Lub zog nqus mis
Lub ntiajteb txawj nqus yog ib qho ntawm cov xwm txheej ntuj tsim tseem ceeb tshaj plaws hauv physics. Nws yog lub zog uas rub ob yam khoom ntawm ib qho loj mus rau ib leeg. Lub tswv yim ntawm lub ntiajteb txawj nqus tau kawm thawj zaug hauv qhov tob los ntawm Sir Isaac Newton hauv xyoo pua 17th, thiab txij thaum ntawd los, peb txoj kev nkag siab txog lub ntiajteb txawj nqus tau nce qib ntau heev, nrog rau cov txiaj ntsig tseem ceeb los ntawm Albert Einstein txoj kev xav ntawm kev sib piv dav dav. Tsab xov xwm no yuav tshuaj xyuas lub tswv yim ntawm lub ntiajteb txawj nqus, Newton cov qauv yooj yim rau lub ntiajteb txawj nqus, thiab txoj kev xav ntawm lub ntiajteb txawj nqus tau hloov zuj zus li cas dhau sijhawm.
Nkag Siab Txog Lub Zog Nqus
Lub ntiajteb txawj nqus yog lub zog rub uas tshwm sim ntawm ob yam khoom uas muaj qhov hnyav. Lub zog no yog lub luag haujlwm rau ntau yam xwm txheej ntuj tsim, xws li kev poob ntawm cov khoom rau hauv av, kev txav ntawm cov ntiaj teb ncig lub hnub, thiab kev tsim cov qauv loj hauv ntiaj teb. Txawm hais tias lub ntiajteb txawj nqus yog ib qho ntawm plaub lub zog tseem ceeb hauv lub ntiaj teb, nws yog qhov tsis muaj zog tshaj plaws piv rau lub zog nuclear muaj zog, lub zog nuclear tsis muaj zog, thiab lub zog electromagnetic. Txawm li cas los xij, lub ntiajteb txawj nqus muaj qhov ncav cuag tsis kawg, uas ua rau nws tseem ceeb heev ntawm qhov ntsuas cosmic.
Txoj Cai Lij Choj ntawm Newton
Cov qauv uas paub zoo tshaj plaws rau lub ntiajteb txawj nqus yog Newton Txoj Cai ntawm Kev Ntshaw Thoob Ntiaj Teb, uas hais tias lub zog ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm ob yam khoom yog sib npaug ncaj qha rau cov khoom ntawm lawv cov pawg thiab sib npaug rov qab rau lub xwmfab ntawm qhov deb ntawm lawv cov chaw ntawm pawg. Hauv lej, cov qauv no yog qhia ua:
\[ F = G \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} \]
Qhov twg:
- \( F \) yog lub zog gravitational ntawm ob yam khoom (Newton, N),
- \( G \) yog qhov sib npaug ntawm lub ntiajteb txawj nqus thoob ntiaj teb (\( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{Nm}^2/\text{kg}^2 \)),
- \( m_1 \) thiab \( m_2 \) yog qhov hnyav ntawm ob yam khoom (kilograms, kg),
- \( r \) yog qhov deb ntawm cov chaw nruab nrab ntawm ob yam khoom (meters, m).
Lub ntiajteb txawj nqus tas mus li (G)
Tus nqi sib npaug thoob ntiaj teb, \(G \), yog ib qho me me heev thiab nyuaj rau ntsuas nrog qhov tseeb siab. Txawm li cas los xij, thawj qhov kev ntsuas ua tiav tau ua los ntawm Henry Cavendish hauv xyoo 1798. Nws qhov kev sim, hu ua "Cavendish experiment," siv lub zog torsion los ntsuas lub zog me me ntawm cov pawg paub.
Kev siv Newton's Gravity Formula
Txoj cai lij choj ntawm Newton ntawm lub ntiajteb txawj nqus muaj ntau yam tseem ceeb rau kev siv. Ib qho ntawm lawv yog xam qhov hnyav ntawm cov khoom ntawm lub ntiaj teb nto. Qhov hnyav yog lub zog gravitational uas ua rau ntawm qhov hnyav ntawm ib yam khoom. Cov mis rau kev xam qhov hnyav (W) yog:
\[ W = m \cdot g \]
Qhov twg:
- \( W \) yog qhov hnyav ntawm yam khoom (Newton, N),
- \( m \) yog qhov hnyav ntawm yam khoom (kilogram, kg),
- \( g \) yog qhov kev nrawm vim yog lub ntiajteb txawj nqus ntawm lub ntiaj teb (kwv yees li \( 9.8 \, \text{m/s}^2 \) ntawm qhov chaw ntawm lub ntiaj teb).
Txoj cai no kuj siv los xam qhov ncig ntawm cov ntiaj teb, cov hli, thiab cov satellites cuav. Hauv cov ntsiab lus ntawm kev kawm txog hnub qub, cov qauv no tso cai rau peb nkag siab txog kev sib cuam tshuam ntawm cov ntiaj teb thiab lawv cov hnub qub.
Cov Kev Txwv ntawm Newton Txoj Cai ntawm Gravitation
Txawm hais tias Newton Txoj Cai ntawm Kev Ntshai Thoob Ntiaj Teb muaj txiaj ntsig zoo thiab raug rau ntau qhov xwm txheej, nws muaj cov kev txwv uas tshwm sim hauv qee qhov xwm txheej. Ib qho kev txwv no yog nyob rau ntawm cov nplai loj heev lossis hauv cov teb gravitational muaj zog heev, xws li ze ntawm cov qhov dub. Hauv cov xwm txheej no, Albert Einstein txoj kev xav ntawm kev sib piv dav dav muab cov lus piav qhia meej dua ntawm kev nqus.
Einstein txoj Kev Tshawb Fawb Txog Kev Sib Txheeb Ze
Albert Einstein tau tsim nws txoj kev xav dav dav ntawm kev sib piv hauv xyoo 1915, uas tau hloov pauv peb txoj kev nkag siab txog lub ntiajteb txawj nqus. Hauv txoj kev xav no, lub ntiajteb txawj nqus tsis yog lub zog ua haujlwm ntawm cov pawg, tab sis yog qhov tshwm sim ntawm qhov nkhaus ntawm qhov chaw-lub sijhawm ua los ntawm pawg thiab lub zog. Cov qauv tseem ceeb ntawm kev sib piv dav dav yog Einstein tus qauv teb:
\[ R_{\mu\nu} – \frac{1}{2} R g_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu} \]
Qhov twg:
- \( R_{\mu\nu} \) yog Ricci tensor uas piav qhia txog qhov nkhaus ntawm qhov chaw-lub sijhawm,
- \( R \) yog Ricci scalar,
– \( g_{\mu\nu} \) yog tus metric tensor uas txhais cov geometry ntawm qhov chaw-lub sijhawm,
- \( \Lambda \) yog qhov tsis hloov pauv ntawm lub ntiaj teb,
- \( G \) yog qhov tsis hloov pauv ntawm lub ntiajteb txawj nqus,
- \( c \) yog qhov ceev ntawm lub teeb hauv lub tshuab nqus tsev,
- \( T_{\mu\nu} \) yog lub zog-lub zog tensor uas piav qhia txog kev faib tawm ntawm lub zog thiab lub zog hauv qhov chaw-lub sijhawm.
Lub tswv yim dav dav ntawm kev sib piv ua rau peb nkag siab txog ntau yam xwm txheej uas Newton txoj cai ntawm lub ntiajteb txawj nqus tsis tuaj yeem piav qhia, xws li lub lensing gravitational, qhov precession ntawm Mercury lub orbit, thiab kev nthuav dav ntawm lub ntiaj teb. Nws kuj kwv yees qhov muaj nyob ntawm cov nthwv dej gravitational, uas thawj zaug tau ntes tau ncaj qha los ntawm Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) hauv xyoo 2015.
Cov Kev Tshawb Pom Tshiab thiab Kev Txhim Kho
Qhov kev tshawb pom ntawm cov nthwv dej gravitational yog ib qho ntawm cov kev ua tiav zoo tshaj plaws hauv kev kawm txog physics niaj hnub no, muab cov pov thawj ncaj qha rau ib qho ntawm cov lus kwv yees tseem ceeb ntawm txoj kev xav dav dav ntawm kev sib piv. Qhov kev tshawb pom no qhib lub qhov rais tshiab rau hauv lub ntiaj teb thiab kev kawm txog cov xwm txheej cosmic hnyav, xws li kev sib tsoo ntawm cov qhov dub thiab cov hnub qub neutron.
Ntxiv mus, kev tshawb fawb txog cov khoom tsaus ntuj thiab lub zog tsaus ntuj qhia tias lub ntiajteb txawj nqus tej zaum yuav muaj cov yam uas tseem tsis tau nkag siab tag nrho. Cov khoom tsaus ntuj thiab lub zog tsaus ntuj zoo li tswj hwm lub ntiaj teb, tab sis lawv tsis tso tawm lossis nqus lub teeb, ua rau lawv nyuaj rau nrhiav tau ncaj qha. Txawm li cas los xij, cov teebmeem ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov khoom tsaus ntuj tuaj yeem pom los ntawm kev tsom iav ntawm lub ntiajteb txawj nqus thiab kev txav mus los ntawm cov galaxies.
Xaus
Txoj cai ntawm lub ntiajteb txawj nqus yog ib qho ntawm cov tswv yim tseem ceeb thiab tseem ceeb tshaj plaws hauv physics, hloov pauv txoj kev uas peb nkag siab txog lub ntiaj teb. Txij li Newton txoj cai ntawm lub ntiajteb txawj nqus mus rau Einstein txoj kev xav ntawm kev sib piv dav dav, peb txoj kev nkag siab txog lub ntiajteb txawj nqus tau hloov pauv ntau heev. Cov kev tshawb fawb thiab kev tshawb pom tsis ntev los no txuas ntxiv mus sib tw thiab ua kom peb txoj kev nkag siab tob dua, ua rau txoj hauv kev rau kev tshawb pom yav tom ntej. Lub ntiajteb txawj nqus tseem yog ib qho kev tshawb fawb uas muaj txiaj ntsig thiab zoo siab heev, nrog ntau yam tsis paub meej tseem tsis tau daws.
