Tương tác hấp dẫn - Bách khoa toàn thư Wikipedia

Biểu thời gian lịch sử tự nhiên

Hộp này: viewtalkedit

−13 —–−12 —–−11 —–−10 —–−9 —–−8 —–−7 —–−6 —–−5 —–−4 —–−3 —–−2 —–−1 —–0 —

Thời kỳ Tăm tối Tái ion hóaThời kỳvật chất lấn átMở rộng gia tăngNước trên Trái ĐấtSự sống đơn bàoQuang hợpSự sốngđa bàoĐ.V. có xương sống

←Vũ trụ sớm nhất←Ngôi sao sớm nhất←Thiên hà sớm nhất←Chuẩn tinh / Hố đen←Omega Centauri←Thiên hà Andromeda←Xoắn ốc Ngân Hà←Cụm sao NGC 188←Alpha Centauri←Trái Đất / Hệ Mặt trời←Sự sống sớm nhất←Oxy sớm nhất←Oxy khí quyển←Sinh sản hữu tính←Nấm sớm nhất←Động vật / cây cối sớm nhất←Vụ bùng nổ Cambri←Thú vật sớm nhất←Vượn người / người sớm nhấtSống

Ngôi sao sớm nhất

Thiên hà sớm nhất

Chuẩn tinh / Hố đen

Thiên hà Andromeda

Trái Đất / Hệ Mặt trời

Sự sống sớm nhất

Sinh sản hữu tính

Động vật / cây cối sớm nhất

Vụ bùng nổ Cambri

Thú vật sớm nhất

Vượn người / người sớm nhất

Trong vật lý học, lực hấp dẫn là lực hút giữa mọi vật chất và có độ lớn tỷ lệ thuận với khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của hai vật.

Lực hấp dẫn là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên theo mô hình chuẩn được chấp nhận rộng rãi trong vật lý hiện đại, ba lực cơ bản khác là lực điện từ, lực hạt nhân yếu, và lực hạt nhân mạnh. Lực hấp dẫn là lực yếu nhất trong số các lực đó, nhưng lại có thể hoạt động ở khoảng cách xa và luôn thu hút.

Trong cơ học cổ điển, lực hấp dẫn xuất hiện như một ngoại lực tác động lên vật thể. Trong thuyết tương đối rộng, lực hấp dẫn là bản chất của không thời gian bị uốn cong bởi sự hiện diện của khối lượng, và không phải là một ngoại lực. Trong thuyết hấp dẫn lượng tử, hạt graviton được cho là hạt mang lực hấp dẫn.

Lực hấp dẫn của Trái Đất tác động lên các vật thể có khối lượng và làm chúng rơi xuống đất. Lực hấp dẫn cũng giúp gắn kết các vật chất để hình thành Trái Đất, Mặt Trời và các thiên thể khác; nếu không có nó các vật thể sẽ không thể liên kết với nhau và cuộc sống như chúng ta biết hiện nay sẽ không thể tồn tại. Lực hấp dẫn cũng là lực giữ Trái Đất và các hành tinh khác ở trên quỹ đạo của chúng quanh Mặt Trời, Mặt Trăng trên quỹ đạo quanh Trái Đất, sự hình thành thủy triều, và nhiều hiện tượng thiên nhiên khác mà chúng ta quan sát được.

Việc một vật chịu lực hút từ vật khác có thể được xem rằng vật này nằm trong một môi trường đặc biệt tạo ra bởi vật kia, gọi là trường hấp dẫn. Như vậy, trường hấp dẫn có thể được định nghĩa như là một trường lực truyền tương tác giữa các vật thể có khối lượng. Trường hấp dẫn của Trái Đất do khối lượng của Trái Đất tác động lên các vật thể ở gần bề mặt của nó được gọi là trọng trường. Mọi vật có khối lượng sinh ra quanh chúng trường hấp dẫn và trường này gây ra lực hấp dẫn tác động lên các vật có khối lượng khác đặt trong nó. Cường độ trường hấp dẫn của Trái Đất tại một điểm chính là gia tốc rơi tự do tại điểm đó.

Lý thuyết hấp dẫn của Newton

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton là định luật do Isaac Newton - một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất khám phá ra. Theo định luật này, vật có khối lượng m sẽ bị kéo về gần vật có khối lượng M với gia tốc g → {\displaystyle {\vec {g}}} :

Theo định luật 2 Newton, vật có khối lượng m chịu lực hấp dẫn có độ lớn:

Công thức trên được gọi là định luật vạn vật hấp dẫn Newton, trong đó lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích của hai khối lượng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai vật. Trong công thức này, kích thước các vật được coi là rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

Hằng số hấp dẫn G phụ thuộc vào hệ đơn vị đo lường, được xác định lần đầu tiên bởi thí nghiệm Cavendish năm 1797. Trong hệ đơn vị SI:

Trọng lực là hợp lực của lực hấp dẫn của Trái đất với lực quán tính ly tâm tác động lên một vật để hút vật về hướng Trái đất tính bằng công thức sau:

Trọng lực tiêu chuẩn

Trọng lực tiêu chuẩn ký hiệu g0 hay gn là gia tốc danh định gây ra bởi trọng lực Trái Đất ở độ cao tương đương mặt biển. Theo định nghĩa, nó tương đương 9.80665 m/s2.[1][2]

Thế năng hấp dẫn

Như mọi trường véctơ có dạng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (ví dụ cường độ điện trường), trường véctơ lực hấp dẫn là một trường véctơ bảo toàn. Điều này nghĩa là mọi tích phân đường của véctơ lực hấp dẫn F từ vị trí r0 đến r:

đều có giá trị không phụ thuộc vào đường đi cụ thể từ r0 đến r.

Như vậy tại mỗi điểm r đều có thể đặt giá trị gọi là thế năng hấp dẫn:

với φ(r0) là giá trị thế năng quy ước ở mốc r0.

Lực nhân quãng đường là công cơ học, tức năng lượng, do đó thế năng hấp dẫn, hay thế năng nói chung, là một dạng năng lượng.

Các điểm trong trường hấp dẫn có cùng một giá trị thế năng tạo thành một mặt gọi là mặt đẳng thế. Một chất điểm nếu dịch chuyển trên một mặt đẳng thế thì không sinh công bởi vì thế năng điểm đầu và thế năng điểm cuối là như nhau. Như vậy, lực tác dụng phải có phương vuông góc với phương dịch chuyển.

Hấp dẫn theo quan điểm của Einstein

Xem thêm: Thuyết tương đối rộng

Theo Albert Einstein, bản chất của lực hấp dẫn là do sự uốn cong của không - thời gian bởi vật chất và năng lượng.

Trọng trường nhân tạo

Lý thuyết tương đối rộng

Trọng lượng biểu kiến và phi trọng lượng

↑ The international system of units (SI) - United States Department of Commerce, NIST Special Publication 330, 2001, p. 29

↑ The International System of Units (SI) - Bureau international des poids et mesures, 8th edition, 2006, p. 142-143

Gravity Probe B Experiment The Official Einstein website from Stanford University

Các lực trong tự nhiên, V. Grigôriev và G. Miakisev: Phần 1, Phần 2, Phần 3, Phần 4, Phần 5, Phần 6, Phần 7

xtsTương tác hấp dẫn

Newtonian gravity (NG) Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton History of gravitational theory Thuyết tương đối rộng Giới thiệu thuyết tương đối rộng Lịch sử thuyết tương đối rộng Mathematics of general relativity Thuyết tương đối rộng Tests of general relativity Parameterized post-Newtonian formalism Linearized gravity ADM formalism

Newtonian gravity (NG)

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton History of gravitational theory

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton

History of gravitational theory

Thuyết tương đối rộng

Giới thiệu thuyết tương đối rộng Lịch sử thuyết tương đối rộng Mathematics of general relativity Thuyết tương đối rộng Tests of general relativity Parameterized post-Newtonian formalism Linearized gravity ADM formalism

Giới thiệu thuyết tương đối rộng

Lịch sử thuyết tương đối rộng

Mathematics of general relativity

Tests of general relativity

Parameterized post-Newtonian formalism

Linearized gravity

Các lý thuyếtthay thế

Paradigms Classical theories of gravitation Quantum gravity Theory of everything Earlymodifications Einstein–Cartan theory Bimetric theory Gauge theory gravity Teleparallelism Composite gravity f(R) gravity Massive gravity Modified Newtonian dynamics Nonsymmetric gravitational theory Scalar-tensor theory Brans–Dicke theory Scalar–tensor–vector gravity Conformal gravity Scalar theories of gravitation Nordström's theory of gravitation Whitehead's theory of gravitation Geometrodynamics Induced gravity Tensor–vector–scalar gravityQuantisationattempts Euclidean quantum gravity Canonical general relativity Wheeler-DeWitt equation Lý thuyết hấp dẫn lượng tử vòng Causal dynamical triangulation Causal sets DGP modelUnification attempts Kaluza–Klein theory Dilaton Supergravity Unification and quantisation attempts Noncommutative quantum field theory Self-creation cosmology Semiclassical gravity Superfluid vacuum theory Logarithmic BEC vacuum Lý thuyết dây Thuyết M F-theory Heterotic string Type I string theory Type 0 string theory Bosonic string theory Type II string theory Little string theory Twistor theory Twistor String theory Generalisations/Extensions of GR Liouville gravity Lovelock theory of gravity 2+1D topological gravity Gauss–Bonnet gravity Jackiw–Teitelboim gravity

Classical theories of gravitation Quantum gravity Theory of everything

Classical theories of gravitation

Theory of everything

Earlymodifications

Einstein–Cartan theory Bimetric theory Gauge theory gravity Teleparallelism Composite gravity f(R) gravity Massive gravity Modified Newtonian dynamics Nonsymmetric gravitational theory Scalar-tensor theory Brans–Dicke theory Scalar–tensor–vector gravity Conformal gravity Scalar theories of gravitation Nordström's theory of gravitation Whitehead's theory of gravitation Geometrodynamics Induced gravity Tensor–vector–scalar gravity

Einstein–Cartan theory

Gauge theory gravity

Composite gravity

Modified Newtonian dynamics

Nonsymmetric gravitational theory

Scalar-tensor theory Brans–Dicke theory

Brans–Dicke theory

Scalar–tensor–vector gravity

Conformal gravity

Scalar theories of gravitation Nordström's theory of gravitation

Nordström's theory of gravitation

Whitehead's theory of gravitation

Geometrodynamics

Tensor–vector–scalar gravity

Quantisationattempts

Euclidean quantum gravity Canonical general relativity Wheeler-DeWitt equation Lý thuyết hấp dẫn lượng tử vòng Causal dynamical triangulation Causal sets DGP model

Euclidean quantum gravity

Canonical general relativity Wheeler-DeWitt equation Lý thuyết hấp dẫn lượng tử vòng

Wheeler-DeWitt equation

Lý thuyết hấp dẫn lượng tử vòng

Causal dynamical triangulation

Unification attempts

Kaluza–Klein theory Dilaton Supergravity

Kaluza–Klein theory Dilaton

Unification and quantisation attempts

Noncommutative quantum field theory Self-creation cosmology Semiclassical gravity Superfluid vacuum theory Logarithmic BEC vacuum Lý thuyết dây Thuyết M F-theory Heterotic string Type I string theory Type 0 string theory Bosonic string theory Type II string theory Little string theory Twistor theory Twistor String theory

Noncommutative quantum field theory Self-creation cosmology

Self-creation cosmology

Semiclassical gravity

Superfluid vacuum theory Logarithmic BEC vacuum

Logarithmic BEC vacuum

Lý thuyết dây Thuyết M F-theory Heterotic string Type I string theory Type 0 string theory Bosonic string theory Type II string theory Little string theory

Heterotic string

Type I string theory

Type 0 string theory

Bosonic string theory

Type II string theory

Little string theory

Twistor theory Twistor String theory

Twistor String theory

Generalisations/Extensions of GR

Liouville gravity Lovelock theory of gravity 2+1D topological gravity Gauss–Bonnet gravity Jackiw–Teitelboim gravity

Liouville gravity

Lovelock theory of gravity

2+1D topological gravity

Gauss–Bonnet gravity

Jackiw–Teitelboim gravity

Aristotelian physics CGHS model RST model Mechanical explanations of gravitation Le Sage's theory of gravitation Entropic gravity Gravitational interaction of antimatter

Aristotelian physics

Mechanical explanations of gravitation Le Sage's theory of gravitation Entropic gravity

Le Sage's theory of gravitation

Entropic gravity

Gravitational interaction of antimatter

xtsCác lực cơ bản trong vật lý

Tương tác mạnh Gluon Cơ bản Tàn dư Tương tác điện yếu Tương tác yếu Boson W và Z Tương tác điện từ Photon Tương tác hấp dẫn Graviton

Tương tác mạnh Gluon Cơ bản Tàn dư

Tương tác điện yếu Tương tác yếu Boson W và Z Tương tác điện từ Photon

Tương tác yếu Boson W và Z

Tương tác điện từ Photon

Tương tác hấp dẫn Graviton

Bức xạ điện từ Bức xạ hấp dẫn

Tương tác phỏng đoán

Lực thứ năm Nguyên tố thứ năm

Nguyên tố thứ năm

Danh sách thuật ngữ vật lý Vật lý hạt Triết học vật lý Vũ trụ Weakless Universe

Danh sách thuật ngữ vật lý

Triết học vật lý

Weakless Universe

xtsCác ngành vật lý học

Vật lý ứng dụng Vật lý thực nghiệm Vật lý lý thuyết

Vật lý thực nghiệm

Vật lý lý thuyết

Năng lượng,Chuyển động

Cơ học cổ điển Cơ học Lagrange Cơ học Hamilton Cơ học môi trường liên tục Cơ học thiên thể Cơ học thống kê Nhiệt động lực học Cơ học chất lưu Cơ học lượng tử

Cơ học cổ điển Cơ học Lagrange Cơ học Hamilton

Cơ học môi trường liên tục

Cơ học thiên thể

Nhiệt động lực học

Trường hấp dẫn Trường điện từ Lý thuyết trường lượng tử Thuyết tương đối Thuyết tương đối hẹp Thuyết tương đối rộng

Lý thuyết trường lượng tử

Thuyết tương đối Thuyết tương đối hẹp Thuyết tương đối rộng

Thuyết tương đối hẹp

Khoa học vật lý và Toán học

Vật lý máy gia tốc Âm học Vật lý thiên văn Vật lý Mặt Trời Vật lý thiên văn hạt nhân Vật lý không gian Vật lý sao Vật lý nguyên tử, phân tử, và quang học Vật lý hóa học Vật lý tính toán Vật lý vật chất ngưng tụ Vật lý chất rắn Vật lý kỹ thuật số Vật lý kỹ thuật Vật lý vật liệu Vật lý toán Vật lý hạt nhân Quang học Quang học phi tuyến Quang học lượng tử Vật lý hạt Vật lý hạt thiên văn Phenomenology Plasma Vật lý polymer Vật lý thống kê

Vật lý máy gia tốc

Vật lý thiên văn Vật lý Mặt Trời Vật lý thiên văn hạt nhân Vật lý không gian Vật lý sao

Vật lý thiên văn hạt nhân

Vật lý không gian

Vật lý nguyên tử, phân tử, và quang học

Vật lý tính toán

Vật lý vật chất ngưng tụ Vật lý chất rắn

Vật lý kỹ thuật số

Quang học Quang học phi tuyến Quang học lượng tử

Quang học phi tuyến

Quang học lượng tử

Vật lý hạt Vật lý hạt thiên văn Phenomenology

Vật lý hạt thiên văn

Vật lý / Sinh học / Địa chất học / Kinh tế học

Lý sinh học Cơ học sinh học Vật lý y khoa Vật lý thần kinh Vật lý nông học Vật lý đất Vật lý khí quyển Vật lý đám mây Vật lý kinh tế Vật lý xã hội Địa vật lý Tâm vật lý học

Lý sinh học Cơ học sinh học Vật lý y khoa Vật lý thần kinh

Vật lý thần kinh

Vật lý nông học Vật lý đất

Vật lý khí quyển

Cơ sở dữ liệu tiêu đề chuẩn

Hoa KỳPhápBnF dataNhật BảnCộng hòa SécTây Ban NhaHàn QuốcIsrael

IdRefEncyclopedia of Modern UkraineYale LUX

Encyclopedia of Modern Ukraine