Гравитация Всемирное тяготение Гравитация Всемирное тяготение Работу выполнила Ученица 8 «а» класса Гимназии 1 г. Миллерово Величко Анастасия Руководитель. - презентация

1 Гравитация Всемирное тяготение Гравитация Всемирное тяготение Работу выполнила Ученица 8 «а» класса Гимназии 1 г. Миллерово Величко Анастасия Руководитель Илющихина М.И.

2 Что такое гравитация ? Гравитация, как направление физики, является крайне опасным предметом, Джордано Бруно сожгла Инквизиция, Галилео Галилей с трудом избежал наказания, Ньютон получил шишку от яблока, а над Эйнштейном в начале смеялся весь научный мир. Современная наука очень консервативна, поэтому все работы по исследованию гравитации встречаются скептически. Хотя новейшие достижения в разных лабораториях мира свидетельствуют, что управлять гравитацией можно и через несколько лет наше понимание многих физических явлений будет гораздо глубже. Коренные изменения произойдут в науке и технологии 21-го века, однако это потребует серьезной работы и объединенных усилий ученых, журналистов и всех прогрессивных людей... Гравитация, как направление физики, является крайне опасным предметом, Джордано Бруно сожгла Инквизиция, Галилео Галилей с трудом избежал наказания, Ньютон получил шишку от яблока, а над Эйнштейном в начале смеялся весь научный мир. Современная наука очень консервативна, поэтому все работы по исследованию гравитации встречаются скептически. Хотя новейшие достижения в разных лабораториях мира свидетельствуют, что управлять гравитацией можно и через несколько лет наше понимание многих физических явлений будет гораздо глубже. Коренные изменения произойдут в науке и технологии 21-го века, однако это потребует серьезной работы и объединенных усилий ученых, журналистов и всех прогрессивных людей... Е.Е. Подклетнов Е.Е. Подклетнов

3 Гравитация с научной точки зрения Гравитация (всемирное тяготение) (от лат. gravitas «тяжесть») дальнодействующее фундаментальное взаимодействие, которому подвержены все материальные тела. По современным представлениям, является универсальным взаимодействием материи с пространственно- временным континуумом, и, в отличие от других фундаментальных взаимодействий, всем без исключения телам, независимо от их массы и внутренней структуры, в одной и той же точке пространства и времени придаёт одинаковое ускорение относительно локально-инерциальной системы отсчёта принцип эквивалентности Эйнштейна. Главным образом, определяющее влияние гравитация оказывает на материю в космических масштабах. Термин гравитация используется также как название раздела физики, изучающего гравитационное взаимодействие. Наиболее успешной современной физической теорией в классической физике, описывающей гравитацию, является общая теория относительности; квантовая теория гравитационного взаимодействия пока не построена. Гравитация (всемирное тяготение) (от лат. gravitas «тяжесть») дальнодействующее фундаментальное взаимодействие, которому подвержены все материальные тела. По современным представлениям, является универсальным взаимодействием материи с пространственно- временным континуумом, и, в отличие от других фундаментальных взаимодействий, всем без исключения телам, независимо от их массы и внутренней структуры, в одной и той же точке пространства и времени придаёт одинаковое ускорение относительно локально-инерциальной системы отсчёта принцип эквивалентности Эйнштейна. Главным образом, определяющее влияние гравитация оказывает на материю в космических масштабах. Термин гравитация используется также как название раздела физики, изучающего гравитационное взаимодействие. Наиболее успешной современной физической теорией в классической физике, описывающей гравитацию, является общая теория относительности; квантовая теория гравитационного взаимодействия пока не построена.

4 Гравитационное взаимодействие Гравитационное взаимодействие одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния то есть Гравитационное взаимодействие одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния то есть Здесь G гравитационная постоянная, равная примерно м³/(кгс²). Здесь G гравитационная постоянная, равная примерно м³/(кгс²).

5 Закон всемирного тяготения На склоне своих дней Исаак Ньютон рассказал, как произошло открытие закона всемирного тяготения: он гулял по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Поскольку Ньютон в это самое время работал над законами движения, он уже знал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли. Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, и, следовательно, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы сорваться с орбиты и улететь по прямой прочь, в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите. На склоне своих дней Исаак Ньютон рассказал, как произошло открытие закона всемирного тяготения: он гулял по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Поскольку Ньютон в это самое время работал над законами движения, он уже знал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли. Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, и, следовательно, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы сорваться с орбиты и улететь по прямой прочь, в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите.

6 Воздействие гравитации Большие космические объекты планеты, звезды и галактики имеют огромную массу и, следовательно, создают значительные гравитационные поля. Большие космические объекты планеты, звезды и галактики имеют огромную массу и, следовательно, создают значительные гравитационные поля. Гравитация слабейшее взаимодействие. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях и все массы положительны, это, тем не менее, очень важная сила во Вселенной. Для сравнения: полный электрический заряд этих тел равен нулю, так как вещество в целом электрически нейтрально. Гравитация слабейшее взаимодействие. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях и все массы положительны, это, тем не менее, очень важная сила во Вселенной. Для сравнения: полный электрический заряд этих тел равен нулю, так как вещество в целом электрически нейтрально. Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие. Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие.

7 Из-за глобального характера гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной, и за элементарные астрономические явления орбиты планет, и за простое притяжение к поверхности Земли и падения тел. Из-за глобального характера гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной, и за элементарные астрономические явления орбиты планет, и за простое притяжение к поверхности Земли и падения тел.

8 Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются одинаково. Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени. Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются одинаково. Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени.

9 Сильные гравитационные поля В сильных гравитационных полях, при движении с релятивистскими скоростями, начинают проявляться эффекты общей теории относительности (ОТО): В сильных гравитационных полях, при движении с релятивистскими скоростями, начинают проявляться эффекты общей теории относительности (ОТО): изменение геометрии пространства- времени; изменение геометрии пространства- времени; как следствие, отклонение закона тяготения от ньютоновского; как следствие, отклонение закона тяготения от ньютоновского; и в экстремальных случаях возникновение чёрных дыр; и в экстремальных случаях возникновение чёрных дыр; запаздывание потенциалов, связанное с конечной скоростью распространения гравитационных возмущений; запаздывание потенциалов, связанное с конечной скоростью распространения гравитационных возмущений; как следствие, появление гравитационных волн; как следствие, появление гравитационных волн; эффекты нелинейности: гравитация имеют свойство взаимодействовать сама с собой, поэтому принцип суперпозиции в сильных полях уже не выполняется. эффекты нелинейности: гравитация имеют свойство взаимодействовать сама с собой, поэтому принцип суперпозиции в сильных полях уже не выполняется.

10 Классические теории гравитации В связи с тем, что квантовые эффекты гравитации чрезвычайно малы даже в самых экстремальных экспериментальных и наблюдательных условиях, до сих пор не существует их надёжных наблюдений. Теоретические оценки показывают, что в подавляющем большинстве случаев можно ограничиться классическим описанием гравитационного взаимодействия. В связи с тем, что квантовые эффекты гравитации чрезвычайно малы даже в самых экстремальных экспериментальных и наблюдательных условиях, до сих пор не существует их надёжных наблюдений. Теоретические оценки показывают, что в подавляющем большинстве случаев можно ограничиться классическим описанием гравитационного взаимодействия. Существует современная каноническая классическая теория гравитации общая теория относительности, и множество уточняющих её гипотез и теорий различной степени разработанности, конкурирующих между собой. Все эти теории дают очень похожие предсказания в рамках того приближения, в котором в настоящее время осуществляются экспериментальные тесты. Далее описаны несколько основных, наиболее хорошо разработанных или известных теорий гравитации. Существует современная каноническая классическая теория гравитации общая теория относительности, и множество уточняющих её гипотез и теорий различной степени разработанности, конкурирующих между собой. Все эти теории дают очень похожие предсказания в рамках того приближения, в котором в настоящее время осуществляются экспериментальные тесты. Далее описаны несколько основных, наиболее хорошо разработанных или известных теорий гравитации.

11 Общая теория относительности В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства- времени. Таким образом, в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект, причём пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой римановой геометрии. Гравитационное поле иногда называемое также полем тяготения, в ОТО отождествляется с тензорным метрическим полем метрикой четырёхмерного пространства-времени, а напряжённость гравитационного поля с аффинной связностью пространства-времени, определяемой метрикой. В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства- времени. Таким образом, в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект, причём пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой римановой геометрии. Гравитационное поле иногда называемое также полем тяготения, в ОТО отождествляется с тензорным метрическим полем метрикой четырёхмерного пространства-времени, а напряжённость гравитационного поля с аффинной связностью пространства-времени, определяемой метрикой.

12 Теория Эйнштейна Картана Теория Эйнштейна Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время кроме энергии-импульса также и спина объектов. В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана Картана. Теория Эйнштейна Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время кроме энергии-импульса также и спина объектов. В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана Картана.

13 Заключение Гравитация – это сила, которая управляет всей Вселенной. Она держит нас на Земле, определяет орбиты планет, обеспечивает устойчивость Солнечной системы. Именно она играет главную роль при взаимодействии звёзд и галактик, определяя, очевидно, прошлое, настоящее и будущее Вселенной. Гравитация – это сила, которая управляет всей Вселенной. Она держит нас на Земле, определяет орбиты планет, обеспечивает устойчивость Солнечной системы. Именно она играет главную роль при взаимодействии звёзд и галактик, определяя, очевидно, прошлое, настоящее и будущее Вселенной.

14 Она всегда притягивает и никогда не отталкивает, действуя на всё, что видимо, и на многое из того, что невидимо. И хотя гравитация была первой из четырёх фундаментальных сил природы, законы которых были открыты и сформулированы в математической форме, она всё ещё остаётся неразгаданной. Она всегда притягивает и никогда не отталкивает, действуя на всё, что видимо, и на многое из того, что невидимо. И хотя гравитация была первой из четырёх фундаментальных сил природы, законы которых были открыты и сформулированы в математической форме, она всё ещё остаётся неразгаданной.