Когда Ньютон написал "Математические начала натуральной философии", он затронул многие фундаментальные вопросы человечества о природе. Его книга была в первую очередь посвящена законам движения и закону всемирного тяготения. Эта книга стала началом революции в физике. Ньютон разработал математический метод описания падения тела или планеты, вращающейся вокруг звезды.
Несмотря на его способность описывать такие явления, Ньютона преследовал вопрос о том, что их вызывает. Он подозревал, что некий невидимый агент обеспечивает гравитационную силу, как невидимая нить, удержащая все вместе. Он включил краткий раздел в свою книгу о том, как работает гравитация, и под ним написал: "Я оставил это на усмотрение моих читателей". У Ньютона не было понимания того, как она действует, поэтому он оставил этот раздел книги без ответа.
Затем пришел Альберт Эйнштейн, который, после многих лет работы нашел ответ. Гравитация появляется в результате влияния массы на само пространство. Работая над гравитацией, Ньютон рассматривал только три пространственных измерения и предполагал, что пространство неизменно. Он также считал, что всё во Вселенной движется с одинаковой скоростью во времени. Однако, как вы можете знать, Эйнштейн с этим не соглашался. Эйнштейн считал, что пространство и время неотделимы друг от друга и не абсолютны.
Это привело к увлекательному открытию, действительно пространство и время были сплетены вместе, чтобы образовать пространство-время. И в этом пространстве-времени находятся все тела и влияют на него. Пространство-время искривляется больше более массивными телами, чем меньшими. В результате более легкие тела будут двигаться в искривленном пространстве-времени, созданном более тяжелыми телами, и вращаться вокруг них.
Поскольку тела искажают пространство-время, то время также искажается. Все, даже сам Эйнштейн, были потрясены этим, ведь он только что обнаружил, что время относительно и оно не одинаково для всех. У каждого свой тик-так. Это называется гравитационной временной дилятацией. Если близнецы, один из которых живет на большей высоте, а другой на меньшей высоте, встретятся, то их возраст окажется разным.
Для человека, живущего на большей высоте (при большем гравитационном потенциале, он отрицательный так что это не ошибка), время идет быстрее по сравнению с человеком, живущим на меньшей высоте (меньшем гравитационном потенциале); однако эта разница будет незначительна Земли и измерить его можно будет лишь сверхточными атомными часами.
Это демонстрирует правильность теорий Эйнштейна. Все эксперименты показывают, что теории Эйнштейна верны. Недавно LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) обнаружил гравитационную волну, испущенную двумя сливающимися черными дырами. Измеренные волны точно соответствовали предсказаниям Эйнштейна.
И хотя наука идёт вперёд многие идеи из теорий Эйнштейна до сих пор используются для раскрытия некоторых из самых больших загадок вселенной. Это не означает, что представление Ньютона о гравитации бесполезно. Оно, наоборот, достаточно точно и просто, чтобы спускать луноходы и людей на Луну и летать по Солнечной системе. Концепции Эйнштейна покрывают более общие аспекты, где законы Ньютона не могут объяснить некоторые из явлений вселенной. Хотя справедливости ради стоит сказать, что сейчас существуют области, в которых и теория относительности перестаёт работать, поэтому учёные уже многие десятилетия работают над созданием теории квантовой гравитации, но пока это не принесло результата.
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
