Trọng lực giữ chân chúng ta đặt trên sàn . Nó hướng dẫn đường đi của mọi quả ném phạt bóng rổ, cũng như quỹ đạo của mọi tàu vũ trụ mà chúng ta đã từng phóng hoặc sẽ từng làm. Theo nghĩa đen, nó giữ vũ trụ lại với nhau.
Bạn đang đọc: Lực hấp dẫn là gì? – https://futurelink.edu.vn
Lực hấp dẫn là một trong bốn lực được biết đến trong vật lý. Những thứ khác là điện từ – kiểm soát và điều chỉnh điện, từ tính và ánh sáng – và một cặp lực hạt nhân hoạt động giải trí trên những khoảng cách cực nhỏ bên trong hạt nhân nguyên tử. Và như nó có vẻ như trái ngược với trực giác, lực hấp dẫn cho đến nay là yếu nhất trong số rất nhiều lực tác động ảnh hưởng. Một nam châm hút tủ lạnh nhỏ đủ để nâng một chiếc kẹp giấy ra khỏi bàn – mặc dầu hàng loạt khối lượng của Trái đất đang kéo nó xuống .
Kiến thức của tất cả chúng ta về lực hấp dẫn đã tăng trưởng kể từ thời của Isaac Newton và quả táo của ông ấy – và nó vẫn vậy. Mỗi khi tất cả chúng ta tò mò ra điều gì đó mới lạ về lực hấp dẫn, tất cả chúng ta lại nhìn quốc tế xung quanh dưới một ánh sáng mới .
Cái nhìn sáng suốt của Newton
Năm 1666, chàng trai 23 tuổi Newton từ Đại học Cambridge quay trở lại nhà ở vùng nông thôn nước Anh. Như anh ấy nói với một người viết tiểu sử nhiều năm sau đó, anh ấy đang trong tâm trạng trầm ngâm vào một buổi chiều lười biếng khi “ nhiều lúc có quả táo rơi ”, tâm lý của anh ấy chuyển sang trọng tải. Newton phần đông không phải là người tiên phong nhận thấy táo rơi từ trên cây. Sự hiểu biết thâm thúy của ông đến khi ông chỉ ra bằng toán học rằng lực kéo quả táo về phía Trái đất phải giống lực kéo mặt trăng trên quỹ đạo của nó .Trọng tâm của ý niệm của Newton về lực hấp dẫn – giờ đây được gọi là định luật vạn vật hấp dẫn – là mọi thứ trong thiên hà liên tục kéo theo mọi thứ khác. Và sức mạnh của lực đó tỷ suất thuận với khối lượng của nó – nói cách khác, một vật thể càng lớn thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh .
Lực hấp dẫn cũng giảm dần theo khoảng cách ngăn cách những vật thể. Như những nhà vật lý đã nói, lực tỷ suất nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Điều đó chỉ có nghĩa là nếu bạn tăng gấp đôi khoảng cách giữa hai vật thể, lực hấp dẫn mà chúng tính năng lên nhau chỉ mạnh bằng 1/4 .
Đây là cách Newton mô tả lực hấp dẫn: mọi thứ kéo theo mọi thứ khác, bất kể chúng ở đâu hoặc khoảng cách nào ngăn cách chúng. Nhưng có điều gì đó về quan niệm về lực hấp dẫn này khiến anh ta bận tâm. Chính xác thì một lực lượng đã hoạt động như thế nào trên không gian trống?
Richard Panek, tác giả của Gravity : Solving the Mystery Beneath Our Feet ( 2019 ), cho biết : “ Ý tưởng rằng sẽ có ‘ sự hấp dẫn ở khoảng cách xa ’ này không có ý nghĩa gì so với anh ấy. “ Đến cuối đời, Newton đã nói ” Có thể một ngày nào đó, tất cả chúng ta sẽ tìm ra thứ này là gì, có công dụng này. “
Cuộc cách mạng của Einstein
Bí ẩn về phương pháp hoạt động giải trí của lực hấp dẫn trong khoảng trống trống rỗng đã được lý giải hơn 200 năm sau bởi Albert Einstein, người mà thuyết tương đối rộng đã diễn đạt lực hấp dẫn theo một cách mới. Trong khi Newton coi trọng lực như một lực, Einstein coi nó như một sự cong vênh của chính khoảng trống. Như Panek đã nói, “ Newton đã miêu tả lực hấp dẫn như một hành vi xảy ra trong khoảng trống, nhưng Einstein lại coi đó là sự tương tác của vật chất với khoảng trống ” .
Sự cong vênh của khoảng trống, phải thừa nhận là rất khó tưởng tượng. Một phép tựa như hữu dụng là cách một quả bóng bowling đặt trên một tấm cao su đặc làm biến dạng mặt phẳng của tấm đó. Bây giờ hãy tưởng tượng một viên bi lăn dọc theo tấm giấy. Do mặt phẳng bị cong vênh nên viên bi lăn theo đường cong. Viên bi hoạt động giải trí giống như quả bóng bowling đang công dụng một lực lên nó .
Liệu ý niệm của Einstein về lực hấp dẫn có nghĩa là của Newton đã sai ? Không hẳn vậy. Chỉ là của Einstein là đúng mực và tổng lực hơn. Nếu bạn đang đo lường và thống kê khi nào một quả bóng chày đang ném sẽ rơi xuống đất hoặc đo lường và thống kê khi nào nguyệt thực tiếp theo sẽ xảy ra, thì định luật hấp dẫn của Newton là tốt. Nhưng trong những trường hợp cực đoan – ví dụ như khi có những vật thể rất lớn – bạn sẽ cần những phương trình đúng chuẩn hơn của Einstein. Và chỉ nhờ thuyết tương đối rộng của Einstein, tất cả chúng ta mới hiểu được hoạt động giải trí của những vật thể kỳ lạ như lỗ đen và những hiện tượng kỳ lạ như sóng hấp dẫn .
Đối với hầu hết những mục tiêu, những nhà khoa học liên tục nghĩ về lực hấp dẫn như một lực, như Newton đã làm. Ngay cả những phi hành gia cũng có xu thế nghĩ về lực hấp dẫn theo thuật ngữ Newton. Khi tàu ngoài hành tinh Apollo 8 quay trở lại mặt trăng vào tháng 12 năm 1968, phi hành gia Bill Anders đã châm biếm : “ Tôi nghĩ Isaac Newton đang thực thi phần đông việc làm lái xe ngay giờ đây. ”
Tương lai của trọng tải
Thành công như triết lý của Einstein trong việc giúp những nhà vật lý giải quyết nhiều yếu tố trong vật lý thiên văn và thiên hà học, nó hoàn toàn có thể không phải là lời ở đầu cuối về lực hấp dẫn. Đó là chính do chưa ai tìm ra cách dung hòa thuyết tương đối rộng với kim chỉ nan vật lý vĩ đại khác, cơ học lượng tử, miêu tả hoạt động giải trí bên trong của cõi hạ nguyên tử. Panek nói : “ Vấn đề là thuyết tương đối rộng không tương thích với cơ học lượng tử. “ Lực hấp dẫn là lực duy nhất trong bốn lực không có lời lý giải về lượng tử. ”
Các nhà vật lý kỳ vọng rằng một ngày nào đó một kim chỉ nan hoàn hảo hơn hoàn toàn có thể phối hợp thuyết tương đối rộng với cơ học lượng tử. Nếu và khi điều đó xảy ra, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể một lần nữa nhìn thấy lực hấp dẫn trong một ánh sáng mới .
Nguồn tìm hiểu thêm :
- https://www.nbcnews.com/mach/science/what-gravity-ncna1004506
Source: https://futurelink.edu.vn
Category: Tin tổng hợp