Raikipohy momba ny hery misintona
Ny hery misintona dia iray amin'ireo tranga voajanahary fototra sy manan-danja indrindra amin'ny fizika. Izy io no hery izay misarika zavatra roa manana lanja voafaritra hifanatona. Ny foto-kevitry ny hery misintona dia nodinihin'i Sir Isaac Newton lalina voalohany tamin'ny taonjato faha-17, ary nanomboka teo dia nandroso be ny fahatakarantsika ny hery misintona, miaraka amin'ny fandraisana anjara lehibe avy amin'ny teorian'i Albert Einstein momba ny relativité ankapobeny. Ity lahatsoratra ity dia handinika ny foto-kevitry ny hery misintona, ny raikipohy fototra an'i Newton momba ny hery misintona, ary ny fomba nivoaran'ny teorian'ny hery misintona rehefa mandeha ny fotoana.
Fahatakarana ny hery misintona
Ny hery misintona dia ny herin'ny fifanintonana mitranga eo amin'ny zavatra roa manana lanja. Io hery io no tompon'andraikitra amin'ny trangan-javatra voajanahary isan-karazany, toy ny fianjeran'ny zavatra amin'ny tany, ny fihetsehan'ny planeta manodidina ny masoandro, ary ny fiforonan'ny rafitra kosmika lehibe. Na dia iray amin'ireo hery fototra efatra eo amin'izao rehetra izao aza ny hery misintona, dia izy no malemy indrindra raha oharina amin'ny hery nokleary matanjaka, ny hery nokleary malemy, ary ny hery elektromagnetika. Na izany aza, ny hery misintona dia manana fetra tsy manam-petra, izay mahatonga azy ho tena manan-danja amin'ny ambaratonga kosmika.
Lalàn'i Newton momba ny hery misintona
Ny raikipohy malaza indrindra amin'ny herin'ny tany dia ny Lalàn'i Newton momba ny herin'ny tany manerantany, izay milaza fa ny hery misintona eo amin'ny zavatra roa dia mifanandrify mivantana amin'ny vokatry ny lanjany ary mifanandrify mivadika amin'ny efamira amin'ny elanelana misy eo amin'ny foiben'ny lanjany. Amin'ny matematika, ity raikipohy ity dia aseho toy izao:
\[ F = G \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} \]
Aiza:
– Ny hery misintona eo anelanelan'ny zavatra roa (Newton, N) dia ny \( F \),
– \( G \) dia ny tsy miovaovan'ny hery misintona manerantany (\( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{Nm}^2/\text{kg}^2 \)),
– Ny lanjan'ny zavatra roa (kilao, kg) dia ny \( m_1 \) sy \( m_2 \),
– Ny \( r \) dia ny elanelana misy eo amin'ny foiben'ny lanjan'ny zavatra roa (metatra, m).
Fiovan'ny hery misintona manerantany (G)
Ny tsy miovaovan'ny hery misintona manerantany, \( G \), dia singa kely dia kely ary sarotra refesina amin'ny fahamarinan-toerana avo lenta. Na izany aza, ny fandrefesana voalohany nahomby dia nataon'i Henry Cavendish tamin'ny 1798. Ny andrana nataony, fantatra amin'ny anarana hoe "andrana Cavendish," dia nampiasa taratra torsion mba handrefesana ny hery kely dia kely eo anelanelan'ny lanja fantatra.
Fampiharana ny raikipohy momba ny hery misintona an'i Newton
Ny lalàn'i Newton momba ny hery misintona manerantany dia manana fampiharana manan-danja maro. Ny iray amin'izy ireo dia ny fikajiana ny lanjan'ny zavatra eny ambonin'ny tany. Ny lanja dia ny hery misintona miasa amin'ny lanjan'ny zavatra iray. Ny raikipohy fikajiana ny lanja (W) dia:
\[ W = m \cdot g \]
Aiza:
– \( W \) dia ny lanjan'ny zavatra (Newton, N),
– \( m \) dia ny lanjan'ny zavatra (kilao, kg),
– Ny \( g \) dia ny hafainganana vokatry ny hery misintona eto an-tany (eo amin'ny \( 9.8 \, \text{m/s}^2 \) eo amin'ny velaran'ny Tany).
Ampiasaina hikajiana ny fihodinan'ny planeta, volana ary zanabolana artifisialy ihany koa ity lalàna ity. Ao anatin'ny sehatry ny astronomia, ity raikipohy ity dia ahafahantsika mahatakatra ny fomba ifandraisan'ny planeta amin'ny tsirairay sy amin'ny kintany.
Famerana ny Lalàn'i Newton momba ny Sinton'ny Tany
Na dia tena ilaina sy marina amin'ny toe-javatra maro aza ny Lalàn'i Newton momba ny Sinton'ny Tany Manerantany, dia misy fetrany izay mipoitra amin'ny toe-javatra sasany. Ny iray amin'ireo fetrany ireo dia amin'ny ambaratonga kosmika lehibe dia lehibe na amin'ny sehatry ny sinton'ny tany mahery vaika, toy ny akaikin'ny lavaka mainty. Amin'ireny tranga ireny, ny teorian'i Albert Einstein momba ny relativité ankapobe dia manome famaritana marina kokoa momba ny sinton'ny tany.
Ny Teoria Ankapoben'ny Relativity an'i Einstein
Nanolotra ny teoria ankapoben'ny relativité i Albert Einstein tamin'ny 1915, izay nanova tanteraka ny fahatakarantsika ny herin'ny tany. Amin'ity teoria ity, ny herin'ny tany dia tsy hery miasa eo anelanelan'ny lanja, fa vokatry ny fiolahana eo amin'ny habaka-potoana sy ny fotoana vokatry ny lanja sy ny angovo. Ny raikipohy fototra amin'ny relativité ankapobe dia ny equation an'i Einstein:
\[ R_{\mu\nu} – \frac{1}{2} R g_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu} \]
Aiza:
– \( R_{\mu\nu} \) no tensor Ricci izay mamaritra ny fiolahana eo amin'ny habaka sy ny fotoana,
– \( R \) dia scalar Ricci,
– \( g_{\mu\nu} \) no tensor metrika mamaritra ny jeometrikan'ny habaka-fotoana,
– \( \Lambda \) no tsy miovaova ara-kosmolojika,
– \( G \) dia ny tsy miovaovan'ny hery misintona,
– \( c \) dia ny hafainganam-pandehan'ny hazavana ao anaty banga,
– \( T_{\mu\nu} \) no tensor-kery angovo izay mamaritra ny fizarana ny angovo sy ny hery amin'ny habaka-fotoana.
Ny teoria ankapoben'ny relativité dia ahafahantsika mahatakatra trangan-javatra isan-karazany izay tsy hain'ny lalàn'ny hery misintona an'i Newton hazavaina, toy ny "gravity lensing", ny "précession"-n'ny fihodinan'i Mercure, ary ny fivelaran'izao rehetra izao. Maminavina ny fisian'ny onja gravitation ihany koa izy io, izay hita mivantana voalohany tamin'ny alalan'ny Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) tamin'ny taona 2015.
Zavatra Hita sy Fivoarana Vao Haingana
Ny nahitana ny onja gravitational dia iray amin'ireo zava-bita lehibe indrindra teo amin'ny fizika maoderina, izay manome porofo mivantana ho an'ny iray amin'ireo faminaniana fototra momba ny teoria ankapoben'ny relativité. Ity fahitana ity dia manokatra varavarankely vaovao ho an'izao rehetra izao sy ny fandalinana ireo zava-mitranga ara-kozika tafahoatra, toy ny fifandonana eo amin'ny lavaka mainty sy ny kintana neutron.
Ankoatra izany, ny fikarohana momba ny zavatra maizina sy ny angovo maizina dia manondro fa mety misy lafiny mbola tsy takatra tanteraka ny hery misintona. Toa manjaka eran'izao rehetra izao ny zavatra maizina sy ny angovo maizina, saingy tsy mamoaka na mandray hazavana izy ireo, ka mahatonga azy ireo ho sarotra hita mivantana. Na izany aza, ny fiantraikan'ny hery misintona amin'ny zavatra maizina dia azo jerena amin'ny alàlan'ny fijerena ny hazavana amin'ny alalan'ny gravitation sy ny fihetsehan'ny vahindanitra.
Famaranana
Ny lalàn'ny hery misintona dia iray amin'ireo foto-kevitra fototra sy manan-danja indrindra amin'ny fizika, izay manova ny fomba fahatakarantsika izao rehetra izao. Manomboka amin'ny lalàn'ny hery misintona manerantany an'i Newton ka hatramin'ny teorian'i Einstein momba ny relativité ankapobeny, dia nivoatra be ny fahatakarantsika ny hery misintona. Mbola manohitra sy mampitombo ny fahatakarantsika ny fikarohana sy ny zavatra hita vao haingana, ka manokatra lalana ho an'ny zavatra hita amin'ny ho avy. Mbola sehatra fikarohana mavitrika sy mampientam-po ny hery misintona, ary mbola misy mistery maro mbola tsy voavaha.
