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Comment nous savons que la gravité n'est pas seulement une force
L'impression de cet artiste montre le double objet exotique qui se compose de minuscules, mais une étoile à neutrons très lourde qui tourne 25 fois chaque seconde, orbitée toutes les deux heures et demi par une étoile nain raffiné. L'étoile à neutrons est un pulsar nommé PSR J0348 + 0432 qui émet des ondes radio qui peuvent être saisies par des radiotélescopes. Bien que cette paire inhabituelle soit très utile à part entière, elle est également un laboratoire unique pour tester les limites des théories physiques. Ce produit rayonne le rayonnement gravitationnel , Les ondulations à partir de l'espace-temps. Bien que ces ondes ne soient pas encore détectées directement par les astronomes sur Terre, elles pourraient être détectées indirectement en mesurant le changement de l'orbite du système car il perd de l'énergie. Si vous faites un pas sur une échelle, Le nombre sur l'échelle représente l'attraction de la gravité globale sur votre masse, Créer du poids. Vous pouvez imaginer la force gravitationnelle du Soleil tenant les planètes dans leurs orbites, ainsi que l'attraction gravitationnelle d'un trou noir. Les forces sont évidentes à voir en poussant et en tirant.
Mais nous gardons maintenant à l'esprit que la gravité en tant que force n'est qu'une partie d'un phénomène plus complexe décrit la théorie de la relativité générale. Alors que la relativité générale est une théorie élégante, c'est un écart radical de la pensée derrière la gravité en tant que force. Comme Carl Sagan l'a expliqué une fois, les revendications exigent des preuves extrêmes, Et la théorie d'Einstein est une revendication très impressionnante. Mais il s'avère plusieurs types d'expériences extraordinaires qui confirment la courbure de l'espace et du temps.
La clé de la relativité générale réside dans la conviction que tout dans un champ gravitationnel tombe au même rythme. Lève-toi sur la Lune et dépose un marteau et une plume, Et ils vont frapper la surface en plus de cela. Cela est également vrai pour tout objet, peu importe sa masse ou son maquillage physique, et c'est ce qu'on appelle le principe d'équivalence.
Étant donné que tout diminue de la même façon, quelle que soit sa masse, son environnement de vente au détail de manière significative sans un point de référence externe. Un observateur flottant libre loin des sources gravitationnelles et un observateur descendant libre dans le champ gravitationnel d'un corps massif ont chacun l'expérience identique. À titre d'exemple, les astronautes de la station spatiale considèrent que la notation de crédit flotte sans gravité. La vérité, l'attraction gravitationnelle du monde sur la station spatiale est presque aussi forte qu'elle l'est à la surface. La différence pourrait être que la station spatiale (Et mon chemin à travers elle) est en train de réduire. La station spatiale est en orbite, ce qui signifie qu'il tombe généralement autour de la Terre.
La station spatiale mondiale de commercialisation en orbite terrestre. Prière: NASA
Cette équivalence entre flottant et en chute est ce qu'Einstein a utilisé pour faire sa théorie. Dans l'ensemble, la relativité, la loi de la gravité n'est pas une force entre les masses. Au lieu de cela, la gravité est un effet de la déformation de l'espace et du temps dans la masse d'intoxication par arsenic. Avec pas une force agissant sur elle, un objet physique se déplacera en ligne droite. Une fois que vous tracez une ligne sur une feuille de papier, Peu de temps après tordre ou plier le papier, la ligne n'apparaît pas directement. Tout à fait, le chemin droit d'un élément est plié lorsque l'espace et le temps sont pliés. Cela explique pourquoi tous les objets tombent à ce taux particulier. La gravité déforme l'espace-temps d'une manière unique. Ainsi, les chemins droits de tous les objets sont courbés d'une manière similaire à la Terre.
Alors, quel genre d'expérience va probablement prouver que la gravité est l'espace-temps déformé? L'une provient de la quantité de lumière pouvant être déviée par une masse voisine. On a soutenu que, puisque la lumière n'a pas de masse, elle ne doit pas être déviée par la force gravitationnelle d'un corps. Cela peut ne pas être tout à fait correct. Puisque la lumière a de l'élan, et par la relativité spéciale, la masse et l'énergie sont équivalentes, la théorie de la gravitation de Newton prédit que la lumière est correctement déviée légèrement par une masse voisine. La différence est que la relativité générale prédit qu'elle sera déviée doublement.
Description de l'expérience d'Eddington à partir de London News (1919).
Le résultat a d'abord été observé par Arthur Eddington en 1919. Eddington s'est rendu dans cette île tropicale de Principe au large de l'Afrique de l'Ouest pour photographier une éclipse totale. Il avait pris des photos de la même région du ciel quelque temps plus tôt. En comparant les photos d'éclipse et les photos les plus tôt du même ciel, Eddington pourrait certainement montrer la position apparente des étoiles décalées lorsque le Soleil était proche. Combien de déflexion ont accepté avec Einstein, par opposition à Newton. Depuis lors, il est difficile de manquer un effet similaire où la lumière des quasars éloignés et des galaxies sont déviées par des masses plus rapprochées. On l'appelle aussi lentille gravitationnelle, et elle a été utilisée pour mesurer les masses de galaxies, et même voir les résultats de matière noire.
Une autre preuve est l'expérience de temporisation. La masse de soleil déforme l'espace près de lui, donc le passage de la lumière près du Soleil ne se déplace pas dans une ligne merveilleusement droite. Au lieu de cela, il parcourt un chemin assez courbé qui est un peu plus long. Cela signifie que la lumière d'une planète à l'inverse de l'énergie solaire Le système de la Terre nous atteint un peu plus tard que ce que nous attendions autrement. La première dimension de ce délai a été à la fin des années 1960 par Irwin Shapiro. Les signaux radio ont été renversés par Venus de la Terre au cas où les deux planètes étaient presque des côtés opposés de Le soleil. Le retard mesuré des signaux aller-retour concernait 200 microsecondes, tout comme l'a cru la relativité générale. Cet effet est maintenant appelé retard de Shapiro, et cela signifie que la vitesse moyenne du soleil (selon le temps de déplacement) est Légèrement plus lent par rapport à une vitesse (toujours sans fin) immédiate de la lumière.
Un troisième produit final est une onde gravitationnelle. Si les étoiles forment une zone qui les entoure, le mouvement des étoiles dans un système binaire devrait créer des ondulations dans l'espace-temps, Exactement comme la façon dont le tourbillon de votre doigt dans l'eau peut créer des ondulations sur la surface de l'eau. Comme les ondes de gravité rayonnent des étoiles, ils. Enlevez quelques énergies sélectionnées du système binaire. Ce qui indique que les deux étoiles se rapprochent progressivement, un balancement connu sous le nom d'inspiration. Lorsque vous déplacez les deux étoiles, inspirez, leur période orbitale devient plus courte parce que leur orbite diminue de taille.
Décroissance de la période de pulsar par rapport à la prédiction (forme découpée).
Pour les étoiles binaires normales, cet effet est si petit que nous pouvons l'observer. En 1974, deux astronomes (Hulse ou Taylor) ont découvert un pulsar utile. Les pouls sont en rotation rapide des étoiles à neutrons qui infligent des rayons de pulsations radio dans notre direction. Le taux de pouls des pulsars peut être très, très constant. Hulse et Taylor remarquèrent que le taux de pulsar augmenterait légèrement puis ralentirait légèrement à un rythme régulier. Ils ont démontré que cette variation était due au mouvement du pulsar alors qu'il orbait une étoile. Ils ont pu rechercher le mouvement orbital du pulsar très précisément, en calculant sa période orbitale dans une partie d'une seconde. Comme ils ont observé leur pulsar nike sb trainerendor pas cher au sein de la, ils ont remarqué que sa période orbitale était au fil du temps plus courte. Le pulsar est inspirant en raison des rayons des ondes de gravité, tout comme prévu.
Instance de la sonde de gravité B. Reconnaissance: la loi de la gravité, l'équipe de Probe B, Stanford, la NASA
Enfin, l'effet des travaux de camionnage est connu sous le nom de traînage d'image. Nous pouvons voir cet effet près de la Terre elle-même. La Terre particulière tourne, elle ne courbe pas vraiment l'espace-temps par sa masse, elle tord l'espace-temps autour de lui avec pratiquement aucune difficulté de rotation. Cette torsion de l'espace-temps est appelée traînée de trame. La conséquence n'est pas très grande près de la Terre, mais on peut mesurer l'effet particulier de Lense Thirring. Fondamentalement, vous mettez un gyroscope circulaire en orbite, et voyez si son axe de filage change. Si vous ne trouvez pas de traînée d'image, alors le positionnement du gyroscope ne devrait pas changer. Une trajectoire de trame individuelle, alors la torsion en spirale de l'espace et du temps peut provoquer un préchauffage du gyroscope, et son alignement changera lentement avec le temps.
Les améliorations de la mesure de gravité B. Lignes de financement: la loi de gravité, l'équipe de Probe B, la NASA.
Nous avons effectivement essayé un satellite connu sous le nom de Gravity Probe B, et vous pouvez afficher les résultats ici. Comme il est clair, ils conviennent exceptionnellement bien.
Toutes ces expériences montrent que la gravité n'est pas simplement une force entre les masses. La gravité résulte plutôt de l'espace et du temps. La gravité fait déjà partie de la forme même de l'univers.
Pensez à cette prochaine occasion, vous montez sur une échelle.
Est-ce un effet de la déformation de l'espace et du temps dans l'emploi de la première rencontre de masse avec un espace déformé et le temps a été marqué en 8ème année. Nous, les enfants, nike sb pas cher 40 jetterions une balle en avant et en arrière sur le centre d'un tournant. Il était difficile d'attraper que le chemin de la balle était fortement incurvé. Nous le savions pour la vérité! Mais certains enfants debout près du joyeux tour ont eu la témérité et l'arrogance absolues pour déclarer que le chemin de la balle était réellement droit, pas biais du tout!
Mais nous en savions très bien: l'intoxication à l'arsenic, un tour en mouvement, entraînerait des déformations spatiales!
Extrêmement ... J'espère un certain scepticisme conventionnel sain sur cette matière de Warp espace. (Bon article d'autre part.)
La gravitation est meilleure en tant que stade non-en-ligne (Isotropic). Le mouvement est sphériquement distribué comme de la lumière provenant d'une ampoule. Lorsque votre main est proche de l'ampoule, vous sentez la chaleur. Lorsque vous l'éloignez plus loin, la chaleur diminue. Votre main a toujours la même zone et l'ampoule émet toujours la lumière équivalente, mais vous interceptez maintenant moins de flux. Il a établi le fait que l'intensité avait une distribution 1 / r ^ 2.
Le même principe s'applique à la gravité. Les risques de bydureon (Make) sont proportionnels à l'intérieur de 1 / r ^ 2. Mais, en utilisant l'exemple avec la lumière, cela implique exactement deux domaines, une unité de style (le manuel), et une autre étant la zone d'une grande sphère arbitraire. Ainsi, le dénominateur dans la situation gravitationnelle de Newton (F = Gm1m2 / r ^ 2) Inévitablement sera r ^ 2 / r0 ^ 2 une quantité évidemment sans dimension.
C'est une situation identique avec la masse. Deux fois, la masse produirait deux fois le motif le plus probable (tel que F = ma). En cas de gravité, ceci fonctionne si une masse unitaire est utilisée dans l'équation de gravitation de Newton. Le dispositif des masses dans le numérateur est vraiment (m1m2) / m0. Cela ne laisse que la masse fois un nombre pur comme le reste de la dimension. Par conséquent, la capacité est égale au mouvement.
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