Все мы знаем всемирную теорию гравитации. Как думаете, есть ли место во вселенной, где она не работает? Мы вместе сможем ответить на этот вопрос в течение 5 минут, поехали!
Чтобы ответить на вопрос, давайте максимально кратко пробежимся по истории теории гравитации. Пробежимся максимально просто и понятно для всех, местами немного упрощая, но не искажая сути описания. Хронология местами нарушена чтобы упростить восприятие материала.
- Аристотель считал, что законы для Земли отличаются от законов неба.
- Исаак Ньютон нашёл зависимость между массами тел и расстоянием между ними, которая предположительно могла описать как вращение планет вокруг Солнца, так и падение яблока на землю.
- Генри Кавендыш поставил эксперимент по "взвешиванию Земли", или проще - определил гравитационную постоянную, которая сегодня входит в уравнение закона всемирного тяготения.
- Научное сообщество приняло закон как всемирный, если он действует на Земле и в Солнечной системе, то очевидно что и во всей Вселенной.
- Астрономы наблюдают за звездами, движущимися на периферии галактики. По всем расчётам гравитации в галактике не должно хватать чтобы удержать их, они должны улететь и покинуть галактику. Они этого не делают. Может стоит пересмотреть закон тяготения? Нет, вводим тёмную материю, которую не видно, но она добавляет гравитации, которой теперь достаточно чтобы удержать звёзды.
- Астрономы измеряют скорость расширения Вселенной. Единственная сила, которая действует между галактиками - сила притяжения. Следовательно расширение должно замедляться, учёных интересует лишь достаточна ли скорость замедления расширения для того, чтобы рано или поздно вселенная перестала расширяться и начала схлопываться? Однако измерения показали, что.. Вселенная расширяется со временем всё быстрее и быстрее. Сила, которая могла бы быть за это ответственной отсутствует. Возможно стоит задуматься о том, что теория гравитации имеет некоторые ограничения? Нет, вводим тёмную энергию, упрощенно - нечто с отрицательной массой, соответственно под воздействием гравитации это нечто может отталкаваться.
- Взглянем в ядро атома. Увидим там протоны и нейтроны. Они совсем слабо притягиваются друг к другу за счёт сил гравитации, однако протоны отталкиваются друг от друга (помним, что положительно заряженные частицы отталкиваются?) с силой, на порядки превышающие силу притяжения. Ядро атома не должно быть устойчивым, оно должно немедленно распадаться. Но как мы видим, оно этого не делает. Может быть мы что-то неверно поняли в работе силы гравитации? Нет, вводим сильное взаимодейтсвие, которое заставляет частицы внутри ядра атома притягиваться сильнее, чем отталкаваться.
Логика в целом понятна? Сразу оговорюсь, я не имею ничего против теории гравитации, она действительно замечательно работает и позволяет делать научные предсказания. Современная физика ушла далеко вперед от описываемых здесь фактов, она позволяет давать точные прогнозы в сложнейшие экспериментах. Однако стоит принять во внимание, что почти любую теорию можно довести до способности давать точные прогнозы, если позволить вносить в неё сколь угодно усложнений. Теория будет становиться всё сложнее и всё менее понятной, однако будет давать всё более точные прогнозы и позволит создавать всё более сложное оборудование. Такой подход будет хорошо работать, ведь задача научной теории это "давать максимально точные прогнозы в максимально широких условиях". Однако имеет ли это хоть какое-то отношения к тому, как действительно устроена вселенная?...
Когда вы будете разбираться с очередной физической моделью, будь то гравитация, теория относительности или квантовая физика (к слову интересно, что две последние несовместимы друг с другом и не могут быть верны одновременно), всегда держите в голове что это именно физические модели, которые позволяют описывать поведение систем. И нет никакого смысла спорить верна физическая модель или нет, практически любая модель неверна и служит чтобы проще описать поведение системы. Но неверность модели не делает её плохой до тех пор, пока она справляется со своими задачами лучше других существующий моделей.
В качестве ответа на вопрос, поставленный в начале статьи: в рамках современной модели таких мест нет, в реальности скорее всего наоборот - нет ни одного места во Вселенной где действовал бы закон всемирного тяготения именно в том виде, в каком мы его знаем.
