गुरुत्वाकर्षण की गति क्या है?

गुरुत्व केंद्र, केप्लर का ग्रहो का गति नियम, न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का नियम, गुरुत्व, (जून 2019).

Anonim

नग्न आंखों के लिए दिखाई देने वाले एकमात्र धूमकेतु की कक्षा की गणना करने के बाद जो जीवन भर में दो बार रात के आकाश में डार्ट हो सकता है, एडमंड हैली गुरुत्वाकर्षण बल से बेहद चिंतित हो गया। 1684 में जब उन्होंने ग्रहण गति के केप्लर के कानूनों के सबूतों पर चर्चा करने के लिए न्यूटन से मुलाकात की, तो वह यह जानकर आश्चर्यचकित हुए कि न्यूटन ने उन्हें पहले ही हल कर लिया था। असल में, न्यूटन, जो स्टर्लिंग पॉलिमैथ थे, ने हैली ने उनकी सहायता के लिए 4 साल पहले कानून साबित कर दिए थे। 22 वर्ष की उम्र में, उन्होंने उसी दर पर स्वतंत्र रूप से आविष्कार किया था जिसे हम हाईस्कूल और इंजीनियरिंग में सीखते हैं ताकि बाद में यह निर्धारित किया जा सके कि ग्रहों को अंडाकार कक्षा में सूर्य के चारों ओर क्यों घूमता है।

इस तथ्य से चिंतित है कि न्यूटन ने अपने सबूत प्रकाशित करने पर भी विचार नहीं किया था, हैली ने अपना संरक्षक बनने का फैसला किया। न्यूटन के प्रिंसिपिया, जो मानव जाति के इतिहास में सबसे ज़्यादातर कामों में से एक के रूप में नीचे आ जाएंगे, हैली के खर्च पर प्रकाशित हुई थीं। हालांकि, गुरुत्वाकर्षण के रहस्यमय खींच के बारे में आलोचकों के आलोचकों ने न्यूटन से सवाल किया कि उनके सबूत क्यों काम करते हैं; गुरुत्वाकर्षण ने जिस तरह से काम किया? न्यूटन के आलोचनाओं के जवाब में " मैं परिकल्पना नहीं करता " उनकी पुस्तक के दूसरे संस्करण में शामिल किया गया था।

सदियों बाद, आइंस्टीन ने न केवल गुरुत्वाकर्षण के रहस्यमय खींच को जन्म दिया, बल्कि उन्होंने अपनी पहुंच के लिए ऊपरी सीमा भी तय की। न्यूटन का मानना ​​था कि गुरुत्वाकर्षण एक ही गति से यात्रा करता था क्योंकि पुरातन काल के दौरान क्या प्रकाश माना जाता था - अनंत। उन्होंने समझाया कि अगर सूर्य को सौर मंडल के केंद्र से अचानक गायब कर दिया गया था, तो सभी ग्रह तत्काल टेंगेंशियल वेग की दिशा में अंतरिक्ष में फंस जाएंगे। आइंस्टीन, हालांकि, असहमत थे।

न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण के साथ समस्या

बुध का पेरीहेलियन प्रेसीशन

गुरुत्वाकर्षण की गति की गणना करने का पहला प्रयास लैपलेस द्वारा किया गया था, जिसने गुरुत्वाकर्षण को एक क्षेत्र या तरल के रूप में परिभाषित किया था। उन्होंने गति की गति कम से कम 7 मिलियन बार की गति की गणना की। हालांकि, गुरुत्वाकर्षण की वेग की परिशुद्धता, इसके अतिसंवेदनशीलता के बावजूद, एक समस्या उत्पन्न हुई। दो निकायों के बीच एक स्थिर कक्षा केवल तभी प्राप्त की जा सकती है जब एक शरीर पर बल, ए, सीधे दूसरे शरीर की ओर इंगित करता है। बी। इन दोनों निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल एक दूसरे को तत्काल प्रभावित करेगा यदि गुरुत्वाकर्षण एक अनंत गति पर यात्रा करता है, भले ही शरीर ए और बी एक खगोलीय दूरी से अलग हो। हालांकि, परिशुद्धता एक अंतराल का कारण बन जाएगा।

दो तीरंदाजों द्वारा गोली मार दी गई तीर के रूप में दो निकायों द्वारा प्रसारित गुरुत्वाकर्षण की शक्तियों के बारे में सोचें। यदि तीर एक सीमित गति से यात्रा करते हैं, तीर अपने लक्ष्यों को याद करेंगे क्योंकि लक्ष्य, जो लगातार क्रांति में हैं, आगे बढ़ेंगे। यह एक कक्षा को अस्थिर कर देगा क्योंकि इस प्रणाली के परिणामस्वरूप बल शरीर के केन्द्रापसारक बल और गुरुत्वाकर्षण खींच से निकलता है, जिससे शरीर धीरे-धीरे सर्पिल हो जाता है, संभावित रूप से पूरे सौर मंडल को नष्ट कर देता है।

न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण की सीमित गति के साथ समस्या

अपने लक्ष्य को मारने के लिए, तीरंदाजी को थोड़ा आगे शूटिंग करके आंदोलन की भरपाई करनी चाहिए। यदि गुरुत्वाकर्षण को एक ही तीर नहीं माना जाता है, बल्कि सभी दिशाओं में तीरों का एक टुकड़ा फैलता है, तो इन तीरों में से एक शरीर के दाईं ओर यात्रा कर रहा है (वे घड़ी की दिशा में कक्षा को मानते हैं) अपने लक्ष्य के सिर पर आ जाएंगे। दूसरे शरीर के लिए भी यही कहा जा सकता है। जब दोनों विपरीत रूप से सामना करने वाले तीरों को गठबंधन किया जाता है और दोनों निकायों की इसी केन्द्रापसारक ताकतों के लंबवत होते हैं, तो देरी के बावजूद एक स्थिर कक्षा पूरी हो जाती है।

गुरुत्वाकर्षण लहरें फैले हुए तीरों के रूप में

तर्क प्रतिष्ठित खगोलविद टॉम वान फ्लैंडर्न ने आगे रखा था, जिसने तीर की गति को 20 बिलियन गुना प्रकाश की गति की गणना की, जिसे तत्काल माना जाता है। हालांकि, आइंस्टीन ने अपने सामान्य सिद्धांत की सापेक्षता में दावा किया कि तीर की इस लहर की गति प्रकाश की गति के बराबर है - प्रति सेकंड लगभग 186, 000 मील।

प्रकाश की गति के बराबर गुरुत्वाकर्षण की गति क्यों है?

एलआईजीओ (लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वाकर्षण-वेव वेधशाला) (फोटो क्रेडिट: ligo.caltech.edu)

इस आलेख के लिए शोध करते समय, मुझे 1 99 8 में प्रकाशित एक अकादमिक पत्र मिला, जिसमें "गुरुत्वाकर्षण की गति सीधे प्रयोगशाला में नहीं मापा गया है - गुरुत्वाकर्षण बातचीत बहुत कमजोर है, और इस तरह की व्याख्या वर्तमान प्रौद्योगिकी क्षमताओं से परे है।" अब लगभग 20 साल बाद, एलआईजीओ के शोधकर्ताओं ने गुरुत्वाकर्षण लहरों का पता लगाया जिसके परिणामस्वरूप दूरदराज के आकाशगंगा में 130 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर दो सितारों के मृत कोरों की तारकीय टक्कर हुई। विस्फोट इतना विनाशकारी था कि अंधेरे की अंधकारमय रोशनी और झटकों ने ब्रह्मांड में यात्रा की और यहां तक ​​कि यहां भी पता लगाया जा सकता था।

यदि गुरुत्वाकर्षण की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है, तो दोनों सिग्नल एक ही समय में प्राप्त किए जाने चाहिए। आइंस्टीन द्वारा दावा किया गया है कि गुरुत्वाकर्षण की गति वास्तव में प्रकाश की गति के बराबर होती है, यह कुछ प्रयोगात्मक पुष्टि होगी, क्योंकि कुछ भौतिक विज्ञानी पहले से ही अपने पूर्ववर्ती दावे के बाद से चिपक रहे हैं। यह इंगित करेगा कि यदि सूर्य अचानक सौर मंडल के केंद्र से गायब हो जाता है, तो पृथ्वी का विनाश केवल 8 मिनट के बाद शुरू होता है, उसी समय सूर्य की रोशनी पृथ्वी तक पहुंचने में लगती है।

बहरहाल, मामला यह नहीं। इस तरह की जबरदस्त टकराव भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अन्य रूपों को जन्म देती है, जैसे गामा-किरण, जो प्रयोग में हस्तक्षेप करती हैं। एक पेपर के अनुसार, प्रकाश और गुरुत्वाकर्षण के आगमन के बीच देरी केवल सेकंड है, जो, जब हम यात्रा की दूरी पर विचार करते हैं, तो यह लगभग अप्रासंगिक है। प्रयोगों ने अब प्रकाश की गति के 1% के भीतर गुरुत्वाकर्षण की गति को कम कर दिया है! यह पहली बार भी चिह्नित हुआ जब किसी ने "अच्छा काम, आइंस्टीन!" शब्दों को सार्थक रूप से नहीं कहा।