Энциклопедия обо всем на свете. Роль знаний в жизни людей. Энциклопедия знаний.

Закон всемирного тяготения.

Я опять хочу подчеркнуть, что законы сохранения, ко­торые были описаны, в действительности не «законы», а просто обобщения. Производя разнообразные измерения, ученые убеждались каждый раз, что импульс, момент ко­личества движения, масса и энергия системы, которая кажется замкнутой, остаются постоянными при любых изменениях в системе. Тогда они сделали широкое обоб­щение, что данные этих измерений всегда остаются по­стоянными при всех условиях. Но слова «всегда» и «при всех условиях»— предательские слова. Знаем ли мы на самом деле, что происходит «всегда» и «при всех усло­виях»? Но даже если упорно продолжать верить в спра­ведливость этого обобщения на Земле, будет ли верно оно для внеземных условий? Наши измерения «сохраня­ющихся» величин сделаны на Земле, в земных условиях. Не очень хорошо переходить от измерений к предположению о том, что происходит «всегда» и «при всех услови­ях» на Земле. И совсем плохо предполагать, что слова «всегда» и «везде» справедливы для всей Вселенной, ус­ловия в которой могут невероятно отличаться от земных.

Будет ли сохраняться энергия в условиях вакуума космического пространства? Сохраняется ли энергия при сверхвысоких температурах внутри звезд, температурах, которые нельзя воспроизвести в лаборатории?

В древности философы считали само собой разумею­щимся, что «законы природы» не одни и те же во Все­ленной: одни — для Земли, другие — для неба. Казалось, что для этого были все основания. На Земле тела падают вниз, а небесные тела движутся по неизменным орбитам и никогда не падают. На Земле тела меняются, разлага­ются, умирают, а в небе нельзя заметить каких-либо из­менений; Солнце такое же светлое и яркое, как и вчера и вообще на всей памяти человечества.

Однако в наше время собраны факты, которые под­черкивают единство законов природы. Первый сокрушительный удар был нанесен в 1687 году Ньютоном, опуб­ликовавшим книгу о трех законах движения. Основыва­ясь на них, он доказал, что падать яблоко с ветки на землю заставляет та же сила, которая удерживает Луну па орбите вокруг Земли. Падающие на Землю предметы и вращающиеся в небе тела подчиняются одному и тому же основному закону взаимного притяжения, или, выража­ясь точнее, закону всемирного тяготения. Акцент в этой Фразе надо сделать на слове «всемирное».

По является ли этот закон действительно всемирным? Но времена Ньютона и более столетия после него дейст­вие гравитации изучали на примере планет и спутников, гак что «закон», несмотря на предполагаемую универсальность, в действительности был ограничен Солнечной системой. В девяностых годах XVIII века английский астроном Вильям Гершель открыл «двойные звезды», кото­рые при внимательном наблюдении оказались близкими соседями, вращающимися один вокруг другого. Дальней­шее тщательное изучение показало, что эти звезды, отсто­ящие друг от друга на сотни триллионов километров, вра­щаются по своим орбитам точно в соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона.

Но даже за самыми удаленными двойными звездами имеются огромные космические пространства, недосягае­мые для самых современных приборов. Правильно ли тогда утверждать, что закон всемирно­го (предположительно) тяготения справедлив во всей Вселенной, известной и неизвестной? Нет, конечно.

С другой стороны, факты, свидетельствующие в поль­зу единства «закона природы», производят впечатление. Позиция физиков примерно такова: то, что мы считаем «законами природы», нельзя применять одинаково ко всей Вселенной во все времена, но пока не получено на­дежное доказательство обратного, мы будем их приме­нять.

Эта позиция основана не только на одном факте ка­жущейся универсальности гравитации. Более веские до­казательства, подтверждающие универсальность основ­ных научных обобщений, исходят из того, что свет от самых далеких звезд очень похож на свет газового пла­мени с расстояния одного метра.

Свет проявляет свойства, которые можно объяснить, предположив, что он состоит из волн различной длины. Присутствие определенных длин волн и отсутствие других характеризуем материал, служащий источником света. Каждый химический элемент, если его раскалить до высокой температуры, дает в спектре характерный набор длин волн, по которому его можно отличить от других элементов. Этот метод был тщательно разработан в 1859 году немецким физиком Густавом Робертом Кирх­гофом. Так как свет разлагается в спектр, т. е. в полосу расположенных по порядку длин волн, техника разложе­ния была названа спектроскопией. С помощью спектро­скопии можно получить сведения о химическом составе Солнца. Оказалось, что оно содержит те же химические элементы, что и Земля. По крайней мере спектральные характеристики различных хорошо известных химиче­ских элементов в точности воспроизводят отдельные об­ласти солнечного спектра. Изучение спектра звезд на­глядно свидетельствует о том, что остальная Вселенная состоит из тех же элементов.

В 1868 году, когда некоторые спектральные характе­ристики солнечного света нельзя было воспроизвести ни­каким из известных элементов, английский астроном Джозеф Норман Локьер предположил существование но­вого элемента, еще не открытого на Земле. Он назвал его гелием, что по-русски означает «солнце». В конце кон­цов в 1895 году этот солнечный элемент действительно был открыт на Земле. Итак, если предположить, что на­учное обобщение (в частности, законы сохранения) универсально для Вселенной, можно по-новому взглянуть на астрономию. До 1700 года астрономы ограничивались только наблюдением небесного свода, затем они вышли за пределы простого наблюдения. Они делали все больше п больше выводов о структуре небесных тел, об их прош­лом и будущем, применяя к ним земные законы сохра­нения.

Например, Солнечная система состоит из тел, которые вращаются вокруг своих осей и движутся вокруг других мл Так, Луна движется вокруг Земли, Ганимед — вокруг Юпитера, а Земля и Юпитер вращаются вокруг Солнца. 1 ели Солнечную систему обозревать с точки, располо­женной над Северным полюсом, окажется, что Земля вра­щается вокруг своей оси против часовой стрелки. Точно гак же вращается Солнце и все планеты, за исключением Урана и Венеры. Более того, все планеты без исключения и нее спутники с одним небольшим несущественным ис­ключением вращаются вокруг Солнца или некоторых центральных планет против часовой стрелки. Следова­тельно, имеется громадный момент количества движения, только незначительная часть которого скомпенсирована противоположным моментом количества движения. Поэтому любая теория, пытающаяся объяснить возникнове­ние Солнечной системы, должна объяснить существова­ние этого момента количества движения. Он не мог возникнуть из ничего, он должен был образоваться в про­цессе формирования Солнечной системы, при котором компенсирующий противоположный момент был передан остальной части Вселенной.

Более того, если тела Солнечной системы рассматри­вать отдельно, окажется, что планеты, масса которых со­ставляет меньше 0,2% общей массы Солнечной системы, обладают 98% полного момента количества движения. Солнце, имея массу больше 99,8% общей массы Солнеч­ной системы, обладает только 2% момента количества движения. Любая теория, пытающаяся объяснить образование Солнечной системы, должна, следовательно, объ­яснить не только существование момента количества дви­жения, но и его неравномерное распределение.

Удовлетворить требованиям сохранения момента ко­личества движения при создании теории образования солнечной системы оказалось нелегко. Однако без закона сохранения подходила бы почти любая теория образо­вания Солнечной системы, и нельзя было отдать предпоч­тение ни одной из них. До сих пор еще не создана теория, полностью и удовлетворительно объясняющая существо­вание и распределение момента количества движения, хотя астрономы прилагают свои усилия в определенных направлениях. Добавим, что когда в конце концов возни­кнет теория, которая полно и логично объяснит существо­вание и распределение момента количества движения, будут все основания считать ее верной, так как невероят­но, чтобы две радикально противоположные теории неза­висимо удовлетворяли такому строгому условию, как за­кон сохранения момента количества движения.

Мы рассмотрим одну из иллюстраций могущества за­кона сохранения. В дальнейшем нам встретится целый ряд подобных примеров.


blog comments powered by Disqus
 


Рекомендуем

Поиск

Последние обновления

Утиные губы только отдаляют переезд на Рублевку.

Утиные губы только отдаляют переезд на Рублевку.

Интервью с пластическим хирургом о том, что придет на... Подробнее...
Двойные послания в детстве, ведущие к психической травме.

Двойные послания в детстве, ведущие к психической травме.

«Думаете ли вы, что Я пришел дать мир земле? Нет, говорю... Подробнее...
Теория ведра с крабами.

Теория ведра с крабами.

Есть такая чудесная штука, называется crab bucket theory — «теория... Подробнее...
 Загадки группы и резуса крови.

Загадки группы и резуса крови.

У людей выявляют 4 основных группы крови: 0 (1), А (2), В (3),... Подробнее...
Перестаньте хвалиться тем, что еще не сделано.

Перестаньте хвалиться тем, что еще не сделано.

Никому не говорите о покупке, которую собираетесь совершить.... Подробнее...
"Не трогайте полотенце для рук". Секреты отелей, о которых вы не знали.

"Не трогайте полотенце для рук". Секреты отелей, о которых вы не знали.

Посетители сайта Quora, где на любой вопрос можно получить... Подробнее...
Ученые рассказали о простом способе войти в измененное состояние сознания.

Ученые рассказали о простом способе войти в измененное состояние сознания.

Контрольной группе удалось достичь результата без использования... Подробнее...
Что делать если «залипла» на мужчину?

Что делать если «залипла» на мужчину?

Довольно часто на одном из этапов отношений женщина начинает... Подробнее...

Самое популярное

Copyright

© 2010-2015 «Smalltalks.ru».
Любое использование материалов сайта допускается только при наличии активной ссылки на этот ресурс.