Гравитация – это сила? Если да, то как она передается?

Спрашивает
Andrey Parshikov
#механика
+2
#теория относительности
#физика
23 апреля
32 492
Сложный вопрос

Это — сила! Но смотря где. В ньютоновской механике — безусловно, сила. В классической теоретической механике можно рассматривать некое гравитационное поле, то есть там (ещё раз — мы сейчас говорим про классическую механику) каждая точка пространства имеет такую характеристику, как «потенциал гравитационного поля». Через потенциал можно рассчитать силу, которая будет действовать на тело с той или иной массой, помещенное в эту точку. А еще можно рассчитать траекторию движения тела в гравитационном поле с известным нам потенциалом. Задачи вида «запустить спутник Земли» или «рассчитать период обращения кометы» таким подходом успешно решаются — так что вы вполне можете считать гравитацию силой в ряде случаев.

В задачах же из школьного курса всякие грузики на ниточках и блоках подвержены действию силы тяжести, которую мы рассчитываем даже не через потенциал, а простым умножением массы на ускорение свободного падения — некую константу, описывающую земное притяжение. Если вы понимаете, что в таких задачах Земля плоская и неподвижная, и что подобный подход будет неприменим в иных случаях — вы опять-таки вправе называть гравитацию силой. Которая F = mg.

Но в общей теории относительности никакого гравитационного поля нет, а есть искривление пространства-времени. Общая теория относительности (далее ОТО) предполагает принципиально иной способ думать о пространстве и времени, и имеет соответствующий математический аппарат, который называется «тензорное исчисление». В нем вы оперируете такими занятными математическими объектами, как четырехмерные таблицы из чисел*. В ОТО гравитация не является силой, ну и в пост-ОТО теориях тоже не будет ей являться — хотя, замечу, у нас пока нет теории, которая бы являлась развитием ОТО, а есть только существенные предпосылки к ее созданию. Использовать ОТО приходится там, где нам нужна высокая точность вычислений или где у нас имеются очень большие компактные массы: слияние нейтронных звезд, например, ньютоновская механика опишет уже не слишком корректно.

В общем, ответ на вопрос «является ли гравитация силой?» зависит от конкретной задачи, которая перед вами стоит. Пуристы скажут, что гравитация не является силой, поскольку в ОТО это не так — но использовать ОТО для расчета нагрузки на балку не станет ни один инженер в здравом уме при проектировании жилого дома, например. Для строительной физики, в сопромате, для расчета конвекционных потоков и всякой иной гидродинамики… да даже в геофизике эффекты ОТО существенной роли не играют.

* Математики за такое вульгарное описание тензора кривизны меня могут подвергнуть остракизму. Но я все-таки рассчитываю, что мой текст будет читать в том числе любопытная семиклассница, которой слова «риманово многообразие» и «ковариантность» ничего не скажут, как и даже «частная производная».

Комментарии

50 Комментариев

Дмитрий Леухин
1 неделя назад
-
0
+
Безусловно сила ,разум физиков которую познать не в состоянии ,ибо не теми категориями оперируют,у природы нет классической или ещё какой нибудь физики ,у нее есть Закон мироздания который работает как часы
Sergei Nikolashin
2 недели назад
-
0
+
Никто не отвергает наличия гравитации. Ей не дают определения. А без этого самого определения, опасаются называть это действие силой.. Как в детской песенке, про (извиняюсь) жопу. Слова нет, а жопа есть.. Если в условиях земли ею можно пренебречь, хотя и не безнаказанно. То в пределах уже солнечной системы она производит более заметную работу. Нужно оговориться что гравитация скорее всего находится под воздействием многих других сил, той же силы притяжения, кариолисовых сил разного порядка ( вращение земли, вокруг своей оси, вокруг солнца, вращение луны вокруг земли, движения самого солнца, итд итп и пр.) Разумеется эта сила сложнее чем просто притяжение, и получить от нас ей определения на данном этапе нашего развития, не предвидится возможным. И это радует.
    Модест Измайлов
    2 недели назад
    -
    0
    +
    Что мне нравится в этот комменте, так это пассаж "гравитация скорее всего находится под воздействием сила притяжения"))) мощно звучит))
    +
      ещё комментарии
      Sergei Nikolashin
      1 день назад
      -
      0
      +
      Вот по этому тебе никто и перечить не будет.. Ищи дурнее с тобой спорить. Сила притяжения, это местная нагрузка между двумя телами, в отличии от много векторной гравитации. Собственно по этому и не дают ей определения силы.
        Модест Измайлов
        1 день назад
        -
        0
        +
        Ага, между двумя телами, значит. Я понял. Строго по одному вектору, не по многим. А если вдруг третье тело затесалось в эту систему, то ему ни вектора, ни силы притяжения не достанется. Вот ведь вы как умеете доходчиво объяснить! Спасибо! :-)
Василий Жовновский
3 недели назад
-
0
+
Гравітація це проявлення взаємодії матерії (речовини), та динамічного напору потоку субстанції ефіру Всесвіту який входить в матерію з тангенційним прискоренням надаючі їй імпульс обертання. Планетам нема потреби в залізних ядрах. Обертальний і прямолінійний рух мають зовсім іншу природу.
Василий Жовновский
3 недели назад
-
0
+
У Всесвіті є 5 видів так званої гравітації. 1) Планетарна. 2) Зіркова (Сонячна). 3) Галалактична. 4) Метагалактична (квазар.озар..). 5) Всесвітня, вона ж міжядерна.
Andrew Voxel
4 недели назад
-
0
+
А мне вернут деньги за потраченное время на чтение такого шлака?(
Vladimir Reznikov
4 недели назад
-
0
+
Эйнштейн и Ньютон прекрасно математически и геометрически описали гравитацию. Но природа гравитации до сих пор неизвестна. Боюсь показаться нескромным, но я предположил природу гравитации, как вывод из моей гипотезы дискретного движения физических тел: https://habr.com/ru/post/563610/ Согласно вывода из моей гипотезы дискретного движения физических тел все тела (в данном случае планеты и звёзды) излучают гравитационные волны высокой частоты ~500GHz, которые во Вселенной резонируют с частотой дискретности движения планет и звёзд, вызывая их вращение (движение) относительно друг друга (естественный гравитационный двигатель). Более подробно: https://habr.com/ru/post/651449/
Ефір – це володар потенціалів потужності, хронологічно-інформаційно-енергетично-матеріальної субстанції Колективного Розуму Всесвіту (Бога), носій законів утворення, розвитку, існування, та збереження Всесвіту.
-
0
+
Ещё более глупую версию придумал для объяснения гравитации - "Анти-поверхностное натяжение"! Чем дальше, тем сильнее отталкивание при равном давлении на все точки поверхности. ...малые объекты притягиваются по этому сильнее чем большие. За одно и - "дефекту массы" тут есть объяснение)))
-
-1
+
Глупая версия объяснения гравитации путём искревления чего-то (пространства-времени). Всё представляется опять же как мячик катится с горки. Но есть нормальная версия, объясняющая её путём давления. По этой версии всё пространство заполнено материей, состоящ. из первообразующ. частиц. В этой материи образуются потоки движения вслетствии неоднородности её плотности, отсюда бесконечно высокие скорости вращательного движения, а оно это замкнутый цикл прямолинейного движения. Вращение и пораждает силу гравитации, а простое слипание - неоднородность заполнения пространства материей, вследствии чего идёт движение. Ближе к поверхности вращающегося тела давление уменьшается и всё прижимается к нему давлением общего космического пространства. Теория эта была описана в советском журнале, но ни слова на подобную тему я больше не видел, ну не выгодно это, проще строить ускорители для поиска очередной какой-то тысячной частицы, создающей гравитацию.
Ну вы же ответили, значит можно)
mevokylk
24.04.2023
-
0
+
Тела сближаются не по причине притягивания друг к другу, а по причине сталкивания. В природе не существуют силы тянущие за собой. Для этого необходима тяга связи. Существуют только толкающие. Источником гравитационного взаимодействия являются нейтрино. Они и толкают тела по пути своего движения. Всё тела создают тень излучения друг на друга. Поэтому поток нейтрино между телами всегда меньше, чем за телами. Так их и сжимает.
    -
    0
    +
    Нейтрино сам имеет массу, кроме этого он не достаточно нейтрален и поглощается полностью - а не отдаёт энергию частями. А так идея интересная. (Может другой кандидат из частиц на эту роль есть? Зоопарк гипотетических частиц не мал. ...тахион какой нибудь, нейтралино, гравитон, гравитино, я не знаю.)
    -
    0
    +
    Упругое когерентное рассеяние конечно есть, при энергиях нейтрино менее 50 МэВ... но я думаю это уже не то пальто. (...путем обмена Z-бозоном с атомным ядром, ...ну в общем ясно да... Когерентно в общем.)
    Василий Жовновский
    3 недели назад
    -
    0
    +
    Ви праві. от тільки це робить субстанція ефіру Всесвіту. Український вчений Олексій Селін доказав це ще на початку 90-х але академічна наука приховала це відкриття, так як воно знищує теорії Ейнштейна. Відкриття О.Селіна дає людству використання так званої "вільної енергії" ефіру.
-
-1
+
Кулоновское взаимодействие точно так же можно назвать искривлением пространства-времени зарядами тел. У них даже с гравитационным взаимойствием формулы одинаково выглядят.
-
-1
+
Гравитации на самом деле не существует, а есть сила притяжения и искажения из-за притяжения (електромагнитные силы).
-
0
+
Интересно посмотреть на этих специалистов?
-
0
+
В Ото ничего нет кроме голой математики
Fedir Polskyi
24.04.2023
-
-1
+
Зачем описывать то чего не можно описать Конец космоса Конец ядер Законы природы И.т.д
Я не семиклассница, но спасибо, что написали понятно. Не все знают физику достаточно, даже те, кто раньше её знал очень хорошо, и даже те, кто занимается наукой. Но такие объяснения делают людей ближе к ней
Real Interested
24.04.2023
-
0
+
Может ли быть это поле возникающий вокруг нейтрона, как магнитное поле вокруг заряда.
    Василий Жовновский
    3 недели назад
    -
    0
    +
    Ви праві. Саме електрони атомів це свого роду насоси які підпитують атоми енергією субстанції ефіру Всесвіту. І ця підпитка іде постійно. Наприклад термін життя водню складає приблизно 15 тисяч років. Один день Божий рівен тисячі Земних років. Отже сім тисяч років на створення нашого світу плюс 7533 роки від створення, це вже більше 14,5 тисяч років. З 2010 року атамарна вага водню зменшилась більш як на 4% (в подальшому дані приховуються). Так що скоро нас чекає масове перетворення водню на інші гази (його смерть).
-
1
+
А что магнитное поле это тоже искривление пространства времени ,оно тоже не кончается и работает всегда ?
Вячеслав
24.04.2023
-
2
+
Я не пойму - зачем на популярных ресурсах обсуждается эта пустая тема? Взгляните внимательно на общедоступные определения понятий "сила" и "физическое поле". И тогда станет очевидно, что даже в ОТО при наличии искривления пространства-времени это все можно считать силой. То есть силой гравитации и полем гравитации, соответственно. От того, что пространство-время искривлено вблизи больших масс, никак не отменяется законность применения понятия "поле" или "сила".
1
2

Есть что спросить?

Вы можете получить ответ на вопрос по любой теме от экспертов нашей редакции, хорошо разбирающихся в этой теме.

Задать вопрос

Похожие вопросы

Она остается неподвижной относительно плоскости вращения ротора, если речь о механическом гироскопе. А...Читать далее

Как появилась теория Большого взрыва и что было до этого?
#астрономия
+2
#Мироздание
#физика
2 апреля
50 196
Простой вопрос
3

В начале XX века Вселенную было принято считать вечной и в целом неизменной. Конец этому представлению...Читать далее

Можно ли постукиванием по банке остановить извержение пены?
Спрашивает
Модест Измайлов
#гидродинамика
+2
#пиво
#физика
31 марта
52 317
Простой вопрос
6

На этот вопрос мы решили ответить в пятницу, разумеется — именно в тот день, когда этот ответ точно...Читать далее

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно