Тамоми коинот қонуни ҷозиба аст

БО ДӮСТОН мубодила кунед:

Фикри он, ки сабаби ба замин афтодани чисмхо кувваи кашиши замин аст, нав набуд: инро хатто одамони пешин, масалан, Афлотун медонистанд. Аммо кувваи ин аттракционро чй тавр чен кардан мумкин аст? Оё ин қудрат дар ҳама ҷо дар рӯи замин яксон аст? — ин саволхо олимон ва файласуфонро аз замони муаллифи «Конуни Умумичахонии Гравитация» Ньютон ба хаячон меовард, фикр мекард ва шубха мебурд.

Вақте ки Кеплер қонуни сеюми худро кашф кард, ӯ дар чунин вазъияте қарор гирифт, ки ӯ шубҳа дошт, ки оё ӯ дуруст аст. Дар соли 1619 Кеплер ки дар асари машхури худ «Мутобикшавии сохти коинот» ба табъ расидааст, кисман ба ин саволхо чавоб дода, ба кашфи конуни мухим хеле наздик шудааст. Аммо аз мулохизахои баёнкардааш хулосаи комилан окилона бароварда натавонист. Гайр аз ин, Кеплер харакати сайёрахоро ба баъзе куввахои чозибаи байнихамдигарй нисбат дода, тайёр буд, ки конуни «таносуби квадратиро» (яъне таъсир ба квадрати масофа мутаносиби баръакс дорад) кабул кунад. Аммо ӯ дере нагузашта аз ин қонун даст кашид ва ба ҷои он ба хулосае омад, ки қувваи ҷозиба ба масофаи байни сайёраҳо мутаносиб аст, на ба квадрати масофаи байни онҳо. Кеплер барои аз чихати илмй асоснок кардани конунхои кашфкардааш, ки ба асоси механикии харакати сайёрахо дахл доранд, имконият надошт.

Пешгузаштагони бевоситаи Нютон дар ин бобат ҳамватанони ӯ - Гилберт ва махсусан Ҳук буданд. Соли 1660 Гилберт китоби «Дар бораи магнит»-ро нашр кард. Дар он Гилберт хосиятхои магнетизмро бо монандй бо ходисахои гравитационии байни Мох ва Замин тасвир мекунад. Асари дигаре, ки баъд аз марги Гилберт нашр шудааст, қайд мекунад, ки Моҳ ва Замин ба ҳамдигар мисли ду магнит таъсир мерасонанд ва ин таъсир ба массаҳои онҳо мутаносиб аст. Аммо ҳамзамон ва рақиби Нютон дар фаъолияти илмӣ Роберт Ҳук буд, ки ба ҳақиқати илмӣ наздиктар буд. 1666 марти соли 21, яъне чанде пеш аз он ки Нютон бори аввал ба асрори механикаи осмонӣ фаҳмид, Роберт Гук мақолаи худро «Тағйирёбии қувваи ҷозибаи ҷисми афтода нисбат ба масофаи он аз маркази замин» нашр кард. "Вай тадқиқоти худро дар ҷаласаи Ҷамъияти шоҳона дар Лондон муаррифӣ кард. Хук дарк кард, ки натиљаи тањќиќоти пешакии худ ѓайриќаноатбахш аст, Хук ќарор дод, ки ќувваи дуздиро тавассути ларзишњои маятник муайян кунад. Ин андеша маҳсули сатҳи баланди зеҳн буд ва таъсири илмӣ низ дар ҳамин миқёс буд. Пас аз ду моҳ, дар як суханронии дигар дар ҳамон ҷаласа, Ҳук пешниҳод кард, ки қуввае, ки сайёраҳоро дар мадори онҳо нигоҳ медорад, бояд ба қуввае монанд бошад, ки боиси чарх задани маятник мегардад. Хеле дертар, вақте ки Нютон кори бузурги илмии худро барои чоп омода мекард, Гук мустақилона ба чунин ақида омад, ки "қуввае, ки ҳаракати сайёраҳоро идора мекунад, бояд дар баъзе робита бо масофа чен карда шавад" ва манзараи умумии "Универсал" -ро тавсиф мекунад. Қонуни ҳаракат". Аммо дар ин ҷо фарқи байни истеъдод ва нобиға аст. Хулосахои Хук дар сари навда монданд ва у имкон надошт, ки бо акидаю фарзияхои худ то охир кор кунад. Нютон муаллифи кашфиёти бузург буд.

Исаак Нютон (1642-1726) дар Вулсторп, Линколншир таваллуд шудааст. Падари ӯ пеш аз таваллуди Нютон мурд. Манобеъ мегӯянд, модараш, ки аз марги шавҳараш осеб дида буд, бармаҳал ба зоиш даромад ва Нютонро бармаҳал таваллуд кардааст. Нютон бармаҳал таваллуд шуда, дар кӯдакӣ хеле хурд ва заиф буд. Бо вуҷуди ин, Нютон умри дароз ва солим дошт ва танҳо баъзан ба бемориҳои кӯтоҳмуддат дучор мешуд. Аз рўи вазъи иќтисодї оилаи Нютон ба табаќаи миёна тааллуќ дошта, ба кишоварзї машѓул буд. Вақте ки Исҳоқ ба синни наврасӣ мерасад, ӯро ба мактаби ибтидоӣ мефиристанд. Дар синни 12-солагӣ, Нютон ба таҳсил дар мактаби давлатӣ дар Гантема оғоз кард. Дар давоми таҳсил ӯ 6 сол дар хонаи Кларк, як дорушиноси маҳаллӣ зиндагӣ мекард ва маҳз дар ҳамин ҷо таваҷҷӯҳи Нютон ба кимиё оғоз ёфт. 1660 июни соли 5, вақте ки Нютон ҳанӯз 18-сола набуд, ӯро ба Коллеҷи Тринити қабул карданд. Дар он замон Донишгоҳи Кембриҷ яке аз бонуфузтарин марказҳои илмии Аврупо буд, ки дар он ҷо таълими филология ва риёзиёт баробар рушд карда буд. Нютон ба математика диққати худро дод. Аммо дар баробари ин, дар соли 1665, ӯ дараҷаи бакалаврӣ дар соҳаи санъати тасвирӣ (забоншиносӣ) гирифт.

Аввалин тадкикоти илмии у ба омузиши нур алокаманд аст. Олим исбот кард, ки бо ёрии призма ранги сафедро нишон додан мумкин аст. Ходисаи шикастани рушноиро дар плёнкахои тунук мушохида намуда, шакли дифраксиониро мушохида кард, ки «Халкаи Нютон» ном дорад.

Соли 1666 дар Кембридж эпидемия сар зад. Гумон меравад, ки ин авҷ як вабо, нооромиҳои иҷтимоӣ ва ваҳм дар байни мардум паҳн шуд ва Нютон маҷбур шуд, ки муваққатан ба деҳаи зодгоҳи худ Вулсторп баргардад. . Ӯ дар шароити деҳот, бе ягон адабиёт ва асбобу анҷом ва қариб дар шароити дунявӣ зиндагӣ мекард. Нютони 24-сола дар ин замон комилан ба уқёнуси тафаккури фалсафӣ ва мантиқӣ ғарқ шуда буд. У бо мушохидахои фалсафй дар бораи асрори коинот, коинот, замин, замон ва рухи бисьёр вакт мегузаронд. Бузургтарин маҳсули ин фикр ва мулоҳиза – бузургтарин кашфиёти ӯ – кашфи Қонуни ҷаҳонии ҷозиба буд.

Рӯзи тобистон буд. Нютон дар боғ нишастан ва фикр карданро дӯст медошт. Ин буд, ки воқеаи маъруф ва машҳуре, ки ба ҳамаи мо аз курси физикаи мактаб маълум аст, ҳангоми аз банд канда шудани себи пухта ба сари Исаак Нютон афтод. Дарахти себ, ки ба ин андеша болҳо бахшидааст, солҳои тӯлонӣ ҳамчун рамзи ифтихори хонадони Нютонҳо аз насл ба насл интиқол ёфта, ҳамчун арзиш ҳифз шудааст. Вақте ки соат ба вақти худ расиду хушк шуд, онро буриданд ва аз чӯбаш ёдгории таърихӣ дар шакли курсӣ сохтанд.

Нютон муддати тӯлонӣ дар бораи қонунҳои раванди ба замин афтодани ашё фикр мекард ва себи ба сараш афтода ӯро водор кард, ки дар бораи ин андеша амиқтар андеша кунад. Бинобар ин ходиса ба худ саволи нав дод: оё афтидани чисмхо ба замин дар хама чои кураи замин як хел аст? Яъне оё тасдик кардан мумкин аст, ки ҷасад дар кӯҳҳои баланд мисли конҳои чуқур ба замин меафтад?

Аммо бо кадом роҳ Нютон ин қонуни асосиро кашф кард, ки аз афтодани себ бармеангезад?

Дар яке аз андешаҳои Нютон, ки пас аз солҳои зиёд навишта шудааст, ӯ формулаи ифодаи математикии қонуни ҷозибаро аз қонунҳои машҳури Кеплер ба даст овард. Инчунин, дар ин замина самаранокии тадқиқоти илмии Нютон, тадқиқоти шахсан ӯ дар соҳаи оптика дар самтҳои «қувваи рӯшноӣ» ё «сатҳи равшанӣ» аҳамият пайдо кард. Формулаи математикии қонуни физикӣ, ки "равшанӣ" ё "сатҳи равшанӣ"-ро ифода мекунад, ба формулаи қонуни ҷозиба хеле монанд аст. Мафхумхои оддии геометрй ва тачрибаи бевосита нишон медиханд, ки масалан, агар когазеро, ки ба нури шамъ дучор шудааст, ду баробар дур харакат дихем, дарачаи равшании сатхи когаз дучанд не, балки пурра мегардад. rt се баробар кам мешавад, агар се маротиба дур шавем, равшанӣ XNUMX маротиба кам мешавад ва камшавӣ бо ҳамин тартиб идома дорад. Ин ҳамон чизест, ки Нютон қонуни "таносуби квадратӣ"-ро номидааст, ки танҳо мегӯяд, ки қувваи рӯшноӣ ба квадрати масофа мутаносиби баръакс аст. Нютон ин қонунро барои назарияи ҷозибаи умумиҷаҳонӣ, ки то ҳол дар ҳолати гипотетикӣ қарор дорад, дастгирӣ мекунад. Вай фарзия кард, ки агар чалби Мох ба Замин боиси гардиши хамрохи табиии атрофи Замин гардад, пас харакати сайёрахо дар атрофи Офтоб бояд бо хамин кувва ба амал ояд. Аммо у бо фарзияхо махдуд нашуда, ба тартиб додани китоби ифодахои математики ва конунхои физикии онхо шуруъ намуд. То расидани ҳисобҳо ба "Қонуни ҷозибаи умумиҷаҳонӣ" даҳсолаҳо лозим шуд. Қобили зикр аст, ки ин ҳисоб бидуни усули тавонои математикии Нютон, ки барои замони ӯ нав буд ва ҳоло ҳисобҳои дифференсиалӣ ва интегралӣ номида мешавад ва шояд барои ӯ дар шакли фарзия боқӣ монда бошад, ин қонуни муҳими физикиро такмил дода наметавонист. рафт. Аз рӯи адолат, эътироф кардани хидматҳои Роберт Гук ҷоиз аст. Яъне Гуки бодиққат, ки бо хулосаҳои илмии Нютон ошно буд, ба ӯ фаҳмонд, ки ҷисми афтида на танҳо ба самти шарқ, балки ба самти ҷанубу шарқ низ дур шавад. Тачрибаи амалй фикри Хукро тасдик кард. Гук як хатои дигари Нютонро низ ислоҳ кард: Нютон фикр мекард, ки траекторияи ашёи афтида аз ҳисоби ҳаракати гардиш дар атрофи ядрои замин хати чархзанӣ хоҳад кашид. Хук, аз тарафи дигар, мегӯяд, ки хати спирал танҳо дар сурате ба вуҷуд меояд, ки муқовимати ҳаво ба назар гирифта шавад ва дар фазо эллиптикӣ бошад, яъне агар ин афтидан дар самти ҳаракати воқеӣ бошад, вақте ки мо онро аз берун аз замин.гуфт, ки чоиз аст.

Ньютон тавсияхои Хукро санчида маълум кард, ки чисмхои бо суръати кофй партобшуда дар як вакт дар зери таъсири кувваи кашиши замин траекторияи эллиптикиро ташкил медиханд. Ньютон аз ин мулохиза дар хайрат афтода, теоремаи машхурро кашф кард: чисм тахти таъсири куввае, ки ба кашиши замин монанд аст, хамеша яке аз баъзе кисмхои конусиро (эллипс, гипербола, парабола ва дар холатхои махсус доира ва хати рост) мекашад. . Ба гайр аз ин, Нютон муайян кард, ки маркази куввахои кашиши ба бадани харакаткунанда таъсиркунанда, яъне маркази консентратсияи хамаи куввахои вазнини дар фокуси каљи баррасишаванда љойгир аст. Ин аст, ки маркази Офтоб дар фокуси умумии эллипсҳо, каҷеро, ки мадори сайёраҳо кашидааст, ҷойгир аст.

Бо ба даст овардани чунин натиҷаҳо, Нютон дарк кард, ки вай яке аз қонунҳои Кеплерро аз ҷиҳати назариявӣ такрор кардааст, ки дар он гуфта мешавад, ки мадори сайёраҳо дар фазо эллипс кашида мешавад ва маркази Офтоб дар маркази ин эллипс қарор дорад. Аммо танҳо ин мувофиқати назария ва мушоҳида Нютонро қаноатманд кард. Вай мехост боварй хосил кунад, ки оё мувофики ин назария элементхои мадори сайёрахоро хисоб кардан мумкин аст, яъне оё хамаи тафсилоти харакати сайёрахоро муайян кардан мумкин аст. Дар аввал бахти ӯ набуд.

Ҷон Кондуитт менависад: "Дар соли 1666 ӯ бори дигар аз Кембриҷ ба Линколншир барои дидани модараш рафт... ва ҳангоме ки ӯ боз дар он боғ мулоҳиза мекард, ба фикраш омад, ки қуввае, ки себро ба замин меафтонад, дар масофаи каме маҳдуд намешавад. замин, аммо фикре пайдо шуд, ки он ҳатто дар масофаи хеле калонтар аз фикр таъсири худро нигоҳ медорад. Чаро таъсири ин кувва (ки себро мачбур мекунад, ки ба замин афтад) масалан, ба Мох нарасад? Ньютон аз худ пурсид. Агар ин тавр бошад, он бояд қуввае бошад, ки бояд ба ҳаракати моҳ таъсир расонад ва онро дар мадори худ нигоҳ дорад. Дар асоси ин идея, ӯ ба ҳисоб кардани арзиши чунин таъсир шурӯъ кард. Вай адабиёти заруриро барои ҳисобҳои худ надошт, ки дар бораи андозаҳои замин тасаввуроти равшан медод. Бинобар ин, Афкор дар асоси арзишҳои геодезии Норвуд кор мекард, ки дар сатҳи замин 60 мил дар як дараҷаи арзро ташкил медиҳанд. Натичахои хисобу китоб ба акидахои назариявй мувофик набуданд ва кас бо чунин тахмин каноат кардан лозим омад, ки гуё дар Мох ба гайр аз кувваи дуздй ягон кувваи дигари чамъкунанда амал мекунад...».

Омӯзиши қонунҳои ҳаракати эллиптикӣ ҳамчун омили пешрафти тадқиқоти Нютон хизмат кард. Аммо ба ҳар ҳол, Нютон ҳамеша гумон мекард, ки ягон омил ё манбаи хато вуҷуд дорад, ки дар назария нодида гирифта шудааст. Шубхаи дохилии Нютон то он даме, ки хисобхо бо натичахои мушохида мувофик карда нашаванд, бокй монд. Танҳо дар соли 1682, Нютон тавонист арзишҳои дақиқи дарозии меридиани Заминро, ки олими фаронсавӣ Пикар сабт кардааст, истифода барад. Олим дарозии меридианро дониста, диаметри кураи заминро хисоб карда баромад ва дар хисобхои худ натичахои нав ба даст овард. Олим аз он ки тамоми фикру мулохизахои илмии пештарааш равшан тасдик гардиданд, бехад шод буд. Қуввае, ки себро ба замин афтонд, ҳамон қуввае буд, ки ҳаракати моҳро идора мекард.

Ин натиҷа барои Нютон кашфи қонуни бузурги физикӣ дар натиҷаи фарзияҳо ва ҳисобҳои амиқи илмии чандинсолаи ӯ ҷашн гирифта шуд. Дафтархои хисоби олим дуруст баромад. Тахминхо тасдик гардиданд. Нихоят, вай акнун катъиян боварй хосил кард, ки мушохидахои илмии у дар бораи сохти коинот дурустанд. Конунхои харакати Мох ва сайёрахо ва хатто кометахое, ки дар фазой коинот сайру гашт мекунанд, ба у комилан равшан гардиданд. Харакати хамаи чисмхои осмониро дар системаи Офтоб, худи Офтоб ва хатто ситорахо ва системахои ситорахо аз чихати илмй тахлил ва пешгуи кардан мумкин шуд.

Дар охири соли 1683 Нютон ба ҷамъияти шоҳона таълимоти худро дар бораи қонунҳои универсалии ҳаракат дар шакли як қатор теоремаҳо оид ба ҳаракати сайёраҳо пешниҳод кард.

идея он кадар окилона буд, ки одамоне набуданд, ки шухрат ва обруи бо он омадаро шарик карданй бошанд, онро аз худ карданй мешуданд ва ё хасад мебурданд. Зеро онхое, ки мохияти ин таълимотро дарк мекарданд, хеле кам буданд. Бешубха, пеш аз Ньютон якчанд олимони англис ба халли ин масъала наздик шуда буданд. Аммо фахмидани душвории савол маънои онро надорад, ки чи тавр хал карда шавад. Биёед бо хулосаи баъзеи онҳо шинос шавем:

Меъмори машњур Кристофер Врен њаракати сайёрањоро бо љараёни таъќиби Офтоб (ё ба он афтодани онњо) шарњ дода, онро дар натиљаи ягон њаракати ибтидої бањо медињад. Астроном Галлей чунин мешуморид, ки қувваи қонунҳои Кеплер ба квадрати масофа мутаносиби баръакс аст, аммо ӯ инро исбот карда натавонист. Гук аъзоёни чамъияти подшохиро бовар кунонд, ки хамаи идеяхое, ки дар «Бунёд» пешниход шудаанд, сад бор ба онхо пешниход шуда буданд ва ин хатои бузург аст, ки пештар эътироф нашудаанд. Гюйгенс бошад, акидаи ба хамдигар кашондани заррахо ва чисмхоро комилан ва катъиян рад карда, изхор намуд, ки танхо хиссачахои таркибии чисмхо хамдигарро ба худ чалб карда метавонанд. Аммо Лейбниц чунин мепиндошт, ки қуввае, ки сайёҳонро аз ҳаракати ростхатти худ дур карда, онҳоро ба самти давравӣ бармегардонад, танҳо таъсири моеъи пораи эфирӣ буда метавонад, ки оламро пур карда буд. Бернулли ва Кассини бо ин фикр комилан розй шуданд.

Аммо охиста-охиста тамоми садо хомуш шуд. Бозьёфти бузург дар тамоми доирахои илмй амалан тасдик гардид. Хизматхои олим дар назди илм эътироф карда шуданд. Нютон - Ҳамчун нобиғаи бузурге, ки асрори ҳаракати умумибашариро фош кардааст, дар таърихи башарият осори фаромӯшнашаванда гузоштааст...

orbita.uz