מאַטעריאַל וועגן גראַוויטאַציאָנעלע פעלדער
דאס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד איז אַ יסודותדיקער באַגריף אין פיזיק וואָס העלפֿט אונדז פֿאַרשטיין ווי אָביעקטן אינטעראַקטירן איינער מיטן אַנדערן דורך גראַוויטאַציע. גראַוויטאַציע איז איינע פֿון די פֿיר יסודותדיקע כוחות אין דער וועלט, צוזאַמען מיט עלעקטראָמאַגנעטיזם, דער שטאַרקער קערן־קראַפֿט, און דער שוואַכער קערן־קראַפֿט. דאָס איז די קראַפֿט פֿון אַטראַקציע וואָס פּאַסירט צווישן צוויי אָביעקטן מיט מאַסע. דער אַרטיקל וועט אויספֿאָרשן פֿאַרשידענע אַספּעקטן פֿון דעם גראַוויטאַציאָנעלן פעלד, פֿון זיינע טעאָרעטישע יסודות ביז פּראַקטישע אַפּליקאַציעס.
הקדמה צום באַגריף פֿון גראַוויטאַציע
גראַוויטאַציע איז די מערסט פֿאַרשפּרייטע קראַפֿט אין דער וועלט, און יעדער אָביעקט מיט מאַסע ציט יעדן אַנדערן אָביעקט מיט מאַסע. די קאָנצעפּט איז ערשט פּאָפּולאַריזירט געוואָרן דורך סער אייזיק ניוטאָן אין 17טן יאָרהונדערט מיט זײַן געזעץ פֿון אוניווערסאַלער גראַוויטאַציע. ניוטאָן האָט פֿאָרמולירט אַז יעדע צוויי אָביעקטן ציט זיך אָן מיט אַ קראַפֿט וואָס איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו זייערע מאַסעס און אומגעקערט פּראָפּאָרציאָנעל צום קוואַדראַט פֿון דער דיסטאַנץ צווישן זיי.
די גלייכונג פֿאַר ניוטאָן'ס געזעץ פון אוניווערסאַלער גראַוויטאַציע איז:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
וואו:
– \(F \) איז די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט צווישן צוויי אָביעקטן,
– \(G \) איז די אוניווערסאַלע גראַוויטאַציאָנעלע קאָנסטאַנטע (\( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{m}^3 \text{kg}^{-1} \text{s}^{-2} \)),
– \(m_1 \) און \(m_2 \) זענען די מאַסעס פון די צוויי אָביעקטן,
– \(r \) איז די דיסטאַנץ צווישן די מאַסע צענטערס פון די צוויי אָביעקטן.
גראַוויטאַציאָנעל פעלד
א גראַוויטאַציאָנעל פעלד באַציט זיך צו דער געגנט אַרום אַ מאַסע וואו די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט פון יענעם אָביעקט קען ווירקן אויף אַנדערע אָביעקטן. דאָס מיינט אַז יעדער אָביעקט מיט מאַסע שאַפט אַ גראַוויטאַציאָנעל פעלד אַרום זיך וואָס קען ווערן געפילט דורך אַנדערע אָביעקטן אין יענעם פעלד.
גראַוויטאַציאָנעלע פעלד שטאַרקייט
די שטאַרקייט פֿון גראַוויטאַציאָנעלן פֿעלד אין אַ פּונקט הענגט אָפּ פֿון דער מאַסע פֿון דעם אָביעקט וואָס שאַפֿט דאָס פֿעלד און דער דיסטאַנץ פֿון דעם צענטער פֿון דער מאַסע פֿון דעם אָביעקט. די שטאַרקייט פֿון גראַוויטאַציאָנעלן פֿעלד \(g \) אין אַ פּונקט קען מען אויסרעכענען מיט דער גלייכונג:
\[ ג = G \frac{M}{r^2} \]
וואו:
– \(M \) איז די מאַסע פֿון דעם אָביעקט וואָס שאַפֿט דאָס גראַוויטאַציאָנעלע פֿעלד,
– \(r \) איז די דיסטאַנץ פֿון דעם צענטער פֿון מאַסע פֿון דעם אָביעקט ביזן פּונקט אין פֿראַגע.
די שטאַרקייט פֿון דעם פֿעלד איז די אַקסעלעראַציע וואָס יעדער אָביעקט אין יענעם פֿעלד דערפֿאַרט. אויף דער ערד'ס ייבערפֿלאַך איז די גראַוויטאַציאָנעלע פֿעלד שטאַרקייט \(g \) אַפּראָקסימאַטיוו \(9.81 \, \text{m/s}^2 \).
גראַוויטאַציאָנעלע פעלד ליניעס
דאס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד קען רעפּרעזענטירט ווערן מיט פעלד ליניעס וואָס באַשרײַבן זײַן ריכטונג און שטאַרקייט. די ליניעס ווײַזן שטענדיק צו דעם צענטער פֿון דער מאַסע פֿון דעם אָביעקט וואָס שאַפֿט דאָס פעלד, און ווי נענטער זיי זענען צוזאַמען, אַלץ שטאַרקער איז דאָס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד אין יענעם געגנט.
פּרינציפּ פון סופּערפּאָזיציע
דאס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד פאָלגט דעם פּרינציפּ פון סופּערפּאָזיציע, וואָס זאָגט אַז אויב עס איז דאָ מער ווי איין מקור פון גראַוויטאַציאָנעלן פעלד, איז דאָס גאַנצע פעלד אין אַ פּונקט די וועקטאָר סומע פון אַלע יחידישע גראַוויטאַציאָנעלע פעלדער אין יענעם פּונקט. דער פּרינציפּ איז זייער וויכטיק אין דער אַנאַליז פון מער קאָמפּליצירטע גראַוויטאַציאָנעלע פעלדער, ווי למשל גראַוויטאַציע אויף דער ערד'ס ייבערפלאַך געפֿירט דורך דער ערד'ס נישט-איינהייטלעכער מאַסע, אָדער אין פּלאַץ וואו די גראַוויטאַציאָנעלע כוחות פון עטלעכע פּלאַנעטן אָדער שטערן ינטעראַקטירן מיט יעדער אַנדערער.
גראַוויטאַציע־פעלד לויט דער אַלגעמיינער טעאָריע פֿון רעלאַטיוויטעט
כאָטש ניוטאָן האָט צוגעשטעלט אַ שטאַרקע יסוד פֿאַר פֿאַרשטיין גראַוויטאַציע, האָט די אַלגעמיינע טעאָריע פֿון רעלאַטיוויטעט, וואָס אַלבערט איינשטיין האָט פֿאָרגעלייגט אין די אָנהייב פֿון 20סטן יאָרהונדערט, צוגעשטעלט אַ מער פֿולשטענדיק בילד. לויט דער אַלגעמיינער רעלאַטיוויטעט, איז גראַוויטאַציע נישט נאָר אַן אַטראַקטיווע קראַפֿט, נאָר אויך אַ קרומקייט פֿון צײַט-רוים פֿאַראורזאַכט דורך מאַסע און ענערגיע.
איינשטיין'ס פעלד גלייכונגען, וועלכע זענען אין צענטער פון דער אלגעמיינער טעאריע פון רעלאטיוויטעט, זענען:
\[ ר_{\מו\נו} – \frac{1}{2} ג_{\mu\nu} R + g_{\mu\nu} \Lambda = \frac{8 \pi G}{c^4} T_{\mu\nu} \]
וואו:
– \( R_{\mu\nu} \) איז דער ריטשי טענסאָר,
– \( g_{\mu\nu} \) איז דער מעטרישער טענסאָר וואָס באַשרײַבט די קרומונג פֿון צײַט-רוים,
– \(R \) איז אַ ריטשי סקאַלאַר,
– \( \Lambda \) איז די קאָסמאָלאָגישע קאָנסטאַנטע,
– \( T_{\mu\nu} \) איז דער ענערגיע-אימפולס טענזאר,
– \(c \) איז די שנעלקייט פון ליכט.
איינשטיין האט געוויזן אז מאסיווע אביעקטן פאראורזאכן די קרומקייט פון צייט-רוים, און אנדערע אביעקטן פילן די ווירקונגען פון גראוויטי ווייל זיי באוועגן זיך צוזאמען געאדעזישע זאכן אין דעם געקרומטן צייט-רוים.
גראַוויטאַציאָנעלע פעלד אַפּליקאַציעס
גראַוויטאַציאָנעלע פעלדער שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין פֿאַרשידענע נאַטירלעכע דערשיינונגען און טעכנישע אַפּליקאַציעס.
פּלאַנעטאַרישע און סאַטעליט אָרביטאַלן
איינע פון די קלארסטע אנווענדונגען פון גראַוויטאַציאָנעלע פעלדער איז אין פֿאַרשטיין די אָרביטן פון פּלאַנעטן און סאַטעליטן. קעפּלערס געזעצן פון פּלאַנעטאַרער באַוועגונג, ערשט פאָרמולירט דורך יאָהאַנעס קעפּלער און שפּעטער דערקלערט דורך ניוטאָן, ווייַזן ווי פּלאַנעטן רירן זיך אין עלליפּטישע אָרביטן אַרום דער זון צוליב דער זון'ס גראַוויטאַציאָנעלער פעלד.
מענטשלעכע סאטעליטן ניצן אויך גראוויטי צו האלטן זייערע ארביטן. פארזיכטיקע חשבונות פון דער ערד'ס גראוויטיאנאלן פעלד דערמעגלעכן אונז צו שטעלן סאטעליטן אין געוואונטשענע ארביטן פאר קאמוניקאציע, ערד אבזערוואציע, נאוויגאציע, און פילע אנדערע צוועקן.
גראַוויטאַציאָנעלער טעלעסקאָפּ
גראַוויטאַציע קען אויך געניצט ווערן ווי אַ נאַטירלעכער "טעלעסקאָפּ". אַ דערשיינונג באַקאַנט ווי גראַוויטאַציאָנעלע לענסינג פּאַסירט ווען ליכט פֿון אַ זייער ווייטן אָביעקט, ווי אַ גאַלאַקסי אָדער סופּערנאָוואַ, ווערט געבויגן דורך דעם גראַוויטאַציאָנעלן פֿעלד פֿון אַ מאַסיוון אָביעקט, ווי אַן אַנדער גאַלאַקסי אָדער אַ שוואַרצן לאָך, צווישן אים און אַן אָבסערוואַטאָר אויף דער ערד. גראַוויטאַציאָנעלע לענסינג דערמעגלעכט אַסטראָנאָמען צו אָבסערווירן אָביעקטן וואָס זענען אפשר צו ווייט אָדער צו שוואַך צו זען מיט קאַנווענשאַנעלע טעלעסקאָפּן.
געאָפיזיק
די שטודיע פון דער ערד'ס גראַוויטאַציאָנעלער פעלד איז אויך וויכטיק אין געאָפיזיק צו פֿאַרשטיין די סטרוקטור און צוזאַמענשטעלונג פון דער ערד'ס אינעווייניק. וועריאַציעס אין דער ערד'ס גראַוויטאַציאָנעלער פעלד קענען אַנטפּלעקן אינפֿאָרמאַציע וועגן דער פאַרשפּרייטונג פון מאַסע אין דער ערד, אַזאַ ווי די בייַזייַן פון ים-בערג, מינעראַל אַוועקלייגונגען און וואַלקאַנישע טעטיקייט.
סאַטעליט נאַוויגאַציע
דאס גלאבאלע פאזיציאנירונג סיסטעם (GPS) פארלאזט זיך אויך אויף דעם גראוויטאציאנאלן פעלד. GPS סאטעליטן דרייען זיך ארום דער ערד און צושטעלן לאקאציע אינפארמאציע באזירט אויף דער צייט פון סיגנאל טראנסמיסיע און אויפנעמונג. דער עפעקט פון דער ערד'ס גראוויטאציאנאלן פעלד אויף די סאטעליטן מוז גענומען ווערן אין באטראכט צו פארזיכערן פאזיציאנירונג גענויקייט.
קעסימפּולאַן
דאס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד איז אַ יסודותדיקער באַגריף אין פיזיק און אַסטראָנאָמיע. עס העלפֿט אונדז פֿאַרשטיין ווי אָביעקטן אינטעראַקטירן דורך גראַוויטאַציע, פֿון קליינע אָביעקטן ווי מענטשן ביז די גרעסטע סטרוקטורן אין דער וועלט ווי גאַלאַקסיעס. פֿאַרשטיין דאָס גראַוויטאַציאָנעלע פעלד דערמעגלעכט אונדז צו דערקלערן אַ ברייטע קייט פֿון נאַטירלעכע דערשיינונגען און אַנטוויקלען פֿאָרגעשריטענע טעכנאָלאָגיעס וואָס שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין אונדזער טעגלעך לעבן. פֿון ניוטאָנס געזעצן ביז איינשטייןס אַלגעמיינער טעאָריע פֿון רעלאַטיוויטעט, די שטודיע פֿון דעם גראַוויטאַציאָנעלן פעלד גייט ווײַטער פֿאָרויס, און גיט נײַע אײַנבליקן אין אונדזער וועלט.
