Все о гравитации

Утверждение: Гравитацию невозможно доказать

Ответ: Неверно, гравитация реальна. Инженеру приходится иметь дело с этим во многих, многих расчетах. Есть много устройств, которые функционируют только благодаря гравитации. Откуда мы знаем, что именно гравитация вызывает их функционирование?

Наблюдение гравитации

Как мы можем измерить и наблюдать свойства гравитации?

Мы можем наблюдать, что все массы на Земле ускоряются одинаково в единицу времени с g = 9,81 м/с² на поверхности земли, если мы можем пренебречь сопротивлением и выталкивающей силой.

Мы можем измерить, что гравитация ослабевает с высотой точно так, как предсказывает ньютоновская теория гравитации.

Мы можем наблюдать орбиты планет и лун благодаря гравитации. Эти орбиты можно вычислить с помощью закона тяготения Ньютона.

Мы можем наблюдать период маятника, который зависит только от длины маятника и силы тяжести g.

Мы можем измерить силу тяжести с помощью весов. Поскольку гравитация — это сила, ее можно суммировать с другими силами. Например, на вращающейся Земле существует зависящая от широты центробежная сила, действующая перпендикулярно оси вращения Земли. То, что мы измеряем с помощью весов в любой точке на земле, является векторной суммой гравитации и центробежной силы. Это означает, что масса имеет различный вес в зависимости от широты. По этой причине весы должны быть откалиброваны для разных широт. См. Калькулятор силы тяжести Земли (en).

Устройства, работа которых зависит от гравитации

Мы точно знаем все свойства гравитации. На её свойствах основана работа многих устройств. Ни плотность, ни плавучесть не могут этого объяснить. Это совершенно другие вещи, и для их объяснения требуется совершенно другая математика, чем гравитация. Мы не можем заменить гравитацию плотностью/плавучестью/весом. Это не работает в реальности.

Все инерциальные навигационные системы (основанные на гироскопах) полагаются на гравитацию и вращение Земли, чтобы определять направление на истинный север и вычислять широту без какой-либо привязки к внешней стороне. Их монтажные платформы установлены на шарнирах и должны включать настройку по Шулеру, поэтому они всегда параллельны поверхности земли. Как и маятник, настройка по Шулеру зависит только от гравитации и радиуса Земли. (Настройка по Шулеру, Википедия, en)

Принципы работы гирокомпаса:

• https://videopress.com/v/QYuFri5n (en)
• Теория и работа гирокомпаса (en)
• Гирокомпас Mark XIV, мод. 1 , 17-1400D, 1944 г. (эксплуатация и обслуживание) (en)

Существуют устройства, которые полагаются на тот факт, что существует гравитация и что Земля представляет собой вращающийся шар. Мы не можем просто отрицать это. Ни один самолет или ракета не могли бы летать без таких устройств. Это факт!

Измерение гравитации

Есть много способов прямого измерения гравитации:

— Эксперимент Кавендиша (Википедия). Этот эксперимент повторяется бесчисленное количество раз каждый год в рамках лекций по физике. Орбитальные периоды зависят от гравитации центрального тела.

— Мы можем измерить гравитацию с помощью простого маятника. Период маятника зависит только от силы тяжести и длины маятника. Итак, если мы знаем длину маятника и период, мы можем вычислить гравитацию g. Мы не можем рассчитать траекторию ракеты или баллистического объекта, не зная точно, как работает гравитация.

— Помимо эксперимента Кавендиша, мы можем измерить гравитационную силу, которой гора или холм воздействуют на что-либо рядом с ними. Это было сделано, например, с помощью Шихаллионского эксперимента (Википедия).

Существует множество методов измерения гравитационной постоянной G = 6,67  ×  10–11 м³ /кг/с²:

• крутильные весы, динамический режим
• крутильные весы, динамическая компенсация
• подвесной кузов, водоизмещение
• неподвижное тело, изменение веса
• притяжение между облаком холодных атомов рубидия и вольфрамовыми гирями
• шихаллионский эксперимент, косвенное измерение
• атомная интерферометрия
• изменение периода маятника из-за пробной массы
• балочный баланс
• абсолютные гравиметры и градиентометры свободного падения

Дополнительная информация:

• Измерения ньютоновской постоянной гравитации, G (en)
• Измерение гравитационной постоянной G (PDF, en)
• Исследователи используют новый метод для расчета гравитационной постоянной (en)
• Шихаллионский эксперимент (Википедия)

Свойства гравитации

Свойства гравитации, предсказанные общей теорией относительности и подтвержденные бесчисленными экспериментами, таковы:

• Принцип эквивалентности: наблюдение за тем, что гравитационная «сила», ощущаемая стоящим на массивном теле (таком как Земля), такая же, как псевдосила, испытываемая наблюдателем в ускоренной системе отсчета вдали от любой силы тяжести. (Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции, Википедия)
• Искривление света и других электромагнитных волн из-за искривления пространства-времени вблизи массивных объектов, таких как звезды, черные дыры и галактики.
• Гравитационное замедление времени, учитываемое в системах GPS-навигации
• Гравитационные волны, (LIGO, Википедия)
• Черные дыры (Википедия)
• Увлечение инерциальных систем отсчёта (Википедия) — величина, на которую вращающаяся Земля увлекает за собой свое локальное пространство-время: Общая теория относительности и гравитационный зонд-B — лекция Барри Мюльфельдера (YouTube, en)
  Официальный сайт Gravity Probe B со всеми данными: einstein.stanford.edu

Смотрите также:

• Гравитация и как работает гелиоцентрическая модель (en)
• Калькулятор силы тяжести Земли (en)
• Симулятор эксперимента Кавендиша (en)
• Центробежное и гравитационное ускорение в самолете (en)

Научная теория гравитации

Научные теории гравитации Ньютона и Эйнштейна являются одними из наиболее проверенных теорий. Они никогда не подводили в доступных нам экспериментах.

Научная теория — это не догадка, идея или гипотеза, это объяснение аспекта мира природы, которое может быть многократно проверено и проверено в соответствии с научным методом, с использованием принятых протоколов наблюдения, измерения и оценки результатов. Устоявшиеся научные теории, такие как теория гравитации Ньютона и Эйнштейна, выдержали строгую проверку и воплощают в себе научные знания. (Научная теория, Википедия)

Если кто-то хочет заменить теорию гравитации, он должен придумать теорию, обладающую той же силой предсказания, что и современная теория, и она должна быть проще или объяснять вещи, которые мы пока не можем объяснить.

Похожие публикации:

Всё о программе «Аполлон» и высадке на Луну