Siła grawitacji nie istnieje

Newton zakładał, ze siła grawitacji działa w sposób natychmiastowy, a to znaczyłoby, że oddziaływanie grawitacyjne porusza się z nieskończoną prędkością co jest sprzeczne z STW. Ponadto nie tylko masa powinna być źródłem grawitacji, ale także każda forma energii.

Dziwna cecha grawitacji

Wszystkie ciała spadają na ziemię z takim samym przyśpieszeniem. W jaki sposób grawitacja dostosowuje swoją siłę do masy ciała, na które działa?

Równoważność grawitacji i przyśpieszenia

Grawitacja jest nieodróżnialna od przyśpieszenia. Nierozróżnialność grawitacji i przyśpieszenia Einstein nadał status głównej zasady fizyki i nazwał ją zasadą równoważności. Grawitacja nie jest siłą, nie uświadamiamy sobie, że nasze otoczenie po prostu przyśpiesza.

Siła grawitacji nie istnieje

Każde ciało, które zostało wprawione w ruch z określoną prędkością ma tendencję do poruszania się wzdłuż linii prostej z tą samą prędkością. Cechę tę nazywamy bezwładnością. Według Einsteina wprowadzamy siłę grawitacji, aby wytłumaczyć ruch spadających rzeczy, lecz prawda jest taka, że to otoczenie przyśpiesza względem nas. Ciała poruszają się wyłącznie na skutek swojej bezwładności.

Grawitacja jest zakrzywieniem przestrzeni

Najkrótsza droga między dwoma punktami nie zawsze jest linią prostą. Światło zawsze wybiera najkrótszą drogę między dwoma punktami. Grawitacja zakrzywia drogę światła, ponieważ sama przestrzeń w obecności grawitacji jest zakrzywiona.

Czterowymiarowa czasoprzestrzeń jest trudna do wyobrażenia, natomiast jeszcze jej zakrzywienie to rzecz nie pojęta dla naszej wyobraźni. Lecz na tym właśnie polega grawitacja.

Trajektoria Ziemi w trakcie jej ruchu w przestrzeni jest nieustannie zakrzywiana w kierunku Słońca. W rzeczywistości nie ma żądnej siły przyciągania , w czterowymiarowej czasoprzestrzeni powstało zagłębienie, a Ziemia porusza się wokół orbity niemal kołowej, ponieważ jest to najkrótsza możliwa droga wiodąca przez zakrzywioną czasoprzestrzeń. Ziemia swobodnie spada.

Zastępowanie ruchu pod wpływem uniwersalnej siły grawitacyjnego przyciągania ruchem inercyjnym w zakrzywionej czasoprzestrzeni może wydawać się nadmiernym i niepotrzebnym komplikowaniem prostych praw, lecz te obrazy nie są równoważne. Koncepcja Einsteina jest bardziej ogólna, a przy tym poprawna ;). Ponadto przewiduje ona nowe zjawiska.

Przestrzeń jest aktywnym ośrodkiem o określonych własnościach. Materia nie działa po prostu silą przyciągania na inne cząstki, jak sądził Newton. Materia zniekształca czasoprzestrzeń, a ta zniekształcona czasoprzestrzeń z kolei materię.

Zakrzywienie czasoprzestrzeni rozchodzi się ze skończoną prędkością, działa z opóźnieniem.

Recepta ogólnej teorii względności

Nowa koncepcja grawitacji w ujęciu Einsteina jest całkiem jasna i prosta. Masywne ciała zakrzywiają czasoprzestrzeń wokół siebie. Inne ciała poruszają się swobodnie w zakrzywionej czasoprzestrzeni pod wpływem własnej bezwładności. Trajektorie ich ruchów, zwane liniami geodezyjnymi, są zakrzywione, ponieważ są to najkrótsze możliwe drogi w zakrzywionej czasoprzestrzeni. To jest ogólna teoria względności.

Ale w jaki sposób masywne ciało zakrzywia czasoprzestrzeń ;>?
Spadające ciało nie odczuwa grawitacji, a więc jego ruch opisuje STW. Opiszmy jego ruch względem ciała spoczywającego na Ziemi. I zbadajmy nieskończenie mały odcinek czasu, w którym załóżmy jego prędkość jest stała. Zgodnie z STW czas płynie wolniej dla poruszającego się obiektu. Ale pasażer porusza się po doświadcza grawitacji. Oznacza to, ze grawitacja musi spowalniać czas. Stąd zakrzywienie czasoprzestrzeni.

Na powierzchni białego karła, na którym jest bardzo duża grawitacja, czas płynie wolniej. Potwierdzają to atomy, wysyłając światło o częstotliwości światła mniejszego niż otrzymane na ziemi. Jego czas płynie wolniej! Na gwieździe neutronowej dylatacja jest jeszcze większa.

Konsekwencje OTW

Dylatacja czasu jest jednym z wielu przewidywań ogólnej teorii względności Einsteina. Kolejnym są fale grawitacyjne, które podejrzewane są za utratę masy neutronowej. Trwają badania mające na cel bezpośrednie znalezienie promieniowania grawitacyjnego.
Kolejnym jest ugięcie światła przez grawitacje. Angielski astronom zaobserwował ugięcie fali, o taki kąt jaki opisuje OTW.
Ponadto, sama grawitacja jest także źródłem energii, więc każde ciało krążące wokół Słońca dozna silniejszego oddziaływania niż wynikałoby to z samej masy Słońca. Co więcej, trzeba wnieść poprawkę na opóźnienie. W rezultacie trajektoria planety przypomina rozetę.

Osobliwości ogólnej teorii względności

OTW jest niezwykle elegancką teorią, lecz niezwykle trudno ją zastosować do rzeczywistych sytuacji, ze względu na samonapędzające się sprzężenie zwrotne.

Niektóre bardzo masywne gwiazdy kończą swój żywot w bardzo spektakularny żywot. W trakcie życia gwiazda nie poddaje się własnej grawitacji, ponieważ ciśnienie gorącego gazu w jej wnętrzu równoważy grawitacyjny nacisk zewnętrznych warstw. Jednak ciśnienie to istnieje tak długo, jak długo gwiazda jest w stanie wytwarzać ciepło. Gdy zużyje całe swoje jądro paliwowe to zaczyna się kurczyć. Procesowi kurczenia przeciwstawia się jakieś inne źródło wewnętrznego ciśnienia, w rezultacie powstaje bardzo gęste gwiezdne palenisko – biały karzeł albo gwiazda neutronowa. Ostatecznie gwiazdy zapadają się do pojedynczego punktu, wedle obecnej wiedzy takie gwiazdy przestają istnieć, zostawiając za sobą jedyną rzecz – własną grawitację. Mówimy tu o czarnych dziurach. W jej przypadku własna grawitacja stanowi źródło dodatkowej grawitacji, ta dodatkowa grawitacja wytwarza jeszcze więcej grawitacji itd. Czarna studnia stanowi bezdenną studnię, do której materia wpada, lecz nigdy nie zdoła z niej uciec.

Podróże w czasie są niemożliwe. Istnieje hipotez Hawkingsa, która nie dopuszcza podróży w czasie.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s

%d blogerów lubi to: