जिन्होंने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम स्थापित किया। गुरुत्वाकर्षण बिल्कुल भी "सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम" नहीं है

आइजैक न्यूटन ने सुझाव दिया कि प्रकृति में किसी भी पिंड के बीच परस्पर आकर्षण बल होते हैं। इन बलों को कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण बल द्वाराया सार्वभौमिक गुरुत्व बल. अप्राकृतिक गुरुत्वाकर्षण बल अंतरिक्ष, सौर मंडल और पृथ्वी पर स्वयं प्रकट होता है।

गुरूत्वाकर्षन का नियम

न्यूटन ने आकाशीय पिंडों की गति के नियमों को सामान्यीकृत किया और पाया कि बल \(F\) बराबर है:

\[ एफ = जी \dfrac(m_1 m_2)(R^2) \]

जहां \(m_1\) और \(m_2\) परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों के द्रव्यमान हैं, \(R\) उनके बीच की दूरी है, \(G\) आनुपातिकता गुणांक है, जिसे कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक. गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का संख्यात्मक मान प्रयोगात्मक रूप से कैवेंडिश द्वारा सीसे की गेंदों के बीच परस्पर क्रिया के बल को मापकर निर्धारित किया गया था।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का भौतिक अर्थ सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से चलता है। अगर \(m_1 = m_2 = 1 \text(kg)\), \(R = 1 \text(m) \) , फिर \(G = F \) , यानी गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक उस बल के बराबर है जिसके साथ 1 किलो वजन वाले दो पिंड 1 मीटर की दूरी पर आकर्षित होते हैं।

अंकीय मूल्य:

\(जी = 6.67 \cdot() 10^(-11) N \cdot() m^2/ kg^2 \) .

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल प्रकृति में किसी भी पिंड के बीच कार्य करते हैं, लेकिन वे बड़े द्रव्यमान पर ध्यान देने योग्य हो जाते हैं (या यदि कम से कम किसी एक पिंड का द्रव्यमान बड़ा हो)। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम केवल भौतिक बिंदुओं और गेंदों के लिए संतुष्ट होता है (इस मामले में, गेंदों के केंद्रों के बीच की दूरी को दूरी के रूप में लिया जाता है)।

गुरुत्वाकर्षण

एक विशेष प्रकार का सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी (या किसी अन्य ग्रह) की ओर पिंडों का आकर्षण बल है। इस बल को कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण. इस बल के प्रभाव में, सभी पिंड मुक्त रूप से गिरने वाला त्वरण प्राप्त कर लेते हैं।

न्यूटन के दूसरे नियम \(g = F_T /m\) के अनुसार, इसलिए, \(F_T = mg \) ।

यदि M पृथ्वी का द्रव्यमान है, R उसकी त्रिज्या है, m किसी दिए गए पिंड का द्रव्यमान है, तो गुरुत्वाकर्षण बल बराबर है

\(F = G \dfrac(M)(R^2)m = mg \) .

गुरुत्वाकर्षण बल सदैव पृथ्वी के केंद्र की ओर निर्देशित होता है। पृथ्वी की सतह से ऊँचाई \(h\) और पिंड की स्थिति के भौगोलिक अक्षांश के आधार पर, गुरुत्वाकर्षण का त्वरण अलग-अलग मान लेता है। पृथ्वी की सतह पर और मध्य अक्षांशों में, गुरुत्वाकर्षण का त्वरण 9.831 m/s 2 है।

शरीर का वजन

शरीर के वजन की अवधारणा का प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

शरीर का वजन\(P\) से दर्शाया जाता है। भार की इकाई न्यूटन (N) है। चूंकि वजन उस बल के बराबर है जिसके साथ शरीर समर्थन पर कार्य करता है, तो, न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, शरीर का सबसे बड़ा वजन समर्थन की प्रतिक्रिया बल के बराबर है। इसलिए, शरीर का वजन ज्ञात करने के लिए, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि समर्थन प्रतिक्रिया बल किसके बराबर है।

इस मामले में, यह माना जाता है कि शरीर समर्थन या निलंबन के सापेक्ष गतिहीन है।

किसी पिंड का वजन और गुरुत्वाकर्षण बल की प्रकृति अलग-अलग होती है: किसी पिंड का वजन अंतर-आणविक बलों की क्रिया का प्रकटीकरण है, और गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण प्रकृति का होता है।

किसी पिंड की वह अवस्था जिसमें उसका भार शून्य होता है, कहलाती है भारहीनता. किसी हवाई जहाज या अंतरिक्ष यान में भारहीनता की स्थिति तब देखी जाती है जब वे मुक्त गिरावट त्वरण के साथ चलते हैं, चाहे उनकी गति की दिशा और मूल्य कुछ भी हो। पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर, जब जेट इंजन बंद हो जाते हैं, तो अंतरिक्ष यान पर केवल सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करता है। इस बल के प्रभाव में अंतरिक्ष यान और उसमें मौजूद सभी पिंड एक ही त्वरण से चलते हैं, इसलिए जहाज में भारहीनता की स्थिति देखी जाती है।

न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का शास्त्रीय सिद्धांत (न्यूटन का सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम)- शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर गुरुत्वाकर्षण संपर्क का वर्णन करने वाला एक कानून। इस नियम की खोज न्यूटन ने 1666 के आसपास की थी। यह कहता है ताकत एफ (\डिस्प्लेस्टाइल एफ)द्रव्यमान के दो भौतिक बिंदुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण एम 1 (\डिस्प्लेस्टाइल एम_(1))और एम 2 (\डिस्प्लेस्टाइल एम_(2)), दूरी से अलग हो गया आर (\डिस्प्लेस्टाइल आर), दोनों द्रव्यमानों के समानुपाती और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है - अर्थात:

F = G ⋅ m 1 ⋅ m 2 R 2 (\displaystyle F=G\cdot (m_(1)\cdot m_(2) \over R^(2)))

यहाँ जी (\डिस्प्लेस्टाइल जी)- गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक 6.67408(31)·10 −11 m³/(kg s²) के बराबर:।

विश्वकोश यूट्यूब

1 / 5

✪ न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का परिचय

✪गुरुत्वाकर्षण का नियम

✪ सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का भौतिकी नियम 9वीं कक्षा

✪ आइजैक न्यूटन के बारे में (संक्षिप्त इतिहास)

✪ पाठ 60. सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम. गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

उपशीर्षक

अब आइए गुरुत्वाकर्षण, या गुरुत्वाकर्षण के बारे में थोड़ा जानें। इसलिए इन इकाइयों के बारे में चिंता न करें: बस यह जान लें कि हमें मीटर, सेकंड और किलोग्राम के साथ काम करना होगा। इसके बाद, हम कैलकुलेटर का उपयोग करके 6.37 के वर्ग की गणना करते हैं और प्राप्त करते हैं... वर्ग 6.37। और यह 40.58 है. 40.58.

न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण के गुण

न्यूटोनियन सिद्धांत में, प्रत्येक विशाल पिंड इस पिंड के प्रति आकर्षण का एक बल क्षेत्र उत्पन्न करता है, जिसे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र कहा जाता है। यह क्षेत्र संभावित है, और द्रव्यमान के साथ एक भौतिक बिंदु के लिए गुरुत्वाकर्षण क्षमता का कार्य है एम (\डिस्प्लेस्टाइल एम)सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

(\displaystyle \varphi (r)=-G(\frac (M)(r)).) सामान्यतः जब किसी पदार्थ का घनत्वρ (\displaystyle \rho )

Δ φ = − 4 π जी ρ (आर) .

इस समीकरण का हल इस प्रकार लिखा गया है: φ = − G ∫ ρ (r) d V r + C , (\displaystyle \varphi =-G\int (\frac (\rho (r)dV)(r))+C,) कहाँ आर (\डिस्प्लेस्टाइल आर) - आयतन तत्व के बीच की दूरी डी वी (\डिस्प्लेस्टाइल डीवी), और वह बिंदु जिस पर क्षमता निर्धारित की जाती है φ (\displaystyle \varphi )

सी (\डिस्प्लेस्टाइल सी) - मनमाना स्थिरांक.किसी द्रव्यमान वाले भौतिक बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में कार्य करने वाला आकर्षण बल

, सूत्र द्वारा क्षमता से संबंधित है:

एफ (आर) = − एम ∇ φ (आर) .

(\displaystyle F(r)=-m\nabla \varphi (r).)

एक गोलाकार रूप से सममित शरीर अपनी सीमाओं के बाहर शरीर के केंद्र में स्थित समान द्रव्यमान के भौतिक बिंदु के समान क्षेत्र बनाता है। किसी बहुत बड़े भौतिक बिंदु द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी भौतिक बिंदु का प्रक्षेपवक्र केपलर के नियमों का पालन करता है। विशेष रूप से, सौर मंडल में ग्रह और धूमकेतु दीर्घवृत्त या अतिपरवलय में चलते हैं। अन्य ग्रहों का प्रभाव, जो इस चित्र को विकृत करता है, गड़बड़ी सिद्धांत का उपयोग करके ध्यान में रखा जा सकता है।न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की सटीकता न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम की सटीकता की डिग्री का प्रायोगिक मूल्यांकन सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की पुष्टिओं में से एक है। एक घूमते हुए पिंड और एक स्थिर एंटीना की चतुष्कोणीय अंतःक्रिया को मापने के प्रयोगों से पता चला कि वृद्धि हुई हैδ (\displaystyle \डेल्टा ) न्यूटोनियन क्षमता की निर्भरता की अभिव्यक्ति में r − (1 + δ) (\displaystyle r^(-(1+\delta)))

कई मीटर की दूरी पर भीतर है

(2 , 1 ± 6 , 2) * 10 - 3 (\displaystyle (2.1\pm 6.2)*10^(-3)) . अन्य प्रयोगों ने भी सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में संशोधनों की अनुपस्थिति की पुष्टि की।.

2007 में न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का परीक्षण एक सेंटीमीटर (55 माइक्रोन से 9.53 मिमी तक) से छोटी दूरी पर किया गया था। प्रयोगात्मक त्रुटियों को ध्यान में रखते हुए, अध्ययन की गई दूरी की सीमा में न्यूटन के नियम से कोई विचलन नहीं पाया गया।

चंद्रमा की कक्षा के सटीक लेजर रेंजिंग अवलोकन पृथ्वी से चंद्रमा की दूरी पर सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम की सटीकता के साथ पुष्टि करते हैं 3 ⋅ 10 − 11 (\displaystyle 3\cdot 10^(-11))संख्या के गुरुत्वाकर्षण बल के लिए व्यंजक के हर में दूरी का घातांक 2 (\डिस्प्लेस्टाइल 2)न्यूटोनियन यांत्रिकी के त्रि-आयामी भौतिक स्थान की यूक्लिडियन प्रकृति को दर्शाता है। त्रि-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष में, एक गोले का सतह क्षेत्र उसकी त्रिज्या के वर्ग के बिल्कुल समानुपाती होता है

ऐतिहासिक रेखाचित्र

गुरुत्वाकर्षण के सार्वभौमिक बल का विचार न्यूटन से पहले भी बार-बार व्यक्त किया गया था। पहले, एपिकुरस, गैसेंडी, केपलर, बोरेली, डेसकार्टेस, रोबरवल, ह्यूजेंस और अन्य ने इसके बारे में सोचा था। केप्लर का मानना ​​था कि गुरुत्वाकर्षण सूर्य से दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है और केवल क्रांतिवृत्त तल में ही फैलता है; डेसकार्टेस ने इसे ईथर में होने वाले भंवरों का परिणाम माना। हालाँकि, दूरी पर सही निर्भरता वाले अनुमान थे; हैली को लिखे एक पत्र में न्यूटन ने अपने पूर्ववर्तियों के रूप में बुलियाल्ड, व्रेन और हुक का उल्लेख किया है। लेकिन न्यूटन से पहले, कोई भी स्पष्ट रूप से और गणितीय रूप से गुरुत्वाकर्षण के नियम (दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती बल) और ग्रहों की गति के नियम (केप्लर के नियम) को निर्णायक रूप से जोड़ने में सक्षम नहीं था।

• गुरुत्वाकर्षण का नियम;
• गति का नियम (न्यूटन का दूसरा नियम);
• गणितीय अनुसंधान (गणितीय विश्लेषण) के लिए तरीकों की प्रणाली।

कुल मिलाकर, यह त्रय आकाशीय पिंडों की सबसे जटिल गतिविधियों के संपूर्ण अध्ययन के लिए पर्याप्त है, जिससे आकाशीय यांत्रिकी की नींव तैयार होती है। आइंस्टीन से पहले, इस मॉडल में किसी मौलिक संशोधन की आवश्यकता नहीं थी, हालाँकि गणितीय उपकरण को महत्वपूर्ण रूप से विकसित करने के लिए आवश्यक साबित हुआ।

ध्यान दें कि न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत अब, सख्ती से कहें तो, सूर्यकेंद्रित नहीं रह गया था। पहले से ही दो-पिंड समस्या में, ग्रह सूर्य के चारों ओर नहीं, बल्कि गुरुत्वाकर्षण के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमता है, क्योंकि न केवल सूर्य ग्रह को आकर्षित करता है, बल्कि ग्रह भी सूर्य को आकर्षित करता है। अंत में, यह स्पष्ट हो गया कि एक दूसरे पर ग्रहों के प्रभाव को ध्यान में रखना आवश्यक है।

18वीं शताब्दी के दौरान, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम सक्रिय बहस का विषय था (डेसकार्टेस स्कूल के समर्थकों ने इसका विरोध किया था) और सावधानीपूर्वक परीक्षण किया गया था। सदी के अंत तक, यह आम तौर पर स्वीकार कर लिया गया कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम खगोलीय पिंडों की गतिविधियों को बड़ी सटीकता के साथ समझाना और भविष्यवाणी करना संभव बनाता है। 1798 में हेनरी कैवेंडिश ने अत्यंत संवेदनशील मरोड़ संतुलन का उपयोग करके स्थलीय स्थितियों में गुरुत्वाकर्षण के नियम की वैधता का प्रत्यक्ष परीक्षण किया। 1813 में पॉइसन द्वारा गुरुत्वाकर्षण क्षमता की अवधारणा और इस क्षमता के लिए पॉइसन समीकरण का परिचय एक महत्वपूर्ण कदम था; इस मॉडल ने पदार्थ के मनमाने वितरण के साथ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का अध्ययन करना संभव बना दिया। इसके बाद न्यूटन के नियम को प्रकृति का मौलिक नियम माना जाने लगा।

साथ ही, न्यूटन के सिद्धांत में कई कठिनाइयाँ थीं। मुख्य एक अस्पष्ट लंबी दूरी की कार्रवाई है: आकर्षण की शक्ति पूरी तरह से खाली जगह के माध्यम से और असीम रूप से तेज़ी से प्रसारित की गई थी। मूलतः, न्यूटन का मॉडल बिना किसी भौतिक सामग्री के पूर्णतः गणितीय था। इसके अलावा, यदि ब्रह्मांड, जैसा कि तब माना गया था, यूक्लिडियन और अनंत है, और साथ ही इसमें पदार्थ का औसत घनत्व शून्य नहीं है, तो एक गुरुत्वाकर्षण विरोधाभास उत्पन्न होता है। 19वीं सदी के अंत में, एक और समस्या उभरी: बुध के पेरीहेलियन के सैद्धांतिक और प्रेक्षित विस्थापन के बीच विसंगति।

इससे आगे का विकास

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत

न्यूटन के बाद दो सौ से अधिक वर्षों तक, भौतिकविदों ने न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न तरीके प्रस्तावित किए। 1915 में आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के निर्माण के साथ इन प्रयासों को सफलता मिली, जिसमें इन सभी कठिनाइयों को दूर किया गया। न्यूटन का सिद्धांत, पत्राचार सिद्धांत के साथ पूर्ण सहमति में, एक अधिक सामान्य सिद्धांत का अनुमान साबित हुआ, जो दो शर्तों के पूरा होने पर लागू होता है:

कमजोर स्थिर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में गति के समीकरण न्यूटोनियन (गुरुत्वाकर्षण क्षमता) बन जाते हैं। इसे साबित करने के लिए, हम दिखाते हैं कि कमजोर स्थिर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में अदिश गुरुत्वाकर्षण क्षमता पॉइसन समीकरण को संतुष्ट करती है

यह ज्ञात है (गुरुत्वाकर्षण क्षमता) कि इस मामले में गुरुत्वाकर्षण क्षमता का रूप है:

आइए हम सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र समीकरणों से ऊर्जा-संवेग टेंसर का घटक खोजें:

इस समीकरण का हल इस प्रकार लिखा गया है: आर आई के (\displaystyle R_(ik))- वक्रता टेंसर. क्योंकि हम गतिज ऊर्जा-संवेग टेंसर का परिचय दे सकते हैं ρ यू आई यू के (\displaystyle \rho u_(i)u_(k)). ऑर्डर की मात्रा की उपेक्षा करना यू/सी (\डिस्प्लेस्टाइल यू/सी), आप सभी घटक डाल सकते हैं टी आई के (\displaystyle T_(ik)), के अलावा टी 44 (\डिस्प्लेस्टाइल टी_(44)), शून्य के बराबर. अवयव टी 44 (\डिस्प्लेस्टाइल टी_(44))के बराबर T 44 = ρ c 2 (\displaystyle T_(44)=\rho c^(2))और इसलिए T = g i k T i k = g 44 T 44 = - ρ c 2 (\displaystyle T=g^(ik)T_(ik)=g^(44)T_(44)=-\rho c^(2)). इस प्रकार, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र समीकरण आकार लेते हैं आर 44 = − 1 2 ϰ ρ सी 2 (\displaystyle R_(44)=-(\frac (1)(2))\varkappa \rho c^(2)). सूत्र के कारण

वक्रता टेंसर घटक का मान आर 44 (\डिस्प्लेस्टाइल आर_(44))बराबर लिया जा सकता है R 44 = − ∂ Γ 44 α ∂ x α (\displaystyle R_(44)=-(\frac (\partial \Gamma _(44)^(\alpha ))(\partial x^(\alpha ))))और तबसे Γ 44 α ≈ − 1 2 ∂ g 44 ∂ x α (\displaystyle \Gamma _(44)^(\alpha )\approx -(\frac (1)(2))(\frac (\partial g_(44) )(\आंशिक x^(\alpha )))), R 44 = 1 2 ∑ α ∂ 2 g 44 ∂ x α 2 = 1 2 Δ g 44 = − Δ Φ c 2 (\displaystyle R_(44)=(\frac (1)(2))\sum _(\ alpha )(\frac (\आंशिक ^(2)g_(44))(\आंशिक x_(\alpha )^(2)))=(\frac (1)(2))\Delta g_(44)=- (\frac (\Delta \Phi )(c^(2)))). इस प्रकार, हम पॉइसन समीकरण पर पहुंचते हैं:

क्वांटम गुरुत्व

हालाँकि, सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण का अंतिम सिद्धांत नहीं है, क्योंकि यह क्वांटम पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण प्रक्रियाओं का असंतोषजनक रूप से वर्णन करता है (प्लैंक दूरी के क्रम पर दूरी पर, लगभग 1.6⋅10 −35)। गुरुत्वाकर्षण के सुसंगत क्वांटम सिद्धांत का निर्माण आधुनिक भौतिकी की सबसे महत्वपूर्ण अनसुलझी समस्याओं में से एक है।

क्वांटम गुरुत्व के दृष्टिकोण से, गुरुत्वाकर्षण संपर्क परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों के बीच आभासी गुरुत्वाकर्षण के आदान-प्रदान के माध्यम से होता है। अनिश्चितता सिद्धांत के अनुसार, एक आभासी गुरुत्वाकर्षण की ऊर्जा उसके अस्तित्व के समय से एक शरीर द्वारा उत्सर्जन के क्षण से दूसरे शरीर द्वारा अवशोषण के क्षण तक व्युत्क्रमानुपाती होती है। जीवनकाल शवों के बीच की दूरी के समानुपाती होता है। इस प्रकार, कम दूरी पर, परस्पर क्रिया करने वाले पिंड छोटी और लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ आभासी गुरुत्वाकर्षण का आदान-प्रदान कर सकते हैं, और बड़ी दूरी पर केवल लंबी-तरंग वाले गुरुत्वाकर्षण का आदान-प्रदान कर सकते हैं। इन विचारों से हम दूरी के लिए न्यूटोनियन क्षमता के व्युत्क्रम आनुपातिकता का नियम प्राप्त कर सकते हैं। न्यूटन के नियम और कूलम्ब के नियम के बीच सादृश्य को इस तथ्य से समझाया गया है कि गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान, द्रव्यमान की तरह

I. न्यूटन केप्लर के नियमों से प्रकृति के मूलभूत नियमों में से एक - सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम - निकालने में सक्षम थे। न्यूटन को पता था कि सौर मंडल के सभी ग्रहों के लिए, त्वरण ग्रह से सूर्य तक की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है और आनुपातिकता का गुणांक सभी ग्रहों के लिए समान होता है।

यहां से, सबसे पहले, यह निष्कर्ष निकलता है कि किसी ग्रह पर सूर्य से लगने वाला आकर्षण बल इस ग्रह के द्रव्यमान के समानुपाती होना चाहिए। वास्तव में, यदि ग्रह का त्वरण सूत्र (123.5) द्वारा दिया गया है, तो त्वरण उत्पन्न करने वाला बल है

इस ग्रह का द्रव्यमान कहाँ है. दूसरी ओर, न्यूटन उस त्वरण को जानता था जो पृथ्वी चंद्रमा को प्रदान करती है; यह पृथ्वी के चारों ओर घूमते हुए चंद्रमा की गति के अवलोकन से निर्धारित किया गया था। यह त्वरण पृथ्वी द्वारा पृथ्वी की सतह के निकट स्थित पिंडों को दिए गए त्वरण से लगभग एक गुना कम है। पृथ्वी से चंद्रमा की दूरी लगभग पृथ्वी की त्रिज्या के बराबर है। दूसरे शब्दों में, चंद्रमा पृथ्वी की सतह पर स्थित पिंडों की तुलना में पृथ्वी के केंद्र से कई गुना अधिक दूर है, और इसका त्वरण कई गुना कम है।

यदि हम यह स्वीकार करें कि चंद्रमा पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में चलता है, तो इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल, सूर्य के गुरुत्वाकर्षण बल की तरह, पृथ्वी के केंद्र से दूरी के वर्ग के विपरीत अनुपात में घटता है। . अंततः, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल सीधे आकर्षित पिंड के द्रव्यमान के समानुपाती होता है। न्यूटन ने पेंडुलम के प्रयोगों में इस तथ्य को स्थापित किया। उन्होंने पाया कि पेंडुलम के घूमने की अवधि उसके द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है। इसका मतलब यह है कि पृथ्वी विभिन्न द्रव्यमानों के पेंडुलमों को समान त्वरण प्रदान करती है, और परिणामस्वरूप, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल उस पिंड के द्रव्यमान के समानुपाती होता है जिस पर वह कार्य करता है। बेशक, विभिन्न द्रव्यमानों के पिंडों के लिए गुरुत्वाकर्षण के समान त्वरण का यही परिणाम होता है, लेकिन पेंडुलम के साथ प्रयोग इस तथ्य को अधिक सटीकता के साथ सत्यापित करना संभव बनाते हैं।

सूर्य और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बलों की इन समान विशेषताओं ने न्यूटन को इस निष्कर्ष पर पहुँचाया कि इन बलों की प्रकृति एक समान है और सभी पिंडों के बीच सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करते हैं और दूरी के वर्ग के विपरीत अनुपात में घटते हैं। शरीरों के बीच. इस मामले में, किसी दिए गए द्रव्यमान के पिंड पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल द्रव्यमान के समानुपाती होना चाहिए।

इन तथ्यों और विचारों के आधार पर, न्यूटन ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम को इस प्रकार तैयार किया: कोई भी दो पिंड एक दूसरे के प्रति एक बल के साथ आकर्षित होते हैं जो उन्हें जोड़ने वाली रेखा के साथ निर्देशित होता है, जो दोनों पिंडों के द्रव्यमान के सीधे आनुपातिक और व्युत्क्रमानुपाती होता है। उनके बीच की दूरी का वर्ग, यानी पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण बल

पिंडों का द्रव्यमान कहां और कहां है, उनके बीच की दूरी है, और आनुपातिकता का गुणांक है, जिसे गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक कहा जाता है (इसे मापने की विधि नीचे वर्णित की जाएगी)। इस सूत्र को सूत्र (123.4) के साथ मिलाने पर हम देखते हैं कि, सूर्य का द्रव्यमान कहाँ है। सार्वभौमिक गुरुत्व बल न्यूटन के तीसरे नियम को संतुष्ट करते हैं। आकाशीय पिंडों की गति के सभी खगोलीय अवलोकनों से इसकी पुष्टि हुई।

इस सूत्रीकरण में, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम उन पिंडों पर लागू होता है जिन्हें भौतिक बिंदु माना जा सकता है, अर्थात, उन पिंडों पर जिनके बीच की दूरी उनके आकार की तुलना में बहुत बड़ी है, अन्यथा यह ध्यान में रखना आवश्यक होगा कि पिंडों के विभिन्न बिंदु अलग-अलग दूरी पर एक-दूसरे से अलग हो जाते हैं। सजातीय गोलाकार पिंडों के लिए, सूत्र पिंडों के बीच किसी भी दूरी के लिए मान्य है, यदि हम उनके केंद्रों के बीच की दूरी को मान के रूप में लेते हैं। विशेष रूप से, पृथ्वी द्वारा किसी पिंड के आकर्षण के मामले में, दूरी को पृथ्वी के केंद्र से गिना जाना चाहिए। यह इस तथ्य को स्पष्ट करता है कि गुरुत्वाकर्षण बल लगभग कम नहीं होता है क्योंकि पृथ्वी के ऊपर की ऊंचाई बढ़ जाती है (§ 54): चूँकि पृथ्वी की त्रिज्या लगभग 6400 है, तब जब पृथ्वी की सतह के ऊपर पिंड की स्थिति दसियों के भीतर भी बदलती है किलोमीटर की दूरी पर, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है।

किसी विशिष्ट मामले के लिए सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में शामिल अन्य सभी मात्राओं को मापकर गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक निर्धारित किया जा सकता है।

पहली बार मरोड़ संतुलन का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का मूल्य निर्धारित करना संभव था, जिसकी संरचना योजनाबद्ध रूप से चित्र में दिखाई गई है। 202. एक हल्के घुमाव को, जिसके सिरों पर द्रव्यमान की दो समान गेंदें जुड़ी होती हैं, एक लंबे और पतले धागे पर लटका दिया जाता है। रॉकर आर्म एक दर्पण से सुसज्जित है, जो ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर रॉकर आर्म के छोटे घुमावों के ऑप्टिकल माप की अनुमति देता है। काफी अधिक द्रव्यमान की दो गेंदों को अलग-अलग तरफ से गेंदों तक पहुँचाया जा सकता है।

चावल। 202. गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को मापने के लिए मरोड़ संतुलन की योजना

छोटी गेंदों का बड़ी गेंदों के प्रति आकर्षण बल बलों की एक जोड़ी बनाता है जो घुमाव को दक्षिणावर्त घुमाता है (जब ऊपर से देखा जाता है)। उस कोण को मापकर जिस पर घुमाव वाला हाथ गेंदों की गेंदों के पास आने पर घूमता है, और उस धागे के लोचदार गुणों को जानने से जिस पर घुमाव वाला हाथ निलंबित है, बलों की जोड़ी के क्षण को निर्धारित करना संभव है जिसके साथ द्रव्यमान होता है जनता की ओर आकर्षित होते हैं। चूंकि गेंदों का द्रव्यमान और उनके केंद्रों के बीच की दूरी (घुमावदार की दी गई स्थिति पर) ज्ञात है, मान सूत्र (124.1) से पाया जा सकता है। यह बराबर निकला

मान निर्धारित होने के बाद, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से पृथ्वी का द्रव्यमान निर्धारित करना संभव हो गया। दरअसल, इस नियम के अनुसार, पृथ्वी की सतह पर स्थित द्रव्यमान का एक पिंड एक बल के साथ पृथ्वी की ओर आकर्षित होता है

पृथ्वी का द्रव्यमान कहाँ है, और उसकी त्रिज्या कहाँ है। दूसरी ओर, हम यह जानते हैं। इन मात्राओं को बराबर करने पर हम पाते हैं

.

इस प्रकार, यद्यपि विभिन्न द्रव्यमान वाले पिंडों के बीच कार्यरत सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल समान होते हैं, छोटे द्रव्यमान वाले पिंड को महत्वपूर्ण त्वरण प्राप्त होता है, और बड़े द्रव्यमान वाले पिंड को कम त्वरण का अनुभव होता है।

चूंकि सौर मंडल के सभी ग्रहों का कुल द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से थोड़ा अधिक है, इसलिए ग्रहों से गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप सूर्य जिस त्वरण का अनुभव करता है, वह उस त्वरण की तुलना में नगण्य है। सूर्य का गुरुत्वाकर्षण बल ग्रहों को प्रदान करता है। ग्रहों के बीच कार्यरत गुरुत्वाकर्षण बल भी अपेक्षाकृत कम हैं। इसलिए, ग्रहों की गति के नियमों (केप्लर के नियम) पर विचार करते समय, हमने स्वयं सूर्य की गति को ध्यान में नहीं रखा और लगभग यह मान लिया कि ग्रहों के प्रक्षेप पथ अण्डाकार कक्षाएँ थे, जिनमें से एक केंद्र में सूर्य स्थित था। . हालाँकि, सटीक गणना में उन "परेशानियों" को ध्यान में रखना आवश्यक है जो अन्य ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण बल सूर्य या किसी भी ग्रह की गति में लाते हैं।

124.1. जब कोई रॉकेट प्रक्षेप्य पृथ्वी की सतह से 600 किमी ऊपर उठता है तो उस पर लगने वाला गुरुत्वाकर्षण बल कितना कम हो जाएगा? पृथ्वी की त्रिज्या 6400 किमी मानी गयी है।

124.2. चंद्रमा का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान से 81 गुना कम है, और चंद्रमा की त्रिज्या पृथ्वी की त्रिज्या से लगभग 3.7 गुना कम है। यदि किसी व्यक्ति का पृथ्वी पर भार 600N है तो चंद्रमा पर उसका भार ज्ञात कीजिए।

124.3. चंद्रमा का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान से 81 गुना कम है। पृथ्वी और चंद्रमा के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा पर वह बिंदु ढूंढें जिस पर पृथ्वी और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल इस बिंदु पर रखे गए पिंड पर कार्य कर रहे हैं और एक दूसरे के बराबर हैं।

न केवल सबसे रहस्यमय प्राकृतिक शक्तियां, लेकिन सबसे शक्तिशाली भी।

प्रगति पथ पर अग्रसर मनुष्य

ऐतिहासिक रूप से यह वैसा ही निकला इंसानजैसे-जैसे यह आगे बढ़ता है प्रगति के रास्तेप्रकृति की बढ़ती हुई शक्तिशाली शक्तियों पर कब्ज़ा कर लिया। उन्होंने तब शुरुआत की जब उनके पास मुट्ठी में बंधी एक छड़ी और अपनी शारीरिक ताकत के अलावा कुछ नहीं था।

लेकिन वह बुद्धिमान था, और उसने जानवरों की शारीरिक शक्ति को अपनी सेवा में लाया, और उन्हें पालतू बनाया। घोड़े ने अपनी दौड़ तेज़ कर दी, ऊँट ने रेगिस्तान को चलने योग्य बना दिया, हाथी ने दलदली जंगल बना दिया। लेकिन यहां तक ​​कि सबसे मजबूत जानवरों की शारीरिक ताकत भी प्रकृति की शक्तियों की तुलना में बहुत छोटी है।

मनुष्य अग्नि तत्व को अपने अधीन करने वाला पहला व्यक्ति था, लेकिन केवल इसके सबसे कमजोर संस्करणों में। सबसे पहले - कई शताब्दियों तक - उन्होंने ईंधन के रूप में केवल लकड़ी का उपयोग किया - एक बहुत ही कम ऊर्जा वाला ईंधन। कुछ समय बाद, उसने हवा की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए ऊर्जा के इस स्रोत का उपयोग करना सीखा, आदमी ने पाल के सफेद पंख को हवा में उठाया - और हल्का जहाज एक पक्षी की तरह लहरों के पार उड़ गया।

लहरों पर नाव

उसने पवनचक्की के ब्लेडों को हवा के झोंकों के सामने उजागर कर दिया - और चक्की के भारी पत्थर घूमने लगे, और चक्की के मूसल गड़गड़ाने लगे। लेकिन यह सभी के लिए स्पष्ट है कि हवाई जेट की ऊर्जा केंद्रित होने से बहुत दूर है। इसके अलावा, पाल और पवनचक्की दोनों हवा के झोंकों से डरते थे: तूफान ने पालों को तोड़ दिया और जहाजों को डुबो दिया, तूफान ने पंखों को तोड़ दिया और मिलों को उलट दिया।

बाद में भी, मनुष्य ने बहते पानी पर विजय प्राप्त करना शुरू कर दिया। पहिया न केवल पानी की ऊर्जा को घूर्णी गति में परिवर्तित करने में सक्षम उपकरणों में सबसे आदिम है, बल्कि विभिन्न प्रकारों की तुलना में सबसे कम शक्तिशाली भी है।

मनुष्य प्रगति की सीढ़ी पर निरंतर आगे बढ़ता रहा और उसे अधिक से अधिक ऊर्जा की आवश्यकता पड़ी।
उन्होंने नए प्रकार के ईंधन का उपयोग करना शुरू कर दिया - पहले से ही कोयले को जलाने के लिए संक्रमण ने एक किलोग्राम ईंधन की ऊर्जा तीव्रता को 2500 किलो कैलोरी से 7000 किलो कैलोरी तक बढ़ा दिया - लगभग तीन गुना। फिर तेल और गैस का समय आया। प्रत्येक किलोग्राम जीवाश्म ईंधन की ऊर्जा सामग्री फिर से डेढ़ से दो गुना बढ़ गई है।

भाप इंजनों ने भाप टरबाइनों की जगह ले ली; मिल पहियों को हाइड्रोलिक टर्बाइनों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। इसके बाद, आदमी ने विखंडनकारी यूरेनियम परमाणु की ओर अपना हाथ बढ़ाया। हालाँकि, एक नई प्रकार की ऊर्जा के पहले उपयोग के दुखद परिणाम हुए - 1945 में हिरोशिमा की परमाणु आग ने कुछ ही मिनटों में 70 हजार मानव हृदयों को जलाकर राख कर दिया।

1954 में, दुनिया का पहला सोवियत परमाणु ऊर्जा संयंत्र ऑनलाइन आया, जिसने यूरेनियम की शक्ति को विद्युत प्रवाह की उज्ज्वल शक्ति में बदल दिया। और यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक किलोग्राम यूरेनियम में एक किलोग्राम सर्वोत्तम तेल की तुलना में दो मिलियन गुना अधिक ऊर्जा होती है।

यह एक मौलिक रूप से नई आग थी, जिसे भौतिक कहा जा सकता था, क्योंकि यह भौतिक विज्ञानी ही थे जिन्होंने ऐसी शानदार मात्रा में ऊर्जा के जन्म की प्रक्रियाओं का अध्ययन किया था।
यूरेनियम एकमात्र परमाणु ईंधन नहीं है। एक अधिक शक्तिशाली प्रकार का ईंधन पहले से ही उपयोग किया जा रहा है - हाइड्रोजन आइसोटोप।

दुर्भाग्य से, मनुष्य अभी तक हाइड्रोजन-हीलियम परमाणु ज्वाला को अपने वश में करने में सक्षम नहीं हो पाया है। वह जानता है कि यूरेनियम विस्फोट की चमक के साथ हाइड्रोजन बम में प्रतिक्रिया को प्रज्वलित करके, अपनी पूरी जलती हुई आग को क्षण भर के लिए कैसे प्रज्वलित किया जाए। लेकिन वैज्ञानिक एक हाइड्रोजन रिएक्टर को भी करीब और करीब आते देख रहे हैं, जो हाइड्रोजन आइसोटोप नाभिक के हीलियम नाभिक में संलयन के परिणामस्वरूप विद्युत प्रवाह उत्पन्न करेगा।

फिर, एक व्यक्ति प्रत्येक किलोग्राम ईंधन से जितनी ऊर्जा ले सकता है वह लगभग दस गुना बढ़ जाएगी। लेकिन क्या यह कदम प्रकृति की शक्तियों पर मानव जाति की शक्ति के आने वाले इतिहास में आखिरी कदम होगा?

नहीं! आगे ऊर्जा के गुरुत्वाकर्षण रूप पर महारत हासिल करना है। यह प्रकृति द्वारा हाइड्रोजन-हीलियम संलयन की ऊर्जा से भी अधिक विवेकपूर्ण तरीके से पैक की गई है। आज यह ऊर्जा का सबसे अधिक केंद्रित रूप है जिसकी कोई व्यक्ति कल्पना भी नहीं कर सकता है।

विज्ञान की अत्याधुनिक धार से परे अभी वहां कुछ भी दिखाई नहीं दे रहा है। और यद्यपि हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि बिजली संयंत्र मनुष्यों के लिए काम करेंगे, गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करेंगे (और शायद जेट इंजन के नोजल से निकलने वाली गैस की धारा में, या सिलिकॉन और ऑक्सीजन के सर्वव्यापी परमाणुओं के नियोजित परिवर्तन में) अति-दुर्लभ धातुओं के परमाणुओं में), हम अभी तक ऐसे बिजली संयंत्र (रॉकेट इंजन, भौतिक रिएक्टर) के विवरण के बारे में कुछ नहीं कह सकते हैं।

आकाशगंगाओं के जन्म के मूल में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बल

आकाशगंगाओं के जन्म के मूल में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बल हैप्रीस्टेलर पदार्थ से, जैसा कि शिक्षाविद् वी.ए. अम्बर्टसुमियन आश्वस्त हैं। यह उन तारों को बुझा देता है जो जन्म के समय दिए गए तारकीय ईंधन का उपयोग करके अपना समय नष्ट कर चुके हैं।

अपने चारों ओर देखें: पृथ्वी पर सब कुछ काफी हद तक इसी शक्ति द्वारा नियंत्रित है।

यह वह है जो हमारे ग्रह की स्तरित संरचना को निर्धारित करता है - स्थलमंडल, जलमंडल और वायुमंडल का विकल्प। यह वह है जो वायु गैसों की एक मोटी परत रखती है, जिसके तल पर और धन्यवाद जिसके लिए हम सभी मौजूद हैं।

गुरुत्वाकर्षण के बिना, पृथ्वी तुरंत सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षा से बाहर हो जाएगी, और ग्लोब स्वयं केन्द्रापसारक बलों द्वारा टुकड़े-टुकड़े हो जाएगा। ऐसा कुछ भी खोजना कठिन है जो किसी न किसी हद तक सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल पर निर्भर न हो।

बेशक, प्राचीन दार्शनिक, बहुत चौकस लोग, मदद नहीं कर सकते थे लेकिन ध्यान दें कि ऊपर की ओर फेंका गया पत्थर हमेशा वापस आता है। चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में प्लेटो ने इसे यह कहकर समझाया था कि ब्रह्मांड के सभी पदार्थ वहीं केंद्रित होते हैं जहां अधिकांश समान पदार्थ केंद्रित होते हैं: एक फेंका हुआ पत्थर जमीन पर गिर जाता है या नीचे चला जाता है, गिरा हुआ पानी निकटतम तालाब में या अंदर चला जाता है एक नदी समुद्र की ओर बढ़ रही है, आग का धुआँ अपने सगे बादलों की ओर दौड़ता है।

प्लेटो के शिष्य अरस्तू ने स्पष्ट किया कि सभी पिंडों में भारीपन और हल्केपन के विशेष गुण होते हैं। भारी पिंड - पत्थर, धातु - ब्रह्मांड के केंद्र की ओर भागते हैं, हल्के पिंड - अग्नि, धुआं, वाष्प - परिधि की ओर। यह परिकल्पना, जो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल से जुड़ी कुछ घटनाओं की व्याख्या करती है, 2 हजार से अधिक वर्षों से अस्तित्व में है।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल के बारे में वैज्ञानिक

शायद सबसे पहले इस बारे में सवाल उठाया सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बलवास्तव में वैज्ञानिक रूप से, पुनर्जागरण की एक प्रतिभा थी - लियोनार्डो दा विंची। लियोनार्डो ने घोषणा की कि गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के लिए अद्वितीय नहीं है, गुरुत्वाकर्षण के कई केंद्र हैं। और उन्होंने यह विचार भी व्यक्त किया कि गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण के केंद्र की दूरी पर निर्भर करता है।

कॉपरनिकस, गैलीलियो, केपलर, रॉबर्ट हुक के कार्यों ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के विचार को और करीब ला दिया, लेकिन अपने अंतिम सूत्रीकरण में यह कानून हमेशा के लिए आइजैक न्यूटन के नाम के साथ जुड़ा हुआ है।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के बल पर आइजैक न्यूटन

जन्म 4 जनवरी, 1643. उन्होंने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय से स्नातक की उपाधि प्राप्त की, स्नातक बने, फिर विज्ञान में स्नातकोत्तर की उपाधि प्राप्त की।

इसके बाद जो कुछ भी आता है वह वैज्ञानिक कार्यों की अनंत संपदा है। लेकिन उनका मुख्य कार्य "प्राकृतिक दर्शन के गणितीय सिद्धांत" है, जो 1687 में प्रकाशित हुआ और आमतौर पर इसे "सिद्धांत" कहा जाता है। उनमें ही महान् का निरूपण होता है। संभवतः हर कोई उन्हें हाई स्कूल से याद करता है।

सभी पिंड एक दूसरे को उस बल से आकर्षित करते हैं जो इन पिंडों के द्रव्यमान के गुणनफल के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है...

इस सूत्रीकरण के कुछ प्रावधान न्यूटन के पूर्ववर्तियों का अनुमान लगाने में सक्षम थे, लेकिन कोई भी इसे पूरी तरह से हासिल करने में कभी सफल नहीं हुआ था। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को चंद्रमा तक और सूर्य को संपूर्ण ग्रह मंडल तक विस्तारित करने के लिए इन टुकड़ों को एक साथ इकट्ठा करने में न्यूटन की प्रतिभा की आवश्यकता थी।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से, न्यूटन ने केप्लर द्वारा पहले खोजे गए ग्रहीय गति के सभी नियम निकाले। वे तो बस इसके दुष्परिणाम निकले। इसके अलावा, न्यूटन ने दिखाया कि न केवल केप्लर के नियम, बल्कि इन कानूनों से विचलन (तीन या अधिक निकायों की दुनिया में) सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का परिणाम हैं... यह विज्ञान की एक महान विजय थी।

ऐसा प्रतीत हुआ कि प्रकृति की मुख्य शक्ति जो दुनिया को चलाती है, अंततः खोजी गई और गणितीय रूप से वर्णित की गई, एक ऐसी शक्ति जो हवा के अणुओं, सेब और सूर्य को नियंत्रित करती है। न्यूटन द्वारा उठाया गया कदम बहुत बड़ा था, अथाह विशाल।

शानदार वैज्ञानिक के कार्यों के पहले लोकप्रिय, फ्रांसीसी लेखक फ्रांकोइस मैरी अरोएट, जो छद्म नाम वोल्टेयर के तहत विश्व प्रसिद्ध हैं, ने कहा कि न्यूटन को अचानक अपने नाम के कानून के अस्तित्व का एहसास हुआ जब उन्होंने एक गिरते हुए सेब को देखा।

स्वयं न्यूटन ने कभी भी इस सेब का उल्लेख नहीं किया। और इस खूबसूरत किंवदंती का खंडन करने के लिए आज समय बर्बाद करना शायद ही उचित होगा। और, जाहिरा तौर पर, न्यूटन को तार्किक तर्क के माध्यम से प्रकृति की महान शक्ति का एहसास हुआ। संभवतः, यह वह था जिसे "शुरुआत" के संबंधित अध्याय में शामिल किया गया था।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बल नाभिक की उड़ान को प्रभावित करता है

मान लीजिए कि एक बहुत ऊँचे पहाड़ पर, इतना ऊँचा कि उसकी चोटी अब वायुमंडल में नहीं है, हमने एक विशाल तोपखाने का टुकड़ा स्थापित किया है। इसके बैरल को ग्लोब की सतह के बिल्कुल समानांतर रखा गया और फायर किया गया। चाप का वर्णन करने के बाद, कोर पृथ्वी पर गिरता है.

हम चार्ज बढ़ाते हैं, बारूद की गुणवत्ता में सुधार करते हैं, और किसी न किसी तरह से अगले शॉट के बाद तोप के गोले को तेज़ गति से चलने के लिए मजबूर करते हैं। कोर द्वारा वर्णित चाप चपटा हो जाता है। कोर हमारे पर्वत की तलहटी से काफी दूर तक गिरता है।

हम चार्ज भी बढ़ाते हैं और शूट भी करते हैं। कोर ऐसे सपाट प्रक्षेप पथ पर उड़ता है कि यह ग्लोब की सतह के समानांतर उतरता है। कोर अब पृथ्वी पर नहीं गिर सकता: जिस गति से यह घटता है, उसी गति से पृथ्वी इसके नीचे से निकल जाती है। और, हमारे ग्रह के चारों ओर एक वलय का वर्णन करने के बाद, कोर प्रस्थान बिंदु पर लौट आता है।

इस बीच बंदूक को हटाया जा सकता है. आख़िरकार, दुनिया भर में कोर की उड़ान में एक घंटे से अधिक का समय लगेगा। और फिर कोर तेजी से पहाड़ की चोटी पर उड़ जाएगा और पृथ्वी के चारों ओर एक नई उड़ान पर निकल जाएगा। यदि, जैसा कि हम सहमत थे, कोर को किसी भी वायु प्रतिरोध का अनुभव नहीं होता है, तो यह कभी भी गिर नहीं पाएगा।

इसके लिए कोर स्पीड 8 किमी/सेकेंड के करीब होनी चाहिए। यदि हम कोर की उड़ान की गति बढ़ा दें तो क्या होगा? यह सबसे पहले पृथ्वी की सतह की वक्रता से अधिक चाप में उड़ेगा, और पृथ्वी से दूर जाना शुरू करेगा। साथ ही पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव से इसकी गति कम हो जाएगी।

और अंत में, घूमते हुए, यह वापस पृथ्वी पर गिरना शुरू कर देगा, लेकिन इसके पीछे उड़ जाएगा और एक वृत्त को नहीं, बल्कि एक दीर्घवृत्त को बंद कर देगा। कोर पृथ्वी के चारों ओर बिल्कुल उसी तरह से घूमेगा जैसे पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, अर्थात् एक दीर्घवृत्त के साथ, जिसके एक केंद्र पर हमारे ग्रह का केंद्र स्थित होगा।

यदि आप कोर की प्रारंभिक गति को और बढ़ाते हैं, तो दीर्घवृत्त अधिक खिंच जाएगा। इस दीर्घवृत्त को फैलाना संभव है ताकि कोर चंद्र कक्षा या उससे भी आगे तक पहुंच जाए। लेकिन जब तक इस कोर की प्रारंभिक गति 11.2 किमी/सेकंड से अधिक नहीं हो जाती, तब तक यह पृथ्वी का उपग्रह बना रहेगा।

कोर, जिसे दागे जाने पर 11.2 किमी/सेकंड से अधिक की गति प्राप्त हुई, एक परवलयिक प्रक्षेपवक्र के साथ हमेशा के लिए पृथ्वी से दूर उड़ जाएगी। यदि दीर्घवृत्त एक बंद वक्र है, तो परवलय एक वक्र है जिसकी दो शाखाएँ अनंत तक जाती हैं। दीर्घवृत्त के साथ चलते हुए, चाहे वह कितना भी लंबा क्यों न हो, हम अनिवार्य रूप से व्यवस्थित रूप से शुरुआती बिंदु पर लौट आएंगे। एक परवलय के साथ चलते हुए, हम कभी भी शुरुआती बिंदु पर नहीं लौटेंगे।

लेकिन, इस गति से पृथ्वी को छोड़ने के बाद भी कोर अनंत तक उड़ान भरने में सक्षम नहीं होगा। सूर्य का शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण उसकी उड़ान के प्रक्षेप पथ को मोड़ देगा, और उसे किसी ग्रह के प्रक्षेप पथ की तरह अपने चारों ओर बंद कर देगा। कोर पृथ्वी की बहन बन जाएगी, जो हमारे ग्रहों के परिवार में एक स्वतंत्र छोटा ग्रह है।

ग्रह मंडल से परे कोर को निर्देशित करने के लिए, सौर गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाने के लिए, इसे 16.7 किमी/सेकंड से अधिक की गति देना आवश्यक है, और इसे निर्देशित करना ताकि पृथ्वी की अपनी गति की गति इस गति में जुड़ जाए।

लगभग 8 किमी/सेकंड की गति (यह गति उस पर्वत की ऊंचाई पर निर्भर करती है जहां से हमारी तोप दागती है) को गोलाकार गति कहा जाता है, 8 से 11.2 किमी/सेकंड तक की गति अण्डाकार होती है, 11.2 से 16.7 किमी/सेकंड तक की गति परवलयिक होती है। और इस संख्या से ऊपर - मुक्त गति से।

यहाँ यह भी जोड़ देना चाहिए कि इन वेगों के दिए गए मान केवल पृथ्वी के लिए मान्य हैं। यदि हम मंगल ग्रह पर रहते, तो वृत्ताकार गति हमारे लिए बहुत आसानी से प्राप्त होती - यह केवल लगभग 3.6 किमी/सेकंड है, और परवलयिक गति 5 किमी/सेकंड से केवल थोड़ी अधिक है।

लेकिन बृहस्पति से कोर को अंतरिक्ष में भेजना पृथ्वी से कहीं अधिक कठिन होगा: इस ग्रह पर गोलाकार गति 42.2 किमी/सेकंड है, और परवलयिक गति 61.8 किमी/सेकंड भी है!

सूर्य के निवासियों के लिए अपनी दुनिया छोड़ना सबसे कठिन होगा (यदि, निश्चित रूप से, ऐसा अस्तित्व में हो सकता है)। इस विशालकाय की गोलाकार गति 437.6 होनी चाहिए, और टूटने की गति - 618.8 किमी/सेकंड!

इस प्रकार, 17वीं सदी के अंत में न्यूटन, मॉन्टगॉल्फियर बंधुओं के गर्म हवा के गुब्बारे की पहली उड़ान से सौ साल पहले, राइट बंधुओं के हवाई जहाज की पहली उड़ान से दो सौ साल पहले, और लगभग एक चौथाई सहस्राब्दी पहले पहले तरल-प्रणोदक रॉकेट के उड़ान ने उपग्रहों और अंतरिक्ष यान के लिए आकाश का रास्ता दिखाया।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बल प्रत्येक क्षेत्र में निहित है

का उपयोग करके सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियमअज्ञात ग्रहों की खोज की गई, सौर मंडल की उत्पत्ति की ब्रह्मांड संबंधी परिकल्पनाएं बनाई गईं। प्रकृति की मुख्य शक्ति, जो सितारों, ग्रहों, बगीचे में सेब और वायुमंडल में गैस अणुओं को नियंत्रित करती है, की खोज की गई है और गणितीय रूप से इसका वर्णन किया गया है।

लेकिन हम सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण की क्रियाविधि को नहीं जानते हैं। न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण व्याख्या नहीं करता है, लेकिन ग्रहों की गति की आधुनिक स्थिति को स्पष्ट रूप से दर्शाता है।

हम नहीं जानते कि ब्रह्मांड में सभी पिंडों की परस्पर क्रिया का कारण क्या है। और यह नहीं कहा जा सकता कि न्यूटन को इस कारण में रुचि नहीं थी। कई वर्षों तक उन्होंने इसके संभावित तंत्र पर विचार किया।

वैसे ये वाकई एक बेहद रहस्यमयी शक्ति है. एक ऐसी शक्ति जो करोड़ों किलोमीटर के अंतरिक्ष में खुद को प्रकट करती है, पहली नज़र में किसी भी भौतिक संरचना से रहित होती है जिसकी मदद से अंतःक्रिया के हस्तांतरण को समझाया जा सकता है।

न्यूटन की परिकल्पना

और न्यूटनका सहारा परिकल्पनाएक निश्चित ईथर के अस्तित्व के बारे में जो कथित तौर पर पूरे ब्रह्मांड को भरता है। 1675 में, उन्होंने पृथ्वी के प्रति आकर्षण को इस तथ्य से समझाया कि ईथर, जो पूरे ब्रह्मांड को भरता है, निरंतर धाराओं में पृथ्वी के केंद्र की ओर बढ़ता है, इस गति में सभी वस्तुओं को पकड़ लेता है और गुरुत्वाकर्षण बल पैदा करता है। ईथर का वही प्रवाह सूर्य की ओर बढ़ता है और, ग्रहों और धूमकेतुओं को अपने साथ लेकर, उनके अण्डाकार प्रक्षेप पथ को सुनिश्चित करता है...

यह बहुत ठोस परिकल्पना नहीं थी, हालाँकि यह बिल्कुल गणितीय रूप से तार्किक थी। लेकिन फिर, 1679 में, न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण के तंत्र को समझाते हुए एक नई परिकल्पना बनाई। इस बार वह ईथर को ग्रहों के पास और उनसे दूर अलग-अलग सांद्रता रखने का गुण देता है। ग्रह के केंद्र से जितना दूर होगा, ईथर उतना ही सघन होगा। और इसमें सभी भौतिक निकायों को उनकी सघन परतों से कम सघन परतों में निचोड़ने का गुण है। और सभी पिंड पृथ्वी की सतह पर निचुड़ गये।

1706 में, न्यूटन ने ईथर के अस्तित्व को ही सिरे से नकार दिया। 1717 में, वह फिर से ईथर को बाहर निकालने की परिकल्पना पर लौट आये।

न्यूटन का प्रतिभाशाली मस्तिष्क महान रहस्य को सुलझाने के लिए संघर्ष करता रहा और उसे खोज नहीं पाया। यह अगल-बगल से ऐसे तेज फेंकने की व्याख्या करता है। न्यूटन को यह कहना अच्छा लगा:

मैं परिकल्पनाएं नहीं बनाता.

और यद्यपि, जैसे ही हम सत्यापित करने में सक्षम हुए, यह पूरी तरह से सच नहीं है, कुछ और निश्चित रूप से कहा जा सकता है: न्यूटन जानता था कि निर्विवाद चीजों और अस्थिर और विवादास्पद परिकल्पनाओं के बीच स्पष्ट रूप से अंतर कैसे किया जाए। और "सिद्धांतों" में महान कानून का एक सूत्र है, लेकिन इसके तंत्र को समझाने का कोई प्रयास नहीं किया गया है।
महान भौतिकशास्त्री ने यह पहेली भविष्य के मनुष्य को सौंपी। 1727 में उनकी मृत्यु हो गई।
इसका आज तक समाधान नहीं हो सका है।

न्यूटन के नियम के भौतिक सार के बारे में चर्चा में दो शताब्दियाँ लगीं। और शायद यह चर्चा कानून के मूल सार से संबंधित नहीं होगी यदि इसमें पूछे गए सभी प्रश्नों का सटीक उत्तर दिया गया हो।

लेकिन सच तो यह है कि समय के साथ यह स्पष्ट हो गया कि यह कानून सार्वभौमिक नहीं है। ऐसे मामले होते हैं जब वह इस या उस घटना की व्याख्या नहीं कर सकता है। चलिए उदाहरण देते हैं.

सीलिगर की गणना में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का बल

उनमें से पहला है सीलिगर का विरोधाभास। ब्रह्मांड को अनंत और समान रूप से पदार्थ से भरा हुआ मानते हुए, सीलिगर ने न्यूटन के नियम के अनुसार, किसी बिंदु पर अनंत ब्रह्मांड के संपूर्ण असीम रूप से बड़े द्रव्यमान द्वारा निर्मित सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल की गणना करने की कोशिश की।

शुद्ध गणित की दृष्टि से यह कोई आसान कार्य नहीं था। सबसे जटिल परिवर्तनों की सभी कठिनाइयों को दूर करने के बाद, सीलिगर ने स्थापित किया कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का वांछित बल ब्रह्मांड की त्रिज्या के समानुपाती होता है। और चूँकि यह त्रिज्या अनंत के बराबर है, तो गुरुत्वाकर्षण बल भी असीम रूप से बड़ा होना चाहिए। हालाँकि, व्यवहार में हम इसका पालन नहीं करते हैं। इसका मतलब यह है कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम पूरे ब्रह्मांड पर लागू नहीं होता है।

हालाँकि, विरोधाभास के लिए अन्य स्पष्टीकरण संभव हैं। उदाहरण के लिए, हम यह मान सकते हैं कि पदार्थ पूरे ब्रह्मांड को समान रूप से नहीं भरता है, लेकिन इसका घनत्व धीरे-धीरे कम हो जाता है और अंततः, कहीं बहुत दूर कहीं कोई पदार्थ नहीं है। लेकिन ऐसी तस्वीर की कल्पना करने का मतलब बिना पदार्थ के अंतरिक्ष के अस्तित्व की संभावना को स्वीकार करना है, जो आम तौर पर बेतुका है।

हम यह मान सकते हैं कि दूरी का वर्ग बढ़ने की तुलना में सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल तेजी से कमजोर होता है। लेकिन यह न्यूटन के नियम के अद्भुत सामंजस्य पर सवाल उठाता है। नहीं, और यह स्पष्टीकरण वैज्ञानिकों को संतुष्ट नहीं कर सका। विरोधाभास विरोधाभास ही रहा.

बुध की गति का अवलोकन

एक और तथ्य, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल की क्रिया, जिसे न्यूटन के नियम द्वारा समझाया नहीं गया है, लाया गया बुध की गति का अवलोकन- ग्रह के सबसे नजदीक। न्यूटन के नियम का उपयोग करते हुए सटीक गणना से पता चला है कि पेरिहेलियन - दीर्घवृत्त का बिंदु जिसके साथ बुध सूर्य के सबसे करीब चलता है - प्रति 100 वर्षों में 531 आर्कसेकंड द्वारा स्थानांतरित होना चाहिए।

और खगोलविदों ने निर्धारित किया है कि यह विस्थापन 573 आर्कसेकंड के बराबर है। यह अतिरिक्त - 42 आर्क सेकंड - भी वैज्ञानिकों द्वारा, केवल न्यूटन के नियम से उत्पन्न सूत्रों का उपयोग करके, समझाया नहीं जा सका।

सीलिगर विरोधाभास, बुध के पेरीहेलियन की शिफ्ट, और कई अन्य विरोधाभासी घटनाओं और अस्पष्ट तथ्यों को समझाया अल्बर्ट आइंस्टीन, यदि सर्वकालिक महानतम भौतिकशास्त्री नहीं तो सबसे महान में से एक। परेशान करने वाली छोटी-छोटी बातों में से एक सवाल यह भी था अलौकिक हवा.

अल्बर्ट माइकलसन के प्रयोग

ऐसा प्रतीत हुआ कि यह प्रश्न सीधे तौर पर गुरुत्वाकर्षण की समस्या से संबंधित नहीं था। वह प्रकाशिकी से, प्रकाश से संबंधित था। अधिक सटीक रूप से, इसकी गति निर्धारित करने के लिए।

प्रकाश की गति सबसे पहले एक डेनिश खगोलशास्त्री द्वारा निर्धारित की गई थी ओलाफ रोमर, बृहस्पति के उपग्रहों के ग्रहण का अवलोकन करना। यह 1675 में हुआ था।

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट माइकलसन 18वीं शताब्दी के अंत में, उन्होंने अपने द्वारा डिज़ाइन किए गए उपकरण का उपयोग करके, स्थलीय परिस्थितियों में प्रकाश की गति के निर्धारण की एक श्रृंखला को अंजाम दिया।

1927 में, उन्होंने प्रकाश की गति को 299796 + 4 किमी/सेकंड का मान दिया - यह उस समय के लिए उत्कृष्ट सटीकता थी। लेकिन बात अलग है. 1880 में, उन्होंने ईथर हवा का पता लगाने का फैसला किया। वह अंततः उसी ईथर के अस्तित्व को स्थापित करना चाहते थे, जिसकी उपस्थिति उन्होंने गुरुत्वाकर्षण संपर्क के संचरण और प्रकाश तरंगों के संचरण दोनों को समझाने की कोशिश की थी।

माइकलसन संभवतः अपने समय के सबसे उल्लेखनीय प्रयोगवादी थे। उनके पास बेहतरीन उपकरण थे. और वह सफलता के प्रति लगभग आश्वस्त थे।

अनुभव का सार

अनुभवइस तरह इरादा किया गया था. पृथ्वी अपनी कक्षा में लगभग 30 किमी/सेकंड की गति से घूमती है. ईथर के माध्यम से चलता है. इसका मतलब यह है कि पृथ्वी की गति के सापेक्ष रिसीवर के सामने खड़े स्रोत से प्रकाश की गति दूसरी तरफ खड़े स्रोत से अधिक होनी चाहिए। पहले मामले में, आकाशीय हवा की गति को प्रकाश की गति में जोड़ा जाना चाहिए; दूसरे मामले में, प्रकाश की गति इस मात्रा से कम होनी चाहिए।

बेशक, सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की परिक्रमा की गति प्रकाश की गति का केवल दस हजारवां हिस्सा है। इतने छोटे शब्द का पता लगाना बहुत मुश्किल है, लेकिन यह अकारण नहीं है कि माइकलसन को सटीकता का राजा कहा जाता था। उन्होंने प्रकाश किरणों की गति में "मायावी" अंतर को पकड़ने के लिए एक चतुर विधि का उपयोग किया।

उन्होंने किरण को दो समान धाराओं में विभाजित किया और उन्हें परस्पर लंबवत दिशाओं में निर्देशित किया: मेरिडियन के साथ और समानांतर में। दर्पणों से परावर्तित होकर किरणें लौट आईं। यदि समानांतर के साथ यात्रा करने वाली किरण ईथर हवा से प्रभावित होती है, तो जब इसे मेरिडियनल बीम में जोड़ा जाता है, तो हस्तक्षेप फ्रिंज दिखाई देंगे, और दो बीम की तरंगें चरण से बाहर हो जाएंगी।

हालाँकि, माइकलसन के लिए दोनों किरणों के पथ को इतनी सटीकता से मापना कठिन था कि वे बिल्कुल समान हों। इसलिए उन्होंने उपकरण बनाया ताकि कोई हस्तक्षेप न हो, और फिर इसे 90 डिग्री घुमाया।

मेरिडियनल किरण अक्षांशीय हो गई और इसके विपरीत। यदि आकाशीय वायु चल रही हो तो नेत्रिका के नीचे काली एवं हल्की धारियाँ दिखाई देनी चाहिए! लेकिन वे वहां नहीं थे. शायद, उपकरण को मोड़ते समय वैज्ञानिक ने उसे हिलाया होगा।

उन्होंने इसे दोपहर में स्थापित किया और सुरक्षित किया। आख़िरकार, इस तथ्य के अलावा कि यह एक अक्ष के चारों ओर भी घूमता है। और इसलिए, दिन के अलग-अलग समय पर, अक्षांश किरण आने वाली ईथर हवा के सापेक्ष एक अलग स्थिति रखती है। अब, जब उपकरण पूरी तरह से गतिहीन है, तो कोई भी प्रयोग की सटीकता के बारे में आश्वस्त हो सकता है।

फिर कोई हस्तक्षेप सीमा नहीं थी। प्रयोग कई बार किया गया और माइकलसन और उनके साथ उस समय के सभी भौतिक विज्ञानी आश्चर्यचकित रह गए। कोई आकाशीय हवा का पता नहीं चला! प्रकाश सभी दिशाओं में समान गति से चला गया!

यह तो कोई नहीं समझा सका। माइकलसन ने प्रयोग को बार-बार दोहराया, उपकरण में सुधार किया और अंततः लगभग अविश्वसनीय माप सटीकता हासिल की, जो प्रयोग की सफलता के लिए आवश्यक परिमाण से कहीं अधिक थी। और फिर कुछ नहीं!

अल्बर्ट आइंस्टीन के प्रयोग

अगला बड़ा कदम सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल का ज्ञानकिया अल्बर्ट आइंस्टीन.
अल्बर्ट आइंस्टीन से एक बार पूछा गया था:

आप सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत तक कैसे पहुंचे? किन परिस्थितियों में यह शानदार विचार आपके मन में आया? वैज्ञानिक ने उत्तर दिया: "मैंने हमेशा कल्पना की थी कि ऐसा ही होगा।"

शायद वह स्पष्टवादी नहीं होना चाहता था, शायद वह अपने कष्टप्रद वार्ताकार से छुटकारा पाना चाहता था। लेकिन यह कल्पना करना कठिन है कि आइंस्टीन द्वारा खोजी गई समय, स्थान और गति के बीच संबंध की अवधारणा जन्मजात थी।

नहीं, निःसंदेह, सबसे पहले एक अनुमान चमका, बिजली की तरह चमकीला। फिर इसका विकास शुरू हुआ. नहीं, ज्ञात घटनाओं के साथ कोई विरोधाभास नहीं है। और फिर सूत्रों से भरे वे पांच पन्ने सामने आये जो एक भौतिकी पत्रिका में प्रकाशित हुए थे। वे पन्ने जिन्होंने भौतिकी में एक नए युग की शुरुआत की।

अंतरिक्ष में उड़ने वाले एक तारे के जहाज़ की कल्पना करें। आइए हम आपको तुरंत चेतावनी दें: स्टारशिप बहुत अनोखी है, जिसके बारे में आपने विज्ञान कथा कहानियों में कभी नहीं पढ़ा होगा। इसकी लंबाई 300 हजार किलोमीटर है, और इसकी गति, मान लीजिए, 240 हजार किमी/सेकंड है। और यह अंतरिक्ष यान अंतरिक्ष में मध्यवर्ती प्लेटफार्मों में से एक पर रुके बिना उड़ान भरता है। चरम सीमा के वेग से।

इसका एक यात्री घड़ी लेकर स्टारशिप के डेक पर खड़ा है। और आप और मैं, पाठक, एक मंच पर खड़े हैं - इसकी लंबाई स्टारशिप के आकार के अनुरूप होनी चाहिए, यानी 300 हजार किलोमीटर, क्योंकि अन्यथा यह उस पर उतरने में सक्षम नहीं होगा। और हमारे हाथ में एक घड़ी भी है.

हम देखते हैं: उस समय, जब अंतरिक्ष यान की नाक हमारे मंच के पीछे के किनारे पर पहुंची, तो उस पर एक लालटेन चमक उठी, जिससे उसके आसपास का स्थान रोशन हो गया। एक सेकंड बाद, प्रकाश की किरण हमारे मंच के सामने के किनारे पर पहुंची। हमें इसमें कोई संदेह नहीं है, क्योंकि हम प्रकाश की गति जानते हैं, और हम घड़ी पर संबंधित क्षण का सटीक पता लगाने में कामयाब रहे। और स्टारशिप पर...

लेकिन एक तारायान भी प्रकाश पुंज की ओर उड़ रहा था। और हमने निश्चित रूप से देखा कि प्रकाश उस समय उसके पिछले हिस्से को रोशन कर रहा था जब वह मंच के मध्य में कहीं था। हमने निश्चित रूप से देखा कि प्रकाश की किरण जहाज के धनुष से लेकर स्टर्न तक 300 हजार किलोमीटर की यात्रा नहीं करती थी।

लेकिन स्टारशिप के डेक पर मौजूद यात्री किसी और बात को लेकर निश्चिंत हैं। उन्हें विश्वास है कि उनकी किरण ने धनुष से लेकर स्टर्न तक 300 हजार किलोमीटर की पूरी दूरी तय की। आख़िरकार, उन्होंने इस पर पूरा एक सेकंड बिताया। उन्होंने अपनी घड़ी पर भी इसका बिल्कुल सटीक पता लगाया। और यह अन्यथा कैसे हो सकता है: आख़िरकार, प्रकाश की गति स्रोत की गति पर निर्भर नहीं करती...

ऐसा कैसे? हम एक स्थिर मंच से कुछ और देखते हैं, और वे एक स्टारशिप के डेक पर कुछ और देखते हैं? क्या बात क्या बात?

आइंस्टीन का सापेक्षता का सिद्धांत

इसे तुरंत नोट किया जाना चाहिए: आइंस्टीन का सापेक्षता का सिद्धांतपहली नज़र में, यह दुनिया की संरचना के बारे में हमारी स्थापित समझ के बिल्कुल विपरीत है। हम कह सकते हैं कि यह सामान्य ज्ञान के भी विपरीत है, क्योंकि हम इसका प्रतिनिधित्व करने के आदी हैं। विज्ञान के इतिहास में ऐसा एक से अधिक बार हुआ है।

लेकिन पृथ्वी के गोलाकार आकार की खोज भी सामान्य ज्ञान का खंडन करती है। लोग विपरीत दिशा में कैसे रह सकते हैं और खाई में नहीं गिर सकते?

हमारे लिए, पृथ्वी की गोलाकारता एक निस्संदेह तथ्य है, और सामान्य ज्ञान के दृष्टिकोण से, कोई भी अन्य धारणा अर्थहीन और जंगली है। लेकिन अपने समय से पीछे हटकर इस विचार की पहली उपस्थिति की कल्पना करें और यह स्पष्ट हो जाता है कि इसे स्वीकार करना कितना कठिन होगा।

खैर, क्या यह स्वीकार करना आसान होगा कि पृथ्वी गतिहीन नहीं है, बल्कि अपने प्रक्षेप पथ पर तोप के गोले से भी दसियों गुना तेज गति से उड़ती है?

ये सभी सामान्य ज्ञान की विफलताएँ थीं। इसीलिए आधुनिक भौतिकशास्त्री कभी इसका उल्लेख नहीं करते।

आइए अब सापेक्षता के विशेष सिद्धांत पर वापस आएं। दुनिया को इसके बारे में पहली बार 1905 में एक अल्पज्ञात नाम - अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा हस्ताक्षरित एक लेख से पता चला। और उस वक्त उनकी उम्र सिर्फ 26 साल थी.

आइंस्टीन ने इस विरोधाभास से एक बहुत ही सरल और तार्किक धारणा बनाई: मंच पर एक पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से, चलती गाड़ी में आपकी कलाई घड़ी द्वारा मापा गया समय से कम समय गुजरा है। गाड़ी में, स्थिर प्लेटफार्म पर समय की तुलना में समय बीतने की गति धीमी हो गई।

इस धारणा से तार्किक रूप से बिल्कुल आश्चर्यजनक बातें सामने आईं। यह पता चला कि ट्राम पर काम करने जा रहा एक व्यक्ति, उसी रास्ते पर चलने वाले पैदल यात्री की तुलना में, न केवल गति के कारण समय बचाता है, बल्कि उसके लिए समय भी धीमा हो जाता है।

हालाँकि, इस तरह से शाश्वत यौवन को संरक्षित करने का प्रयास न करें: भले ही आप एक गाड़ी चालक बन जाएं और अपने जीवन का एक तिहाई हिस्सा ट्राम पर बिताएं, 30 वर्षों में आपको एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से से भी अधिक लाभ नहीं होगा। समय में लाभ को ध्यान देने योग्य बनाने के लिए, आपको प्रकाश की गति के करीब गति से आगे बढ़ने की आवश्यकता है।

इससे पता चलता है कि पिंडों की गति में वृद्धि उनके द्रव्यमान में परिलक्षित होती है। किसी पिंड की गति प्रकाश की गति के जितनी करीब होगी, उसका द्रव्यमान उतना ही अधिक होगा। जब किसी पिंड की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है, तो उसका द्रव्यमान अनंत के बराबर होता है, अर्थात यह पृथ्वी, सूर्य, आकाशगंगा, हमारे संपूर्ण ब्रह्मांड के द्रव्यमान से अधिक होता है... यह वह द्रव्यमान है जो हो सकता है इसे एक साधारण कोबलस्टोन में केंद्रित किया जाए, जिससे इसकी गति तेज हो जाए
स्वेता!

यह एक सीमा लगाता है जो किसी भी भौतिक वस्तु को प्रकाश की गति के बराबर गति विकसित करने की अनुमति नहीं देता है। आख़िरकार, जैसे-जैसे द्रव्यमान बढ़ता है, इसे तेज़ करना अधिक कठिन होता जाता है। और किसी अनंत द्रव्यमान को किसी भी बल द्वारा अपने स्थान से नहीं हटाया जा सकता है।

हालाँकि, प्रकृति ने कणों के एक पूरे वर्ग के लिए इस नियम में एक बहुत ही महत्वपूर्ण अपवाद बनाया है। उदाहरण के लिए, फोटॉन के लिए. वे प्रकाश की गति से चल सकते हैं। अधिक सटीक रूप से, वे किसी अन्य गति से नहीं चल सकते। गतिहीन फोटॉन की कल्पना करना अकल्पनीय है।

स्थिर अवस्था में इसका कोई द्रव्यमान नहीं होता। न्यूट्रिनो में भी कोई आराम द्रव्यमान नहीं होता है, और वे प्रकाश से आगे निकलने या उसके पीछे पड़े बिना, हमारे ब्रह्मांड में संभव अधिकतम गति से अंतरिक्ष के माध्यम से एक शाश्वत अनियंत्रित उड़ान के लिए अभिशप्त हैं।

क्या यह सच नहीं है कि सापेक्षता के विशेष सिद्धांत का प्रत्येक परिणाम जो हमने सूचीबद्ध किया है वह आश्चर्यजनक और विरोधाभासी है! और प्रत्येक, निस्संदेह, "सामान्य ज्ञान" का खंडन करता है!

लेकिन यहाँ दिलचस्प बात यह है: अपने विशिष्ट रूप में नहीं, बल्कि एक व्यापक दार्शनिक स्थिति के रूप में, इन सभी आश्चर्यजनक परिणामों की भविष्यवाणी द्वंद्वात्मक भौतिकवाद के संस्थापकों द्वारा की गई थी। ये परिणाम क्या दर्शाते हैं? उन कनेक्शनों के बारे में जो किसी गतिशील वस्तु की ऊर्जा और द्रव्यमान, द्रव्यमान और गति, गति और समय, गति और लंबाई को आपस में जोड़ते हैं...

आइंस्टीन की परस्पर निर्भरता की खोज, जैसे सीमेंट (अधिक विवरण:), सुदृढीकरण, या नींव के पत्थरों को एक साथ जोड़कर, उन चीजों और घटनाओं को एक साथ लाया जो पहले एक दूसरे से स्वतंत्र लगती थीं और उस आधार का निर्माण किया, जिस पर विज्ञान के इतिहास में पहली बार , एक सामंजस्यपूर्ण भवन का निर्माण संभव लग रहा था। यह इमारत इस बात का अंदाज़ा देती है कि हमारा ब्रह्मांड कैसे काम करता है।

लेकिन पहले, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के बारे में कम से कम कुछ शब्द, जो अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भी बनाया गया था।

यह नाम - सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत - उस सिद्धांत की सामग्री से बिल्कुल मेल नहीं खाता है जिस पर चर्चा की जाएगी। यह अंतरिक्ष और पदार्थ के बीच परस्पर निर्भरता स्थापित करता है। जाहिर तौर पर इसे यही कहना ज्यादा सही होगा अंतरिक्ष-समय सिद्धांत, या गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत.

लेकिन यह नाम आइंस्टीन के सिद्धांत के साथ इस कदर जुड़ गया है कि अब इसे बदलने का सवाल उठाना भी कई वैज्ञानिकों को अशोभनीय लगता है।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत ने पदार्थ और उसमें मौजूद समय और स्थान के बीच परस्पर निर्भरता स्थापित की। यह पता चला कि अंतरिक्ष और समय की न केवल पदार्थ से अलग अस्तित्व की कल्पना नहीं की जा सकती है, बल्कि उनके गुण भी उन्हें भरने वाले पदार्थ पर निर्भर करते हैं।

तर्क के लिए प्रारंभिक बिंदु

अत: हम केवल संकेत ही कर सकते हैं प्रस्थान बिंदूऔर कुछ महत्वपूर्ण निष्कर्ष प्रदान करें।

अंतरिक्ष यात्रा की शुरुआत में, एक अप्रत्याशित आपदा ने पुस्तकालय, फिल्म संग्रह और अंतरिक्ष में उड़ान भरने वाले लोगों के दिमाग और स्मृति के अन्य भंडार को नष्ट कर दिया। और सदियों के परिवर्तन में मूल ग्रह की प्रकृति को भुला दिया गया। यहां तक ​​कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम को भी भुला दिया गया है, क्योंकि रॉकेट अंतरिक्ष अंतरिक्ष में उड़ता है, जहां इसे लगभग महसूस नहीं किया जाता है।

हालाँकि, जहाज के इंजन बढ़िया काम करते हैं, और बैटरियों में ऊर्जा की आपूर्ति व्यावहारिक रूप से असीमित है। अधिकांश समय जहाज जड़ता से चलता है, और इसके निवासी भारहीनता के आदी हैं। लेकिन कभी-कभी वे इंजन चालू कर देते हैं और जहाज़ की गति धीमी या तेज़ कर देते हैं। जब जेट नोजल रंगहीन लौ के साथ शून्य में धधकते हैं और जहाज त्वरित गति से चलता है, तो निवासियों को लगता है कि उनके शरीर वजनदार हो रहे हैं, वे जहाज के चारों ओर चलने के लिए मजबूर हैं, और गलियारों के साथ उड़ने के लिए नहीं।

और अब उड़ान पूरी होने के करीब है. जहाज तारों में से एक तक उड़ान भरता है और सबसे उपयुक्त ग्रह की कक्षा में गिरता है। अंतरिक्ष यान बाहर जाते हैं, ताजी हरियाली से ढकी मिट्टी पर चलते हैं, लगातार भारीपन की उसी भावना का अनुभव करते हैं, जो उस समय से परिचित है जब जहाज त्वरित गति से आगे बढ़ रहा था।

लेकिन ग्रह समान रूप से चलता है। यह 9.8 मीटर/सेकंड2 के निरंतर त्वरण के साथ उनकी ओर नहीं उड़ सकता! और उनकी पहली धारणा है कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण बल) और त्वरण एक ही प्रभाव देते हैं, और शायद एक समान प्रकृति रखते हैं।

हमारे पृथ्वीवासी समकालीनों में से कोई भी इतनी लंबी उड़ान पर नहीं था, लेकिन कई लोगों ने अपने शरीर के "भारीपन" और "हल्केपन" की घटना को महसूस किया। यहां तक ​​कि एक साधारण लिफ्ट भी जब तीव्र गति से चलती है तो यह अहसास पैदा करती है। नीचे जाते समय, ऊपर जाने पर आपको अचानक वजन कम होने का एहसास होता है, इसके विपरीत, फर्श आपके पैरों पर सामान्य से अधिक बल से दबाव डालता है।

लेकिन एक एहसास से कुछ साबित नहीं होता. आख़िरकार, संवेदनाएँ हमें यह समझाने की कोशिश करती हैं कि सूर्य गतिहीन पृथ्वी के चारों ओर आकाश में घूमता है, कि सभी तारे और ग्रह हमसे समान दूरी पर हैं, आकाश में, आदि।

वैज्ञानिकों ने संवेदनाओं को प्रायोगिक परीक्षण के अधीन किया है। न्यूटन ने दोनों घटनाओं की अजीब पहचान के बारे में भी सोचा। उन्होंने उन्हें संख्यात्मक विशेषताएँ देने का प्रयास किया। गुरुत्वाकर्षण को मापने के बाद, उन्हें विश्वास हो गया कि उनके मूल्य हमेशा एक-दूसरे के बराबर थे।

उन्होंने पायलट प्लांट के पेंडुलम सभी प्रकार की सामग्रियों से बनाए: चांदी, सीसा, कांच, नमक, लकड़ी, पानी, सोना, रेत, गेहूं। नतीजा वही निकला.

तुल्यता सिद्धांतहम जिस बारे में बात कर रहे हैं, वह सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत पर आधारित है, हालांकि सिद्धांत की आधुनिक व्याख्या को अब इस सिद्धांत की आवश्यकता नहीं है। इस सिद्धांत से निकलने वाले गणितीय निष्कर्षों को छोड़कर, आइए सीधे सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के कुछ परिणामों की ओर बढ़ते हैं।

पदार्थ के बड़े द्रव्यमान की उपस्थिति आसपास के स्थान को बहुत प्रभावित करती है। इससे उसमें ऐसे परिवर्तन होते हैं जिन्हें अंतरिक्ष की विविधता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। ये विषमताएँ किसी भी द्रव्यमान की गति को निर्देशित करती हैं जो स्वयं को आकर्षित करने वाले शरीर के निकट पाते हैं।

आमतौर पर वे इसी उपमा का सहारा लेते हैं। कल्पना करें कि एक कैनवास पृथ्वी की सतह के समानांतर एक फ्रेम पर मजबूती से फैला हुआ है। उस पर भारी वजन रखें. यह हमारा विशाल आकर्षक जनसमूह होगा। निःसंदेह, यह कैनवास को मोड़ देगा और किसी प्रकार के अवसाद में समाप्त हो जाएगा। अब इस कैनवास के साथ गेंद को रोल करें ताकि उसके पथ का हिस्सा आकर्षक द्रव्यमान के बगल में हो। गेंद को कैसे लॉन्च किया जाता है इसके आधार पर, तीन संभावित विकल्प हैं।

1. गेंद कैनवास के विक्षेपण से बने अवसाद से काफी दूर तक उड़ेगी और अपनी गति नहीं बदलेगी।
2. गेंद अवसाद को छूएगी, और इसकी गति की रेखाएं आकर्षक द्रव्यमान की ओर झुकेंगी।
3. गेंद इस छेद में गिरेगी, इससे बाहर नहीं निकल पाएगी और गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के चारों ओर एक या दो चक्कर लगाएगी।

क्या यह सच नहीं है कि तीसरा विकल्प किसी तारे या ग्रह द्वारा किसी विदेशी पिंड को लापरवाही से उनके आकर्षण क्षेत्र में उड़ने पर कब्जा करने का बहुत खूबसूरती से चित्रण करता है?

और दूसरा मामला संभावित कैप्चर गति से अधिक गति से उड़ रहे किसी पिंड के प्रक्षेप पथ का झुकना है! पहला मामला गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की व्यावहारिक पहुंच से परे उड़ान भरने के समान है। हां, बिल्कुल व्यावहारिक, क्योंकि सैद्धांतिक रूप से गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असीमित है।

बेशक, यह एक बहुत दूर की सादृश्यता है, मुख्यतः क्योंकि कोई भी वास्तव में हमारे त्रि-आयामी अंतरिक्ष के विक्षेपण की कल्पना नहीं कर सकता है। कोई नहीं जानता कि इस विक्षेपण या वक्रता का भौतिक अर्थ क्या है, जैसा कि वे अक्सर कहते हैं।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत से यह निष्कर्ष निकलता है कि कोई भी भौतिक पिंड गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में केवल घुमावदार रेखाओं के साथ ही गति कर सकता है। केवल विशेष, विशेष मामलों में ही वक्र एक सीधी रेखा में परिवर्तित होता है।

प्रकाश की किरण भी इस नियम का पालन करती है। आख़िरकार, इसमें फोटॉन होते हैं जिनका उड़ान में एक निश्चित द्रव्यमान होता है। और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उस पर अपना प्रभाव डालता है, ठीक वैसे ही जैसे किसी अणु, क्षुद्रग्रह या ग्रह पर।

एक और महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र समय के प्रवाह को भी बदलता है। एक बड़े आकर्षक द्रव्यमान के पास, उसके द्वारा निर्मित मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, समय बीतने की गति उससे दूर की तुलना में धीमी होनी चाहिए।

आप देखिए, सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत विरोधाभासी निष्कर्षों से भरा है जो एक बार फिर "सामान्य ज्ञान" के हमारे विचारों को पलट सकता है!

गुरुत्वाकर्षण पतन

आइए एक अद्भुत घटना के बारे में बात करें जिसमें एक ब्रह्मांडीय चरित्र है - गुरुत्वाकर्षण पतन (विनाशकारी संपीड़न)। यह घटना पदार्थ के विशाल संचय में घटित होती है, जहाँ गुरुत्वाकर्षण बल इतने विशाल परिमाण तक पहुँच जाते हैं कि प्रकृति में विद्यमान कोई भी अन्य शक्तियाँ उनका विरोध नहीं कर सकती हैं।

न्यूटन का प्रसिद्ध सूत्र याद रखें: गुरुत्वाकर्षण पिंडों के बीच की दूरी का वर्ग जितना छोटा होगा, गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही अधिक होगा। इस प्रकार, एक भौतिक संरचना जितनी सघन होती जाती है, उसका आकार उतना ही छोटा होता जाता है, गुरुत्वाकर्षण बल उतनी ही तेजी से बढ़ते हैं, उनका विनाशकारी आलिंगन उतना ही अधिक अपरिहार्य हो जाता है।

एक चालाक तकनीक है जिसके साथ प्रकृति पदार्थ के प्रतीत होने वाले असीमित संपीड़न से लड़ती है। ऐसा करने के लिए, यह सुपरविशाल गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई के क्षेत्र में समय के प्रवाह को रोक देता है, और पदार्थ के बंधे हुए द्रव्यमान हमारे ब्रह्मांड से दूर हो जाते हैं, एक अजीब सुस्त नींद में जमे हुए होते हैं।

अंतरिक्ष में इनमें से पहला "ब्लैक होल" संभवतः पहले ही खोजा जा चुका है। सोवियत वैज्ञानिकों ओ. ख. गुसेनोव और ए. श. नोवरूज़ोवा की धारणा के अनुसार, यह डेल्टा जेमिनी है - एक अदृश्य घटक वाला दोहरा तारा।

गणना के अनुसार, दृश्यमान घटक का द्रव्यमान 1.8 सौर है, और इसका अदृश्य "साथी" दृश्यमान से चार गुना अधिक विशाल होना चाहिए। लेकिन इसका कोई निशान नहीं है: प्रकृति की सबसे अद्भुत रचना, "ब्लैक होल" को देखना असंभव है।

सोवियत वैज्ञानिक प्रोफेसर के.पी. स्टेन्युकोविच, जैसा कि वे कहते हैं, "अपनी कलम की नोक पर," विशुद्ध सैद्धांतिक निर्माणों के माध्यम से, दिखाया कि "जमे हुए पदार्थ" के कण आकार में बहुत विविध हो सकते हैं।

• क्वासर के समान इसकी विशाल संरचनाएँ संभव हैं, जो लगातार उतनी ही ऊर्जा उत्सर्जित करती हैं जितनी हमारी आकाशगंगा के सभी 100 अरब तारे उत्सर्जित करते हैं।
• केवल कुछ सौर द्रव्यमानों के बराबर, बहुत अधिक मामूली गुच्छे संभव हैं। दोनों वस्तुएँ सामान्य, असुप्त पदार्थ से स्वयं उत्पन्न हो सकती हैं।
• और एक पूरी तरह से अलग वर्ग की संरचनाएं संभव हैं, जो द्रव्यमान में प्राथमिक कणों के बराबर हैं।

उनके उत्पन्न होने के लिए, जिस पदार्थ ने उन्हें बनाया है, उसे पहले भारी दबाव के अधीन किया जाना चाहिए और श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र की सीमा में ले जाया जाना चाहिए - एक ऐसा क्षेत्र जहां बाहरी पर्यवेक्षक के लिए समय पूरी तरह से रुक जाता है। और अगर इसके बाद भी दबाव हटा दिया जाए, तो भी जिन कणों के लिए समय रुक गया है वे हमारे ब्रह्मांड से स्वतंत्र रूप से मौजूद रहेंगे।

प्लैंकोन्स

प्लैंकन कणों का एक पूर्णतया विशेष वर्ग है। के.पी. स्टेन्युकोविच के अनुसार, उनके पास एक बेहद दिलचस्प संपत्ति है: वे पदार्थ को अपरिवर्तित रूप में ले जाते हैं, जिस तरह से यह लाखों और अरबों साल पहले था। प्लैंकऑन के अंदर देखने पर, हम पदार्थ को वैसा ही देख पाएंगे जैसा वह हमारे ब्रह्मांड के जन्म के समय था। सैद्धांतिक गणना के अनुसार, ब्रह्मांड में लगभग 1080 प्लैंकऑन हैं, 10 सेंटीमीटर की भुजा वाले अंतरिक्ष के एक घन में लगभग एक प्लैंकऑन। वैसे, स्टैन्यूकोविच और (उनसे स्वतंत्र रूप से) के साथ, प्लैंकोन्स के बारे में परिकल्पना शिक्षाविद एम.ए. मार्कोव ने सामने रखी थी, केवल मार्कोव ने उन्हें एक अलग नाम दिया था - मैक्सिमन्स।

प्लैंकऑन के विशेष गुणों का उपयोग करके प्राथमिक कणों के कभी-कभी विरोधाभासी परिवर्तनों को समझाने का प्रयास किया जा सकता है। यह ज्ञात है कि जब दो कण टकराते हैं, तो टुकड़े कभी नहीं बनते, बल्कि अन्य प्राथमिक कण उत्पन्न होते हैं। यह वास्तव में आश्चर्यजनक है: सामान्य दुनिया में, फूलदान को तोड़ने पर, हमें कभी भी पूरे कप या रोसेट भी नहीं मिलेंगे। लेकिन मान लीजिए कि प्रत्येक प्राथमिक कण की गहराई में एक प्लैंकन, एक या कई, और कभी-कभी कई प्लैंकन छिपे होते हैं।

कणों की टक्कर के समय, प्लैंकऑन का कसकर बंधा हुआ "बैग" थोड़ा खुल जाता है, कुछ कण उसमें "गिर" जाएंगे, और बदले में जिन्हें हम टकराव के दौरान उत्पन्न हुआ मानते हैं वे "बाहर निकल जाएंगे"। साथ ही, एक विवेकपूर्ण लेखाकार की तरह, प्लैंकन, प्राथमिक कणों की दुनिया में स्वीकृत सभी "संरक्षण के नियमों" को सुनिश्चित करेगा।
खैर, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के तंत्र का इससे क्या लेना-देना है?

के. पी. स्टेन्युकोविच की परिकल्पना के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण के लिए "जिम्मेदार" छोटे कण हैं, तथाकथित ग्रेविटॉन, जो लगातार प्राथमिक कणों द्वारा उत्सर्जित होते हैं। ग्रेविटॉन बाद वाले की तुलना में बहुत छोटे होते हैं जैसे सूर्य की किरण में नृत्य करने वाला धूल का एक कण ग्लोब से छोटा होता है।

गुरुत्वाकर्षण का उत्सर्जन कई कानूनों का पालन करता है। विशेष रूप से, वे अंतरिक्ष के उस क्षेत्र में अधिक आसानी से उड़ते हैं। जिसमें कम गुरुत्वाकर्षण होता है। इसका मतलब यह है कि यदि अंतरिक्ष में दो खगोलीय पिंड हैं, तो दोनों एक दूसरे के विपरीत दिशाओं में मुख्य रूप से "बाहर की ओर" गुरुत्वाकर्षण उत्सर्जित करेंगे। इससे एक आवेग पैदा होता है जिससे शरीर करीब आते हैं और एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं।