Cet article se concentrera sur l'histoire de la découverte de la loi de la gravitation universelle. Ici, nous allons nous familiariser avec les informations biographiques de la vie du scientifique qui a découvert ce dogme physique, examiner ses principales dispositions, la relation avec la gravité quantique, le cours du développement et bien plus encore.
Génie
Sir Isaac Newton est un scientifique anglais. À un moment donné, il a consacré beaucoup d'attention et d'efforts à des sciences telles que la physique et les mathématiques, et a également apporté beaucoup de nouveautés à la mécanique et à l'astronomie. Il est considéré à juste titre comme l'un des premiers fondateurs de la physique dans son modèle classique. Il est l'auteur de l'ouvrage fondamental "Principes mathématiques de la philosophie naturelle", où il a présenté des informations sur les trois lois de la mécanique et la loi de la gravitation universelle. Isaac Newton a posé les bases de la mécanique classique avec ces travaux. Il a développé le calcul de type différentiel et intégral, la théorie de la lumière. Il a également apporté des contributions majeures à l'optique physique.et développé de nombreuses autres théories en physique et en mathématiques.
Loi
La loi de la gravitation universelle et l'histoire de sa découverte remontent à 1666. Sa forme classique est une loi qui décrit l'interaction de type gravitationnelle, qui ne sort pas du cadre de la mécanique.
Son essence était que l'indicateur de la force F de l'attraction gravitationnelle apparaissant entre 2 corps ou points de matière m1 et m2, séparés l'un de l'autre par une certaine distance r, est proportionnel aux deux indicateurs de masse et a un proportionnalité inverse aux distances carrées entre les corps:
F=G, où G désigne la constante gravitationnelle égale à 6, 67408(31)•10-11 m3 / kgf2.
La gravité de Newton
Avant d'aborder l'histoire de la découverte de la loi de la gravitation universelle, regardons de plus près ses caractéristiques générales.
Dans la théorie créée par Newton, tous les corps avec une grande masse doivent générer un champ spécial autour d'eux, qui attire d'autres objets vers lui. C'est ce qu'on appelle un champ gravitationnel, et il a du potentiel.
Un corps à symétrie sphérique forme un champ extérieur à lui-même, semblable à celui créé par un point matériel de même masse situé au centre du corps.
La direction de la trajectoire d'un tel point dans le champ gravitationnel, créé par un corps de masse beaucoup plus importante, obéit à la loi de Kepler. Les objets de l'univers, comme, par exemple,planète ou comète, obéissez-lui aussi, se déplaçant dans une ellipse ou une hyperbole. La prise en compte de la distorsion créée par d'autres corps massifs est prise en compte en utilisant les dispositions de la théorie des perturbations.
Analyse de la précision
Après que Newton ait découvert la loi de la gravitation universelle, elle a dû être testée et prouvée plusieurs fois. Pour cela, un certain nombre de calculs et d'observations ont été effectués. En accord avec ses dispositions et en partant de l'exactitude de son indicateur, la forme expérimentale d'estimation sert de confirmation claire de GR. La mesure des interactions quadripolaires d'un corps qui tourne, mais dont les antennes restent fixes, nous montre que le processus d'augmentation de δ dépend du potentiel r -(1+δ), à une distance de plusieurs mètres et se situe dans la limite (2, 1±6, 2)•10-3. Un certain nombre d'autres confirmations pratiques ont permis à cette loi d'être établie et de prendre une forme unique, sans aucune modification. En 2007, ce dogme a été revérifié à une distance inférieure au centimètre (55 microns-9,59 mm). Tenant compte des erreurs expérimentales, les scientifiques ont examiné la plage de distance et n'ont trouvé aucun écart évident dans cette loi.
L'observation de l'orbite de la Lune par rapport à la Terre a également confirmé sa validité.
Espace euclidien
La théorie classique de la gravité de Newton est liée à l'espace euclidien. L'égalité réelle avec une précision suffisamment élevée (10-9) des mesures de distance au dénominateur de l'égalité discutée ci-dessus nous montre la base euclidienne de l'espace de la mécanique newtonienne, avec un trois forme physique dimensionnelle. Àà un tel point de la matière, l'aire d'une surface sphérique est exactement proportionnelle à la valeur du carré de son rayon.
Données de l'historique
Considérons un bref résumé de l'histoire de la découverte de la loi de la gravitation universelle.
Des idées ont été avancées par d'autres scientifiques qui ont vécu avant Newton. Epicure, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens et d'autres en ont visité les réflexions. Kepler a suggéré que la force gravitationnelle est inversement proportionnelle à la distance de l'étoile du Soleil et n'a de distribution que dans les plans écliptiques; selon Descartes, c'était une conséquence de l'activité des tourbillons dans l'épaisseur de l'éther. Il y avait une série de suppositions qui contenaient un reflet des suppositions correctes sur la dépendance à la distance.
Une lettre de Newton à Halley contenait des informations selon lesquelles les prédécesseurs de Sir Isaac lui-même étaient Hooke, Wren et Buyo Ismael. Cependant, personne avant lui n'a réussi à établir clairement, à l'aide de méthodes mathématiques, un lien entre la loi de la gravité et le mouvement planétaire.
L'histoire de la découverte de la loi de la gravitation universelle est étroitement liée à l'ouvrage "Principes mathématiques de la philosophie naturelle" (1687). Dans ce travail, Newton a pu dériver la loi en question grâce à la loi empirique de Kepler, qui était déjà connue à cette époque. Il nous montre que:
- la forme de mouvement de toute planète visible indique la présence d'une force centrale;
- La force d'attraction de type central forme des orbites elliptiques ou hyperboliques.
À propos de la théorie de Newton
L'examen de la brève histoire de la découverte de la loi de la gravitation universelle peut également nous indiquer un certain nombre de différences qui la distinguent des hypothèses précédentes. Newton s'est engagé non seulement dans la publication de la formule proposée du phénomène considéré, mais a également proposé un modèle de type mathématique sous une forme holistique:
- disposition sur la loi de la gravité;
- loi sur la loi du mouvement;
- systématique des méthodes de recherche mathématique.
Cette triade a été capable d'étudier avec assez de précision même les mouvements les plus complexes des objets célestes, créant ainsi la base de la mécanique céleste. Jusqu'au début de l'activité d'Einstein dans ce modèle, la présence d'un ensemble fondamental de corrections n'était pas nécessaire. Seul l'appareil mathématique devait être significativement amélioré.
Objet à discuter
Le droit découvert et éprouvé tout au long du XVIIIe siècle est devenu un sujet bien connu de disputes actives et de contrôles scrupuleux. Cependant, le siècle s'est terminé par un accord général avec ses postulats et ses déclarations. En utilisant les calculs de la loi, il a été possible de déterminer avec précision les chemins du mouvement des corps dans le ciel. Une vérification directe a été faite par Henry Cavendish en 1798. Il l'a fait en utilisant une balance de type torsion avec une grande sensibilité. Dans l'histoire de la découverte de la loi universelle de la gravitation, une place particulière doit être accordée aux interprétations introduites par Poisson. Il a développé le concept du potentiel gravitationnel et l'équation de Poisson, avec lesquels il a été possible de calculer cettepotentiel. Ce type de modèle permettait d'étudier le champ gravitationnel en présence d'une distribution arbitraire de matière.
La théorie de Newton comportait de nombreuses difficultés. Le principal pourrait être considéré comme l'inexplicabilité de l'action à long terme. Il était impossible de répondre avec précision à la question de savoir comment les forces d'attraction sont envoyées à travers l'espace vide à une vitesse infinie.
"Évolution" de la loi
Les deux cents prochaines années, et même plus, de nombreux physiciens ont tenté de proposer diverses façons d'améliorer la théorie de Newton. Ces efforts se sont soldés par un triomphe en 1915, à savoir la création de la théorie générale de la relativité, qui a été créée par Einstein. Il a su surmonter l'ensemble des difficultés. Conformément au principe de correspondance, la théorie de Newton s'est avérée être une approximation du début des travaux sur une théorie sous une forme plus générale, qui peut être appliquée sous certaines conditions:
- Le potentiel de la nature gravitationnelle ne peut pas être trop grand dans les systèmes étudiés. Le système solaire est un exemple de respect de toutes les règles de mouvement des corps célestes. Le phénomène relativiste se retrouve dans une manifestation perceptible de déplacement du périhélie.
- La vitesse de déplacement dans ce groupe de systèmes est négligeable par rapport à la vitesse de la lumière.
La preuve que dans un champ de gravitation stationnaire faible, les calculs GR prennent la forme de calculs newtoniens, est la présence d'un potentiel scalaire de gravitation dans un champ stationnaire aveccaractéristiques des forces faiblement exprimées, capables de satisfaire les conditions de l'équation de Poisson.
Échelle quantique
Cependant, dans l'histoire, ni la découverte scientifique de la loi de la gravitation universelle, ni la théorie générale de la relativité ne pourraient servir de théorie gravitationnelle finale, puisque toutes deux ne décrivent pas adéquatement les processus de type gravitationnel sur le quantum échelle. Tenter de créer une théorie gravitationnelle quantique est l'une des tâches les plus importantes de la physique moderne.
Du point de vue de la gravité quantique, l'interaction entre les objets est créée par l'échange de gravitons virtuels. Conformément au principe d'incertitude, le potentiel énergétique des gravitons virtuels est inversement proportionnel à l'intervalle de temps pendant lequel il a existé, depuis le point d'émission par un objet jusqu'au moment où il a été absorbé par un autre point.
De ce fait, il s'avère qu'à petite échelle de distances, l'interaction des corps entraîne l'échange de gravitons de type virtuel. Grâce à ces considérations, il est possible de conclure la disposition sur la loi du potentiel de Newton et sa dépendance conformément à l'inverse de la proportionnalité par rapport à la distance. L'analogie entre les lois de Coulomb et de Newton s'explique par le fait que le poids des gravitons est égal à zéro. Le poids des photons a la même signification.
Tromperie
Dans le programme scolaire, la réponse à une question d'histoire, commentNewton a découvert la loi de la gravitation universelle, c'est l'histoire d'une pomme qui tombe. Selon cette légende, il est tombé sur la tête d'un scientifique. Cependant, il s'agit d'une idée fausse répandue et, en fait, tout a pu se passer d'un cas similaire de blessure à la tête possible. Newton lui-même a parfois confirmé ce mythe, mais en réalité la loi n'était pas une découverte spontanée et n'est pas venue dans une explosion de perspicacité momentanée. Comme il a été écrit ci-dessus, il a été développé pendant longtemps et a été présenté pour la première fois dans les ouvrages sur les "Principes de Mathématiques", qui sont apparus sur l'affichage public en 1687.
