Что сильнее притягивает Луну: Земля или Солнце? Что такое закон всемирного тяготения: формула великого открытия

Отображение возможностей гравитации в Солнечной системе

• сила тяготения всегда положительна, не имеет отрицательных значений, т.е. масса не может быть отрицательной
• сила тяготения не может быть равна нулю, т.е. объект либо существует с какой-то массой, либо не существует вообще
• силу тяготения нельзя ни заэкранировать, ни отразить (как луч света зеркалом).

Чтобы показать числа цветом нужно создать массив в котором индекс был бы равен числу, а значением являлось значение цвета в системе RGB.
Вот градиент цвета от белого к красному, затем желтому, зеленому, синему, фиолетовому и черному. Всего получилось 1786 оттенков цвета.

Количество цветов не так уж и велико, их просто не хватит для отображения всего спектра сил тяготения. Ограничимся силами тяготения от максимальной - на поверхности Солнца и минимальной - на орбите Сатурна. То есть, если силу притяжения на поверхности Солнца (270,0 Н) обозначить цветом, находящимся в таблице под индексом 1, то сила притяжения к Солнцу на орбите Сатурна (0,00006 Н) будет обозначена цветом, с индексом далеко за 1700. Так что все равно цветов не хватит для равномерного выражения величин силы тяготения.
Для того чтобы было хорошо видно самые интересные места в отображаемых силах притяжения нужно чтобы величинам силы притяжения меньше 1Н соответствовали большие изменения цвета, а от 1Н и выше, соответствия не так интересны - видно что сила притяжения, скажем Земли, отличается от притяжения Марса или Юпитера, да и ладно. То есть, цвет не будет пропорционален величине силы притяжения, иначе мы «потеряем» самое интересное.
Для приведения значения силы притяжения к индексу таблицы цвета воспользуемся следующей формулой:

Также видно что все планеты получились почти одного цвета. Но это неважно, важно что будет хорошо видно границы притяжения планет, так как силы притяжения малых значений достаточно хорошо изменяются по цвету.
Конечно, точность невелика, но нам и нужно просто получить общее представление о силах гравитации в Солнечной системе.
Теперь «расставим» планеты в места, соответствующие их удалению от Солнца. Для этого к полученному градиенту цвета нужно приделать какое-то подобие шкалы расстояний. Кривизну орбит, я думаю, можно не учитывать.
Но как всегда космические масштабы, в прямом смысле этих слов, не дают увидеть картинку целиком. Смотрим, Сатурн находится приблизительно в 1430 миллионах километров от Солнца, индекс соответствующий цвету его орбиты равен 1738. Т.е. получается в одном пикселе (если брать в этом масштабе один оттенок цвета равен одному пикселу) приблизительно 822,8 тысяч километров. А радиус Земли приблизительно 6371 километр, т.е. диаметр 12742 километра, где-то в 65 раз меньше одного пиксела. Вот и как тут соблюдать пропорции.
Мы пойдем другим путем. Так как нам интересна гравитация околопланетного пространства, то будем брать планеты по отдельности и раскрашивать их и пространство вокруг них цветом, соответствующим гравитационным силам от них самих и Солнца. Например, возьмем Меркурий - радиус планеты 2,4 тыс. км. и приравняем его к кругу диаметром 48 пикселов, т.е. в одном пикселе будет 100 км. Тогда Венера и Земля будут соответственно 121 и 127 пикселов. Вполне удобные размеры.
Итак, делаем картинку размером 600 на 600 пикселов, определяем значение силы притяжения к Солнцу на орбите Меркурия плюс/минус 30000 км (чтобы планета получилась в центре картинки) и закрашиваем фон градиентом оттенков цвета соответствующим этим силам.
При этом, для упрощения задачи, закрашиваем не дугами, соответствующего радиуса, а прямыми, вертикальными линиями. (Грубо говоря, наше «Солнце» будет «квадратным» и всегда будет находиться на левой стороне.)
Для того, чтобы цвет фона не просвечивался сквозь изображение планеты и зоны притяжения к планете, определяем радиус окружности, соответствующей зоне, где притяжение к планете больше притяжения к Солнцу и закрашиваем её в белый цвет.
Затем в центр картинки помещаем круг, соответствующий диаметру Меркурия в масштабе (48 пикселов) и заливаем его цветом, соответствующим силе притяжения к планете на её поверхности.
Далее от планеты закрашиваем градиентом в соответствии с изменением силы притяжения к ней и при этом постоянно сравниваем цвет каждой точки в слое притяжения к Меркурию с точкой с такими же координатами, но в слое притяжения к Солнцу. Когда эти значения становятся равными, делаем этот пиксел черным и дальнейшее закрашивание прекращаем.
Таким образом получим некую форму видимого изменения силы притяжения планеты и Солнца с четкой границей между ними черного цвета.
(Хотелось сделать именно так, но… не получилось, не смог сделать попиксельное сравнение двух слоев изображения.)

По расстоянию 600 пикселов равны 60 тыс. километров (т.е. один пиксел - 100 км).
Сила притяжения к Солнцу на орбите Меркурия и возле него изменяется лишь в небольшом диапазоне, который в нашем случае обозначается одним оттенком цвета.


Итак, Меркурий и сила тяготения в окрестностях планеты.
Сразу следует отметить, что восемь малозаметных лучей это дефекты от рисования окружностей в Canvas. Они не имеют никакого отношения к обсуждаемому вопросу и их следует просто не замечать.
Размеры квадрата 600 на 600 пикселей, т.е. это пространство в 60 тыс. километров. Радиус Меркурия 24 пиксела - 2,4 тыс. км. Радиус зоны притяжения 23,7 тыс. км.
Круг в центре, который почти белого цвета, это сама планета и её цвет соответствует весу нашего килограммового пробного тела на поверхности планеты - около 373 грамм. Тонкая окружность синего цвета показывает границу между поверхностью планеты и зоной, в которой сила тяготения к планете превышает силу тяготения к Солнцу.
Далее цвет постепенно изменяется, становится все более красным (т.е. вес пробного тела уменьшается) и наконец, становится равным цвету, соответствующему силе притяжения к Солнцу в данном месте, т.е. на орбите Меркурия. Граница между зоной где сила притяжения к планете превышает силу притяжения к Солнцу также отмечена синей окружностью.
Как видите, ничего сверхъестественного нет.
Но в жизни несколько другая картина. Например, на этом и всех остальных изображениях, Солнце находится слева, значит на самом деле, область притяжения планеты должна быть немного «сплющена» слева и вытянута справа. А на изображении - окружность.
Конечно, лучшим вариантом было бы попиксельное сравнение области притяжения к Солнцу и области притяжения к планете и выбор (отображение) большей из них. Но на такие подвиги ни я, как автор этой статьи, ни JavaScript не способны. Работа с многомерными массивами не является приоритетной для данного языка, зато его работу можно показать практически в любом браузере, что и решило вопрос применения.
Да и в случае Меркурия, и всех остальных планет земной группы, изменение силы притяжения к Солнцу не так велико, чтобы отобразить его имеющимся набором оттенков цвета. А вот при рассмотрении Юпитера и Сатурна изменение силы притяжения к Солнцу очень даже заметно.

Венера

Земля+Луна

Марс с Фобосом и Деймосом

Распад астероида P/2013 R3, который находится на расстоянии более 480 миллионов километров от Солнца (в поясе астероидов, дальше Цереры). Диаметр четырех крупнейших фрагментов астероида достигает 200 метров, их общая масса составляет около 200 тысяч тонн.
А это Деймос . Все тоже, что и у Фобоса. Масштаб - в одном пикселе 100 метров. Только планета поменьше и соответственно полегче, а также находится дальше от Марса и сила притяжения к Марсу здесь поменьше (фон картинки потемнее, т.е. более красный).

Церера

Юпитер

Сатурн

Послесловие

Теги: Добавить метки

Точно так же, как камешек с резинкой, наша Земля стремительно улетит прочь из солнечной системы, если на неё по какой-либо причине вдруг перестанет действовать притяжение Солнца .

Допустим на минуту, что это совершилось. Посмотрим, что тогда произойдет с нашей планетой и всеми нами – обитателями Земли.

Притяжение солнца

При удалении от Солнца

Уже при удалении от Солнца на расстояние примерно планеты Уран мы будем сильно ощущать заметное уменьшение света и влияния животворных солнечных лучей.

Затем, с большим удалением, Солнце нам представится только в виде яркой, мало греющей звезды. Через некоторое время мы будем наблюдать Солнце в виде маленькой, еле заметной, слабо мерцающей звёздочки и, наконец, потеряем его из поля зрения.

Но ещё много раньше, чем мы потеряем из виду наше дневное светило, на Земле прекратит своё существование всякая животная и растительная жизнь. Земля погрузится в вечный мрак и холод, продолжая стремительно мчаться в пространстве Вселенной . На Земле не будет никаких воздушных течений, не будет смерчей и грозовых ураганов, не будет даже самого слабого ветерка.

Под влиянием мирового холода до дна промёрзнут самые глубокие океаны. Земля покроется снегом из жидкого воздуха, превратится в ледяную глыбу, на ней воцарится вечная и глубокая тишина. Одним словом, наша планета во многом сделается похожей на своего спутника Луну.

Наконец, эта безжизненная застывшая глыба может встретить на своем пути в мировом пространстве какую-то новую солнечную систему. Под влиянием притяжения центрального тела этой системы Земля станет кружиться вокруг него вместе с другими планетами, уже вращающимися вокруг этого нового «Солнца».

Земля обретёт себе приют в семье нового мира планет, допустим, без новой катастрофы. Она, может быть, будет обогреваться и освещаться новым Солнцем еще сильнее, чем прежним. Возможно, она вновь станет «носителем жизни», но уже обновлённой. Мир старый уже не возродится.

Но всё рассказанное – только фантазия. К великому нашему удовлетворению, и никак не может «соскочить» с нее. Её с мощной силой непрерывно притягивает к себе наше Солнце. И нет такой силы в природе, которая могла бы нарушить эту силу притяжения Солнца .

Единственная возможность – вторжение в нашу систему какой-нибудь другой звезды. Тогда действительно разразится страшная катастрофа, описанная в фантастическом рассказе Уэллса «Звезда».

Солнце не только удерживает Землю (и другие планеты) на определённых от себя расстояниях, в общем мало меняющихся, и куда-то в беспредельные космические дали. Это происходит потому, что Солнце обладает массой грандиозных размеров. Объём его в миллион триста тысяч раз больше , а масса Солнца примерно в 750 раз больше массы всех планет солнечной системы, взятых вместе. Сила притяжения Солнца необычайно велика. , не перестаёт падать на него, но никак не может упасть, так как этому мешает её движение по инерции.

Если Земля перестанет двигаться по своей орбите

Но посмотрим, что будет, если Земля вдруг в силу каких-то неизвестных причин перестанет двигаться по своей орбите . Тогда Земля с невероятно большой и всё возрастающей скоростью будет стремительно падать на Солнце. И, в конце концов, упадёт на него.

Мы, обитатели Земли, скоро заметили бы обильное увеличение света и тепла. Нам стало бы сразу невыносимо жарко, если бы даже эта катастрофа нас застала зимой. Температура воздуха повышалась бы так быстро, она достигла бы такой цифры, что нашими обыкновенными термометрами её уже нельзя было бы измерить.

Громадные ледниковые покровы на Северном и Южном полюсах при этих условиях быстро бы растаяли, и вода, образовавшаяся от таяния этих льдов, превратилась бы в пар, прежде чем она успела бы разлиться по поверхности Земли. Высохнут самые глубокие моря и океаны. Выгорит вся растительность. Погибнут даже наиболее сухоустойчивые растения. Животные и люди сгорят вместе со всей нашей планетой.

Еще раньше чем успеет Земля приблизиться вплотную к Солнцу, она начнёт превращаться в комок раскалённых газов. Этот комок и ввергнется в раскалённую пучину Солнца. Надо помнить, что температура поверхности Солнца составляет около 6 000 градусов, и самые тугоплавкие металлы там находятся в состоянии сильно раскалённых газов.

Но ничего подобного случиться не может. Земля, благодаря притяжению Солнца, миллионы лет будет двигаться вокруг нашего светила, и никакие катастрофы ей не грозят.

Все мы проходили закон всемирного тяготения в школе. Но что мы на самом деле знаем о гравитации, помимо информации, вложенной в наши головы школьными учителями? Давайте обновим наши познания…

Факт первый

Всем известна знаменитая притча о яблоке, которое упало на голову Ньютону. Но дело в том, что Ньютон не открывал закона всемирного тяготения, так как этот закон просто напросто отсутствует в его книге “Математические начала натуральной философии”. В этом труде нет ни формулы, ни формулировки, в чём каждый желающий может убедиться сам. Более того, первое упоминание о гравитационной постоянной появляется только в 19-м веке и соответственно, формула, не могла появиться раньше. К слову сказать, коэффициент G, уменьшающий результат вычислений в 600 миллиардов раз не имеет никакого физического смысла, и введён для сокрытия противоречий.

Факт второй

Считается, что Кавендиш первый продемонстрировал гравитационное притяжение у лабораторных болваночек, использовав крутильные весы – горизонтальное коромысло с грузиками на концах, подвешенных на тонкой струне. Коромысло могло поворачиваться на тонкой проволоке. Согласно официальной версии, Кавендиш приблизил к грузикам коромысла пару болванок по 158 кг с противоположных сторон и коромысло повернулось на небольшой угол.Однако методика опыта была некорректной и результаты были сфальсифицированы, что убедительно доказано . Кавендиш долго переделывал и настраивал установку, чтобы результаты подходили под высказанную Ньютоном среднюю плотность земли. Методика самого опыта предусматривала движение болванок несколько раз, а причинойповорота коромысла служилимикровибрации от движения болванок, которые передавались на подвес.

Это подтверждается тем, что такая простейшая установка 17 века в учебных целях должна была бы стоять если не в каждой школе, то хотя бы на физических факультетах ВУЗОВ, чтобы на практике показывать студентам результат действия закона Всемирного тяготения. Однако установка Кавендиша не используется в учебных программах, и школьники, и студенты верят на слово, что две болванки притягивают друг друга.

Факт третий

Если подставить в формулу закона всемирного тяготения справочные данные по земле, луне и солнцу, то в момент, когда Луна пролетает между Землёй и Солнцем, например, в момент солнечного затмения, сила притяжения между Солнцем и Луной более чем в 2 раза выше, чем между Землёй и Луной!

Согласно формуле Луна должна была бы уйти с орбиты земли и начать вращаться вокруг солнца.

Гравитационная постоянная – 6,6725×10 −11 м³/(кг·с²).

Масса Луны – 7,3477×10 22 кг.

Масса Солнца – 1,9891×10 30 кг.

Масса Земли – 5,9737×10 24 кг.

Расстояние между Землёй и Луной = 380 000 000 м.

Расстояние между Луной и Солнцем = 149 000 000 000 м.

Земля и Луна:

6,6725×10 -11 х 7,3477×10 22 х 5,9737×10 24 / 380000000 2 = 2,028×10 20 H

Луна и Солнце:

6,6725×10 -11 х 7,3477·10 22 х 1,9891·10 30 / 149000000000 2 = 4,39×10 20 H

2,028×10 20 H << 4,39×10 20 H

Сила притяжения между Землёй и Луной << Сила притяжения между Луной и Солнцем

Эти вычисления можно критиковать тем, что и справочная плотность этого небесного тела скорее всего определена не правильно.

Действительно, экспериментальные свидетельства говорят о том, что Луна представляет из себя не сплошное тело, а тонкостенную оболочку. Авторитетный журнал Сайенс описывает результаты работы сейсмодатчиков после удара о поверхность Луны третьей ступени ракеты, разгонявшей корабль «Аполлон-13»: «сейсмозвон детектировался в течение более четырёх часов. На Земле, при ударе ракеты на эквивалентном удалении, сигнал длился бы всего несколько минут».

Сейсмические колебания, которые затухают так медленно, типичны для полого резонатора, а не для сплошного тела.

Но Луна помимо прочего не проявляет своих притягивающих свойств по отношению к Земле – пара Земля-Луна движется не вокруг общего центра масс , как это было бы по закону всемирного тяготения, и эллипсоидная орбита Земли вопреки этому закону не становится зигзагообразной.

Более того, параметры орбиты самой Луны не остаются постоянными, орбита по научной терминологии “эволюционирует”, причём делает это вопреки закону всемирного тяготения.

Факт четвёртый

Как же так, возразят некоторые, ведь даже школьники знают про океанские приливы на Земле, которые происходят из-за притяжения воды к Солнцу и Луне.

По теории тяготение Луны формирует приливной эллипсоид в океане, с двумя приливными горбами, которые из-за суточного вращения перемещаются по поверхности Земли.

Однако практика показывает абсурдность этих теорий. Ведь согласно ним приливный горб высотой 1 метр за 6 часов должен через пролив Дрейка переместиться из Тихого океана в Атлантический. Поскольку вода несжимаема, то масса воды подняла бы уровень на высоту около 10 метров, чего не происходит на практике. На практике приливные явления происходят автономно в областях 1000-2000 км.

Ещё Лапласа изумлял парадокс: почему в морских портах Франции полная вода наступает последовательно, хотя по концепции приливного эллипсоида она должна наступать там одновременно.

Факт пятый

Принцип измерений гравитации прост – гравиметры измеряют вертикальные компоненты, а отклонение отвеса показывает горизонтальные компоненты.

Первая попытка проверки теории тяготения масс была предпринята англичанами в середине 18 века на берегу Индийского океана, где, с одной стороны находится высочайшая в мире каменная гряда Гималаев, а с другой – чаша океана, заполненная куда менее массивной водой. Но, увы, отвес в сторону Гималаев не отклоняется! Более того, сверхчувствительные приборы – гравиметры – не обнаруживают разницы в тяжести пробного тела на одинаковой высоте какнад массивными горами, так и над менее плотными морями километровой глубины.

Чтобы спасти прижившуюся теорию, учёные придумали для неё подпорку: мол причиной тому «изостазия» – под морями располагаются более плотные породы, а под горами – рыхлые, причём плотность их точь-в-точь такая, чтоб подогнать всё под нужное значение.

Также опытным путём было установлено, что гравиметры в глубоких шахтах показывают, сила тяжести, не уменьшающуюся с глубиной. Она продолжает расти, будучи зависимой только от квадрата расстояния до центра земли.

Факт шестой

Согласно формуле закона всемирного тяготения, Два массы, м1 и м2, размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними, якобы притягиваются друг к другу силой, прямо пропорциональной произведению этим масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Однако, фактически, неизвестно ни одного доказательства того, что вещество обладает гравитационным притягивающим действием. Практика показывает, что тяготение порождается не веществом и не массами, оно независимо от них и массивные тела лишь подчиняются тяготению.

Независимость тяготения от вещества подтверждается тем, что за редчайшим исключением, у малых тел солнечной системы гравитационная притягивающая способность отсутствует полностью. За исключением Луны и Титана у более чем шести десятков спутников планет признаков собственного тяготения не наблюдается. Это доказано как косвенными, так и прямыми измерениями, например, с 2004 года зонд Кассени в окрестностях Сатурна время от времени пролетает рядом с его спутниками, однако изменений скорости зонда не зафиксировано. С помощью того же Кассени был обнаружен гейзер на Энцеладе - шестом по размеру спутник Сатурна.

Какие физические процессы должны происходить на космическом куске льда, чтобы струи пара улетали в космос?

По той же причине у Титана, крупнейшего спутника Сатурна, наблюдаетсягазовых хвост как следствие стока атмосферы.

Не найдено предсказанных теорией спутников у астероидов, несмотря на их огромное количество. А во всех сообщениях о двойных, или парных астероидах, которые якобы вращаются вокруг общего центра масс, свидетельств об обращении этих пар не было. Компаньоны случайно оказывались рядом, двигаясь по квазисинхронным орбитам вокруг солнца.

Предпринятые попытки вывести на орбиту астероидов искусственные спутники окончились крахом. В качестве примеров можно привести зонд NEAR, который подгоняли к астероиду Эрос американцы, или зонд ХАЯБУСА, который японцы отправили к астероиду Итокава.

Факт седьмой

В своё время Лагранж, пытаясь решить задачу трёх тел, получил устойчивое решения для частного случая. Он показал, что третье тело может двигаться по орбите второго, всё время находясь в одной из двух точек, одна из которых опережает второе тело на 60°, а вторая на столько же отстаёт.

Однако две группы компаньонов-астероидов, найденныепозади и впередина орбите Сатурна, и которые астрономы на радостях назвали Троянцами, вышли из прогнозируемых областей, и подтверждение закона всемирного тяготения обернулось проколом.

Факт восьмой

По современным представлениям скорость света конечна, в результате удалённые объекты мы видим не там, где они расположены в данный момент, а в той точке, откуда стартовал увиденный нами луч света. Но с какойскоростью распространяется тяготение? Проанализировав данные, накопленные ещё к тому времени, Лаплас установил, что «гравитация» распространяется быстрее света, как минимум, на семь порядков! Современные измерения по приёму импульсов пульсаров отодвинули скорость распространения гравитации ещё дальше – как минимум, на 10 порядков быстрей скорости света. Таким образом, эксперементальные исследования входят в противоречине собщей теорией относительности, на которую до сих пор опирается официальная наука, несмотря на её полную несостоятельность.

Факт девятый

Существуют природные аномалии гравитации, которые также не находят никакого внятного объяснения у официальной науки. Вот несколько примеров:

Факт десятый

Существует большое количество альтернативных исследований с впечатляющими результатами в области антигравитации, которые в корне опровергают теоретические выкладки официальной науки.

Некоторые исследователи анализируютвибрационную природу антигравитации. Этот эффект наглядно представлен в современном опыте, где капли за счёт акустической левитации висят в воздухе. Здесь мы видим, как с помощью звука определённой частоты удаётся уверенно удерживать капли жидкости в воздухе…

А вот эффект на первый взгляд объясняется принципом гироскопа, однако даже такой простой опыт по большей частипротиворечит гравитации в её современном понимании.

Виктор Степанович умер при довольно странных обстоятельствах и его наработки частично были утеряны, однако некоторая часть прототипа анти-гравитационной платформы сохранилась и её можно увидеть в музее Гребенникова в Новосибирске.

Ещё одно практическое применение антигравитации можно наблюдать в городе Хоумстед во Флориде, где находится странная структура из коралловых монолитных глыб, которую в народе прозвали . Он построен выходцем из Латвии - Эдвардом Лидскалнином в первой половине 20го века. У этого мужчины худощавого телосложения не было никаких инструментов, не было даже машины и вообще никакой техники.

Он совсем не использовался электричеством, также по причине его отсутствия, и тем не менее каким-то образом спускался к океану, где вытесывал многотонные каменные блоки и как-то доставлял их на свой участок. выкладывая с идеальной точностью.

После смерти Эда ученые принялись тщательно изучать его творение. Ради эксперимента был пригнан мощнейший бульдозер, и предпринята попытка сдвинуть с места одну из 30-тонных глыб кораллового замка. Бульдозер ревел, буксовал, но так и не сдвинул огромный камень.

Внутри замка был найден странный прибор, который ученые назвали генератором постоянного тока. Это была массивная конструкция с множеством металлических деталей. По внешней стороне устройства были встроены 240 постоянных полосовых магнитов. Но как на самом деле Эдвард Лидскалнин заставлял двигаться многотонные блоки, до сих пор остаётся загадкой.

Известны исследования Джона Сёрла, в руках которого оживали, вращались и вырабатывали энергию необычные генераторы; диски диаметром от полуметра до 10 метров поднимались в воздух и совершали управляемые полеты из Лондона в Корнуолл и обратно.

Эксперименты профессора повторили в России, США и на Тайване. В России, например, в 1999 году под № 99122275/09 была зарегистрирована заявка на патент «устройства для выработки механической энергии». Владимир Витальевич Рощин и Сергей Михайлович Годин, по сути, воспроизвели SEG (Searl Effect Generator - генератор на Сёрл-эффекте) и провели ряд исследований с ним. Итогом стала констатация: можно получить без затрат 7 КВт электроэнергии; вращающийся генератор терял в весе до 40%.

Оборудование первой лаборатории Сёрла было вывезено в неизвестном направлении, пока сам он был в тюрьме. Установка Година и Рощина просто пропала; все публикации о ней, за исключением заявки на изобретение, исчезли.

Известен также Эффект Хатчисона, названный в честь канадского инженера-изобретателя. Эффект проявляется в левитации тяжелых объектов, сплаве разнородных материалов (например металл+дерево), аномальном разогревании металлов при отсутствии вблизи них горящих веществ. Вот видеозапись этих эффектов:

Чем бы не была гравитация на самом деле, следует признать, что официальная наука совершенно не способна внятно объяснить природу этого явления.

Ярослав Яргин

Гравитация - самая таинственная сила во Вселенной. Ученые до сих пор не знают ее природы. Но именно гравитация удерживает на орбитах планеты Солнечной системы. Не будь силы тяготения, планеты разлетелись бы от Солнца, как бильярдные шары от удара кием.

Гравитация – сила тяготения

Если же смотреть глубже, то станет ясно, что не было бы гравитации, не было бы и самих планет. Сила тяготения - притяжение материи к материи - это та сила, которая собрала вещество в планеты и придала им круглую форму.

Силы тяготения Солнца вполне хватает на то, что бы удерживать девять планет, десятки их спутников и тысячи астероидов и комет. Вся эта компания роем вращается вокруг Солнца, как мотыльки вокруг освещенного балкона. Если бы не было силы тяготения, эти планеты, спутники и кометы полетели бы каждый своим путем по прямой линии. Вместо этого они вращаются вокруг Солнца по своим орбитам, потому что Солнце силой своего притяжения постоянно искривляет их прямолинейную траекторию, притягивая к себе планеты, луны и кометы с астероидами.

Материалы по теме:

Почему ночью темно?

Гравитация и расстояние между объектами

Планеты кружатся вокруг светила, подобно тому, как пони, катающие детей, ходят по кругу, привязанные к столбу в центре этого круга. Разница только в способе привязки. Космические тела привязаны к Солнцу невидимыми нитями гравитации. Правда, чем больше расстояние между объектами, тем меньше сила притяжения между ними. Солнце гораздо слабее притягивает планету Плутон, самую дальнюю в Солнечной системе , чем, скажем, Меркурий или Венеру. Сила гравитации уменьшается (или увеличивается) в зависимости от расстояния экспоненциально.

Что это значит? Если бы, например, Земля была удалена от Солнца в два раза больше, чем сейчас, то сила притяжения уменьшилась бы в четыре раза. Если увеличить расстояние между Солнцем и Землей в три раза, то сила тяготения уменьшилась бы в девять раз. И так далее. Если «отодвинуть» Землю достаточно далеко и свести практически к нулю силу тяготения, то Земля может разорвать путы солнечного притяжения и отправиться в самостоятельное межзвездное плавание.

Первым шагом в изучении свойств тяготения можно считать открытие Иоганном Кеплером законов движе­ния планет вокруг Солнца.

Кеплер был первым человеком, которому удалось об­наружить, что движение планет вокруг Солнца проис­ходит по эллипсам, т. с. вытянутым окружностям. Он выяснил также закон изменения скорости движения пла­неты в зависимости от ее положения па орбите и открыл зависимость, связывающую периоды обращения планет с их расстояниями от Солнца.

Однако законы Кеплера, позволяя рассчитывать бу­дущие и прошлые положения планет, еще ничего не говорили о природе тех сил, которые связывают планеты и Солнце в стройную систему и не дают им рассеяться в пространстве. Таким образом, законы Кеплера давали, если можно так выразиться, лишь кинематографическую картину солнечной системы.

Однако вопрос о том, почему планеты движутся, и какая сила управляет этим движением, возник уже то­гда. Но получить ответ на него удалось далеко не сразу. В те времена ученые ошибочно полагали, что всякое движение, даже равномерное и прямолинейное, может происходить только под действием силы. Поэтому Кеп­лер искал в солнечной системе силу, «подталкивающую» планеты и не дающую им остановиться. Решение при­шло несколько позже, когда Галилео Галилей открыл закон инерции, согласно которому скорость тела, на ко­торое не действуют никакие силы, остается неизменной или, выражаясь более точным языком: в тех случаях, когда действующие на тело силы равны нулю, ускоре­нно этого тела также равно нулю. С открытием закона инерции стало очевидно, что в солнечной системе надо искать не силу, «подталкивающую» планеты, а силу, пре­вращающую их прямолинейное движение «по инерции» в криволинейное.

Закон действия этой силы, силы тяготения, был от­крыт великим английским физиком Исааком Ньютоном в результате изучения движения Луны вокруг Земли. Ньютону удалось установить, что все тела притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Этот закон оказался поистине универсальным законом природы, действующим как в условиях Земли и нашей солнечной системы, так и в мировом простран­стве среди космических тел и их систем.

С проявлениями тяготения, гравитации, мы встре­чаемся буквально на каждом шагу. Падение тел па зем­лю, лунные и солнечные приливы, обращение планет вокруг Солнца, взаимодействие звезд в звездных скоп­лениях, - все это непосредственно связано с действием сил тяготения. В связи с этим закон тяготения получил наименование «всемирного». Его открытие помогло разо­браться в целом ряде явлений, причины которых до это­го оставались неизвестными.

Количественная сторона закона тяготения получила многочисленные подтверждения в точных математиче­ских расчетах и астрономических наблюдениях. Доста­точно вспомнить хотя бы о «теоретическом открытии» Нептуна, восьмой планеты солнечной системы. Эта но­вая планета была открыта французским математиком Леверье путем математического анализа движения седь­мой планеты Урана, испы­тывавшего «возмущения» со стороны неизвестного тогда небесного тела.

История этого замеча­тельного открытия весьма поучительна. По мере увели­чения точности астрономи­ческих наблюдений было за­мечено, что планеты в своем движении вокруг Солнца заметно отклоняются от кеплеровских орбит. На пер­вый взгляд это, казалось, противоречило закону тяго­тения, свидетельствуя о сто неточности или даже неправильности. Однако далеко не всякое противоречие опровергает теорию.

Бывают такие «исключения», которые в действитель­ности сами являются прямым следствием закона. Они представляют собой одно из его проявлений, до поры до времени ускользающее от нашего внимания и только лишний раз свидетельствующее о его справедливости. На этот счет существует даже крылатое выражение: «Исключение подтверждает правило». Исследование по­добных «исключений» продвигает вперед научные зна­ния, позволяет глубже изучить то или иное явление природы.

Именно так произошло и с движением планет. Изу­чение непонятных отклонений планетных путей от кеплеровских орбит в конце концов, привело к созданию современной «небесной механики» - науки, способной предвычислять движения небесных тел.

Если бы вокруг Солнца двигалась одна единствеииая планета, ее путь в точности совпадал бы с орбитой, вы­численной на основе закона тяготения. Однако в дейст­вительности вокруг нашего дневного светила обращают­ся девять больших планет, взаимодействующих не только с Солнцем, но и друг с другом. Это взаимное притяже­ние планет и приводит к тем самым отклонениям, о ко­торых говорилось выше. Астрономы называют их «воз­мущениями».

В начале XIX в. астрономам было известно лишь семь планет, обращающихся вокруг Солнца. Но вот в движении седьмой планеты Урана были обнаружены страшные «возмущения», которые нельзя было, объ­яснила, притяжением со стороны известных шести планет. Оставалось предположить, что на Уран действует неиз­вестная «заурановая» планета. Но где она расположена? В какой точке неба ее искать? Ответить на эти вопросы, и взялся французский математик Леверье.

Новую планету, восьмую по счету от Солнца, еще никогда не наблюдал ни один человек. Но, несмотря на это, Леверье не сомневался в том, что она существует. Много долгих дней и ночей провел ученый над своими расчетами. Если раньше астрономические открытия со­вершались только в обсерваториях, в результате наблю­дений звездного неба, то Леверье искал свою планету, не выходя из кабинета. Он ясно видел се за стройными рядами математических формул, и когда по его указа­ниям Галле действительно обнаружил восьмую планету, названную Нептуном, Леверье, говорят, даже не захо­тел взглянуть на нее в телескоп.

Родившись, небесная механика быстро завоевала по­четное место в космических исследованиях. Она являет­ся сегодня одним из самых точных разделов астрономи­ческой пауки.

Достаточно упомянуть хотя бы о предвычислении мо­ментов солнечных и лунных затмений. Известно ли вам, например, когда в Москве произойдет ближайшее пол­ное затмение Солнца? Астрономы могут дать совершен­но точный ответ. Это затмение начнется около 11 часов 16 октября 2126 г. Небесная механика помогла ученым заглянуть па 167 лет в будущее и точно определить мо­мент, когда Земля, Луна и Солнце займут такое поло­жение друг относительно друга, при котором лунная тень упадет на территорию Москвы. А расчеты движения космических ракет, искусственных небесных тел, создан­ных руками человека? В их основе опять-таки лежит закон тяготения.

Перемещение любого небесного тела, в конечном счете, полностью определяется действующей на него силой тяготения и той скоростью, которой оно обладает. Мож­но сказать, что в современном состоянии системы не­бесных тел однозначно заключено ее будущее. Поэтому основная задача небесной механики и состоит в том, чтобы, зная взаимное расположение и скорости каких-либо небесных тел, рассчитать их будущие перемещения в пространстве. В математическом отношении задача эта весьма сложна. Дело в том, что в любой системе движущихся космических тел происходит постоянное перераспределение масс, а благодаря этому изменяет­ся величина и направление сил, действующих на каждое тело. Поэтому даже для простейшего случая движения трех взаимодействующих тел до сих пор не существуем полного математического решения. Точное решение этой проблемы, известной в «небесной механике» под назва­нием «задачи трех тел», удается получить лишь в опре­деленных случаях, когда имеется возможность ввести из­вестное упрощение. Подобный случай имеет место, в частности, тогда, когда масса одного из трех тел ни­чтожна по сравнению с массами других.

Но именно так обстоит дело при расчете ракетных орбит, например, в случае полета к Луне. Масса косми­ческого корабля настолько мала в сравнении с массами Земли и Лупы, что ее можно не принимать во внимание. Это обстоятельство делает возможным точные расчеты ракетных орбит.

Итак, закон действия сил тяготения нам хорошо из­вестен, и мы с успехом пользуемся им для решения це­лого ряда практических задач. Но какими природными процессами обусловливается притяжение тел друг к другу?