在我们称之为家的淡蓝色圆点上,重力是我们每天每一秒都会经历的事情。
“引力是使恒星之间的扩散物质慢慢坍塌并形成新的氢聚变机器(又名恒星)的胶水,它是胶粘在一起的星系,它负责我们自己的地球每年绕着太阳转,”康涅狄格大学天体物理学家说。卡拉·巴特斯比在电子邮件中。
地心引力也是其中的关键因素牛顿他很有名“苹果”故事你知道我们正在谈论的那个。
有一天,牛顿在伦敦闲逛英国林肯郡当他看到一个苹果从树上掉下来时。(或者他这么说。)
在接下来的几年里,他会告诉许多熟人——比如伏尔泰和传记作家威廉·斯图克利——他关于引力性质的伟大著作就是从这个平凡的小事件中获得灵感的。牛顿的助手约翰·康杜特他写道:
因此,奠定了基础牛顿万有引力定律. 其中心是一种称为引力常数的现象,也称为“大G”或只是“G”
广告
方程式
第一件事是第一件事。在我们解决大G之前,我们应该退一步解释牛顿的万有引力定律。
像凯蒂麦克-一位天体物理学家和《太阳报》的作者一切的终结(从天体物理学的角度讲)-通过电子邮件说,重力是“具有质量的物体相互吸引的机制。”
牛顿意识到了力量一组给定物体之间的吸引力大小取决于(a)它们的质量和(b)它们之间的距离。这是他的动力万有引力定律用数学术语表达。
这是相关的方程式:
“F”代表“重力”;“m1”指第一个物体的质量;“m2”表示第二物体的质量;“r2”是两个物体之间距离平方的简写质心在对象1和对象2内。
“G”呢?朋友们,这就是大G:引力常数。
广告
“天哪,G!”
麦克说:“对于任何两个质量,无论是保龄球还是行星,它们之间的引力都是由它们的质量、距离和G数决定的。”。
多亏了亨利·卡文迪什(Henry Cavendish)在1790年代进行的实验,我们现在知道引力常数具有数值约为6.67 x 10-11牛顿(m2/kg2)。
在这种情况下,术语“牛顿”指的是测量单位。一牛顿是以每秒3.28英尺(1米)的速度加速质量为2.2磅(1公斤)的物体所需的力。
像安德斯·塞西尔斯和查尔斯·里希特一样,艾萨克·牛顿爵士也在拥有单位的科学家名单上赢得了一席之地以他们的荣誉命名. 对他有好处。
广告
牛顿与爱因斯坦
现在,这里有一层细微差别我们应该承认。你看,万有引力定律不是相当地顾名思义是“通用的”。
根据巴特斯比的说法,“我们关于引力的经典图片”——牛顿在17世纪就阐述了这一点——是“在整个宇宙的大多数地方(当然是在地球上)物理现实的精确近似。”
“然而,”她补充道,“这个理论已经被爱因斯坦的理论所取代。”广义相对论,这是对“牛顿引力”的改进,牛顿引力假定物质会使时空本身变形(就像一个沉重的球在橡胶板上形成一个酒窝一样)。”
这让我们想到黑洞.
黑洞的质量是太阳的一百万倍以上,它对引力的影响是牛顿定律无法解释的。广义相对论已经证明了这一点更准确的预测关于他们。
马克说:“你必须开始修正牛顿对重力的描述不能精确适用于极强的重力或极快的运动。”。“在这些情况下,我们需要转向爱因斯坦的引力图……但只要你不看那些极端情况,艾萨克·牛顿在1686年为他所谓的‘万有引力定律’所写的方程确实是万有的。”
HowStuffWorks可以从本文中的附属链接中获得少量佣金。
广告