les anciens architectes s'efforçaient de se surpasser, construisant la maison de Dieu... Oui, les églises sont vraiment exceptionnellement belles, comme des musées. Chacun d'eux est une véritable œuvre d'art... Mais, si j'ai bien compris, une personne allait à l'église pour parler avec Dieu, n'est-ce pas ? Dans ce cas, comment aurait-il pu le trouver dans tout ce luxe d'or étourdissant et accrocheur, qui, par exemple, non seulement ne me disposait pas à ouvrir mon cœur, mais, au contraire, à le fermer le plus tôt possible afin de pour ne pas voir le même Dieu même, sanglant, presque nu, brutalement torturé, crucifié au milieu de tout cet or brillant, étincelant, écrasant, comme si les gens célébraient sa mort, et ne croyaient pas et ne se réjouissaient pas de sa la vie... Même dans les cimetières, nous emprisonnons tous des fleurs vivantes pour qu'elles nous rappellent la vie des mêmes morts. Alors pourquoi n'ai-je vu dans aucune église une statue du Christ vivant, à qui l'on puisse prier, parler avec lui, ouvrir son âme ?.. Et la Maison de Dieu ne signifie-t-elle que sa mort ? .. Une fois, j'ai demandé à un prêtre pourquoi nous ne prions pas le Dieu vivant? Il m'a regardé comme si j'étais une mouche agaçante et m'a dit que «c'est pour que nous n'oubliions pas qu'il (Dieu) a donné sa vie pour nous, expiant nos péchés, et maintenant nous devons toujours nous rappeler que nous ne sommes pas ses dignes (?!), et de se repentir de leurs péchés autant que possible »... Mais s'il a déjà expié pour eux, alors pourquoi devrions-nous nous repentir ?.. Et si nous devons nous repentir, alors toute cette expiation est un mensonge ? Le prêtre s'est mis très en colère et a dit que j'avais des pensées hérétiques et que je devais les expier en lisant "Notre Père" vingt fois le soir (!)... Les commentaires, je pense, sont superflus... Je pourrais continuer très, très longtemps, car tout cela m'énervait à ce moment-là, et j'avais des milliers de questions auxquelles personne ne me donnait de réponses, mais me conseillait simplement de "croire", ce que je ne ferais jamais dans ma vie ne pouvait pas, car avant de croire, je devais comprendre pourquoi, et s'il n'y avait pas de logique dans la même «foi», alors c'était pour moi «rechercher un chat noir dans chambre noire», et ni mon cœur ni mon âme n'avaient besoin d'une telle foi. Et pas parce que (comme certains me l'ont dit) j'avais une âme "sombre" qui n'avait pas besoin de Dieu... Au contraire, je pense que mon âme était assez brillante pour comprendre et accepter, seulement il n'y avait rien à accepter... Oui, et qu'est-ce qui pourrait s'expliquer si les gens eux-mêmes tuaient leur Dieu, puis décidaient soudainement qu'il serait "plus correct" de l'adorer ?.. Donc, à mon avis, il vaudrait mieux ne pas tuer, mais essayer de apprenez de lui autant que possible, s'il était vraiment un vrai Dieu... Pour une raison quelconque, beaucoup plus proche à cette époque, j'ai ressenti nos "vieux dieux", dont des statues sculptées dans notre ville et dans toute la Lituanie, un grand un un tas de. C'étaient des dieux drôles et chaleureux, joyeux et en colère, tristes et sévères qui n'étaient pas aussi incompréhensiblement "tragiques" que le même Christ, à qui on avait donné des églises incroyablement chères, comme s'il essayait vraiment d'expier certains péchés... "Vieux" dieux lituaniens dans ma ville natale d'Alytus, simple et chaleureux, comme une simple famille amicale... Ces dieux me rappelaient de gentils personnages de contes de fées, qui ressemblaient un peu à nos parents - ils étaient gentils et affectueux, mais si nécessaire, ils pouvaient nous punir sévèrement lorsque nous faisions trop de farces. Ils étaient beaucoup plus proches de notre âme que cet incompréhensible, lointain, et si terriblement péri par des mains humaines, Dieu... Je demande aux croyants de ne pas s'indigner, lisant les lignes avec mes pensées d'alors. C'était alors, et moi, comme tout le reste, dans la même Foi, je cherchais ma vérité enfantine. Par conséquent, je ne peux discuter de cela que sur mes opinions et concepts que j'ai maintenant, et qui seront présentés dans ce livre beaucoup plus tard. En attendant, c'était un temps de "recherche obstinée", et ce n'était pas si facile pour moi... "Tu es une fille étrange..." murmura pensivement le triste étranger. « Je ne suis pas bizarre, je suis juste en vie. Mais je vis entre deux mondes - les vivants et les morts... Et je peux voir ce que beaucoup, malheureusement, ne voient pas. Parce que, probablement, personne ne me croit ... Mais tout serait tellement plus facile si les gens écoutaient, et au moins pendant une minute réfléchissaient, même s'ils ne croyaient pas ... Mais, je pense que si cela arrive quand Un jour, c'est certainement n'arrivera pas aujourd'hui ... Mais aujourd'hui, je dois vivre avec ça ... "Je suis désolé, chérie..." murmura l'homme. « Vous savez, il y a beaucoup de gens comme moi ici. Il y en a des milliers ici... Il serait probablement intéressant que vous leur parliez. Il y a même de vrais héros, pas comme moi. Il y en a beaucoup ici... J'ai soudain eu un désir fou d'aider cet homme triste et solitaire. En fait, je n'avais absolument aucune idée de ce que je pouvais faire pour lui. "Voulez-vous que nous créions un autre monde pour vous pendant que vous êtes ici?", A soudainement demandé Stella de manière inattendue. C'était une excellente idée, et j'avais un peu honte de ne pas l'avoir eue en premier. Stella était une personne merveilleuse et, d'une manière ou d'une autre, elle trouvait toujours quelque chose de gentil qui pouvait apporter de la joie aux autres. - Quel genre "d'autre monde"? .. - l'homme a été surpris. "Regarde, regarde..." et une lumière vive et joyeuse brillait soudain dans sa grotte sombre et lugubre !.. "Comment trouvez-vous une telle maison ?" Les yeux de notre "triste" ami s'illuminèrent joyeusement. Il regarda autour de lui avec confusion, ne comprenant pas ce qui s'était passé ici ... Et dans sa terrible grotte sombre, le soleil brillait de mille feux, la verdure luxuriante était parfumée, les oiseaux chantaient et il y avait une odeur étonnante de fleurs épanouies ... Et dans son coin le plus éloigné, un ruisseau murmurait joyeusement, éclaboussant des gouttelettes de l'eau la plus pure, la plus fraîche et la plus cristalline... - Voici! Comme vous voulez? Stella a demandé joyeusement. L'homme, complètement abasourdi par ce qu'il a vu, n'a pas prononcé un mot, a seulement regardé toute cette beauté avec des yeux agrandis de surprise, dans lesquels des gouttes tremblantes de larmes "heureuses" brillaient comme des diamants purs ... - Seigneur, depuis combien de temps n'ai-je pas vu le soleil! .. - murmura-t-il doucement. - Qui es-tu, ma fille ? - Oh, je ne suis qu'un homme. Tout comme vous - mort. Et la voici, vous le savez déjà - vivante. Nous marchons ici ensemble parfois. Et nous aidons, si nous le pouvons, bien sûr. Il était clair que le bébé était content de l'effet et tripotait littéralement avec le désir de le prolonger ... - Aimez-vous vraiment? Vous voulez que ça reste comme ça ? L'homme hocha simplement la tête, incapable de prononcer un mot. Je n'ai même pas essayé d'imaginer quel bonheur il aurait dû éprouver, après cette horreur noire dans laquelle il était quotidiennement, et depuis si longtemps, était ! .. "Merci, ma chérie..." murmura doucement l'homme. "Dis-moi juste, comment ça peut rester?" - Ah, c'est facile ! Votre monde ne sera qu'ici, dans cette grotte, et personne ne le verra sauf vous. Et si tu ne pars pas d'ici, il restera avec toi pour toujours. Eh bien, je viendrai vous voir pour vérifier... Je m'appelle Stella. - Je ne sais pas quoi dire pour ça... Je ne le méritais pas. C'est probablement faux... Je m'appelle Luminary. Oui, pas encore beaucoup de "lumière" apportée, comme vous pouvez le voir ... - Oh, rien, apportez-en plus! - il était clair que le bébé était très fier de ce qu'elle avait fait et éclatait de plaisir. "Merci, très chers..." Le luminaire s'assit, la tête fièrement baissée, et éclata soudain en sanglots comme un enfant... - Bon, et les autres, les mêmes ?.. - murmurai-je doucement à l'oreille de Stella. - Il doit y en avoir beaucoup, non ? Que faire avec eux? Après tout, ce n'est pas juste d'aider quelqu'un. Et qui nous a donné le droit de juger lequel d'entre eux est digne d'une telle aide ? Le visage de Stellino fronça immédiatement les sourcils... – Je ne sais pas... Mais je sais avec certitude que c'est vrai. Si ce n'était pas bien, nous ne pourrions pas. Il y a d'autres lois... Tout à coup, il m'est venu à l'esprit: "Attendez une minute, mais qu'en est-il de notre Harold?! .. C'était un chevalier, donc il a aussi tué?" Comment a-t-il fait pour rester là, à « l'étage supérieur » ? .. – Il a payé pour tout ce qu'il a fait… Je lui ai posé la question – il a payé très cher… – Stella a répondu sérieusement, en plissant bizarrement le front. - Qu'as-tu payé ? - Je ne comprenais pas. "Essence..." murmura tristement la petite fille. - Il a donné une partie de son essence pour ce qu'il a fait de son vivant. Mais son essence était très élevée, donc, même en en ayant donné une partie, il était toujours capable de rester «au top». Mais très peu de gens peuvent le faire, seulement des entités vraiment très développées. Habituellement, les gens perdent trop et descendent beaucoup plus bas qu'ils ne l'étaient à l'origine. Comme c'est lumineux... C'était incroyable... Donc, après avoir fait quelque chose de mal sur Terre, les gens ont perdu une partie d'eux-mêmes (ou plutôt, une partie de leur potentiel d'évolution), et même en même temps, ils devaient encore rester dans cette horreur cauchemardesque qui était appelé - "inférieur" Astral... Oui, pour des erreurs, et en vérité, vous avez dû payer très cher... "Eh bien, maintenant nous pouvons y aller," gazouilla la petite fille, agitant la main avec contentement. - Au revoir, Lumière ! Je viendrai à toi! Nous avons continué et notre nouvel ami il était toujours assis, glacé d'un bonheur inattendu, absorbant avidement la chaleur et la beauté du monde créé par Stella, et s'y plongeant aussi profondément que le ferait un mourant, absorbant la vie qui lui revenait soudain... - Oui, c'est vrai, tu avais tout à fait raison !.. - dis-je pensivement. Stella rayonnait. Étant dans l'ambiance la plus "arc-en-ciel", nous venions de nous tourner vers les montagnes, lorsqu'une énorme créature aux griffes pointues a soudainement émergé des nuages ​​et s'est précipitée droit sur nous ... - Prends soin de toi! - Stela a crié, et j'ai juste réussi à voir deux rangées de dents acérées comme des rasoirs, et d'un coup violent dans le dos, roulé la tête par-dessus les talons jusqu'au sol ... De l'horreur sauvage qui nous a saisis, nous nous sommes précipités comme des balles le long d'une large vallée, sans même penser que nous pourrions rapidement passer à un autre «étage» ... Nous n'avons tout simplement pas eu le temps d'y penser - nous avions trop peur. La créature a volé juste au-dessus de nous, claquant bruyamment son bec béant et plein de dents, et nous avons couru aussi loin que nous le pouvions, pulvérisant de vils sprays visqueux sur les côtés et priant mentalement pour que quelque chose d'autre intéresse soudainement ce terrible "oiseau merveilleux" ... Il on sentait que c'était beaucoup plus rapide et qu'on n'avait tout simplement aucune chance de s'en détacher. Comme un mal, pas un seul arbre ne poussait à proximité, il n'y avait pas de buissons, pas même de pierres derrière lesquelles on pouvait se cacher, seul un rocher noir menaçant pouvait être vu au loin. - Là! - Cria Stella en pointant son doigt vers le même rocher. Mais soudain, de manière inattendue, juste devant nous, une créature est apparue de quelque part, dont la vue a littéralement gelé notre sang dans nos veines... Elle est apparue, pour ainsi dire, "tout droit sortie de nulle part" et était vraiment terrifiante. .. L'énorme carcasse noire était complètement recouverte de longs cheveux raides, ce qui la faisait ressembler à un ours ventru, seul cet "ours" était aussi grand qu'une maison à trois étages ... La tête bosselée du monstre était "mariée" avec deux énormes cornes recourbées, et une paire de crocs incroyablement longs, tranchants comme des couteaux, ornaient sa bouche terrible, regardant juste sur laquelle, avec frayeur, les jambes cédaient ... Et puis, nous surprenant indiciblement, le monstre sauta facilement et .... a ramassé la "boue" volante sur l'un de ses énormes crocs ... Nous nous sommes figés abasourdis. - Courons !!! Stella a crié. - Courons pendant qu'il est "occupé" ! .. Et nous étions déjà prêts à nous précipiter à nouveau sans nous retourner, quand soudain une voix ténue retentit dans notre dos : - Les filles, attendez ! Inutile de fuir !.. Dean t'a sauvé, ce n'est pas un ennemi ! Nous nous sommes retournés brusquement - une toute petite et très belle fille aux yeux noirs se tenait derrière... et caressait calmement le monstre qui s'approchait d'elle !.. Nos yeux se sont écarquillés de surprise... C'était incroyable ! Bien sûr - c'était une journée de surprises! .. La fille, nous regardant, sourit affablement, pas du tout effrayée par le monstre à fourrure qui se tenait à proximité. S'il vous plaît, n'ayez pas peur de lui. Il est tres gentil. Nous avons vu qu'Ovara vous poursuivait et avons décidé de vous aider. Dean est un bon gars, il l'a fait à temps. Vraiment, mon bien? "Bon" ronronna, ce qui ressemblait à un léger tremblement de terre, et, penchant la tête, lécha le visage de la fille. « Et qui est Owara, et pourquoi nous a-t-elle attaqués ? J'ai demandé. Elle attaque tout le monde, c'est une prédatrice. Et très dangereux », répondit calmement la jeune fille. « Puis-je vous demander ce que vous faites ici ? » Vous n'êtes pas d'ici, les filles, n'est-ce pas ? - Non, pas d'ici. Nous étions juste en train de marcher. Mais la même question pour vous - que faites-vous ici ? Je vais chez ma mère ... - la petite fille est devenue triste. « Nous sommes morts ensemble, mais pour une raison quelconque, elle s'est retrouvée ici. Et maintenant, je vis ici, mais je ne lui dis pas cela, car elle ne sera jamais d'accord avec cela. Elle pense que j'arrive juste... « Ne vaut-il pas mieux venir ? C'est tellement terrible ici! .. - Stella secoua ses épaules. « Je ne peux pas la laisser seule ici, je la surveille pour qu'il ne lui arrive rien. Et voici Dean avec moi... Il m'aide. Je ne pouvais tout simplement pas y croire... Cette petite fille courageuse a volontairement quitté son "étage" beau et gentil pour vivre dans ce monde froid, terrible et étranger, protégeant sa mère, qui était très "coupable" de quelque chose ! Je pense que peu de gens auraient été aussi courageux et altruistes (même des adultes!) Des gens qui auraient décidé d'un tel exploit ... Et j'ai immédiatement pensé - peut-être qu'elle n'a tout simplement pas compris à quoi elle allait se condamner ?! - Et depuis combien de temps es-tu ici, ma fille, si ce n'est pas un secret ? "Récemment..." répondit tristement la petite fille aux yeux noirs, tirant sur la mèche noire de ses cheveux bouclés avec ses doigts. - Je suis entré dans un si beau monde quand je suis mort! .. Il était si gentil et brillant! .. Et puis j'ai vu que ma mère n'était pas avec moi et je me suis précipitée pour la chercher. Au début, c'était tellement effrayant ! Pour une raison quelconque, elle était introuvable... Et puis je suis tombé dans ce monde terrible... Et puis je l'ai trouvée. J'étais si terrifié ici... Si seul... Maman m'a dit de partir, m'a même grondé. Mais je ne peux pas la quitter... Maintenant j'ai un ami, mon bon Dean, et je peux exister ici d'une manière ou d'une autre. Sa "bonne amie" a de nouveau grogné, ce qui a donné à Stella et moi d'énormes frissons "astral inférieur"... Après m'être ressaisi, j'ai essayé de me calmer un peu et j'ai commencé à regarder de près ce miracle poilu... Et lui, immédiatement sentant qu'il s'en apercevait, découvrait terriblement sa bouche aux crocs... Je sursautai en arrière. - Oh, s'il te plaît, n'aie pas peur ! C'est lui qui vous sourit, - la fille "rassurée". Ouais... Avec un tel sourire, tu apprendras à courir vite... - Je me suis dit. "Mais comment se fait-il que tu sois devenue amie avec lui ?" demanda Stella. - Quand je suis arrivé ici, j'avais très peur, surtout quand des monstres comme toi ont été attaqués aujourd'hui. Et puis un jour, quand j'ai failli mourir, Dean m'a sauvé d'un tas d'"oiseaux" volants effrayants. J'avais aussi peur de lui au début, mais ensuite j'ai réalisé à quel point il avait un cœur en or... C'est le meilleur ami ! Je n'en ai jamais eu, même quand je vivais sur Terre. Comment vous y êtes-vous habitué si vite ? Son apparence n'est pas tout à fait, disons, familière... - Et ici, j'ai compris une vérité très simple, que pour une raison quelconque je n'ai pas remarquée sur Terre - l'apparence n'a pas d'importance si une personne ou une créature a un bon cœur ... Ma mère était très belle, mais parfois très en colère aussi . Et puis toute sa beauté a disparu quelque part... Et Dean, bien qu'effrayant, est toujours très gentil, et me protège toujours, je ressens sa bonté et n'ai peur de rien. On peut s'habituer au look... "Savez-vous que vous serez ici pour très longtemps, bien plus longtemps que les gens ne vivent sur Terre?" Voulez-vous vraiment rester ici ? « Ma mère est ici, donc je dois l'aider. Et quand elle "part" pour vivre à nouveau sur Terre, je partirai aussi ... Là où il y a plus de bonté. Dans ce monde terrible, les gens sont très étranges - comme s'ils ne vivaient pas du tout. Pourquoi donc? En savez-vous quelque chose ? - Et qui t'a dit que ta mère repartirait vivre ? demanda Stella. Doyen, bien sûr. Il en sait beaucoup, il vit ici depuis très longtemps. Il a également dit que lorsque nous (ma mère et moi) vivrons à nouveau, nos familles seront différentes. Et puis je n'aurai plus cette mère... C'est pourquoi je veux être avec elle maintenant. « Et comment lui parlez-vous, à votre doyen ? demanda Stella. « Et pourquoi ne veux-tu pas nous dire ton nom ? Mais c'est vrai - nous ne connaissions toujours pas son nom ! Et d'où elle venait - ils ne savaient pas non plus ... – Je m'appelais Maria... Mais est-ce vraiment important ici ? - Sûrement ! Stella rit. - Et comment communiquer avec vous ? Quand vous partirez, ils vous donneront un nouveau nom, mais tant que vous serez ici, vous devrez vivre avec l'ancien. As-tu parlé à quelqu'un d'autre ici, Maria girl ? - Par habitude, sautant de sujet en sujet, demanda Stella. "Oui, je l'ai fait..." dit la petite fille avec hésitation. « Mais ils sont si étranges ici. Et si misérables... Pourquoi sont-ils si misérables ? « Mais ce que vous voyez ici est-il propice au bonheur ? J'ai été surpris par sa question. – Même la « réalité » locale elle-même tue d'avance tout espoir !.. Comment peut-on être heureux ici ? - Je ne sais pas. Quand je suis avec ma mère, il me semble que je pourrais être heureuse ici aussi... C'est vrai, ça fait très peur ici, et elle n'aime vraiment pas ça ici... Quand j'ai dit que j'étais d'accord pour rester avec elle, elle m'a crié dessus et a dit que je suis son "malheur sans cervelle" ... Mais je ne suis pas offensé ... Je sais qu'elle a juste peur. Exactement comme moi... - Peut-être voulait-elle juste te sauver de ta décision « extrême », et voulait seulement que tu retournes à ton « étage » ? - Avec précaution, pour ne pas vexer, demanda Stella. – Non, bien sûr que non... Mais merci pour vos aimables paroles. Maman m'a souvent traité de pas très bons noms, même sur Terre... Mais je sais que ce n'est pas par méchanceté. Elle était juste malheureuse parce que je suis né et m'a souvent dit que j'avais ruiné sa vie. Mais ce n'était pas ma faute, n'est-ce pas ? J'ai toujours essayé de la rendre heureuse, mais pour une raison quelconque, je n'ai pas vraiment réussi ... Mais je n'ai jamais eu de père. Maria était très triste et sa voix tremblait, comme si elle était sur le point de pleurer.

Généralement décrit par la théorie générale de la relativité d'Einstein. Dans la limite quantique, l'interaction gravitationnelle est censée être décrite par la théorie quantique de la gravité, qui n'a pas encore été développée.

La gravité joue un rôle extrêmement important dans la structure et l'évolution de l'Univers (établissant une relation entre la densité de l'Univers et le taux de son expansion), déterminant les conditions clés de l'équilibre et de la stabilité des systèmes astronomiques. Sans gravité, il n'y aurait pas de planètes, d'étoiles, de galaxies, de trous noirs dans l'Univers.

Attraction gravitationnelle

La loi de la gravité

La loi de la gravitation universelle est l'une des applications de la loi du carré inverse, qui se produit également dans l'étude du rayonnement (voir, par exemple, la pression lumineuse), et est une conséquence directe de l'augmentation quadratique de l'aire de la sphère avec un rayon croissant, ce qui entraîne une diminution quadratique de la contribution de toute surface unitaire à la surface de la sphère entière.

Le champ gravitationnel, ainsi que le champ de gravité, est potentiellement . Cela signifie qu'il est possible d'introduire l'énergie potentielle de l'attraction gravitationnelle d'une paire de corps, et cette énergie ne changera pas après avoir déplacé les corps le long d'un contour fermé. La potentialité du champ gravitationnel implique la loi de conservation de la somme des énergies cinétique et potentielle, et lors de l'étude du mouvement des corps dans un champ gravitationnel, cela simplifie souvent grandement la solution. Dans le cadre de la mécanique newtonienne, l'interaction gravitationnelle est de longue portée. Cela signifie que peu importe comment un corps massif se déplace, en tout point de l'espace, le potentiel gravitationnel ne dépend que de la position du corps à un instant donné.

Grands objets spatiaux - les planètes, les étoiles et les galaxies ont une masse énorme et, par conséquent, créent des champs gravitationnels importants.

La gravité est la force la plus faible. Cependant, puisqu'il opère à toutes les distances et que toutes les masses sont positives, c'est néanmoins une force très importante dans l'univers. En particulier, l'interaction électromagnétique entre les corps à l'échelle cosmique est faible, puisque la charge électrique totale de ces corps est nulle (la substance dans son ensemble est électriquement neutre).

De plus, la gravité, contrairement à d'autres interactions, est universelle dans son effet sur toute la matière et l'énergie. Aucun objet n'a été trouvé qui n'ait aucune interaction gravitationnelle.

En raison de sa nature globale, la gravité est responsable d'effets à grande échelle tels que la structure des galaxies, les trous noirs et l'expansion de l'Univers, et des phénomènes astronomiques élémentaires - les orbites des planètes, et de la simple attraction vers la surface de la Terre et chutes de corps.

La gravité a été la première interaction décrite par une théorie mathématique. Aristote (IVe siècle av. J.-C.) pensait que des objets de masses différentes tombaient à des vitesses différentes. Et ce n'est que bien plus tard (1589) que Galileo Galilei a déterminé expérimentalement que ce n'était pas le cas - si la résistance de l'air est éliminée, tous les corps accélèrent de la même manière. La loi de la gravité d'Isaac Newton (1687) était une bonne description du comportement général de la gravité. En 1915, Albert Einstein a créé la théorie générale de la relativité, qui décrit la gravité avec plus de précision en termes de géométrie de l'espace-temps.

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La mécanique céleste et quelques-uns de ses problèmes

La tâche la plus simple de la mécanique céleste est l'interaction gravitationnelle de deux corps ponctuels ou sphériques dans l'espace vide. Ce problème dans le cadre de la mécanique classique est résolu analytiquement sous une forme fermée ; le résultat de sa solution est souvent formulé sous la forme des trois lois de Kepler.

Plus le nombre de corps en interaction augmente, plus le problème se complique. Ainsi, le problème déjà célèbre des trois corps (c'est-à-dire le mouvement de trois corps de masses non nulles) ne peut pas être résolu analytiquement sous une forme générale. Avec une solution numérique, cependant, l'instabilité des solutions par rapport aux conditions initiales s'installe assez rapidement. Appliquée au système solaire, cette instabilité rend impossible de prédire avec précision le mouvement des planètes à des échelles dépassant la centaine de millions d'années.

Dans certains cas particuliers, il est possible de trouver une solution approximative. Le plus important est le cas où la masse d'un corps est nettement supérieure à la masse d'autres corps (exemples : le système solaire et la dynamique des anneaux de Saturne). Dans ce cas, en première approximation, on peut supposer que les corps légers n'interagissent pas entre eux et se déplacent selon des trajectoires képlériennes autour d'un corps massif. Les interactions entre eux peuvent être prises en compte dans le cadre de la théorie des perturbations et moyennées dans le temps. Dans ce cas, des phénomènes non triviaux peuvent survenir, tels que des résonances, des attracteurs, un caractère aléatoire, etc. Un bon exemple de tels phénomènes est la structure complexe des anneaux de Saturne.

Malgré les tentatives pour décrire avec précision le comportement d'un système d'un grand nombre de corps attractifs d'environ la même masse, cela ne peut être fait en raison du phénomène de chaos dynamique.

Forts champs gravitationnels

Dans les champs gravitationnels forts (ainsi que lors d'un déplacement dans un champ gravitationnel avec des vitesses relativistes), les effets de la théorie générale de la relativité (GR) commencent à apparaître :

• changement dans la géométrie de l'espace-temps;
  • en conséquence, la déviation de la loi de gravité par rapport au newtonien ;
  • et dans les cas extrêmes - l'émergence de trous noirs;
• retard potentiel associé à la vitesse de propagation finie des perturbations gravitationnelles ;
  • en conséquence, l'apparition d'ondes gravitationnelles ;
• effets non linéaires : la gravité a tendance à interagir avec elle-même, donc le principe de superposition dans les champs forts n'est plus valable.

Rayonnement gravitationnel

L'une des prédictions importantes de la relativité générale est le rayonnement gravitationnel, dont la présence a été confirmée par des observations directes en 2015. Cependant, même plus tôt, il existait de fortes preuves indirectes en faveur de son existence, à savoir: les pertes d'énergie dans des systèmes binaires proches contenant des objets gravitationnels compacts (tels que des étoiles à neutrons ou des trous noirs), en particulier, découverts en 1979 dans le célèbre système PSR B1913 + 16 (pulsar Hulse-Taylor) - sont en bon accord avec le modèle GR, dans lequel cette énergie est emportée précisément par le rayonnement gravitationnel.

Le rayonnement gravitationnel ne peut être généré que par des systèmes à moments quadripolaires variables ou multipolaires supérieurs, ce fait suggère que le rayonnement gravitationnel de la plupart des sources naturelles est directionnel, ce qui complique considérablement sa détection. Puissance de gravité n (\displaystyle n)-la source poly est proportionnelle (v / c) 2 n + 2 (\displaystyle (v/c)^(2n+2)), si le multipôle est de type électrique, et (v / c) 2n + 4 (\displaystyle (v/c)^(2n+4))- si le multipôle est de type magnétique, où v (\ displaystyle v) est la vitesse caractéristique des sources dans le système rayonnant, et c (\ displaystyle c) est la vitesse de la lumière dans le vide. Ainsi, le moment dominant sera le moment quadripolaire de type électrique, et la puissance du rayonnement correspondant est égale à :

L = 1 5 G c 5 ⟨ ré 3 Q je j ré t 3 ré 3 Q je j ré t 3 ⟩ , (\displaystyle L=(\frac (1)(5))(\frac (G)(c^(5)))\ gauche\langle (\frac (d^(3)Q_(ij))(dt^(3)))(\frac (d^(3)Q^(ij))(dt^(3)))\droite \rangle ,)

Où Q je j (\displaystyle Q_(ij)) est le tenseur du moment quadripolaire de la distribution de masse du système rayonnant. Constant G c 5 = 2 , 76 × 10 − 53 (\displaystyle (\frac (G)(c^(5)))=2,76\times 10^(-53))(1/W) permet d'estimer l'ordre de grandeur de la puissance de rayonnement.

Effets subtils de la gravité

Mesure de la courbure de l'espace en orbite terrestre (dessin d'artiste)

En plus des effets classiques de l'attraction gravitationnelle et de la dilatation du temps, la théorie de la relativité générale prédit l'existence d'autres manifestations de la gravité, qui sont très faibles dans les conditions terrestres et donc leur détection et leur vérification expérimentale sont très difficiles. Jusqu'à récemment, surmonter ces difficultés semblait au-delà des capacités des expérimentateurs.

Parmi eux, on peut notamment citer l'entraînement des référentiels inertiels (ou effet Lense-Thirring) et le champ gravitomagnétique. En 2005, la sonde Gravity Probe B de la NASA a mené une expérience d'une précision sans précédent pour mesurer ces effets près de la Terre. Le traitement des données obtenues a été effectué jusqu'en mai 2011 et a confirmé l'existence et l'ampleur des effets de la précession géodésique et de la traînée des référentiels inertiels, bien qu'avec une précision légèrement inférieure à celle initialement supposée.

Après un travail intensif sur l'analyse et l'extraction du bruit de mesure, les résultats finaux de la mission ont été annoncés lors d'une conférence de presse sur NASA-TV le 4 mai 2011 et publiés dans Physical Review Letters. La valeur mesurée de la précession géodésique était −6601,8±18,3 millisecondes arcs par an, et l'effet de traînée - −37,2 ± 7,2 millisecondes arcs par an (comparer avec les valeurs théoriques de −6606,1 mas/an et −39,2 mas/an).

Théories classiques de la gravité

En raison du fait que les effets quantiques de la gravité sont extrêmement faibles, même dans les conditions les plus extrêmes et les plus observables, il n'existe toujours pas d'observations fiables à leur sujet. Les estimations théoriques montrent que dans l'écrasante majorité des cas on peut se limiter à la description classique de l'interaction gravitationnelle.

Il existe une théorie classique canonique moderne de la gravité - la théorie générale de la relativité, et de nombreuses hypothèses et théories de divers degrés de développement qui l'affine, en concurrence les unes avec les autres. Toutes ces théories donnent des prédictions très similaires dans l'approximation dans laquelle des tests expérimentaux sont actuellement menés. Voici quelques-unes des théories de la gravité les plus importantes, les mieux développées ou les plus connues.

Théorie générale de la relativité

Cependant, GR est confirmé expérimentalement jusqu'à très récemment (2012). De plus, de nombreuses approches alternatives à la théorie einsteinienne, mais standard pour la physique moderne, de la formulation de la théorie de la gravité conduisent à un résultat qui coïncide avec la relativité générale dans l'approximation à basse énergie, qui est la seule disponible actuellement pour la vérification expérimentale.

Théorie d'Einstein-Cartan

Une division similaire des équations en deux classes a également lieu dans RTG, où la deuxième équation du tenseur est introduite pour prendre en compte la connexion entre l'espace non euclidien et l'espace de Minkowski. En raison de la présence d'un paramètre sans dimension dans la théorie Jordan - Brans - Dicke, il devient possible de le choisir de manière à ce que les résultats de la théorie coïncident avec les résultats des expériences gravitationnelles. Dans le même temps, à mesure que le paramètre tend vers l'infini, les prédictions de la théorie se rapprochent de plus en plus de la relativité générale, de sorte qu'il est impossible de réfuter la théorie de Jordan-Brance-Dicke par une quelconque expérience confirmant la théorie de la relativité générale.

théorie quantique de la gravité

Malgré plus d'un demi-siècle de tentatives, la gravité est la seule interaction fondamentale pour laquelle une théorie quantique cohérente généralement acceptée n'a pas encore été construite. Aux basses énergies, dans l'esprit de la théorie quantique des champs, l'interaction gravitationnelle peut être considérée comme un échange de gravitons - bosons de jauge de spin 2. Cependant, la théorie qui en résulte n'est pas renormalisable et est donc considérée comme insatisfaisante.

Au cours des dernières décennies, plusieurs approches prometteuses pour résoudre le problème de la quantification de la gravité ont été développées : la théorie des cordes, la gravité quantique à boucle, et autres.

La théorie des cordes

Dans celui-ci, au lieu de particules et d'espace-temps d'arrière-plan, des cordes et leurs homologues multidimensionnels, les branes, apparaissent. Pour les problèmes de grande dimension, les branes sont des particules de grande dimension, mais en termes de particules en mouvement à l'intérieur ces branes, ce sont des structures spatio-temporelles. Une variante de la théorie des cordes est la théorie M.

Gravité quantique en boucle

Il tente de formuler une théorie quantique des champs sans référence à l'arrière-plan de l'espace-temps, l'espace et le temps, selon cette théorie, sont constitués de parties discrètes. Ces petites cellules quantiques de l'espace sont connectées les unes aux autres d'une certaine manière, de sorte qu'à de petites échelles de temps et de longueur, elles créent une structure colorée et discrète de l'espace, et à grande échelle, elles se transforment en douceur en un espace-temps continu et lisse. Bien que de nombreux modèles cosmologiques ne puissent décrire le comportement de l'univers qu'à partir de l'époque de Planck après le Big Bang, la gravité quantique en boucle peut décrire le processus d'explosion lui-même, et même regarder plus tôt. La gravitation quantique en boucle permet de décrire toutes les particules du modèle standard sans nécessiter l'introduction du boson de Higgs pour expliquer leurs masses.

Triangulation dynamique causale

Triangulation dynamique causale - la variété espace-temps qu'elle contient est construite à partir de simplexes euclidiens élémentaires (triangle, tétraèdre, pentachore) de dimensions de l'ordre de Planck, en tenant compte du principe de causalité. La quadridimensionnalité et l'espace-temps pseudo-euclidien à l'échelle macroscopique n'y sont pas postulés, mais sont une conséquence de la théorie.

La gravité dans le microcosme

La gravité dans le microcosme aux basses énergies des particules élémentaires est de plusieurs ordres de grandeur plus faible que d'autres interactions fondamentales. Ainsi, le rapport de la force de l'interaction gravitationnelle de deux protons au repos à la force de l'interaction électrostatique est 10 − 36 (\displaystyle 10^(-36)).

Pour comparer la loi de la gravitation universelle avec la loi de Coulomb, la quantité G N m (\displaystyle (\sqrt (G_(N)))m) appelée charge gravitationnelle. En vertu du principe d'équivalence de masse et d'énergie charge gravitationnelleéquivaut à G N E c 2 (\displaystyle (\sqrt (G_(N)))(\frac (E)(c^(2)))). L'interaction gravitationnelle devient égale en force à l'interaction électromagnétique lorsque la charge gravitationnelle est égale à la charge électrique. G N E c 2 = e (\displaystyle (\sqrt (G_(N)))(\frac (E)(c^(2)))=e), c'est-à-dire aux énergies E = e c 2 G N = 10 18 (\displaystyle E=(\frac (ec^(2))(\sqrt (G_(N))))=10^(18)) GeV, jusqu'ici inaccessible aux accélérateurs de particules élémentaires.

Le contenu de l'article

GRAVITÉ (GRAVITATION), propriété de la matière, qui consiste dans le fait qu'entre deux particules quelconques il existe des forces d'attraction. La gravité est une interaction universelle qui couvre tout l'univers observable et est donc appelée universelle. Comme nous le verrons plus tard, la gravité joue un rôle primordial dans la détermination de la structure de tous les corps astronomiques de l'univers, à l'exception des plus petits. Il organise les corps astronomiques en systèmes comme notre système solaire ou la Voie lactée, et sous-tend la structure de l'univers lui-même.

Sous la "force de gravité", il est d'usage de comprendre la force créée par la gravité d'un corps massif, et sous "l'accélération de la gravité" - l'accélération créée par cette force. (Le mot "massif" est utilisé ici dans le sens de "posséder de la masse", mais le corps en question n'a pas besoin d'avoir une très grande masse.) Dans un sens encore plus étroit, l'accélération de la gravité est comprise comme l'accélération de un corps tombant librement (sans tenir compte de la résistance de l'air) à la surface de la Terre . Dans ce cas, puisque l'ensemble du système "Terre plus un corps qui tombe" tourne, des forces d'inertie entrent en jeu. La force centrifuge s'oppose à la force gravitationnelle et réduit poids effectif corps à une valeur petite mais mesurable. Cet effet tombe à zéro aux pôles, par lesquels passe l'axe de rotation de la Terre, et atteint un maximum à l'équateur, où la surface de la Terre est à sa plus grande distance de l'axe de rotation. Dans toute expérience menée localement, l'action de cette force est indiscernable de la véritable force de gravité. Par conséquent, l'expression "gravité à la surface de la Terre" est généralement comprise comme l'action combinée de la véritable gravité et de la réaction centrifuge. Le terme "gravité" est commodément étendu à d'autres corps célestes, en disant, par exemple, "la gravité à la surface de la planète Mars".

L'accélération de la gravité à la surface de la Terre est de 9,81 m/s 2 . Cela signifie que tout corps tombant librement près de la surface de la Terre augmente sa vitesse (accélère) de 9,81 m/s pour chaque seconde de chute. Si le corps a commencé la chute libre à partir du repos, à la fin de la première seconde, il aura une vitesse de 9,81 m/s, à la fin de la seconde - 18,62 m/s, etc.

La gravité comme facteur le plus important dans la structure de l'Univers.

La gravité joue un rôle extrêmement important et fondamental dans la structure du monde qui nous entoure. Comparée aux forces électriques d'attraction et de répulsion entre deux particules élémentaires chargées, la gravité est très faible. Le rapport de la force électrostatique à la force gravitationnelle agissant entre deux électrons est d'environ 4×10 46 , c'est-à-dire 4 avec 46 zéros. La raison pour laquelle tant grand écart de magnitude ne se trouve pas à chaque étape de la vie quotidienne, réside dans le fait que la partie prédominante de la matière sous sa forme habituelle est électriquement presque neutre, puisque le nombre de charges positives et négatives dans son volume est le même. Par conséquent, les énormes forces électriques du volume n'ont tout simplement pas la possibilité de se développer pleinement. Même dans des "astuces" telles que coller un ballon usé au plafond et relever les cheveux en le peignant par temps sec, les charges électriques ne sont que légèrement séparées, mais cela suffit déjà pour surmonter les forces de gravité. La force d'attraction gravitationnelle est si faible qu'il n'est possible de mesurer son effet entre des corps de tailles ordinaires, dans des conditions de laboratoire, qu'avec des précautions particulières. Par exemple, la force d'attraction gravitationnelle entre deux personnes de 80 kg, debout dos à dos, est de quelques dixièmes de dyne (moins de 10 -5 N). Les mesures de ces forces faibles sont entravées par la nécessité de les isoler dans le contexte de divers types de forces étrangères qui peuvent dépasser celle mesurée.

Au fur et à mesure que les masses augmentent, les effets gravitationnels deviennent de plus en plus perceptibles et finissent par dominer tout le reste. Imaginez les conditions qui règnent sur l'un des petits astéroïdes système solaire- sur un bloc de pierre sphérique d'un rayon de 1 km. La force de gravité à la surface d'un tel astéroïde est de 1/15 000 de la force de gravité à la surface de la Terre, où l'accélération gravitationnelle est de 9,81 m/s 2 . Une masse pesant une tonne à la surface de la Terre pèserait environ 50 g à la surface d'un tel astéroïde. La vitesse de séparation (à laquelle le corps, se déplaçant le long du rayon depuis le centre de l'astéroïde, surmonte le champ gravitationnel créé par ce dernier) ne serait que de 1,2 m/s, soit 4 km/h (la vitesse d'un piéton marchant pas très vite), de sorte qu'en marchant à la surface d'un astéroïde, il faudrait éviter les mouvements brusques et ne pas dépasser la vitesse indiquée pour ne pas s'envoler à jamais dans l'espace. Le rôle de l'auto-gravité augmente à mesure que nous nous déplaçons vers des corps de plus en plus grands - la Terre, de grandes planètes comme Jupiter et, enfin, vers des étoiles comme le Soleil. Ainsi, l'auto-gravité maintient la forme sphérique du noyau liquide de la Terre et son manteau solide entourant ce noyau, ainsi que l'atmosphère terrestre. Forces de cohésion intermoléculaires qui maintiennent les particules ensemble solides et les liquides ne sont plus efficaces à l'échelle cosmique, et seule l'auto-gravité permet à des boules de gaz géantes comme les étoiles d'exister comme un tout unique. Sans gravité, ces corps n'existeraient tout simplement pas, tout comme il n'y aurait pas de monde propice à la vie.

Lors du déplacement à des échelles encore plus grandes, la gravité organise les corps célestes individuels en systèmes. Les tailles de ces systèmes sont différentes - des systèmes relativement petits (d'un point de vue astronomique) et simples, tels que le système Terre-Lune, le système solaire et les étoiles binaires ou multiples, aux grands amas d'étoiles comptant des centaines de milliers d'étoiles. . La "vie", ou l'évolution, d'un amas d'étoiles individuel peut être considérée comme un acte d'équilibre entre la divergence mutuelle des étoiles et la gravité, qui tend à maintenir l'amas dans son ensemble. De temps en temps, une étoile, se déplaçant en direction d'autres étoiles, acquiert de l'élan et de la vitesse grâce à elles, lui permettant de voler hors de l'amas et de le quitter pour toujours. Les étoiles restantes forment un amas encore plus serré et la gravité les lie encore plus fortement qu'auparavant. La gravité aide également à maintenir ensemble les nuages ​​de gaz et de poussière dans l'espace, et parfois même les comprime en amas de matière compacts et plus ou moins sphériques. Les silhouettes sombres de nombreux objets de ce type peuvent être vues sur le fond plus clair de la Voie lactée. Selon la théorie de la formation des étoiles acceptée aujourd'hui, si la masse d'un tel objet est suffisamment grande, la pression à l'intérieur atteint un niveau auquel les réactions nucléaires deviennent possibles et un caillot de matière dense se transforme en étoile. Les astronomes ont pu obtenir des images confirmant la formation d'étoiles dans les endroits de l'espace extra-atmosphérique où seuls des nuages ​​​​de matière étaient auparavant observés, ce qui témoigne en faveur de la théorie existante.

La gravité joue rôle essentiel dans toutes les théories de l'origine, du développement et de la structure de l'univers dans son ensemble. Presque tous sont basés sur la théorie générale de la relativité. Dans cette théorie, créée par Einstein au début du XXe siècle, la gravité est considérée comme une propriété de la géométrie de l'espace-temps à quatre dimensions, comme quelque chose de similaire à la courbure d'une surface sphérique, généralisée à un plus grand nombre de dimensions. La "courbure" de l'espace-temps est étroitement liée à la répartition de la matière dans celui-ci.

Toutes les théories cosmologiques acceptent que la gravité soit une propriété de tout type de matière qui se manifeste partout dans l'univers, bien qu'il ne soit en aucun cas supposé que les effets créés par la gravité soient les mêmes partout. Par exemple, la constante gravitationnelle g(dont nous parlerons plus tard) peuvent varier en fonction du lieu et de l'heure, bien qu'il n'y ait pas de données d'observation directe qui le confirmeraient. Constante gravitationnelle g- une des constantes physiques de notre monde, au même titre que la vitesse de la lumière ou la charge électrique d'un électron ou d'un proton. Avec la précision avec laquelle les méthodes expérimentales modernes permettent de mesurer cette constante, sa valeur ne dépend pas du type de gravité de la matière créée. Seule la masse compte. La masse peut être comprise de deux manières : comme une mesure de la capacité d'attirer d'autres corps - cette propriété est entendue lorsqu'ils parlent de masse lourde (gravitationnelle) - ou comme une mesure de la résistance du corps aux tentatives de l'accélérer (la placer dans mouvement si le corps est au repos, arrêt si le corps bouge, ou change de trajectoire), - cette propriété de masse est entendue quand on parle de masse inertielle. Intuitivement, ces deux variétés de masse ne semblent pas être la même propriété de la matière, mais la théorie de la relativité générale postule leur identité et construit une image du monde basée sur ce postulat.

La gravité a une autre particularité ; il semble n'y avoir aucun moyen concevable de se débarrasser des effets de la gravité autre que de s'éloigner à une distance infinie de toute matière. Aucune substance connue n'a une masse négative, c'est-à-dire la propriété d'être repoussée par un champ gravitationnel. Même l'antimatière (positrons, antiprotons, etc.) a une masse positive. Il est impossible de se débarrasser de la gravité à l'aide d'une sorte d'écran, comme un champ électrique. Pendant éclipses lunaires La Lune est "protégée" par la Terre de l'attraction du Soleil, et l'effet d'un tel écran s'accumulerait d'une éclipse à l'autre, mais ce n'est pas le cas.

L'histoire des idées sur la gravitation.

Comme indiqué ci-dessus, la gravité est l'une des interactions les plus courantes de la matière avec la matière, et en même temps l'une des plus mystérieuses et énigmatiques. Les théories modernes sont loin d'expliquer le phénomène de la gravitation de manière significative.

Néanmoins, la gravité a toujours été explicitement ou implicitement liée à la cosmologie, de sorte que ces deux sujets sont inséparables. Les premières cosmologies, comme celles d'Aristote et de Ptolémée, qui durent jusqu'au XVIIIe siècle. dues en grande partie à l'autorité de ces penseurs, n'étaient guère plus qu'une systématisation des vues naïves des anciens. Dans ces cosmologies, la matière était divisée en quatre classes ou "éléments": la terre, l'eau, l'air et le feu (dans l'ordre du lourd au léger). Les mots « gravité » signifiaient à l'origine simplement « gravité » ; les objets constitués de l'élément "terre" possédaient la propriété de "gravité" dans une plus large mesure que les objets constitués d'autres éléments. L'emplacement naturel des objets lourds était le centre de la Terre, qui était considérée comme le centre de l'univers. L'élément « feu » était doté de la moindre autre « lourdeur » ; de plus, une sorte de gravité négative était inhérente au feu, dont l'effet se manifestait non par la gravité, mais par la "lévitation". Le lieu naturel du feu était les limites extérieures de la partie terrestre du monde. Dans les dernières versions de cette théorie, l'existence d'une cinquième entité (la "quintessence", parfois appelée "éther", qui était exempte des effets de la gravité) était postulée. Il a également été postulé que les corps célestes sont composés de quintessence. Si le corps terrestre se trouvait d'une manière ou d'une autre hors de sa place naturelle, alors il cherchait à y retourner par un mouvement naturel, qui lui est inhérent de la même manière qu'un mouvement délibéré à l'aide de pattes ou d'ailes est caractéristique d'un animal. Cela fait référence au mouvement d'une pierre dans l'espace, d'une bulle dans l'eau et d'une flamme dans l'air.

Galilée (1564-1642), étudiant le mouvement des corps sous l'action de la gravité, a découvert que la période d'oscillation d'un pendule ne dépend pas du fait que l'écart initial du pendule par rapport à la position d'équilibre était grand ou petit. Galileo a également établi expérimentalement qu'en l'absence de résistance de l'air, les corps lourds et légers tombent au sol avec la même accélération. (Aristote prétendait que les corps lourds tombaient plus vite que les poumons, et plus ils sont rapides, plus ils sont lourds.) Enfin, Galilée a exprimé l'idée de la constance de l'accélération de la chute libre et a formulé des énoncés qui sont essentiellement les précurseurs des lois du mouvement de Newton. C'est Galilée qui a réalisé le premier que pour un corps qui n'est pas soumis à des forces, un mouvement rectiligne uniforme est aussi naturel qu'un état de repos.

Il incombait au brillant mathématicien anglais I. Newton (1643-1727) de combiner des fragments disparates et de construire une théorie logique et cohérente. Ces fragments dispersés ont été créés grâce aux efforts de nombreux chercheurs. Voici la théorie héliocentrique de Copernic, perçue par Galilée, Kepler et d'autres comme un véritable modèle physique du monde ; et des observations astronomiques détaillées et précises de Brahe ; et l'expression concentrée de ces observations dans les trois lois du mouvement planétaire de Kepler ; et les travaux commencés par Galilée sur la formulation des lois de la mécanique sur la base d'une certaines notions, ainsi que des hypothèses et des solutions partielles aux problèmes trouvés par des contemporains de Newton tels que H. Huygens, R. Hooke et E. Halley. Pour mener à bien sa majestueuse synthèse, Newton avait besoin d'achever la création d'une nouvelle mathématique, appelée calcul différentiel et intégral. Parallèlement à Newton, son contemporain G. Leibniz a travaillé de manière indépendante sur la création du calcul différentiel et intégral.

Bien que l'anecdote de Voltaire au sujet de la pomme tombant sur la tête de Newton soit très probablement fausse, elle caractérise néanmoins dans une certaine mesure le type de pensée dont a fait preuve Newton dans son approche du problème de la gravitation. Newton posait constamment des questions : « La force qui maintient la Lune sur son orbite lorsqu'elle se déplace autour de la Terre est-elle la même force qui fait tomber les corps à la surface de la Terre ? Quelle doit être l'intensité de la gravité terrestre pour plier l'orbite de la Lune comme elle le fait réellement ? Pour répondre à ces questions, Newton devait d'abord définir le concept de force, qui inclurait le facteur faisant dévier le corps de la trajectoire originale du mouvement, et pas seulement accélérer ou ralentir lors du déplacement vers le haut ou vers le bas. Newton avait également besoin de connaître exactement la taille de la Terre et la distance de la Terre à la Lune. Il a supposé que l'attraction créée par la gravité terrestre diminue avec l'augmentation de la distance du corps attirant comme l'inverse du carré de la distance, c'est-à-dire à mesure que la distance augmente. La vérité d'une telle conclusion pour les orbites circulaires peut facilement être déduite des lois de Kepler sans recourir au calcul différentiel. Enfin, lorsque dans les années 1660 Picard effectue un relevé géodésique des régions du Nord de la France (un des premiers relevés géodésiques), il parvient à affiner la valeur de la longueur d'un degré de latitude à la surface de la terre, ce qui permet pour déterminer plus précisément la taille de la Terre et la distance de la Terre à la Lune. Les mesures de Picard ont encore renforcé la conviction de Newton qu'il était sur la bonne voie. Enfin, en 1686-1687, en réponse à une demande de la Royal Society formée peu avant, Newton publia son célèbre Principes mathématiques de la philosophie naturelle (Philosophiae naturalis principia mathematica), marquant la naissance de la mécanique moderne. Dans cet ouvrage, Newton a formulé sa fameuse loi de la gravitation universelle ; en notation algébrique moderne, cette loi s'exprime par la formule

Où F- force d'attraction entre deux corps matériels avec des masses M 1 et M 2 , et R est la distance entre ces corps. Coefficient g appelée la constante gravitationnelle. Dans le système métrique, la masse est mesurée en kilogrammes, la distance en mètres et la force en newtons et la constante gravitationnelle g a le sens g\u003d 6,67259H 10 -11 m 3 H kg -1 H s -2. La petitesse de la constante gravitationnelle explique le fait que les effets gravitationnels ne deviennent perceptibles qu'avec une grande masse de corps.

En utilisant les méthodes d'analyse mathématique, Newton a montré qu'un corps sphérique, comme la Lune, le Soleil ou une planète, crée la gravité de la même manière qu'un point matériel, qui est situé au centre de la sphère et a une masse équivalente . Le calcul différentiel et intégral a permis à Newton lui-même et à ses disciples de résoudre avec succès de nouvelles classes de problèmes, par exemple, le problème inverse de la détermination d'une force à partir d'un mouvement inégal ou curviligne d'un corps se déplaçant sous son influence ; prédire la vitesse et la position du corps à tout moment dans le futur, si la force est connue en fonction de la position ; résoudre le problème de la force d'attraction totale de tout corps (pas nécessairement de forme sphérique) en un point donné de l'espace. De nouveaux outils mathématiques puissants ont ouvert la voie à la résolution de nombreux problèmes complexes, auparavant insolubles, non seulement pour les champs gravitationnels, mais aussi pour d'autres champs.

Newton a également montré qu'en raison de la période de rotation de 24 heures autour de son propre axe, la Terre ne devrait pas avoir une forme strictement sphérique, mais quelque peu aplatie. Les implications des recherches de Newton dans ce domaine nous conduisent dans le domaine de la gravimétrie, la science de la mesure et de l'interprétation de la force de gravité à la surface de la Terre.

Action à longue portée.

Cependant, en newtonien Débuts il y a un écart. Le fait est qu'après avoir défini la force de gravité et donné une expression mathématique la décrivant, Newton n'a pas expliqué ce qu'est la gravité et comment elle fonctionne. Des questions qui ont suscité et continuent de susciter de nombreuses controverses depuis le 18e siècle. jusqu'à récemment, est la suivante : comment un corps situé à un endroit (par exemple, le Soleil) attire-t-il un corps (par exemple, la Terre) situé à un autre endroit, s'il n'y a pas de lien matériel entre les corps ? À quelle vitesse les effets gravitationnels se propagent-ils ? Immédiatement? A la vitesse de la lumière et d'autres oscillations électromagnétiques, ou à une autre vitesse ? Newton ne croyait pas à la possibilité d'une action à longue portée, il a simplement effectué les calculs comme si la loi de proportionnalité inverse au carré de la distance était un fait accepté. Beaucoup, dont Leibniz, l'évêque Berkeley et les disciples de Descartes, étaient d'accord avec le point de vue newtonien, mais étaient convaincus que les phénomènes séparés dans l'espace de leurs causes sont inconcevables sans une sorte d'agent intermédiaire physique qui ferme la relation causale entre eux. .

Plus tard, toutes ces questions et d'autres ont été héritées par des théories similaires qui expliquaient la propagation de la lumière. Le milieu lumineux s'appelait l'éther et, à la suite de philosophes antérieurs, en particulier de Descartes, les physiciens sont arrivés à la conclusion que les forces gravitationnelles (ainsi qu'électriques et magnétiques) se transmettaient sous la forme d'une sorte de pression dans l'éther. Et ce n'est que lorsque toutes les tentatives de formuler une théorie cohérente de l'éther se sont avérées infructueuses qu'il est devenu clair que bien que l'éther ait donné une réponse à la question de savoir comment l'action est menée à distance, cette réponse n'était pas correcte.

Théorie des champs et relativité.

Il revenait à A. Einstein (1879-1955) de rassembler des fragments disparates de théories, d'expulser l'éther et de postuler qu'en réalité il n'y a ni espace absolu ni temps absolu, puisqu'aucune expérience ne confirme leur existence. En cela, son rôle était analogue à celui de Newton. Pour créer sa théorie, Einstein, comme Newton autrefois, avait besoin d'une nouvelle mathématique - l'analyse tensorielle.

Ce qu'Einstein a pu faire est en quelque sorte le résultat d'une nouvelle façon de penser qui a pris forme au cours du XIXe siècle. et associée à l'émergence du concept de champ. Un champ, au sens où le physicien théoricien moderne utilise ce terme, est une zone d'espace idéalisé dans laquelle, en spécifiant un certain système de coordonnées, les positions des points sont spécifiées avec une quantité physique ou un certain ensemble de quantités en fonction de ces positions. Lorsque vous vous déplacez d'un point de l'espace à un autre, voisin, il doit diminuer ou augmenter en douceur (continuellement) et peut également changer avec le temps. Par exemple, la vitesse de l'eau dans une rivière varie à la fois avec la profondeur et d'une rive à l'autre ; la température dans la pièce est plus élevée près du poêle; l'intensité (luminosité) de l'éclairage diminue à mesure que l'on s'éloigne de la source lumineuse. Ce sont tous des exemples de champs. Les physiciens considèrent les champs comme des choses réelles. A l'appui de leur point de vue, ils invoquent l'argument physique : la perception de la lumière, de la chaleur ou de la charge électrique est tout aussi réelle que la perception d'un objet physique dont chacun est convaincu de l'existence sur la base qu'il peut être touché, sentir son poids ou être vu. De plus, des expériences, par exemple, avec de la limaille de fer dispersée près de l'aimant, leur alignement le long d'un certain système de lignes courbes, rendent le champ magnétique directement perçu à tel point que personne ne doute qu'il y ait "quelque chose" autour de l'aimant même après élimination de la limaille de fer. . Les "lignes de force" magnétiques, comme les appelait Faraday, forment un champ magnétique.

Jusqu'à présent, nous avons évité de mentionner le champ gravitationnel. Accélération de la gravité gà la surface de la Terre, qui varie d'un point à l'autre de la surface de la Terre et diminue avec l'altitude, et il existe un tel champ. Mais le grand pas en avant qu'Einstein a fait n'a pas été de manipuler le champ gravitationnel de notre expérience quotidienne.

Au lieu de suivre Fitzgerald et Lorentz et de considérer l'interaction entre l'éther omniprésent et les tiges de mesure et les horloges qui le traversent, Einstein a introduit le postulat physique selon lequel tout observateur UN qui mesure la vitesse de la lumière à l'aide de toises et de la montre qu'il porte avec lui, obtiendra invariablement le même résultat. c= 3×10 8 m/s quelle que soit la vitesse à laquelle l'observateur se déplace ; mires de mesure de tout autre observateur DANS se déplaçant par rapport à UN avec rapidité v, regardera l'observateur UN abrégé en temps; montre observateur DANS regardera l'observateur UN aller plus lentement parfois; relations entre observateurs UN Et DANS sont exactement réciproques, donc les tiges de mesure de l'observateur UN et sa montre sera pour l'observateur DANS en conséquence également plus court et plus lent ; chacun des observateurs peut se considérer comme immobile et l'autre comme mobile. Une autre conséquence de la théorie (restreinte) privée de la relativité était que la masse m corps se déplaçant avec vitesse v par rapport à l'observateur, augmente (pour l'observateur) et devient égal à , où m 0 est la masse du même corps se déplaçant très lentement par rapport à l'observateur. L'augmentation de la masse d'inertie d'un corps en mouvement signifiait que non seulement l'énergie du mouvement (énergie cinétique), mais toute l'énergie a une masse d'inertie, et que si l'énergie a une masse d'inertie, alors elle a aussi une masse lourde et, est donc soumis aux effets gravitationnels. De plus, comme on le sait maintenant, dans certaines conditions des processus nucléaires, la masse peut être convertie en énergie. (Peut-être serait-il plus juste de parler de la libération d'énergie.) Si les hypothèses formulées sont correctes (et maintenant nous avons toutes les raisons d'une telle confiance), alors la masse et l'énergie sont des aspects différents de la même essence plus fondamentale.

La formule ci-dessus indique également qu'aucun corps matériel et aucun objet porteur d'énergie (par exemple, une onde) ne peut se déplacer par rapport à l'observateur plus rapidement qu'à la vitesse de la lumière Avec, parce que sinon, un tel mouvement exigerait une quantité infinie d'énergie. Par conséquent, les effets gravitationnels doivent se propager à la vitesse de la lumière (des arguments en faveur de cela ont été donnés avant même la création de la théorie de la relativité). Des exemples de tels phénomènes gravitationnels ont ensuite été découverts et inclus dans la théorie générale.

Dans le cas d'un mouvement relatif uniforme et rectiligne, les contractions observées des réglettes de mesure et le ralentissement de l'horloge conduisent à la théorie privée de la relativité. Plus tard, les concepts de cette théorie ont été généralisés au mouvement relatif accéléré, pour lequel il a fallu introduire un autre postulat - le principe dit d'équivalence, qui a permis d'inclure la gravité dans le modèle, qui était absente de la théorie spéciale de relativité.

Pendant longtemps, il a été considéré et des mesures très minutieuses ont été effectuées à la fin du XIXe siècle. par le physicien hongrois L. Eötvös, a confirmé que, dans les limites de l'erreur expérimentale, les masses lourde et inertielle sont numériquement égales. (Rappelons que la masse lourde d'un corps sert de mesure de la force avec laquelle ce corps attire d'autres corps, tandis que masse d'inertie est une mesure de la résistance d'un corps à l'accélération.) En même temps, l'accélération de corps en chute libre ne serait pas complètement indépendante de leur masse si les masses inertielles et lourdes du corps n'étaient pas absolument égales. Einstein a postulé que ces deux types de masse, qui semblent être différents parce qu'ils sont mesurés dans des expériences différentes, sont en fait les mêmes. Il s'ensuit immédiatement qu'il n'y a pas de différence physique entre la force de gravité que nous ressentons dans la plante de nos pieds et la force d'inertie qui nous repousse dans notre fauteuil lorsque la voiture accélère, ou nous projette vers l'avant lorsque nous appliquons les freins. Imaginons mentalement (comme l'a fait Einstein) une pièce fermée, comme un ascenseur ou un vaisseau spatial, à l'intérieur de laquelle on peut étudier le mouvement des corps. Dans l'espace extra-atmosphérique, à une distance suffisamment grande de toute étoile ou planète massive pour que leur attraction n'affecte pas les corps dans cet espace clos, tout objet libéré des mains ne tomberait pas au sol, mais continuerait à flotter dans l'air, se déplaçant dans la même direction. , dans laquelle il s'est déplacé lorsqu'il a été libéré des mains. Tous les objets auraient une masse, mais n'auraient pas de poids. Dans un champ gravitationnel près de la surface de la Terre, les corps ont à la fois une masse et un poids. Si vous les relâchez de vos mains, ils tombent au sol. Mais si, par exemple, l'ascenseur tombait librement, sans rencontrer de résistance, alors les objets dans l'ascenseur sembleraient en apesanteur à un observateur dans l'ascenseur, et s'il lâchait des objets, ils ne tomberaient pas au sol. Le résultat serait le même que si tout se passait dans l'espace extra-atmosphérique loin d'attirer les corps, et aucune expérience ne pourrait montrer à l'observateur qu'il est en état de chute libre. En regardant par la fenêtre et en voyant la Terre quelque part bien en dessous de lui, l'observateur pourrait dire que la Terre se précipite vers lui. Cependant, du point de vue d'un observateur sur Terre, l'ascenseur et tous les objets qu'il contient tombent à la même vitesse, de sorte que les objets qui tombent ne sont pas à la traîne ou ne mènent pas l'ascenseur, et ne s'approchent donc pas de son sol, vers lequel ils tombent .

Imaginez maintenant un vaisseau spatial soulevé par un propulseur dans l'espace à une vitesse toujours croissante. Si l'astronaute dans le vaisseau spatial libère l'objet de ses mains, alors l'objet (comme auparavant) continuera à se déplacer dans l'espace à la même vitesse avec laquelle il a été libéré, mais depuis maintenant le sol du vaisseau spatial se déplace accéléré vers l'objet , tout semblera comme si l'objet allait tomber. De plus, l'astronaute sentirait la force agissant sur ses jambes et pourrait l'interpréter comme de la gravité, et aucune expérience qu'il pourrait effectuer dans un vaisseau spatial ascendant ne contredirait une telle interprétation.

Le principe d'équivalence d'Einstein assimile simplement ces deux situations apparemment complètement différentes et déclare que la gravité et les forces d'inertie sont une seule et même chose. La principale différence est que dans une zone suffisamment grande, la force d'inertie (par exemple, centrifuge) peut être éliminée par une transformation appropriée du référentiel (par exemple, la force centrifuge n'agit que dans un référentiel en rotation, et elle peut être éliminé par passage à un référentiel non tournant). Quant à la force de gravité, en passant à un autre référentiel (en chute libre), on ne peut s'en débarrasser que localement. Imaginant mentalement la Terre entière comme un tout, nous préférons la considérer comme immobile, croyant que les corps situés à la surface de la Terre sont affectés par les forces gravitationnelles, et non par les forces d'inertie. Sinon, il faudrait supposer que la surface de la Terre est accélérée vers l'extérieur en tous ses points et que la Terre, se dilatant comme un ballon gonflé, appuie sur la plante de nos pieds. Un tel point de vue, tout à fait acceptable du point de vue de la dynamique, est incorrect du point de vue de la géométrie ordinaire. Cependant, dans le cadre de la théorie de la relativité générale, les deux points de vue sont également acceptables.

La géométrie résultant de la mesure des longueurs et des intervalles de temps, librement transformable d'un référentiel en mouvement rapide à un autre, s'avère être une géométrie curviligne, très proche de la géométrie des surfaces sphériques, mais généralisée au cas de quatre dimensions - trois spatiale et une temporelle - de la même manière, comme dans la théorie privée de la relativité. La courbure, ou déformation, de l'espace-temps n'est pas seulement une tournure de parole, mais quelque chose de plus, car elle est déterminée par la façon dont les distances entre les points sont mesurées et la durée des intervalles de temps entre les événements en ces points. Que la courbure de l'espace-temps soit un effet physique réel peut être mieux démontré par quelques exemples.

Selon la théorie de la relativité, un rayon lumineux passant à proximité d'une grande masse est courbé. Cela se produit, par exemple, avec un faisceau de lumière provenant d'une étoile lointaine passant près du bord du disque solaire. Mais même un faisceau de lumière incurvé continue d'être la distance la plus courte entre l'étoile et l'œil de l'observateur. Cette affirmation est vraie de deux manières. Dans la notation traditionnelle des mathématiques relativistes, un segment de droite dS, séparant deux points voisins, est calculé par le théorème de Pythagore de la géométrie euclidienne ordinaire, c'est-à-dire selon la formule dS 2 = dx 2 + mourir 2 + dz 2. Un point dans l'espace avec un moment dans le temps s'appelle un événement, et la distance dans l'espace-temps séparant deux événements s'appelle un intervalle. Pour déterminer l'intervalle entre deux événements, la dimension temporelle t combiné avec trois coordonnées spatiales X, y, z de la manière suivante. Décalage horaire entre deux événements dt converti en distance spatiale Avec H dt multiplié par la vitesse de la lumière Avec(constante pour tous les observateurs). Le résultat obtenu doit être compatible avec la transformation de Lorentz, d'où il résulte que la réglette de mesure de l'observateur en mouvement se réduit, et l'horloge ralentit selon l'expression . La transformation de Lorentz devrait également être applicable dans le cas limite où l'observateur se déplace avec l'onde lumineuse et son horloge est arrêtée (c'est-à-dire dt= 0), et lui-même ne se considère pas en mouvement (c'est-à-dire dS= 0), donc

(Intervalle) 2 = dS 2 = dx 2 + mourir 2 + dz 2 – (c H dt) 2 .

La principale caractéristique de cette formule est que le signe du terme temporel est opposé au signe des termes spatiaux. De plus, le long du faisceau lumineux pour tous les observateurs se déplaçant avec le faisceau, nous avons dS 2 = 0 et, selon la théorie de la relativité, tous les autres observateurs auraient dû recevoir le même résultat. Dans ce premier sens (espace-temps) dS est la distance espace-temps minimale. Mais dans le second sens, puisque la lumière parcourt le chemin qui met le moins de temps pour atteindre sa destination pour toute heures, les valeurs numériques des intervalles spatiaux et temporels sont minimales pour un faisceau lumineux.

Toutes les considérations ci-dessus se réfèrent à des événements séparés uniquement par de petites distances et des temps; autrement dit, dx, mourir, dz Et dt sont de petites quantités. Mais les résultats peuvent être facilement généralisés à des trajectoires étendues par la méthode du calcul intégral, dont l'essence est la sommation de tous ces intervalles infinitésimaux le long du chemin entier d'un point à un autre.

En poursuivant notre raisonnement, imaginons mentalement l'espace-temps divisé en cellules à quatre dimensions, tout comme une carte à deux dimensions est divisée en carrés à deux dimensions. Le côté d'une telle cellule à quatre dimensions est égal à une unité de temps ou de distance. Dans l'espace sans champ, la grille est constituée de lignes qui se croisent à angle droit, mais dans un champ gravitationnel proche de la masse, les lignes de la grille sont courbes, bien qu'elles se croisent également à angle droit, comme les parallèles et les méridiens sur un globe. Dans ce cas, les lignes de la grille semblent courbes uniquement pour un observateur externe dont le nombre de mesures est supérieur au nombre de mesures de la grille. Nous existons dans un espace tridimensionnel et, en regardant une carte ou un diagramme, nous pouvons le percevoir en trois dimensions. Le sujet, d'autre part, situé dans cette grille elle-même, par exemple, une créature microscopique sur un globe, qui n'a aucune idée de ce qu'est le haut ou le bas, ne peut pas percevoir directement la courbure du globe et devrait prendre des mesures et voir quel type de géométrie découle de l'ensemble des résultats mesures - qu'il s'agisse de géométrie euclidienne, correspondant à une feuille de papier plane, ou de géométrie curviligne, correspondant à la surface d'une sphère ou à une autre surface courbe. De la même manière, nous ne pouvons pas voir la courbure de l'espace-temps qui nous entoure, mais en analysant les résultats de nos mesures, nous pouvons découvrir des propriétés géométriques particulières qui sont exactement analogues à la courbure réelle.

Imaginez maintenant un énorme triangle dans un espace libre avec trois lignes droites comme côtés. Si une masse est placée à l'intérieur d'un tel triangle, alors l'espace (c'est-à-dire la grille de coordonnées à quatre dimensions qui révèle sa structure géométrique) est légèrement gonflé de sorte que la somme coins intérieurs le triangle deviendra plus grand qu'en l'absence de masse. De même, vous pouvez imaginer dans l'espace libre un cercle géant dont vous avez mesuré très précisément la longueur et le diamètre. Vous avez trouvé que le rapport de la circonférence d'un cercle à son diamètre est égal au nombre p(si l'espace libre est euclidien). Placez une grande masse au centre du cercle et répétez les mesures. Le rapport de la circonférence au diamètre devient plus petit p, bien que la tige de mesure (vue à une certaine distance) semble réduite à la fois lorsqu'elle est posée le long de la circonférence et lorsqu'elle est posée le long du diamètre, mais l'ampleur des contractions elles-mêmes sera différente.

En géométrie curviligne, une courbe reliant deux points et la plus courte de toutes les courbes de ce type est appelée géodésique. Dans la géométrie curviligne à quatre dimensions de la relativité générale, les trajectoires des rayons lumineux forment une classe de géodésiques. Il s'avère que la trajectoire de toute particule libre (sur laquelle aucune force de contact n'agit) est aussi une géodésique, mais d'une classe plus générale. Par exemple, une planète se déplaçant librement sur son orbite autour du Soleil se déplace le long d'une géodésique de la même manière que l'ascenseur en chute libre dans l'exemple considéré précédemment. Les géodésiques sont des analogues spatio-temporels des lignes droites en mécanique newtonienne. Les corps se déplacent simplement le long de leurs trajectoires curvilignes naturelles - les lignes de moindre résistance - il n'est donc pas nécessaire de recourir à la "force" pour expliquer ce comportement du corps. D'autre part, les corps situés à la surface de la Terre sont affectés par la force de contact du contact direct avec la Terre, et de ce point de vue, on peut supposer que la Terre les pousse depuis des orbites géodésiques. Par conséquent, les trajectoires des corps à la surface de la Terre ne sont pas géodésiques.

Ainsi, la gravitation a été réduite à une propriété géométrique de l'espace physique, et le champ gravitationnel s'est avéré être remplacé par un "champ métrique". Comme les autres champs, le champ métrique est un ensemble de nombres (il y en a dix au total) qui varient d'un point à l'autre et décrivent collectivement la géométrie locale. Ces nombres, en particulier, peuvent être utilisés pour déterminer comment et dans quelle direction le champ métrique est courbé.

Conséquences de la théorie générale de la relativité.

Une autre prédiction de la théorie de la relativité générale, qui découle du principe d'équivalence, est ce que l'on appelle le redshift gravitationnel, c'est-à-dire une diminution de la fréquence du rayonnement qui nous parvient d'une région à potentiel gravitationnel plus faible. Bien qu'il existe de nombreuses suggestions dans la littérature selon lesquelles une lumière décalée vers le rouge a été émise par la surface d'étoiles super-denses, il n'y a toujours aucune preuve convaincante à ce sujet, et la question reste ouverte. L'effet d'un tel déplacement a en effet été observé dans des conditions de laboratoire - entre le sommet et la base de la tour. Ces expériences utilisaient le champ gravitationnel de la Terre et le rayonnement gamma strictement monochromatique émis par les atomes liés dans réseau cristallin(effet Mossbauer). La façon la plus simple d'expliquer ce phénomène est de se référer à un ascenseur hypothétique avec une source lumineuse en haut et un récepteur en bas, ou vice versa. Le décalage observé coïncide exactement avec le décalage Doppler correspondant à la vitesse supplémentaire du récepteur au moment de l'arrivée du signal par rapport à la vitesse de la source au moment de l'émission du signal. Cette vitesse supplémentaire est due à l'accélération pendant le temps de transit du signal.

Une autre prédiction de la relativité générale, presque immédiatement reconnue, concerne le mouvement de la planète Mercure autour du Soleil (et, dans une moindre mesure, le mouvement des autres planètes). Périhélie de l'orbite de Mercure, c'est-à-dire le point de son orbite où la planète est la plus proche du Soleil se déplace de 574І par siècle, faisant une révolution complète en 226 000 ans. La mécanique newtonienne, prenant en compte l'action gravitationnelle de toutes les planètes connues, ne pouvait expliquer le déplacement du périhélie que de 532І par siècle. La différence de 42 secondes d'arc, bien que petite, est encore beaucoup plus grande que toute erreur possible et a tourmenté les astronomes pendant près d'un siècle. La relativité générale a prédit cet effet presque exactement.

Reprise des vues de Mach sur l'inertie.

E. Mach (1838-1916), comme le jeune contemporain de Newton Berkeley, se posait à plusieurs reprises des questions : « Qu'est-ce qui explique l'inertie ? Pourquoi une réaction centrifuge se produit-elle lorsqu'un corps tourne ? A la recherche d'une réponse à ces questions, Mach a suggéré que l'inertie est due à la contrainte gravitationnelle de l'univers. Chaque particule de matière est unie à toute autre matière de l'Univers par des liens gravitationnels dont l'intensité est proportionnelle à sa masse. Par conséquent, lorsqu'une force appliquée à une particule l'accélère, les liaisons gravitationnelles de l'Univers dans son ensemble résistent à cette force, créant une force d'inertie égale en amplitude et opposée en direction. Plus tard, la question soulevée par Mach a été relancée et acquise nouveau virage: s'il n'y a ni mouvement absolu ni accélération linéaire absolue, alors est-il possible d'exclure la rotation absolue ? L'état des choses est tel que la rotation par rapport au monde extérieur peut être détectée dans un laboratoire isolé sans référence directe au monde extérieur. Cela peut être fait par les forces centrifuges (forçant la surface de l'eau dans un seau en rotation à prendre une forme concave) et les forces de Coriolis (créant une courbure apparente de la trajectoire du corps dans un système de coordonnées en rotation. Bien sûr, imaginer un petit corps en rotation est incomparablement plus facile qu'un Univers en rotation. Mais la question est la suivante : si le reste de l'univers venait à disparaître, comment pourrions-nous juger si un corps tournait "absolument" ? La surface de l'eau dans le seau resterait-elle concave ? le poids en rotation crée une tension dans la corde? Mach pensait que les réponses à ces questions devraient être négatives. Si la gravité et l'inertie sont interdépendantes, on pourrait s'attendre à ce que des changements dans la densité ou la distribution de la matière distante affectent d'une manière ou d'une autre la valeur de la constante gravitationnelle g. Par exemple, si l'univers est en expansion, alors la valeur g devrait évoluer lentement avec le temps. Changement de valeur g pourrait affecter les périodes d'oscillation du pendule et la révolution des planètes autour du Soleil. De tels changements ne peuvent être détectés qu'en mesurant des intervalles de temps à l'aide d'horloges atomiques, dont le cours ne dépend pas de g.

Mesure de la constante gravitationnelle.

Détermination expérimentale de la constante gravitationnelle g permet d'établir un pont entre les aspects théoriques et abstraits de la gravité comme attribut universel de la matière et la question plus banale de sa localisation et de l'évaluation de la masse de matière qui crée des effets gravitationnels. Cette dernière opération est parfois appelée pesée. D'un point de vue théorique, nous avons déjà vu que g- l'une des constantes fondamentales de la nature et est donc d'une importance primordiale pour la théorie physique. Mais l'ampleur g doit également être connue si l'on veut détecter et "peser" la matière en fonction de l'action gravitationnelle qu'elle crée.

Selon la loi de la gravitation universelle de Newton, l'accélération de tout corps d'essai dans le champ gravitationnel d'un autre corps de masse m est donné par la formule g = GM/r 2 , où r est la distance du corps avec la masse m. Les équations astronomiques du mouvement sont des multiplicateurs g Et m sont inclus uniquement sous la forme d'une œuvre GM, mais jamais individuellement. Cela signifie que la masse m, qui crée une accélération, ne peut être estimée que si la valeur est connue g. Mais en partant des rapports des masses, il est possible, en comparant les accélérations produites par celles-ci, d'exprimer les masses des planètes et du Soleil en termes de masses terrestres. En effet, si deux corps créent des accélérations g 1 et g 2 , alors le rapport de leurs masses est m 1 /m 2 = g 1 r 1 2 /g 2 r 2 2 . Cela permet d'exprimer les masses de tous les corps célestes en termes de masse de n'importe quel corps choisi, comme la Terre. Une telle procédure revient à choisir la masse de la Terre comme étalon de masse. Pour passer de cette procédure au système d'unités centimètre-gramme-seconde, vous devez connaître la masse de la Terre en grammes. Si elle est connue, on peut calculer g en trouvant le travail GM de toute équation qui décrit les effets gravitationnels créés par la Terre (par exemple, le mouvement de la Lune ou d'un satellite artificiel de la Terre, les oscillations d'un pendule, l'accélération d'un corps en chute libre). Et inversement, si g peut être mesuré indépendamment, alors le produit GM, qui est inclus dans toutes les équations de mouvement des corps célestes, donnera la masse de la Terre. Ces considérations ont permis d'estimer expérimentalement g. Un exemple est la célèbre expérience de Cavendish avec une balance de torsion, réalisée en 1798. L'appareil se composait de deux petites masses aux extrémités d'une tige équilibrée, attachée au milieu à un long fil d'une suspension de torsion. Deux autres masses plus importantes sont fixées sur un support rotatif afin de pouvoir les amener en petites masses. L'attraction des plus grosses masses vers les plus petites, bien que beaucoup plus faible que l'attraction d'une masse aussi grande que la Terre, fait tourner la tige sur laquelle sont fixées les petites masses et tord le fil de suspension d'un angle mesurable. En amenant ensuite les plus grosses masses aux plus petites de l'autre côté (de sorte que la direction d'attraction change), le déplacement peut être doublé et ainsi la précision de la mesure peut être augmentée. Le module de torsion du fil est supposé connu, car facilement mesurable en laboratoire. Ainsi, en mesurant l'angle de torsion du fil, il est possible de calculer la force d'attraction entre les masses.

Littérature:

Fok V.A. Théorie de l'espace, du temps et de la gravité. M., 1961
Zeldovich Ya.B., Novikov I.D. La théorie de la gravité et l'évolution des étoiles. M., 1971
Weiskopf V. La physique au XXe siècle. M., 1977
Albert Einstein et la théorie de la gravité. M., 1979



J'ai décidé, au mieux de mes capacités et de mes capacités, de me concentrer sur l'éclairage plus en détail. patrimoine scientifique L'académicien Nikolai Viktorovich Levashov, parce que je vois qu'aujourd'hui ses œuvres ne sont pas encore exigées dans une société de personnes vraiment libres et raisonnables. les gens encore ne comprennent pas la valeur et l'importance de ses livres et articles, parce qu'ils ne réalisent pas l'étendue de la tromperie dans laquelle nous vivons depuis deux siècles ; ne comprends pas que les informations sur la nature, que nous considérons comme familières et donc vraies, sont 100% faux; et ils nous sont délibérément imposés afin de cacher la vérité et nous empêcher d'évoluer dans le bon sens...

La loi de la gravité

Pourquoi devons-nous faire face à cette gravité ? Y a-t-il autre chose que nous ne savons pas sur elle ? Ce que vous êtes! Nous en savons déjà beaucoup sur la gravité ! Par exemple, Wikipedia nous informe gentiment que « la gravité (attraction, mondial, la gravité) (de lat. gravitas - "gravité") - une interaction fondamentale universelle entre tous les corps matériels. Dans l'approximation des basses vitesses et de l'interaction gravitationnelle faible, elle est décrite par la théorie de la gravitation de Newton, dans le cas général elle est décrite par la théorie de la relativité générale d'Einstein..." Ceux. en termes simples, ce bavard d'Internet dit que la gravité est l'interaction entre tous les corps matériels, et encore plus simplement - attraction mutuelle corps matériels les uns aux autres.

Nous devons l'apparition d'une telle opinion au camarade. Isaac Newton, crédité de la découverte en 1687 "La loi de la gravité", selon laquelle tous les corps seraient attirés les uns vers les autres proportionnellement à leurs masses et inversement proportionnels au carré de la distance qui les sépare. Je suis content que camarade. Isaac Newton est décrit dans Pedia comme un scientifique très instruit, contrairement à Comrade. à qui l'on attribue la découverte électricité…

Il est intéressant de regarder la dimension de la "Force d'Attraction" ou "Force de Gravité", qui découle de Com. Isaac Newton, ayant la forme suivante : F=m 1 *m2 /r2

Le numérateur est le produit des masses des deux corps. Cela donne la dimension des "kilogrammes au carré" - kg2. Le dénominateur est la "distance" au carré, c'est-à-dire mètres carrés - m 2. Mais la force ne se mesure pas en étrange kg2/m2, et en non moins étrange kg * m / s 2! Il s'avère qu'il s'agit d'un décalage. Pour le supprimer, les "scientifiques" ont proposé un coefficient, le soi-disant. "constante gravitationnelle" g , égal à environ 6,67545×10 −11 m³/(kg s²). Si nous multiplions maintenant tout, nous obtenons la bonne dimension de "Gravity" dans kg * m / s 2, et cet abracadabra est appelé en physique "newton", c'est à dire. la force dans la physique d'aujourd'hui est mesurée en "".

Intéressant : quoi signification physique a un coefficient g , pour quelque chose qui réduit le résultat en 600 milliard de fois ? Aucun! Les "scientifiques" l'ont appelé "coefficient de proportionnalité". Et ils l'ont apporté pour l'ajustement dimension et résultat sous les plus recherchés ! C'est le genre de science que nous avons aujourd'hui ... Il convient de noter que, afin de confondre les scientifiques et de masquer les contradictions, les systèmes de mesure ont changé plusieurs fois en physique - la soi-disant. "systèmes d'unités". Voici les noms de certains d'entre eux, se remplaçant les uns les autres, au fur et à mesure que le besoin de créer les prochains déguisements s'est fait sentir : MTS, MKGSS, SGS, SI...

Il serait intéressant de demander au camarade. Isaac : un comment a-t-il deviné qu'il existe un processus naturel d'attraction des corps les uns vers les autres ? Comment a-t-il deviné que la « Force d'attraction » est précisément proportionnelle au produit des masses de deux corps, et non à leur somme ou différence ? Comment a-t-il si bien compris que cette Force est précisément inversement proportionnelle au carré de la distance entre les corps, et non au cube, puissance double ou fractionnaire ? Où chez le camarade de telles suppositions inexplicables sont-elles apparues il y a 350 ans ? Après tout, il n'a mené aucune expérience dans ce domaine ! Et, si vous en croyez la version traditionnelle de l'histoire, à cette époque, même les dirigeants n'étaient pas encore complètement égaux, mais voici une idée tellement inexplicable, tout simplement fantastique ! Où?

Oui sorti de nul part! Tov. Isaac ne savait rien de la sorte, ni n'a enquêté sur quoi que ce soit de la sorte, et n'a pas ouvert. Pourquoi? Parce qu'en réalité le processus physique " attraction tél" l'un à l'autre n'existe pas, et, par conséquent, il n'y a pas de loi qui décrirait ce processus (cela sera prouvé de manière convaincante ci-dessous) ! En réalité, camarade Newton dans notre indistinct, juste attribué la découverte de la loi de la « gravitation universelle », lui attribuant simultanément le titre de « l'un des fondateurs de la physique classique » ; de la même manière que le camarade a été attribué à un moment donné. bene Franklin, qui avait 2 courséducation. Dans «l'Europe médiévale», cela ne s'est pas produit: il y avait beaucoup de tension non seulement avec les sciences, mais simplement avec la vie ...

Mais, heureusement pour nous, à la fin du siècle dernier, le scientifique russe Nikolai Levashov a écrit plusieurs livres dans lesquels il a donné "l'alphabet et la grammaire" connaissance non déformée; rendu aux terriens le paradigme scientifique précédemment détruit, à l'aide duquel facilement expliqué presque tous les mystères « insolubles » de la nature terrestre ; expliqué les principes fondamentaux de la structure de l'Univers; montré dans quelles conditions sur toutes les planètes sur lesquelles apparaissent les conditions nécessaires et suffisantes, Vie- la matière vivante. Il a expliqué quel type de matière peut être considéré comme vivant, et ce signification physique processus naturel appelé vie". Puis il a expliqué quand et dans quelles conditions la "matière vivante" acquiert Intelligence, c'est à dire. réalise son existence - devient intelligent. Nikolaï Viktorovitch Levashov transmis aux gens dans ses livres et ses films connaissance non déformée. Il a également expliqué ce que "la gravité", d'où vient-il, comment fonctionne-t-il, quelle est sa véritable signification physique. La plupart de tout cela est écrit dans des livres et. Et maintenant, parlons de la "loi de la gravitation universelle" ...

La "loi de la gravité" est un canular !

Pourquoi est-ce que je critique avec tant d'audace et de confiance la physique, la "découverte" de Camarade. Isaac Newton et la "grande" "loi de la gravitation universelle" elle-même ? Oui, car cette « Loi » est une fiction ! Tromperie! Fiction! Une arnaque mondiale pour mener la science terrestre dans une impasse ! La même arnaque avec les mêmes objectifs que le camarade notoire "Théorie de la relativité". Einstein.

Preuve? S'il vous plaît, les voici : très précis, stricts et convaincants. Ils ont été magnifiquement décrits par l'auteur O.Kh. Derevensky dans son merveilleux article. En raison du fait que l'article est assez volumineux, je donnerai ici une version très brève de certaines des preuves de la fausseté de la "loi de la gravité universelle", et les citoyens intéressés par les détails liront le reste par eux-mêmes .

1. Dans notre solaire système seules les planètes et la Lune, le satellite de la Terre, ont de la gravité. Les satellites des autres planètes, et il y en a plus de six douzaines, n'ont pas de gravité ! Cette information est complètement ouverte, mais non annoncée par des personnes "scientifiques", car elle est inexplicable du point de vue de leur "science". Ceux. b O La plupart des objets de notre système solaire n'ont pas de gravité - ils ne s'attirent pas ! Et cela réfute complètement la "loi de la gravité générale".

2. Expérience Henry Cavendish en attirant des flans massifs les uns aux autres est considérée comme une preuve irréfutable de la présence d'attraction entre les corps. Cependant, malgré sa simplicité, cette expérience n'est ouvertement reproduite nulle part. Apparemment, parce que cela ne donne pas l'effet que certaines personnes ont annoncé une fois. Ceux. aujourd'hui, avec possibilité de vérification stricte, l'expérience ne montre aucune attirance entre les corps !

3. Lancement d'un satellite artificiel en orbite autour de l'astéroïde. Au milieu du mois de février 2000 les américains ont conduit une sonde spatiale PRÈS assez près de l'astéroïde Éros, a nivelé les vitesses et a commencé à attendre la capture de la sonde par la gravité d'Eros, c'est-à-dire lorsque le satellite est doucement attiré par la gravité de l'astéroïde.

Mais pour une raison quelconque, le premier rendez-vous n'a pas fonctionné. La deuxième tentative et les suivantes de se rendre à Eros ont eu exactement le même effet : Eros ne voulait pas attirer la sonde américaine PRÈS, et sans travail moteur, la sonde n'est pas restée près d'Eros . Cette date spatiale n'a abouti à rien. Ceux. pas d'attirance entre sonde avec masse 805 kg et un astéroïde pesant plus de 6 000 milliards tonnes n'ont pu être trouvées.

Ici, il est impossible de ne pas noter l'entêtement inexplicable des Américains de la NASA, car le scientifique russe Nikolaï Levashov, vivant alors aux USA, qu'il considérait alors comme un pays tout à fait normal, écrivit, traduisit en langue anglaise et publié dans 1994 année de son célèbre livre, dans lequel il expliquait tout ce que les spécialistes de la NASA avaient besoin de savoir pour fabriquer leur sonde PRÈS n'a pas traîné comme un morceau de fer inutile dans l'espace, mais a apporté au moins un certain avantage à la société. Mais, apparemment, une vanité exorbitante a joué un tour aux "scientifiques" là-bas.

4. Prochain essai répéter l'expérience érotique avec l'astéroïde Japonais. Ils ont choisi un astéroïde appelé Itokawa, et envoyé le 9 mai 2003 an à lui une sonde appelée ("Falcon"). En septembre 2005 année, la sonde s'est approchée de l'astéroïde à une distance de 20 km.

Tenant compte de l'expérience des "Américains stupides", les Japonais intelligents ont équipé leur sonde de plusieurs moteurs et d'un système de navigation autonome à courte portée avec télémètres laser, afin qu'elle puisse s'approcher de l'astéroïde et se déplacer autour de lui automatiquement, sans la participation de opérateurs au sol. « Le premier numéro de cette émission était une cascade comique avec l'atterrissage d'un petit robot de recherche à la surface d'un astéroïde. La sonde est descendue à la hauteur calculée et a soigneusement laissé tomber le robot, qui était censé tomber lentement et en douceur à la surface. Mais... il n'est pas tombé. Lent et fluide il s'est emporté quelque part loin de l'astéroïde. Là, il a disparu ... Le prochain numéro du programme s'est avéré être, encore une fois, un tour de comédie avec un court atterrissage de la sonde à la surface "pour prélever un échantillon de sol". Il est sorti de la comédie parce que, pour s'assurer meilleur travail télémètres laser, une boule de marqueur réfléchissante a été larguée sur la surface de l'astéroïde. Il n'y avait pas non plus de moteurs sur cette balle, et ... bref, il n'y avait pas de balle au bon endroit ... Alors, le japonais Sokol a-t-il atterri sur Itokawa, et qu'a-t-il fait dessus s'il s'est assis, la science ne sait pas ... "Conclusion: le miracle japonais de Hayabusa n'a pas été en mesure de découvrir pas d'attirance entre la terre de la sonde 510 kg et un astéroïde de masse 35 000 tonnes.

Par ailleurs, je voudrais noter qu'une explication exhaustive de la nature de la gravité par un scientifique russe Nikolaï Levashov a donné dans son livre, qu'il a d'abord publié en 2002 an - près d'un an et demi avant le début du "Falcon" japonais. Et, malgré cela, les "scientifiques" japonais ont suivi exactement les traces de leurs collègues américains et ont soigneusement répété toutes leurs erreurs, y compris l'atterrissage. Voici une continuité si intéressante de la "pensée scientifique"...

5. D'où viennent les bouffées de chaleur ? Un phénomène très intéressant décrit dans la littérature, pour ne pas dire plus, n'est pas tout à fait correct. “... Il existe des manuels sur la physique, où il est écrit ce qui devrait être - conformément à la "loi de la gravitation universelle". Il existe aussi des manuels océanographie, où il est écrit ce qu'elles sont, les marées, En fait.

Si la loi de la gravitation universelle opère ici et que l'eau de l'océan est attirée, y compris vers le Soleil et la Lune, alors les schémas "physiques" et "océanographiques" des marées doivent coïncider. Alors, sont-ils compatibles ou non ? Il s'avère que dire qu'ils ne correspondent pas, c'est ne rien dire. Parce que les images "physiques" et "océanographiques" n'ont aucun rapport rien en commun... L'image réelle des phénomènes de marée est si différente de l'image théorique - à la fois qualitativement et quantitativement - que sur la base d'une telle théorie, les marées peuvent être prédites impossible. Oui, personne n'essaie de le faire. Pas fou finalement. Ils le font : pour chaque port ou autre point d'intérêt, la dynamique du niveau de l'océan est modélisée par la somme d'oscillations avec des amplitudes et des phases qui se trouvent purement empiriquement. Et puis ils extrapolent cette somme de fluctuations vers l'avant - vous obtenez donc les pré-calculs. Les capitaines des navires sont heureux - eh bien, d'accord! .. "Tout cela signifie que nos marées terrestres sont également n'obéis pas"Loi de la gravitation universelle".

Qu'est-ce que la gravité vraiment

La vraie nature de la gravité pour la première fois en histoire récente clairement décrit par l'académicien Nikolai Levashov dans un ouvrage scientifique fondamental. Afin que le lecteur comprenne mieux ce qui a été écrit concernant la gravité, je vais donner une petite explication préliminaire.

L'espace qui nous entoure n'est pas vide. Tout est complètement rempli de nombreux sujets différents, que Academician N.V. Levashov nommé "première affaire". Auparavant, les scientifiques appelaient toute cette émeute de la matière "éther" et a même reçu des preuves convaincantes de son existence (les fameuses expériences de Dayton Miller, décrites dans l'article de Nikolai Levashov "Theory of the Universe and Objective Reality"). Les "scientifiques" modernes sont allés beaucoup plus loin et maintenant ils "éther" appelé « matière noire» . Énorme progrès ! Certaines matières dans « l'éther » interagissent les unes avec les autres à un degré ou à un autre, d'autres non. Et une matière primaire commence à interagir les unes avec les autres, tombant dans des conditions externes modifiées dans une certaine courbure de l'espace (hétérogénéités).

La courbure de l'espace apparaît à la suite de diverses explosions, y compris des "explosions de supernova". « Lorsqu'une supernova explose, des fluctuations dans la dimensionnalité de l'espace se produisent, semblables aux vagues qui apparaissent à la surface de l'eau après le lancement d'une pierre. Les masses de matière éjectées lors de l'explosion comblent ces inhomogénéités dans la dimensionnalité de l'espace autour de l'étoile. A partir de ces masses de matière, les planètes ( et ) commencent à se former..."

Ceux. les planètes ne sont pas formées à partir de débris spatiaux, comme le prétendent les «scientifiques» modernes pour une raison quelconque, mais sont synthétisées à partir de la matière des étoiles et d'autres matières primaires qui commencent à interagir les unes avec les autres dans des inhomogénéités appropriées de l'espace et forment ce qu'on appelle. "matière hybride". C'est à partir de ces «matières hybrides» que les planètes et tout le reste de notre espace sont formés. notre planète, tout comme le reste des planètes, n'est pas simplement un "morceau de pierre", mais un système très complexe composé de plusieurs sphères imbriquées les unes dans les autres (voir). La sphère la plus dense s'appelle le "niveau physiquement dense" - c'est ce que nous voyons, le soi-disant. monde physique. Deuxième en termes de densité, une sphère légèrement plus grande est la soi-disant. "niveau matériel éthéré" de la planète. Troisième sphère - "niveau matériel astral". 4ème la sphère est le "premier niveau mental" de la planète. Cinquième la sphère est le "deuxième niveau mental" de la planète. ET sixième la sphère est le "troisième niveau mental" de la planète.

Notre planète ne doit être considérée que comme la totalité de ces six sphères– six niveaux matériels de la planète imbriqués les uns dans les autres. Ce n'est que dans ce cas qu'il est possible d'obtenir une image complète de la structure et des propriétés de la planète et des processus se produisant dans la nature. Le fait que nous ne soyons pas encore en mesure d'observer les processus qui se déroulent en dehors de la sphère physiquement dense de notre planète n'indique pas qu '«il n'y a rien là-bas», mais seulement qu'à l'heure actuelle nos organes sensoriels ne sont pas adaptés par nature à ces fins. Et encore une chose : notre Univers, notre planète Terre et tout le reste de notre Univers est formé de Sept diverses sortes matière première fusionnée en six matériaux hybrides. Et ce n'est ni divin ni unique. Il s'agit simplement d'une structure qualitative de notre Univers, due aux propriétés de l'hétérogénéité dans laquelle il s'est formé.

Continuons : les planètes se forment par la fusion de la matière primaire correspondante dans les domaines d'inhomogénéités spatiales qui ont des propriétés et des qualités adaptées à cela. Mais dans ces régions, comme dans toutes les autres régions de l'espace, un grand nombre de matière première(formes libres de la matière) de divers types, n'interagissant pas ou interagissant très faiblement avec des matières hybrides. En entrant dans le domaine de l'hétérogénéité, beaucoup de ces matières primaires sont affectées par cette hétérogénéité et se précipitent vers son centre, conformément au gradient (différence) de l'espace. Et, si une planète s'est déjà formée au centre de cette hétérogénéité, alors la matière première, se déplaçant vers le centre de l'hétérogénéité (et le centre de la planète), crée flux directionnel, qui crée le soi-disant. champ gravitationnel. Et, en conséquence, sous la gravité vous et moi avons besoin de comprendre l'impact du flux dirigé de matière primaire sur tout ce qui se trouve sur son chemin. C'est-à-dire, pour faire simple, la gravité est la pression objets matériels à la surface de la planète par le flux de matière primaire.

N'est-ce pas, réalité est très différente de la loi fictive de "l'attraction mutuelle", qui existe soi-disant partout sans raison claire. La réalité est beaucoup plus intéressante, beaucoup plus complexe et beaucoup plus simple à la fois. Par conséquent, la physique des processus naturels réels est beaucoup plus facile à comprendre que les processus fictifs. Et l'utilisation de connaissances réelles conduit à de véritables découvertes et utilisation efficace ces découvertes, et de ne pas sucer du doigt.

anti-gravité

Comme exemple de la science d'aujourd'hui impiété on peut analyser brièvement l'explication "scientifique" du fait que "les rayons de lumière sont courbés près de grandes masses", et donc nous pouvons voir ce qui nous est caché par les étoiles et les planètes.

En effet, nous pouvons observer des objets dans le Cosmos qui nous sont cachés par d'autres objets, mais ce phénomène n'a rien à voir avec les masses d'objets, car le phénomène "universel" n'existe pas, c'est-à-dire pas d'étoiles, pas de planètes PAS n'attirent pas les rayons vers eux et ne courbent pas leur trajectoire ! Pourquoi alors sont-ils "courbés" ? Il y a une réponse très simple et convaincante à cette question : les rayons ne sont pas courbés! Ils ont juste ne pas étaler en ligne droite, comme nous sommes habitués à le comprendre, et conformément à forme d'espace. Si nous considérons un faisceau passant près d'un grand corps cosmique, nous devons garder à l'esprit que le faisceau fait le tour de ce corps, car il est obligé de suivre la courbure de l'espace, comme s'il suivait une route de la forme correspondante. Et il n'y a tout simplement pas d'autre moyen pour le faisceau. Le faisceau ne peut s'empêcher de faire le tour de ce corps, car l'espace dans cette zone a une forme tellement incurvée ... Petit à ce qui a été dit.

Maintenant, revenons à anti-gravité, il devient clair pourquoi l'Humanité ne parvient pas à attraper ce méchant "anti-gravité" ou à réaliser au moins quelque chose de ce que les fonctionnaires intelligents de l'usine à rêves nous montrent à la télévision. Nous sommes spécifiquement contraints depuis plus de cent ans, les moteurs à combustion interne ou moteurs à réaction sont utilisés presque partout, bien qu'ils soient très loin d'être parfaits tant en termes de principe de fonctionnement, que de conception, et en termes d'efficacité. Nous sommes spécifiquement contraints mine à l'aide de divers générateurs de tailles cyclopéennes, puis transmettent cette énergie à travers des fils, où b O la plupart sont dispersés dans l'espace! Nous sommes spécifiquement contraints vivent la vie d'êtres déraisonnables, nous n'avons donc aucune raison de nous étonner que nous ne puissions rien faire de sensé ni dans la science, ni dans la technologie, ni dans l'économie, ni dans la médecine, ni dans l'organisation d'une vie décente pour la société.

Je vais maintenant vous donner quelques exemples de la création et de l'utilisation de l'antigravité (alias lévitation) dans nos vies. Mais ces moyens d'atteindre l'anti-gravité sont très probablement découverts par accident. Et pour créer consciemment un appareil vraiment utile qui implémente l'antigravité, vous devez savoir la nature réelle du phénomène de gravité, explorer il, analyser et comprendre toute son essence ! Ce n'est qu'alors que quelque chose de sensé, d'efficace et de vraiment utile à la société pourra être créé.

Le dispositif anti-gravité le plus courant que nous ayons est ballon et plusieurs de ses variantes. S'il est rempli d'air chaud ou d'un gaz plus léger que le mélange gazeux atmosphérique, la balle aura tendance à voler vers le haut et à ne pas tomber. Cet effet est connu des gens depuis très longtemps, mais encore n'a pas d'explication complète- celui qui ne susciterait plus de nouvelles interrogations.

Une courte recherche sur YouTube a conduit à la découverte d'un grand nombre de vidéos qui montrent assez exemples réels anti-gravité. Je vais en énumérer quelques-uns ici afin que vous puissiez être sûr que l'antigravité ( lévitation) existe vraiment, mais ... jusqu'à présent, aucun des "scientifiques" ne l'a expliqué, apparemment, la fierté ne le permet pas ...

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