/ / Закон всесвітнього тяжіння

Закон всесвітнього тяжіння

На схилі днів своїх Ньютон зізнався, яквідбулося все насправді. Він прогулювався по яблуневому саду своїх батьків і побачив раптом на денному небі місяць. І тут на його очах відривається яблуко з гілки і падає на землю. В цей час Ньютон працював над законом руху, він знав уже, що падіння яблука тісно пов'язане з дією гравітації. Знав і про те, що Місяць обертається по орбіті, а не висить в повітрі, що на неї впливає якась сила, що утримує її на цій орбіті, що не дає зірватися з траєкторії і піти у відкритий космос. Саме в момент падіння яблука до Ісаака дійшло: та падати яблуко, і залишатися на орбіті Місяць примушує одна сила. Закон всесвітнього тяжіння Ньютона був близький до відкриття.

Заглянемо в передісторію. Галілей та інші попередники Ньютона вивчають рух тіл (равноускоренное), що падають на землю. Висунуто припущення, що явище це чисто природне і існує лише у поверхні земної кулі. Кеплер ж зі своїми однодумцями стверджує, що в сферах небесних закони інші, зовсім не ті, що управляють рухом на Землі. Всі аргументи зводяться до того, що тіла небесні в силу досконалості своєї рухаються по орбітах знову-таки, в силу своєї досконалості. Іншими словами, гравітацію поділяли на два види: земна (недосконала) і небесна (досконала).

А прозріння Ньютона об'єднало обидва типи гравітації в його свідомості. Можна сказати, що цей момент став історичним, об'єднавши поділ помилкове (Землі) і штучне (Всесвіту).

Результат розрахунків Ньютона звучить тепер так: закон всесвітнього тяжіння. Визначення його говорить: між парою тел у всьому Всесвіті має місце сила взаємного тяжіння. Закон одягнений в форму рівняння:

F = GMm / D2,

M і m - означають маси одного і другого тіла, D -відстань між цими тілами, F - силу гравітаційного тяжіння. G тут - константа, визначається експериментально і, якщо висловлювати її в одиницях СІ, дорівнює 6,67 × 10-11.

Але закон всесвітнього тяжіння вимагає декількохзауважень. По-перше, дія його поширюється на всі матеріальні фізичні тіла, що знаходяться у Всесвіті. Наприклад, книга, читається вами, як і ви самі, теж схильна до силі взаємного гравітаційного тяжіння, що дорівнює за величиною, але протилежного за напрямком. Сила занадто мала навіть для чутливих приладів, але вона дійсно існує і її навіть можна розрахувати. Інший приклад - взаємне притягання між вами і нескінченно далеким квазаром, який віддалений на мільярди світлових років. Ці сили тяжіння більш малі, ніж в попередньому прикладі, але вони існують.

По-друге, земна сила тяжіння у поверхнівпливає на всі тіла в раною мірі і в будь-якій точці. В цю секунду на вас діє ця ж сила, яку розрахувати можна за формулою, зазначеною вище, фізично ж ви відчуваєте її, як власну вагу. Упустите що-небудь. І цей предмет кинеться до землі равноускоренно. Галілей перший зміг виміряти експериментально орієнтовну величину прискорення падіння поблизу земної поверхні. Пам'ятайте букву g з рівняння? Але для Галілея це була експериментально вимірюється константа, а по Ньютону цю величину (прискорення при вільному падінні) можна дізнатися, якщо підставити в формулу масу Землі (М) і її радіус (D). Предмет вимірювання Галілея стає математичними розрахунками і прогнозами Ньютона.

По-третє, закон всесвітнього тяжіння показуєі пояснює пристрій нашої системи (Сонячної), закони Кеплера, що розкривають траєкторію руху планети, можна вивести з нього. Для самого Кеплера ці закони носили лише характер описовий - вченим просто узагальнювались спостереження в математичних формах. У великій системі світоустрою, згідно Ньютону, виведені закони Кеплера виявляються прямим наслідком законів механіки і закону всесвітнього тяжіння. І знову ми спостерігаємо перетворення емпіричних висновків, отриманих на рівні одному, в чіткі логічні обґрунтовані висновки і перехід на рівень інший.

Чи правда була розказана Ньютоном на схилі своїхроків? Чи не лукавив він, розповідаючи про своє відкриття? Ніяких документів, які б свідчили або спростовують те, що проблемою гравітації Ньютон займався саме в той період і дійсно сам, немає. А документам, як відомо, властиво і губитися. А ще загальновідомо визнано: Ньютон був малоприємним людиною і страшно допитливим в тому, що хоч якось стосувалося закріплення пріоритетів у науці за ним. Тому затемнити істину, відчувши найменшу загрозу, було саме в його характері.
Так і залишиться питанням: чому, опублікувавши свій закон всесвітнього тяжіння в 1687-му, відкриття його він датував 1 666-м роком? Що розділяло ці 20 років?