የአለም አቀፍ የስበት ህግ ግኝት ታሪክ - መግለጫ ፣ ባህሪያት እና አስደሳች እውነታዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

ይህ መጣጥፍ የሚያተኩረው በሁለንተናዊ የስበት ህግ ግኝት ታሪክ ላይ ነው። እዚህ ላይ ይህንን አካላዊ ዶግማ ካገኘው ሳይንቲስት የህይወት ታሪክን እናውቃቸዋለን፣ ዋና ዋና አቅርቦቶቹን፣ ከኳንተም ስበት ጋር ያለውን ግንኙነት፣ የእድገት ሂደትን እና ሌሎችንም እንመለከታለን።

ጂኒየስ

ሰር አይዛክ ኒውተን የእንግሊዝ ሳይንቲስት ነው። በአንድ ወቅት እንደ ፊዚክስ እና ሂሳብ ላሉ ሳይንሶች ብዙ ትኩረት እና ጥረት አድርጓል እንዲሁም ብዙ አዳዲስ ነገሮችን ለሜካኒክስ እና አስትሮኖሚ አምጥቷል። እሱ በትክክል በጥንታዊው ሞዴል ውስጥ የፊዚክስ የመጀመሪያ መስራቾች አንዱ እንደሆነ ተደርጎ ይቆጠራል። እሱ ስለ ሦስቱ የመካኒኮች ህጎች እና ስለ ዓለም አቀፋዊ የስበት ህግ መረጃ ያቀረበበት "የተፈጥሮ ፍልስፍና የሂሳብ መርሆዎች" መሰረታዊ ስራ ደራሲ ነው. አይዛክ ኒውተን በእነዚህ ሥራዎች የክላሲካል ሜካኒኮችን መሠረት ጥሏል። የልዩነት እና የተዋሃደ ዓይነት ፣ የብርሃን ንድፈ ሐሳብን (calculus) አዳብሯል። ለፊዚካል ኦፕቲክስም ትልቅ አስተዋጾ አድርጓል።እና በፊዚክስ እና በሂሳብ ብዙ ሌሎች ንድፈ ሃሳቦችን አዳብሯል።

ህግ

የአለም አቀፍ የስበት ህግ እና የተገኘበት ታሪክ በ1666 ዓ.ም. ክላሲካል ፎርሙ ከመካኒኮች ማዕቀፍ ያልዘለለ የስበት አይነት መስተጋብርን የሚገልጽ ህግ ነው።

ዋናው ቁም ነገር በ2 አካላት ወይም በቁስ ቁስ m1 እና m2 መካከል የሚነሳው የስበት ኃይል F ኃይል አመልካች በተወሰነ ርቀት r ተለያይተው ከሁለቱም የጅምላ አመልካቾች ጋር ተመጣጣኝ እና በአካላት መካከል ካለው ካሬ ርቀት ጋር የተገላቢጦሽነት፡

F=G፣ G ከ 6፣67408(31)•10^-11 m³ / kgf².

የኒውተን ስበት

የአለም አቀፍ የስበት ህግ ግኝት ታሪክን ከማገናዘብ በፊት አጠቃላይ ባህሪያቱን ጠለቅ ብለን እንመርምር።

በኒውተን በተፈጠረው ንድፈ ሃሳብ ሁሉም ትልቅ አካል ያላቸው አካላት በዙሪያቸው ልዩ መስክ ማፍለቅ አለባቸው ይህም ሌሎች ነገሮችን ወደ ራሱ ይስባል። የስበት መስክ ይባላል፣ እና አቅም አለው።

Spherical symmetry ያለው አካል ከራሱ ውጭ የሆነ መስክ ይመሰርታል፣ይህም በቁስ አካል መሃል ላይ በሚገኝ ተመሳሳይ የጅምላ ነጥብ የተፈጠረ ነው።

በዚህ የመሰለ ነጥብ አቅጣጫ በስበት መስክ ውስጥ ያለው፣ በጣም ትልቅ በሆነ አካል የተፈጠረው፣ የኬፕለር ህግን ያከብራል። የአጽናፈ ዓለሙ ነገሮች፣ ለምሳሌ፣ፕላኔት ወይም ኮሜት፣ እንዲሁም እሱን ይታዘዙ፣ በሞላላ ወይም በሃይፐርቦላ ውስጥ የሚንቀሳቀሱ። ሌሎች ግዙፍ አካላት ለሚፈጥሩት መዛባት የሂሳብ አያያዝ የተዛባ ንድፈ ሃሳብ ድንጋጌዎችን በመጠቀም ግምት ውስጥ ያስገባል።

ትክክለኛነትን በመተንተን

ኒውተን የአለም አቀፋዊ የስበት ህግን ካወቀ በኋላ፣ መሞከር እና ብዙ ጊዜ መረጋገጥ ነበረበት። ለዚህም, በርካታ ስሌቶች እና ምልከታዎች ተደርገዋል. ከድንጋጌዎቹ ጋር ከተስማማ በኋላ እና ከጠቋሚው ትክክለኛነት በመነሳት ፣የግምት የሙከራ ቅርፅ የ GR ግልፅ ማረጋገጫ ሆኖ ያገለግላል። የሚሽከረከር የሰውነት ባለአራት እጥፍ መስተጋብር መለካት፣ ነገር ግን አንቴናዎቹ እንደቆሙ ይቆያሉ፣ የሚያሳየን δ የመጨመር ሂደት በ R ^(1+δ)፣ በ ብዙ ሜትሮች እና በገደብ (2፣ 1±6፣ 2)•10^-3 ይገኛል። ሌሎች በርካታ የተግባር ማረጋገጫዎች ይህ ህግ እንዲመሰረት እና አንድ ነጠላ ቅፅ እንዲወስድ ፈቅደዋል፣ ያለ ምንም ማሻሻያ። እ.ኤ.አ. በ 2007 ይህ ዶግማ ከአንድ ሴንቲ ሜትር (55 ማይክሮን - 9.59 ሚሜ) ርቀት ላይ እንደገና ተረጋግጧል። ሳይንቲስቶቹ የሙከራ ስህተቶቹን ከግምት ውስጥ በማስገባት የርቀቱን ርቀት መርምረዋል እና በዚህ ህግ ውስጥ ምንም ግልጽ የሆነ ልዩነት አላገኙም።

የጨረቃን ምህዋር ከመሬት ጋር በተገናኘ መመልከቱም ትክክለኛነቱን አረጋግጧል።

Euclidean space

የኒውተን ክላሲካል የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ከዩክሊዲያን ጠፈር ጋር የተያያዘ ነው። ትክክለኛው እኩልነት በበቂ ሁኔታ ከፍተኛ ትክክለኛነት (10^-9) የርቀት መለኪያዎች ከላይ የተብራራው የእኩልነት መለኪያ የኒውቶኒያን መካኒኮችን ቦታ ዩክሊዲያን ከሦስት ጋር ያሳየናል። - የአካል ቅርጽ. አትበዚህ ጉዳይ ላይ የሉል ወለል ስፋት በትክክል ከራዲየስ ካሬ ዋጋ ጋር ተመጣጣኝ ነው።

ዳታ ከታሪክ

የአለም አቀፍ የስበት ህግ የተገኘበትን ታሪክ አጭር ማጠቃለያ እናንሳ።

ሀሳቦቹ ከኒውተን በፊት በኖሩ ሌሎች ሳይንቲስቶች ቀርበዋል። Epicurus, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens እና ሌሎችም በእሱ ላይ ማሰላሰል ጎብኝተዋል. ኬፕለር የስበት ኃይል ከፀሐይ ኮከብ ርቀት ጋር የተገላቢጦሽ እና በግርዶሽ አውሮፕላኖች ውስጥ ብቻ ስርጭት እንዳለው ጠቁሟል; እንደ ዴካርት ገለጻ, በኤተር ውፍረት ውስጥ ያሉት የ vortices እንቅስቃሴ ውጤት ነው. በርቀት ላይ ስላለው ጥገኝነት ትክክለኛ ግምቶችን የሚያንፀባርቁ ተከታታይ ግምቶች ነበሩ።

ከኒውተን ለሃሌይ የላከው ደብዳቤ ከሰር አይሳቅ በፊት የነበሩት እራሳቸው ሁክ፣ ሬን እና ቡዮ እስማኤል መሆናቸውን መረጃ ይዟል። ይሁን እንጂ ከእሱ በፊት ማንም ሰው የሂሳብ ዘዴዎችን በመጠቀም የስበት ህግን እና የፕላኔቶችን እንቅስቃሴ በግልፅ ሊያገናኝ አልቻለም።

የአጽናፈ ዓለማዊ የስበት ህግ ግኝት ታሪክ "የተፈጥሮ ፍልስፍና የሂሳብ መርሆዎች" (1687) ከሚለው ሥራ ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው. በዚህ ሥራ ኒውተን በጥያቄ ውስጥ ያለውን ህግ ለኬፕለር ኢምፔሪካል ህግ ምስጋና ይግባውና በወቅቱ ይታወቅ ነበር። ያሳየናል፡

የትኛውም የሚታየው ፕላኔት የመንቀሳቀስ አይነት የማዕከላዊ ሃይል መኖሩን ያሳያል፤
የማዕከላዊው ዓይነት የመሳብ ሃይል ሞላላ ወይም ሃይፐርቦሊክ ምህዋሮችን ይፈጥራል።

ስለ ኒውተን ቲዎሪ

የአለማቀፋዊ የስበት ህግ ግኝትን አጭር ታሪክ ስንገመግም ከቀደምት መላምቶች የሚለዩትን በርካታ ልዩነቶችን ይጠቁመናል። ኒውተን የታሰበውን የክስተቱን ቀመር በማተም ላይ ብቻ ሳይሆን በሁለገብ መልክ የሂሳብ አይነት ሞዴልንም አቅርቧል፡

በስበት ህግ ላይ አቅርቦት፤
የእንቅስቃሴ ህግ ህግ፤
የሒሳብ ምርምር ዘዴዎች ስልታዊ።

ይህ ትሪያድ በጣም ውስብስብ የሆነውን የሰማይ አካላትን እንቅስቃሴ እንኳን በትክክል መመርመር ችሏል፣በዚህም የሰማይ መካኒኮችን መሰረት ፈጠረ። በዚህ ሞዴል ውስጥ የአንስታይን እንቅስቃሴ መጀመሪያ ድረስ, መሠረታዊ የእርምት ስብስብ መኖር አያስፈልግም. በከፍተኛ ሁኔታ መሻሻል ያለበት የሂሳብ መሳሪያው ብቻ ነው።

የመወያያ ነገር

በአስራ ስምንተኛው ክፍለ ዘመን የተገኘ እና የተረጋገጠ ህግ የነቃ አለመግባባቶች እና ጥንቃቄ የጎደለው ፍተሻዎች የታወቀ ርዕሰ ጉዳይ ሆኗል። ይሁን እንጂ ምዕተ-ዓመቱ ከፖስታዎቹ እና መግለጫዎቹ ጋር በአጠቃላይ ስምምነት አብቅቷል. የሕጉን ስሌቶች በመጠቀም የሰማይ አካላትን እንቅስቃሴ መንገዶች በትክክል መወሰን ተችሏል. በ1798 በሄንሪ ካቨንዲሽ ቀጥተኛ ቼክ ተደረገ። ይህንን ያደረገው የቶርሽን አይነት ሚዛንን በከፍተኛ ስሜት በመጠቀም ነው። ዓለም አቀፋዊ የስበት ህግ በተገኘበት ታሪክ ውስጥ በፖይሰን ለተሰጡት ትርጓሜዎች ልዩ ቦታ መመደብ አስፈላጊ ነው. የስበት ኃይልን እና የ Poisson እኩልታ ጽንሰ-ሀሳብን አዳብሯል ፣ በዚህም ይህንን ማስላት ይቻል ነበር።አቅም. ይህ ዓይነቱ ሞዴል በዘፈቀደ የቁስ ስርጭት ባለበት ሁኔታ የስበት መስክን ለማጥናት አስችሏል።

በኒውተን ቲዎሪ ውስጥ ብዙ ችግሮች ነበሩ። ዋናው የረዥም ጊዜ እርምጃ ሊገለጽ የማይችል ነው ተብሎ ሊወሰድ ይችላል። የመሳብ ሃይሎች ወሰን በሌለው ፍጥነት በቫኩም ቦታ እንዴት እንደሚላኩ ጥያቄውን በትክክል መመለስ አልተቻለም።

የህጉ ለውጥ

በሚቀጥሉት ሁለት መቶ አመታት እና ከዚህም በላይ የኒውተንን ቲዎሪ ለማሻሻል የተለያዩ መንገዶችን ለማቅረብ በብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት ሙከራዎች ተደርገዋል። እነዚህ ጥረቶች በ 1915 በድል አብቅተዋል, ማለትም በአንስታይን የተፈጠረውን የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ መፍጠር. ሁሉንም የችግሮች ስብስብ ማሸነፍ ችሏል. በደብዳቤ ልውውጡ መርህ መሰረት የኒውተን ቲዎሪ በንድፈ ሀሳቡ ላይ በአጠቃላይ የስራ ጅማሬ የተጠጋጋ ሆኖ ተገኝቷል ይህም በአንዳንድ ሁኔታዎች ሊተገበር ይችላል፡

በጥናት ላይ ባሉ ስርዓቶች ውስጥ የስበት ተፈጥሮ እምቅ አቅም በጣም ትልቅ ሊሆን አይችልም። የስርዓተ-ፀሀይ ስርዓት የሰማይ አካላትን እንቅስቃሴ ሁሉንም ደንቦች የማክበር ምሳሌ ነው. አንጻራዊው ክስተት እራሱን በሚያስደንቅ የፔሪሄልዮን ፈረቃ መገለጫ ውስጥ አገኘ።
በዚህ የስርዓቶች ቡድን ውስጥ ያለው የእንቅስቃሴ መጠን ከብርሃን ፍጥነት ጋር ሲነጻጸር እዚህ ግባ የሚባል አይደለም።

በደካማ የማይንቀሳቀስ የስበት መስክ የ GR ስሌቶች የኒውቶኒያን መልክ እንደሚይዙ የሚያረጋግጠው በማይንቀሳቀስ መስክ ውስጥ ስካላር የስበት አቅም መኖሩ ነው።የPoisson እኩልታ ሁኔታዎችን ማሟላት የሚችል በደካማ ሁኔታ የተገለጹ የሀይሎች ባህሪያት።

የኳንታ ሚዛን

ነገር ግን በታሪክ ውስጥ የዓለማቀፋዊ የስበት ህግ ሳይንሳዊ ግኝትም ሆነ የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ እንደ የመጨረሻ የስበት ንድፈ ሃሳብ ሊሆኑ አይችሉም፣ ምክንያቱም ሁለቱም በኳንተም ላይ ያለውን የስበት አይነት ሂደት በበቂ ሁኔታ ስለማይገልጹ። ልኬት። የኳንተም የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ለመፍጠር የሚደረግ ሙከራ ከዘመናዊ ፊዚክስ ዋና ተግባራት ውስጥ አንዱ ነው።

ከኳንተም ስበት እይታ አንጻር በእቃዎች መካከል ያለው መስተጋብር የተፈጠረው በምናባዊ ስበት መለዋወጥ ነው። እርግጠኛ ባልሆነው መርህ መሰረት የቨርቹዋል ግራቪታኖች የሃይል አቅም ከነበረበት የጊዜ ክፍተት ጋር የተገላቢጦሽ ነው ይህም በአንድ ነገር ከሚለቀቅበት ጊዜ አንስቶ በሌላ ነጥብ እስከመምጠጥ ድረስ።

ከዚህ አንጻር ሲታይ በትንሽ ርቀት ላይ የአካላት መስተጋብር የቨርቹዋል አይነት ስበት መለዋወጥን ያካትታል። ለእነዚህ ሃሳቦች ምስጋና ይግባውና የኒውተን እምቅ አቅም ህግን እና ጥገኝነቱን ከርቀት አንጻር በተመጣጣኝ ተመጣጣኝነት መሰረት መደምደም ይቻላል. በኮሎምብ እና በኒውተን ህጎች መካከል ያለው ተመሳሳይነት የሚገለፀው የስበት ክብደት ከዜሮ ጋር እኩል ነው በሚለው እውነታ ነው። የፎቶኖች ክብደት ተመሳሳይ ትርጉም አለው።

ማታለል

በትምህርት ቤት ስርአተ ትምህርት፣ ከታሪክ ለቀረበ ጥያቄ መልሱ፣ እንዴትኒውተን የአለም አቀፋዊ የስበት ህግን አገኘ ፣ የወደቀው የፖም ፍሬ ታሪክ ነው። በዚህ አፈ ታሪክ መሠረት በአንድ ሳይንቲስት ራስ ላይ ወድቋል. ሆኖም ፣ ይህ በጣም የተስፋፋ የተሳሳተ ግንዛቤ ነው ፣ እና በእውነቱ ፣ ሁሉም ነገር ሊከሰት የሚችል የጭንቅላት ጉዳት ያለ ተመሳሳይ ጉዳይ ማድረግ ችሏል። ኒውተን ራሱ አንዳንድ ጊዜ ይህን ተረት አረጋግጧል፣ ነገር ግን በእውነቱ ህጉ ድንገተኛ ግኝት አልነበረም እናም ጊዜያዊ ግንዛቤ ውስጥ አልገባም። ከላይ እንደተጻፈው ለረጅም ጊዜ ተዘጋጅቶ ለመጀመሪያ ጊዜ በ1687 በሕዝብ ፊት በታየው "የሒሳብ መርሆች" ላይ በተሠሩ ሥራዎች ላይ ቀርቧል።