|
|
Gravitation
I klassisk mekanik er gravitation en tiltrækningskraft som er mellem alle partikler (stof) med masse i universet. Resultatet af gravitationen er tyngdekraften.
I Einsteinss almene relativitetsteori er gravitation ikke en kraft, men en egenskab ved rummet - eller mere eksakt rumtiden. Faktisk bliver enhver form for energi i bevægelse (f.eks. fotoner; lys) "bøjet" om enhver form for energi (f.eks. masser)! Det skyldes netop ikke "tyngdekraften", fordi fotoner ikke har masse. Men fordi rummet krummer om enhver form for energi, vil lyset følge rummets krumning.
Følgende gælder for klassisk mekanik
Tyngdekraften holder objekter på planeternes overflade og kombineret med inertiens lov er den ansvarlig for at holde objekter i kredsløb om hinanden.
Antagelse om gravitation i klassisk mekanik:
- Tyngdekraften udbreder sig øjeblikkeligt i hele universet. Dette er ikke sandt.
Newtons universelle gravitationslov
Den engelske fysiker Isaac Newton forklarer, "Ethvert objekt i universet tiltrækker ethvert andet objekt med en kraft med retning langs linjen gennem objekternes centre og som er proportional til produktet af deres masser og omvendt proportional til kvadratet af afstanden mellem objekterne.":
hvor:
- F = gravitationskraften mellem objekterne i newton.
- m1 = det første objekts masse i kg.
- m2 = det andet objekts masse i kg.
- r = afstanden mellem objekternes massecentre i meter.
- G = Den universelle gravitationskonstant. Den er ca.= 6,67390·10-11 N·m²/kg²
Til at starte med havde Newton fundet denne formel for uendeligt små, punktformede legemer - som udgangspunkt burde den altså "kun" kunne bruges på himmellegemer hvis disse var "forsvindende små" sammenlignet med afstanden imellem dem. Det hævdes, at Newton tav om sin formel, indtil han havde bevist at formlen også kan bruges direkte på massecentrene i to kugleformede legemer med homogen massetæthed.
Potentiel energi i tyngdefeltet
To legemer med masserne m1 og m1 i en vis afstand r fra hinanden besidder en vis mængde potentiel energi ("beliggenhedsenergi"), populært sagt fordi det ene legeme kan "falde ned på" det andet. Størrelsen af den potentielle energi alene er altid negativ, og i øvrigt givet ved:
De to legemer "skylder" tilsyneladende potentiel energi "væk": Hvis deres hastighed er mindre end den såkaldte undvigelseshastighed, besidder de ikke kinetisk energi ("bevægelsesenergi") nok til at opveje "gælden" i potentiel energi. I den situation vil de to legemer bevæge sig i elliptiske baner omkring hinanden, bundet sammen af tyngdekræfterne imellem dem.
Følgende gælder for Albert Einsteins generelle relativitetsteori
Gravitationens udbredelseshastighed: Einstein's relativitetsteori forudsiger at gravitationens udbredelseshastighed skal være konsistent med lysets hastighed. Gravitationens udbredelseshastighed kan derfor ikke være større end lysets hastighed (f.eks. øjeblikkelig).
I Einsteins generelle relativitetsteori er gravitationen ikke en kraft, men en egenskab ved rummet - eller mere eksakt rumtiden. Faktisk bliver enhver form for energi i bevægelse (f.eks. fotoner; lys) "bøjet" om enhver form for energi (f.eks. masser)! Det skyldes netop ikke "tyngdekraften", fordi fotoner ikke har masse. Men fordi rummet krummer om enhver form for energi, vil lyset følge rummets krumning.
Det samme med vores solsystems planeters bane om solen. Planeterne bliver ikke tiltrukket af solen selv, men følger blot rumtidskrumningen som udbreder sig fra solen.
Einsteins generelle relativitetsteori er en bedre univers model end den klassiske mekanik, da den er mere konsistent med mange fysiske fænomener - f.eks.:
Men der er stadig nogle fysiske fænomener, som endnu ikke er forklaret tilfredsstillende med Einsteins generelle relativitetsteori:
- Ing.dk, 16.05.2001, Tyngdelov skal måske revideres
- BBCNews, 15 May, 2001, Mystery force tugs distant probes Citat: "...The unexplained force appears to be acting on four deep-space probes scattered around the Solar System....The puzzle is that Pioneer 10 is slowing more quickly than it should...."
- Physics World, January 1999, Physics in Action: Spacecraft anomalies put gravity to the test
- May 10, 2005, planetary.org: The Unfinished Quest to Solve the Pioneer Anomaly. By John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau, Michael Martin Nieto, and Slava G. Turyshev Citat: "...We expected the anomaly would go away eventually. It did not...Our conclusion, after all known systematics are accounted for, is that there remains an anomalous acceleration signal of aP = (8.74 ± 1.25) x 10(–8) centimeters/second squared directed toward the Sun..."
Se også
Eksterne henvisninger
- NatNet: Hvordan virker naturkræfterne?
- dr.dk: Tyngdebølger, Tyngdebølger - Den store uløste gåde
- Robert Rutkiewicz: Defining Mass Citat: "...The value of mass is not being redefined. But the concept of mass being a fundamental property is reviewed...A new physical law is postulated: All known particles are elements of momentum moving at a velocity c....This extension is based on special relativity and uses SR equation for mass..."
- CERN Courier: Measuring gravity with precision...
- 2003-12-04, Science Daily: Pulsar Find Boosts Hope For Gravity-wave Hunters Citat: "..."Under the most favourable distribution model, we can say at the 95% confidence level that this first generation of gravitational wave detectors could register a neutron star merger every one to two years," said Dr Vicky Kalogera..."
- 21-Jan-2002 UniSci: Quantum Gravitational States Observed For First Time Citat: "...The researchers report seeing a minimum (quantum) energy of 1.4 picoelectron volts (1.4 x 10^-12 eV)..."
- Physics FAQ, 29-Apr-1998 Does Gravity Travel at the Speed of Light?, Webarchive backup Citat: "...In general relativity, on the other hand, gravity propagates at the speed of light; that is, the motion of a massive object creates a distortion in the curvature of spacetime that moves outward at light speed....Strictly speaking, gravity is not a "force" in general relativity..."
- Physics FAQ, By Martin Hogbin, 11 February 1998, What causes Gravity?, Webarchive backup Citat: "...[Dette bud indeholder ikke kvantemekanikkens teori!] The world we live in consists of four dimensions, the three space dimensions and one that is not exactly time but is related to time (it is in fact time multiplied by the square root of -1 [i, j, det imaginære 'fortegn']). This is not at all easy to understand but it means that space-time as we call it has some rather weird properties. In particular, when you move through one of the space dimensions you also travel, unwittingly, through time...."
- Stanford: What is Gravity Probe B?, The Geodetic Effect: Measuring the Curvature of Space-time Citat: "... Third, most important, Gravity Probe B investigates the gravitational action of moving matter. Matter moving through space-time can be thought of as creating a new force -- gravitomagnetism -- which John Wheeler, dean of relativists, describes as being "as different from ordinary gravity as magnetism is from electricity." The frame-dragging measurement detects this force and fixes its scale. Commenting on its unverified status, Wheeler has said "It is hard to imagine a science so exposed for lack of evidence on a force so fundamental to the scheme of physics."..."
- Stanford, Dr. Sten Odenwald, Special & General Relativity Questions and Answers:
Denne artikel er fra Wikipedia. Læs artiklen hos Wikipedia.
|
|