Самое сильное притяжение во вселенной

Какая самая мощная сила во Вселенной?

Если вести речь о фундаментальных законах природы, то все можно разбить на четыре силы, находящиеся в основе всего сущего во Вселенной:

1. Сильное ядерное взаимодействие. Это сила, отвечающая за взаимное притяжение атомных ядер, протонов и нейтронов.
2. Слабое ядерное взаимодействие. Отвечает за некоторые виды радиоактивного распада и за превращение тяжелых нестабильных элементарных частиц в более легкие.
3. Электромагнитная сила. Эта сила, среди прочего, притягивает и отталкивает заряженные частицы, связывает атомы в молекулы и вызывает электрический ток.
4. Гравитация. Эта сила удерживает вместе Землю, Солнечную систему, звезды и галактики.

В зависимости от нашего взгляда на них у каждой силы есть определенный масштаб и обстоятельства, при которых она превосходит остальные.

Возьмем самый маленький масштаб — 10 метров в минус 16-й степени, что в миллион раз меньше размера атома. В таком масштабе сильное ядерное взаимодействие может превзойти все прочие силы. Посмотрим, например, на ядро гелия: два протона и два нейтрона, связанные вместе в устойчивой конфигурации. Даже электромагнитного отталкивания между двумя протонами недостаточно, чтобы преодолеть сильное ядерное взаимодействие, которое подобно клею скрепляет ядро. Даже если убрать один нейтрон, оставив два протона и один нейтрон, полученный изотоп гелия все равно будет стабилен. Сильное ядерное взаимодействие на самом малом расстоянии неизменно превосходит все прочие силы. Поэтому при многих обстоятельствах его можно считать самым сильным.

Но попытайтесь сделать атомное ядро слишком большим, и электромагнитная сила возьмет верх. Например, ядро гелия начнет очень часто выбрасывать уран-238, так как отталкивающая сила между различными частями ядра слишком велика, и сильное ядерное взаимодействие не может удержать все вместе. А если мы возьмем масштаб побольше, например, космический, то здесь интенсивные магнитные поля, порождаемые коллапсирующими звездами и быстро вращающейся заряженной материей, могут ускорять частицы до самой большой энергии во Вселенной, в результате чего получаются космические лучи сверхвысокой энергии, бомбардирующие нас в небе со всех направлений. В отличие от сильного ядерного взаимодействия, у электромагнитной силы нет пределов; электрическое поле протона можно ощутить на противоположной стороне Вселенной.

Слабое ядерное взаимодействие может показаться наименее вероятным кандидатом на первенство по мощи, особенно если обратить внимание на его название; но даже у этого относительного слабака случаются моменты славы. При соответствующих условиях электромагнитная сила (из-за которой одноименно заряженные частицы отталкиваются) и сильное ядерное взаимодействие (обеспечивающее связь ядер) могут уравновешивать друг друга, благодаря чему действующее на очень малом расстоянии слабое ядерное взаимодействие начинает обретать большое значение. Усиливаясь, оно меняет устойчивость системы и может вызвать радиоактивный бета-распад, когда нейтрон превращается в протон, электрон и нейтрино (анти-электрон). Свободные нейтроны, многие тяжелые элементы и даже нестабильный изотоп тритий, находящийся в тяжелой (тритиевой) воде — все это демонстрирует силу слабого ядерного взаимодействия.

Но в самых больших масштабах — в масштабах галактик, галактических скоплений и так далее — все вышеуказанные силы не имеют особого значения. Даже электромагнетизм, по дальности действующий во всей Вселенной, и тот не оказывает большого воздействия, так как количество положительно заряженных частиц (в основном протонов) и количество отрицательно заряженных частиц (в основном электронов) равно друг другу. Даже экспериментально мы можем установить, что разница зарядов во Вселенной составляет менее единицы на 10 в минус 34-й степени. Вселенная говорит нам, что хотя электромагнетизм может быть намного сильнее, чем сила притяжения между двумя частицами, если мы сможем собрать вместе достаточное количество в целом электрически нейтральных частиц (или близко к этому), то гравитация будет единственной силой, которая имеет значение. Ядерный синтез и связанное с ним давление радиации не могут разорвать звезды на куски, поскольку их гравитационная сила притяжения превышает энергию разрыва.

Скопления галактик и огромные структуры могут простираться на миллиарды световых лет по всей Вселенной. Тем не менее, если поискать структуры размером 8, 10 или 15 миллиардов световых лет, во всем космосе мы найдем абсолютный ноль. Причина здесь весьма озадачивающая. Это не те силы, о которых мы говорили выше, а совершенно неожиданное явление, которое называется темной энергией.

В самых больших масштабах крошечного количества энергии, присущей космосу (это менее джоуля энергии на кубический километр пространства), достаточно, чтобы преодолеть силу притяжения даже между самыми большими галактиками и их скоплениями во Вселенной. Каков результат? Ускоренное расширение, поскольку самые удаленные галактики и их скопления с течением времени расходятся все дальше друг от друга и все быстрее. В самых больших космических масштабах даже гравитация не может взять верх.

Так что же сильнее? В самом маленьком масштабе это сильное ядерное взаимодействие. Если говорить о высочайших энергиях, это электромагнитная сила. В самых крупных взаимосвязанных структурах — гравитация. А в самом большом из всех масштабов это загадочная темная энергия. В абсолютном значении темная энергия самая слабая: у Вселенной почти половина жизни ушла на то, чтобы только начать показывать ее воздействие. А человечество обнаружило ее только в 1998 году. Но Вселенная — она очень большая, и если сложить весь объем пространства и заглянуть в далекое будущее, темная энергия в итоге окажется единственной силой, имеющей значение.

Другие статьи в литературном дневнике:

31.05.2016. HOMO UNUS. Восхождение Сверхчеловека.
30.05.2016. Последствия выборов президента США для России
29.05.2016. HOMO UNUS. Восхождение Сверхчеловека.
28.05.2016. HOMO UNUS. Восхождение Сверхчеловека.
27.05.2016. HOMO UNUS. Восхождение Сверхчеловека.
26.05.2016. Какая самая мощная сила во Вселенной?
25.05.2016. Таким будет будущее американской политики
24.05.2016. Русская Церковь между ересью и расколом
23.05.2016. Если Россия развивается, то Украину просто убили
22.05.2016. Олег Григорьевич Чухонцев
21.05.2016. Главный дефицит на Украине — дефицит мозга
20.05.2016. Путин не мой президент
19.05.2016. Граф Шереметев и князь Лобанов-Ростовский о престо
18.05.2016. Будущее бывшей Украины
17.05.2016. Открыл для себя нового автора
16.05.2016. Прощение
13.05.2016. Эпоха блокчейна или чем снесло крышу Грефу
12.05.2016. Эвтаназия бывшей Украины идёт по плану
11.05.2016. На Украине открылся второй фронт
10.05.2016. Доклад о внешней политике Правительства
08.05.2016. Они живут и умирают свободными
06.05.2016. Самоубийство Украины. Кто мылит верёвку?
05.05.2016. Дональд Трамп о внешней политике США
04.05.2016. Flammeum. искры
03.05.2016. Если б немцы победили?
02.05.2016. Второе убийство Советского Союза
01.05.2016. Пасха в Петербурге

Портал Стихи.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и российского законодательства. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.

Ежедневная аудитория портала Стихи.ру – порядка 200 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более двух миллионов страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

Источник

Что такое гравитация и как она работает?

Латинское слово gravitas означает вес и дает нам слово «гравитация», которое является силой, которая дает объектам их вес. Это также корень слова «гравитировать», которое описывает то, что делает гравитация: заставляет объекты притягиваться друг к другу. Это то, что удерживает людей на Земле и держит Землю на своем месте в Солнечной системе. Хотя древние философы задавались вопросом, почему объекты падали столетия назад, у ученых до сих пор остаются вопросы о том, как действует гравитация и сегодня.

Что такое гравитация?

Проще говоря, гравитация — это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет гравитационное притяжение. Это включает в себя яблоки, людей и Землю. Несмотря на термин невесомость, невозможно избежать гравитационных сил. Космонавты все еще подвержены воздействию гравитации, но они движутся так быстро, что не приближаются к центру планеты и находятся в постоянном состоянии свободного падения.

Гравитация, масса и расстояние

Степень гравитации любого объекта пропорциональна массе объекта. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, все притягивается к ее гравитационному притяжению, а это означает, что яблоки падают на землю, а не притягиваются к голове человека.

Расстояние также влияет на гравитацию. Если объект находится далеко, то гравитационное притяжение слабее. Например, в космосе есть точка, где притяжение Марса становится сильнее притяжения Земли.

Фундаментальные силы во Вселенной

По мнению физиков, четыре фундаментальные силы Вселенной — это гравитация, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Силы изменяют движение объекта, и эти четыре фундаментальные силы определяют, как все во Вселенной взаимодействует. Гравитация — самая слабая сила, но она наиболее легко видима и оказывает наибольшее влияние на крупномасштабном уровне. Это не только причина, по которой люди могут ходить по Земле, но и удерживает планеты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, и Солнце на своем месте в галактике.

Древняя история гравитационной теории

Древние греки верили, что сила, притягивающая предметы к Земле, была внутренней тяжестью, а не внешней силой. Тяжелые люди естественным образом притягиваются к Земле, в то время как легкие языки пламени прыгают к небу. Напротив, индийские ученые, в частности Арьябхата, говорили, что некая сила удерживает объекты на Земле, хотя его теория помещает Землю в центр вселенной. В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта был первым, кто описал гравитацию как силу притяжения.

Гравитационная теория эпохи Возрождения

Говорят, что Галилей бросал предметы со стороны падающей Пизанской башни, чтобы наблюдать, что происходит, когда они падают. Независимо от того, была ли задействована башня или нет, Галилей обнаружил, что все объекты имеют тенденцию ускоряться с одинаковой скоростью при падении. Другие ученые основывались на своей работе, а Гримальди и Риччоли вычислили гравитационную постоянную. Другие работы по гравитации сосредоточены вокруг астрономии и Иоганна Кеплера, построенного на этих теориях для расчета орбит известных планет.

Закон всемирного тяготения

Другая легенда о гравитации гласит, что Исаак Ньютон был поражен падающим яблоком и понял, что должна быть сила, заставляющая вещи падать на землю. Он написал уравнение, в котором описывается сила гравитации, показывающее, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними. Оно также показало, что чем дальше они находятся, тем слабее тяга. Некоторые планеты двигались так, что не могли объяснить это уравнение, но по большей части оно существовало веками.

Эйнштейн и общая теория относительности

Теория общей относительности Эйнштейна изменила взгляд физиков на гравитацию. Считается, что воздействие гравитации вызвано не силой, а кривой в пространстве-времени, которая возникает вокруг крупных объектов, а скорее похожа на шар для боулинга, сидящий на батуте. Эта теория объяснила странную орбиту Меркурия и установила ньютоновскую гравитацию на его голову, поскольку гравитация больше не была силой, а следствием геометрии.

Что делает гравитация?

Гравитация оказывает несколько воздействий на реальный мир. Помимо того, что гравитация не только удерживает предметы на земле, но и придает им вес. Объекты меньше весят на планетах с меньшей гравитационной тягой. Гравитация Луны — это сила, которая создает океанские приливы. Гравитация также удерживает Землю на комфортном расстоянии от Солнца и удерживает атмосферу на месте, давая всем живым существам воздух, пригодный для дыхания, и защищая их от солнечного излучения.

Гравитация и сотворение Вселенной.

Гравитация также является существенным элементом в создании Вселенной. Газы, существующие во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием гравитации и объединяются в крупные объекты, в том числе звезды и планеты. Некоторые исследователи считают, что именно гравитация стабилизировала частицы после Большого взрыва, остановив коллапс Вселенной. Гравитация притягивает солнечные системы друг к другу, образуя галактики, и как таковая является основополагающим элементом в создании Вселенной.

Гравитация и научные исследования

Научные исследования в области гравитации будут продолжаться и в будущем. Теория относительности объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; во Вселенной все еще есть тайны, которые ученые не могут объяснить. Гравитация не вписывается в теорию квантовых полей, и ученые до сих пор исследуют, как она соединяется с другими фундаментальными силами. Исследования гравитации также имеют более практическое применение. Космические аппараты НАСА отслеживают изменения гравитации Земли, что помогает ученым отслеживать изменения уровня моря и земной коры.

Источник