Гравитация

Гравитация (тартылыу, бөтә донъя тартылыуы, тартылыу) (лат. gravitas — «тартылыу») — барлыҡ матди есемдәр араһындағы үҙ-ара ныҡлы бәйләнеш.  Яҡтылыҡ тиҙлеге менән сағыштырғанда ҙур булмаған тиҙлектәр һәм көсһөҙ гравитацион үҙ-ара тәьҫир итешеү осрағында Исаак Ньютондың тартылыу теорияһы менән тасуирлана, дөйөм осраҡта  Альберт Эйнштейндың дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы менән аңлатыла. Гравитация дүрт типтағы төп бәйләнештең иң көсһөҙө булып тора. Квант  яланында гравитацион бәйләнеш әле эшләнмәгән гравитацияның квант теорияһы менән аңлатылырға тейеш.

Гравитация йәки тартылыу көсө донъяла төп көс булып тора. Был мәҡәлә өс өлөштән тора.
мини|300x300пкс|Дүрт үлсәмдә (бейеклек, киңлек, оҙонлоҡ һәм ваҡыт) билдәләүсе Ер тирәләй әйләнеп йөрөгән зонд
 Гравитация есемдәрҙе аҫҡа төшөргә мәжбүр итә.
 Ньютон закондары: гравитация Ҡояш системаһын тотоп тора.
 Энштейндың дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы: донъяла гравитация роле.

 Көндәлек гравитация 

 Ауырлыҡ һәм масса 
Ерҙең тартыу көсө бөтә есемдәрҙе лә тартып тора, шуға есемдәр аҫҡа төшә тип әйтәбеҙ. Беҙ быны есемдәрҙең ауырлығы бар, шуға аҫҡа төшә тип әйтәбеҙ. Ысынында иһә, гравитация көсө үҙгәрһә, есемдең ауырлығы ла үҙгәрә. Ай Ерҙән бәләкәйерәк һәм Айҙа тартылыу көсө Ерҙәге менән сағыштарғанда 1/6 өлөшө генә. Шулай итеп есемдең ауырлығы даими түгел,  Айҙа есемдәр еңелерәк була. Есемдең матдә миҡдары ғына үҙгәрмәй. Ул масса тип атала. Ерҙә ғәмәлдә ауырлыҡ һәм масса бер үк төшөнсә. Айға осһаҡ, былар төрлө төшөнсә икәне асыҡлана.

Беҙ ике төшөнсәне асыҡланыҡ.
 <u/l>Ауырлыҡ</u/l> даими түгел;  <u/l>масса</u/l> даими.
 Тартылыу көсө есемең массаһына бәйле. Ерҙә есемдәр Айға ҡарағанда көслөрәк тартылалар. Кешенең дә тартылыу көсө бар, әммә ул бик бәләкәй һәм ғәмәлдә иҫәпкә алынмай.
Ерҙең массаһы бар. Материяның һәр киҫәксәһенең массаһы бар. Һәр есемде Ер үҙенә тартып тора һәм улар ҙа Ергә тартыла. Был көс гравитация тип атала һәм есемдең ауырлығын булдыра.

 Тартылыу көсө һәм гравитация 
Көндәлек тормошта был һүҙҙәр бер үк маҡсатта ҡалланыла. Ғалимдар тартылыу көсө тип есемде Ергә тартылып торған көстө атайҙар, тартылыу теорияһы өсөн гравитация һүҙе ҡулланыла.

 Гравитация теорияһы тарихы 

 Галилео 
Тартылыу көсөн өйрәнеү өсөн Галилео Пизан башняһынан шарҙар ташлап эксперимент үткәреүе тураһында хикәйәт бар. Был эксперимент ергә ирекле төшкән бөтә есемдәр ҙә бер үк тиҙләнеш менән бер үк тиҙлектә төшә төшә икәнен иҫбат итә. Есемдәрҙең тиҙләнеше есемдең ауырлығына бәйле түгел.

 Кеплер 
Йоханнес Кеплер планеталарҙың хәрәкәт итеүен өйрәнә. 1909 йылда һәм 1916 йылда  Планеталарҙың орбита формаһы һәм орбита тирәләй хәрәкәт итеү тиҙлеге турыһында өс законын нәшер итә, тик уларҙың ни өсөн шулай хәрәкәт итеүен аңлата алмай.
мини|Ньютондың бөтә донъя тартылыу көсө законы

 Ньютон 
1687 йылда инглиз математигы Исаак Ньютон Принципия китабын яҙа. Ул донъяла бөтә есемдәр тартылыу көсө менән тартылып тора тип яҙа. Тартылыу көсө есемдәрҙең массаһына тура бәйләнештә һәм уларҙың араһындағы йыраҡлыҡтың квадратына кире бәйленештә тип яҙа. Уран орбитаһын өйрәнеп ошо теория нигеҙендә Нептун планетаһы барлыға асыла.

Һуңғараҡ, Ньютон теорияһы Меркурийҙан Ҡояшҡа яҡыныраҡ планета барлығын асыуҙа ҡулланыла. Был теорияның теүәл булмауы асыҡлана. Был хаталар Альбер Энштейндың Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһында төҙәтә.  Ньютондың теорияһы Дөйөм сағыштырмасылыҡ теорияһына ҡарағанда ябайыраҡ,  иҫәпләү еңел булған өсөн әлегә тиклем ҡулланыла.

 Динамик тигеҙләнеш 
Ни өсөн Ер Ҡояшҡа килеп төшмәй? Был бик мөһим һорау. Сөнки Ер Ҡояш тирәләй әйләнә һәм динамик тигеҙләнештә тора. Ер Ҡояш тирәләй әйләнә һәм үҙәктән ҡасыу көсө Ерҙе Ҡояштан ситкә этәй, шул уҡ ваҡытта Ер менән Ҡояш араһында тартылыу көсө бар. Ике көс үҙ-ара динамик тигеҙләнештә. Ни өсөн Ер әйләнеүен дауам итә? Сөнки быны таҡтатыусы көс юҡ.

Ньютондың беренсе законы буйынса "Әгәр есемгә башҡа есем тәьҫир итмәһә,  тынлыҡтағы есем тынлыҡта ҡала, хәрәкәт иткән есем хәрәкәтен дауам итә ".Duncan, Tom. 1995. Advanced physics for Hong Kong: I. Mechanics & Electricity. John Murray.

Көсһөҙ тартылыу көсө һәм яҡтылыҡ тиҙлегенән күпкә түбән тиҙлектәр өсөн бөтә донъя тартылыу законы  ҡулланыла.Barbour, Julian B. and Herbert Pfister 1995. Mach's principle: from Newton's bucket to quantum gravity. Birkhäuser, p. 69. ISBN 0-8176-3823-7Eriksson, Ingrid V. 2008. Science education in the 21st century. Nova Books, p. 194. ISBN 1-60021-951-9

 Аурлыҡты юғалтыу 
Есем ирекле төшкән ваҡытта есемдең хәрәкәт итеүе тартыу көсө менән тигеҙләшә һәм есем ауырлығын юғалта. 

 Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы 
Махсус сағыштырмалыҡ теорияһында гравитация иҫәпкә алынмай; ә Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһында, киреһенсә, гравитация тартыу көсө төп урынды улып тора.

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһында есемдең хәрәкәтен үҙгәртеүсе тартылыу көсө юҡ. Тартылыу көсө арауыҡ-ваҡыт үҙенсәлеген үҙгәртеүсе булараҡ ҡарала. Үҙ сиратында был есемдең тура һыҙыҡ буйынса хәрәкәт итеүен үҙгәртеүгә килтерә. Арауыҡ-ваҡыт моделе есемде кәкере һыҙыҡ буйынса хәрәкәт итергә мәжбүр итә.

Көсһөҙ тартылыу көсө һәм тиҙлеге яҡтылыҡ тиҙлегенән күпкә түбән шарттарҙа Ньютондың бөтә донъя тартылыу көсө законы үтәлә. Ҡояш системаһында осошто планлаштырғанда  Ньютон тигеҙләмәһе ҡулланыла.
Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһының күп кенә эҙемтәләре бар.

 Гравитацион тарҡалыу һәм йышлыҡ күсеше 
мини|200x200пкс|Массала есемдең өҫлөгөнән сыҡҡан яҡтылыҡтың ҡыҙыл төҫ яғына күсеше схемаһы
Тартылыу көсө ваҡыт ағымына тәьҫир итә. Гравитация упҡынына йүнәлтелгән яҡтылыҡта зәңгәр төҫ яғына  күсеш, кире яҡҡа йүнәлтелгәнендә ҡыҙыл төҫ яғына күсеш күҙәтелә. Был күренештәр гравитация йышлығы күсеше исеме менән билдәле.

Дөйөм алғанда ҙур массала есем янында ваҡыт ағымы әкренәйә, унан ситтә тиҙләнә; был эффект гравитация ваҡыты киңәйеүе исеме менән билдәлеRindler, Wolgang 2001. Relativity: special, general and cosmological. Oxford University Press, 24–26. ISBN 0-19-850836-0Misner, Charles W; Thorne, Kip. S. & Wheeler, John A. 1973. Gravitation. W.H. Freeman, ISBN 0-7167-0344-0.

 Яҡтылыҡтың ситкә тайпылышы һәм гравитацияла ваҡытының тотҡарланыуы 
справа|мини|235x235пкс|Яҡтылыҡтың (зәңгәр нөктәнән сыға) массала есем янында (һоро төҫтә) тайпылышы
Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы буйынса яҡтылыҡ массалы есемдең гравитация яланында йүнәлешен үҙгәртә; ҙур массалы есем янында яҡтылыҡ юлы есем яғына кәкерәйә. Күктә күҙәтелгән йондоҙҙар һәм айырым квазарҙар янынан Ҡояш үткәндә уларҙың яҡтылығы ситкә тайпыла, был күренеш Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһын иҫбатлай.Kennefick, Daniel 2005. Astronomers test general relativity: light-bending and the solar redshift. In Renn, Jürgen (ed) One hundred authors for Einstein. Wiley, 178–181. ISBN 3-527-40574-7

Гравитация яланында яҡтылыҡтың юлы үҙгәреүе гравитацияла ваҡыттың тотҡарланыуы тип атала  (Шапиро тотҡарланыуы); гравитация яланын үтеү өсөн яҡтылыҡҡа оҙағыраҡ ваҡыт талап ителә. 
Ohanian, Hans C. & Ruffini, Remo 1994. Gravitation and spacetime. Norton, table 4.4 on p. 200. ISBN 0-393-96501-5Stairs, Ingrid H. 2003. Testing general relativity with pulsar timing. Living Rev. Relativity 6.  

Тартылыу көсө арауыҡ геометрияһына ла тәьҫир итә.Will, Clifford M. 2006. The confrontation between general relativity and experiment. Living Rev. Relativity. 9, 3. 

 Гравитация тулҡындары 
Гравитация тулҡындары — арауыҡ-ваҡыт кәкрелегендәге шаҙра. Улар сығанаҡтан таралған тулҡын кеүек тарала. Уларҙың барлығын 1915 йылда Энштейн Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһында телгә ала. Ошо теорияға ярашлы гравитация тулҡындары гравитация нурланышы кеүек энергияны ташый. Аҡ кәрләләрҙән тоған бинар йондоҙҙар һәм нейтрон йондоҙҙары гравитация тулҡындарын табып була торған яҡтылыҡ сығанағы булып торалар. Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһына ярашлы, гравитация тулҡындарының тиҙлеге яҡтылыҡ тиҙлегенән ҙурыраҡ була алмай.

1993 йылда физика буйынса Нобель премияһы Хюль-Тейлор бинар йондоҙ системаһын өйрәнеү өсөн бирелә. Был тикшереүҙәр гравитация тулҡындары математик үҙенсәлек кенә түгел икәнен күрһәтә.

2016 йылдың 11 февралендә LIGO Scientific Collaboration һәм Virgo Collaboration ике ҡара упҡын ҡушылған ерҙә гравитация тулҡындары таралыуы тураһында хәбәр итә. Гравитация тулҡындарын улар Advanced LIGO  детекторы ярҙамында билдәләй. 2016 йылдың 15 июлендә гравитация тулҡындары тағы бер тапҡыр детекторға еләгә. Гравитация тулҡындарыг тотоу өсөн тағы ла детектор-обсерватирялар төҙөлә.

 Шулай уҡ ҡарағыҙ 
 Икенсе космос тиҙлеге
 Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы
 Ньютон закондары

 Иҫкәрмәләр 

 Һылтанмалар 
 Gravity Probe B experiment The Einstein website from Stanford University
 Gravity for kids  (useful Q & A)
 How stuff works: How does gravity work?
 NOVA - PBS NOVA. Galileo's experiments
 Gravity  - Kepler and Newton: excellent summary
 Newton's Law of Universal Gravitation   on Project PHYSNET
 PhysOrg.com. Alternative theory of gravity may explain large structure formation—without dark matter
Категория:Фундаменталь физика төшөнсәләре
Категория:Көс