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

Теория ведра с крабами.

Есть такая чудесная штука, называется crab bucket theory — «теория... Подробнее...

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.

Никому не говорите о покупке, которую собираетесь совершить.... Подробнее...

"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.

Контрольной группе удалось достичь результата без использования... Подробнее...

Что делать если «залипла» на мужчину?

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

Что следует держать в секрете. Советы мудрецов.

1. Первое, что надо держать в секрете, говорят мудрецы -... Подробнее...

Как преодолеть апатию и приобрести энергию для жизни.

Невероятная статья, основанная на книге Рами Блекта, которая... Подробнее...

Самое популярное

Copyright

© 2010-2019 «Smalltalks.ru».
Любое использование материалов сайта допускается только при наличии активной ссылки на этот ресурс.