ამ სტატიაში განვიხილავთ, თუ სიმძიმე ჩვენი მზის სისტემის სხვა პლანეტებზე. ჩვენ ასევე გავარკვიეთ, რა არის მისი მინიმალური და მაქსიმალური ინდიკატორები.
კმაყოფილი
სიძლიერესთან დაკავშირებული ზოგიერთ კითხვაზე პასუხები საინტერესოა არა მხოლოდ ფიზიკოსებისა და ასტრონომების ცოდნის შესახებ. ჩვეულებრივი ადამიანების მნიშვნელოვან ნაწილსაც სურს მიიღოს პასუხები კითხვებზე სხვადასხვა პლანეტებზე სიმძიმის არსებობისა და მახასიათებლების შესახებ.
მაგრამ პირველ რიგში, აუცილებელია გაეცნოთ ამ ფიზიკური ფენომენის ძირითად ცნებებს. ამიტომ, განვიხილოთ ზუსტად სიმძიმის სიძლიერე და მისი როლი ბუნებისთვის არა მხოლოდ ჩვენს დედამიწაზე, არამედ მზის სისტემის სხვა პლანეტებზეც.
რა არის სიმძიმე?
სიმძიმე საკმაოდ საოცარი ფუნდამენტური ძალაა. ეს არის ბუნებრივი ეფექტი, რომელშიც მასის მქონე ყველაფერი იზიდავს ერთმანეთს. იქნება ეს ასტეროიდები, პლანეტები, ვარსკვლავები, გალაქტიკები და ა.შ.
- რაც უფრო დიდია ობიექტის მასა, მით უფრო მეტი ძალა იქნება მის გარშემო არსებულ ობიექტებზე. ობიექტის სიძლიერე ასევე დამოკიდებულია მანძილზე - ანუ გავლენა, რომელიც მას აქვს სხვა ობიექტზე, მცირდება მათ შორის მანძილის ზრდით.
- სიმძიმის სიძლიერეს მიმზიდველს უწოდებენ, რადგან ის ყოველთვის ცდილობს მასების გაერთიანებას და არასდროს მოგერიებს მათ. სინამდვილეში, ცხოვრების თითოეული ობიექტი და არაანთური ბუნება აღწევს სამყაროს ყველა სხვა ობიექტს.
- სიმძიმე ასევე არის ოთხივე ძირითადი ძალიდან, რომელიც არეგულირებს ბუნებაში ყველა ურთიერთქმედებას. იგი მდებარეობს სუსტი და ძლიერი ბირთვული ენერგიით, ასევე ელექტრომაგნიტიზმით.
- ამ ძალებისგან სიმძიმე ყველაზე სუსტია. ეს უფრო სუსტია, ვიდრე 1038 ჯერ ძლიერი ბირთვული ენერგია და 1036 ჯერ სუსტია, ვიდრე ელექტრომაგნიტური ძალა. ის ასევე სუსტი და სუსტი ბირთვული ენერგიაა 1029 ჯერ.
- სიმძიმის ქცევის აღწერის საუკეთესო საშუალება რჩება აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია. თეორიის თანახმად, სიმძიმის სიძლიერე არ არის ძალა. ეს არის სივრცისა და დროის მრუდის შედეგი, რაც გამოწვეულია მასის ან ენერგიის არათანაბარი განაწილებით.
- ბუნებაში ინტეგრაცია შეესაბამება ამ თეორიას. ენერგია და მასა ექვივალენტურია, რაც ნიშნავს, რომ ენერგიის ყველა ფორმა ასევე იწვევს სიმძიმეს და მისი გავლენის ქვეშ იმყოფება.
- ამასთან, ამ ძალის გამოყენების გზების უმეტესობა საუკეთესოდ აიხსნება ნიუტონის მსოფლიო სიმძიმის კანონით. ნათქვამია, რომ სიმძიმე არსებობს, როგორც ორი სხეულის მოზიდვა. ამ მიზიდულობის ძალა მათემატიკურად შეიძლება გამოითვალოს, სადაც სიმძიმის სიძლიერე პირდაპირპროპორციულია მათი მასების მუშაობასთან. ის ასევე საპირისპირო პროპორციულია სხეულებს შორის მანძილის კვადრატთან.
- სიმძიმის სიძლიერე გამოითვლება ზოგადად მიღებული ფორმულით:
F \u003d g * m
ბუნებრივია, M არის ნებისმიერი აუცილებელი სხეულის მასა, მაგრამ G არის თავისუფალი ვარდნის აჩქარება.
რა როლი აქვს სიმძიმეს ბუნებაში?
თუ არ არსებობდა სიმძიმე, მაშინ ყველანი კოსმოსში ჩავჯექით. ამის გარეშე, მთელი ჩვენი მიწის ნაკვეთი ნელა იშლებოდა და გარდაიცვალა. ამავდროულად, ჩვენი კუნთები გადაგვარდა, ადამიანებისა და ცხოველების ძვლები გახდა მყიფე და სუსტი, ხოლო ორგანოებმა შეწყვიტეს სწორად ფუნქციონირება.
- ამიტომ, გაზვიადების გარეშე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სიმძიმის ძალა არა მხოლოდ დედამიწაზე ცხოვრების ფაქტია, არამედ ამის წინაპირობაა. თუმცა, ზოგჯერ ადამიანები აპირებენ ამ ძალის გავლენის სფეროდან გამოსვლას.
- სიმძიმის სიმძიმე უმნიშვნელო გავლენას ახდენს მატერიაზე მცირე მასშტაბის მასშტაბში, ანუ სუბატომიურ ერთეულებზე. ამასთან, დიდი მნიშვნელობა აქვს მაკრო დონეზე ობიექტების განვითარებას.
- ვინაიდან მაკროსკოპულ დონეზე, ანუ პლანეტების, ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების დონეზე, ეს არის დომინანტური ძალა, რომელიც გავლენას ახდენს მატერიის ურთიერთქმედებაზე. ეს იწვევს ფორმირებას და გავლენას ახდენს ასტრონომიული ორგანოების ტრაექტორიაზე, ასტრონომიულ ქცევას აკონტროლებს. სიმძიმის ძალამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ადრეული სამყაროს ევოლუციაში.
- ეს იყო სიმძიმის ძალა, რომელიც პასუხისმგებელი იყო მატერიის კოპირებაზე, გაზის ღრუბლების შესაქმნელად, რომელსაც ექვემდებარებოდა გრავიტაციული კოლაფსი. ღრუბლებმა ჩამოაყალიბეს პირველი ვარსკვლავები, რომლებმაც შემდეგ ჩამოაყალიბეს პირველი გალაქტიკები. სხვათა შორის, მის გარეშე, მაგალითად, ვარსკვლავები შავ ხვრელებად იქცევა.
- ინდივიდუალური ვარსკვლავების სისტემებში, ამან მტვერი და გაზის შერწყმა შექმნა. შედეგად, ჩამოყალიბდა პლანეტები. სიმძიმე აკონტროლებს ვარსკვლავების გარშემო პლანეტების ორბიტების მოძრაობებს, ვარსკვლავების ბრუნვას მათი გალაქტიკის ცენტრში და გალაქტიკების შერწყმა.
- მაგრამ შეუძლებელია მთელი მისი მნიშვნელობის შეფასება - ეს არის სიმძიმის ძალა და ქმნის სიცოცხლისთვის საჭირო ატმოსფეროს. მასზე დამოკიდებულია ატმოსფერული ან ჰიდროსტატიკური წნევა. ასევე იგი ქმნის ჩვენი ჩონჩხის და ვესტიბულური აპარატის საფუძველს.
არსებობს სიმძიმე მზის სისტემის სხვა პლანეტებზე?
დედამიწაზე სიმძიმის სიძლიერეა, ჩვენი პლანეტის ყველა მკვიდრმა იცის. ამის გადამოწმება შეგიძლიათ საკუთარი გამოცდილებიდან. ახლა კი, ეს ძალა იუპიტერზე, მარსზე, ვენერასა და სხვა პლანეტებზეა, შემოწმება საკმაოდ პრობლემურია. ალბათ, ყველას არ ცდილობს ამ კითხვაზე პასუხის პოვნა. მაგრამ საერთო ჰორიზონტის შემუშავებისა და თქვენი ცნობისმოყვარეობის დასაკმაყოფილებლად, ჩვენ მაინც ვთავაზობთ, რომ ამ ინფორმაციამ გაარკვიოს.
მნიშვნელოვანია: პრინციპში, სიმძიმე დამოკიდებულია მასაზე, სადაც ყველაფერი იზიდავს ერთმანეთს. მაგრამ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ობიექტის ზომა, მასა და სიმკვრივე ასევე გავლენას ახდენს გრავიტაციულ ძალაზე.
ამრიგად, თითოეული პლანეტისთვის თავისუფალი დაცემის გამოთვლები უნდა განხორციელდეს ცალკე შემდეგი ფორმულისთვის:
g \u003d GM/R2, სადაც M არის პლანეტის მასა, ხოლო R2 არის მისი რადიუსი.
მაგრამ გრავიტაციული მუდმივი მნიშვნელობით (ზ), შეიძლება წარმოიშვას გარკვეული სირთულეები, უფრო სწორად, კიდევ ერთი დამატებითი გამოთვლები. 2014 წლიდან, მისი ფორმულა შემდეგნაირად გამოიყურება:
G \u003d 6.67408 (31) · 10–11 მ 3 · C -2 · კგ - 1
ახლა შეგიძლიათ სხვა პლანეტებზე სიმძიმის გამოთვლებით. სხვათა შორის, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ეს მხოლოდ მათემატიკური და ფიზიკური თეორიაა.
- მერკური არის ყველაზე პატარა და ნაკლებად მასიური პლანეტა, რა ხსნის ჩვენს სისტემას. პლანეტა გამოირჩევა, სხვათა შორის, არასტაბილური ტემპერატურის ცვლილებებით. ყოველივე ამის შემდეგ, შუადღისას იგი აღწევს +350 ° C- ს, ხოლო ღამით ის კი აღემატება -150 ° C- ს.
- ასეთი კონტრასტული პლანეტის სიმძიმე დედამიწის ჯგუფის სხვა პლანეტებს შორის და, რა თქმა უნდა, გაზის გიგანტებს აქვთ ყველაზე მცირე ინდიკატორები - 3.7 მ/წმ.
- ვენერა ოდნავ წააგავს დედამიწას, ამიტომ მას ხშირად უწოდებენ "დედამიწის ტყუპს". მართალია, მხოლოდ ზომებში. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ ვენერზე გრავიტაციული ძალის ძალა ძალიან ახლოს არის დედამიწაზე მის ძალასთან - 8.88 მ/წმ.
- სხვათა შორის, ვენერას რადიუსი მიწიერიდან მხოლოდ 0.85%-ით ნაკლებია. მაგრამ აქ არ შეგიძლიათ გაისეირნოთ ასეთ პლანეტაზე, რადგან თქვენ შეგიძლიათ ააფეთქოთ ქარი 300 მ/წმ ძალით, ან უბრალოდ დაწვავთ მისი მინიმალური ტემპერატურიდან 475 ° C- ს. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის, გოგირდის წვიმა ისევ ზემოდან წავა, რომელიც ქლორის რკინით იქნება შერეული.
- შედარებისთვის, ჩვენ ვაძლევთ ჩვენი მიწის საშუალო მაჩვენებლებს – 9, 81 მ/წმ. სხვათა შორის, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ბოძზე ეს ბევრად უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე ეკვატორში. მაგრამ ჩვენს თანამგზავრზე, საცნობარო ინფორმაციისთვის, მთვარეს აქვს გრავიტაციული ძალა მხოლოდ 1.62 მ/წმ. ყველამ იცის, როგორ შეუძლიათ ასტრონავტებს მისი ზედაპირის გასწვრივ გარბენი.
- მარსი უფრო ჰგავს დედამიწას მრავალი საკვანძო ასპექტში. მართალია, მინუს ტემპერატურა არ იძლევა ცხოვრებას ცოტათი გამოჩნდეს. და როდესაც საქმე ზომას, მასასა და სიმკვრივეს ეხება, აღმოჩნდება, რომ შედარებით მცირეა. ამის გამო, მარსი 0,38 -ჯერ ნაკლებია, ვიდრე გრავიტაციული ძალა, ვიდრე მიწა. და შეადგენს დამრგვალებას 3.86 მ/წმ.
- და აქ აშკარა მაგალითია, როდესაც სიმჭიდროვე როლი ითამაშა - ყოველივე ამის შემდეგ, მარსი მერკურისთვის ბევრად უფრო დიდია, მაგრამ სიმძიმის სიძლიერე არც ისე განსხვავებულია.
- იუპიტერი არის ყველაზე დიდი და მასიური პლანეტა მზის სისტემაში. სხვათა შორის, ეს ასევე არის ქარიანი პლანეტა, რომელსაც ახასიათებს მუდმივი ქარიშხალი და ჭექა -ქუხილი. და გაზის გიგანტი, იუპიტერი, რა თქმა უნდა, ნაკლებად მკვრივია, ვიდრე დედამიწა და დედამიწის სხვა პლანეტები.
- უფრო მეტიც, მისი სიმკვრივე და ჰელიუმისა და წყალბადის მთავარი შემადგენლობა იმ პირობით, რომ იუპიტერს არ აქვს ნამდვილი ჭურვი. თუ ვინმე მასზე იდგა, ის უბრალოდ დაიხრჩო მანამ, სანამ მან მიაღწია მყარ ბირთვს. შედეგად, იუპიტერის სიმძიმის ზედაპირული ძალა განისაზღვრება, როგორც მისი ღრუბლების მწვერვალებზე ძალა. Და ეს არის 24.79 მ/წმ.
- იუპიტერის მსგავსად, სატურნი გაზის უზარმაზარი გიგანტიარაც გაცილებით დიდი და მასიურია, ვიდრე დედამიწა, მაგრამ ნაკლებად მკვრივი. შედეგად, მისი ზედაპირული სიმძიმე ოდნავ აღემატება დედამიწას.
- შედარებისთვის: რგოლების ცნობილ ქამრთან პლანეტას აქვს დიამეტრი 57350 კმ, მაგრამ დედამიწა თითქმის 5 ჯერ ნაკლებია - 12742 კმ. მაგრამ აქ არის ყველაფრის სატურნის სიმძიმე 10.44 მ/წმ. ანუ, ასეთი განზომილებებისთვის, ეს ძალიან ცოტაა.
- და ურანის ტერიტორია დაახლოებით ოთხჯერ აღემატება მიწის ნაკვეთს. თუმცა, გაზის გიგანტის მსგავსად, მისი სიმკვრივე მიწიერ სიმძიმეს კიდევ უფრო დაბალია. Და ეს არის 8.86 მ/წმ. შესაძლებელი იქნება პლანეტის გასწვრივ სირთულეების გარეშე სიარული, მაგრამ წარმოუდგენელი სიცივე არ მოგცემთ ნაბიჯის გადადგმას. ყოველივე ამის შემდეგ, ტემპერატურა არ იზრდება -220 ℃ ზემოთ.
- ნეპტუნი მზის სისტემის მეოთხე უდიდესი პლანეტაა. დედამიწაზე 3,86 -ჯერ მეტია. სხვათა შორის, ვერავინ შეადარებს ამ პლანეტას ქარიშხლების ძალაში - 2100 კმ/წმ. მაგრამ, როგორც გაზის გიგანტი, მას აქვს დაბალი სიმკვრივე და შედარებით მცირე სიმძიმე 11,09 მ/წმ.
- ასევე ღირს, როგორც დამატებითი ინფორმაცია პლუტონის სიმძიმის სიძლიერეზე. 2006 წლიდან კოსმიურმა სხეულმა დაკარგა პლანეტის ოფიციალური სტატუსი, მაგრამ ჯუჯა პლანეტისთვისაც კი, სიმძიმე ძალიან მცირეა - ჯამში 0.61 მ/წმ.
სიმძიმის გავლენის გაგება ადამიანის სხეულზე, მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს კოსმოსური მოგზაურობის განხორციელებას, განსაკუთრებით იქ, სადაც დასვეს კითხვები ორბიტაზე და საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურთან გრძელი გამომავალი მისიების შესახებ. და, რა თქმა უნდა, ცოდნა იმის შესახებ, თუ რამდენად ძლიერია სიმძიმის სიძლიერე სხვა პლანეტებზე, მნიშვნელოვანია მართული მისიებისთვის. ამ ცოდნის წყალობით, დედამიწის დასახლებებიც კი შესაძლებელია სხვა პლანეტებზე.
მნიშვნელოვანია: ჩვენ შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ სიმძიმე იმყოფება მზის სისტემის ყველა პლანეტაზე, მაგრამ ის ვერ იზომება პლანეტის ზედაპირზე ყველგან. იუპიტერზე, სატურნზე, ურანუსზე, ნეპტუნზე, გრავიტაცია იზომება ღრუბლების მწვერვალებზე. ამ ძალის ძალაუფლების სხვადასხვა პლანეტებზე სერიოზული განსხვავებებია.
რომელი პლანეტა არის ყველაზე პატარა სიმძიმე?
- თუ გავითვალისწინებთ მზის სისტემაში არსებულ ყველა ასტრონომიულ ორგანოს, სადაც გრავიტაციული ძალა არსებობს, მაშინ ყველაზე მცირე სიმძიმე არ არის ჩვენი სისტემის პლანეტის ზედაპირზე. ეს არის ასტრონომიული სხეული - ჯუჯა პლანეტა ტეტცერი მთლიანობაში ძალით 0.27 მ/წმ.
- თუ ჩვენ შევადარებთ სიმძიმეს მხოლოდ პლანეტების ზედაპირზე, მაშინ პლანეტის პლუტონის ყველაზე მცირე ძალა, რომელიც მოიცავს მხოლოდ 0.61 მ/წმ. მაგრამ მას შემდეგ, რაც მას პლანეტის ტიტული ჩამოერთვა, ეს პოზიცია კვლავ კვეთს მერკურს. გაიხსენეთ, რომ ვერცხლისწყალი Ეს არის 3.7 მ/წმ. ეს ფაქტი გასაკვირი არ არის, რადგან მერკური მზის სისტემის ყველაზე პატარა პლანეტაა.
პლანეტა უდიდესი სიმძიმით
- თუ ჩვენ ვსწავლობთ გრავიტაციის სიძლიერეს ყველა ასტრონომიულ ობიექტში, მაშინ ამ ძალის უდიდესი ღირებულება შეიძლება გამოვლინდეს ვარსკვლავის ზედაპირზე. ამ ვარსკვლავის სახელი - მზე. ვარსკვლავზე სიმძიმე უზარმაზარია - 274 მ/წმ. ეს თითქმის ოცდაათჯერ მეტია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე.
- რაც შეეხება პლანეტებს, ყველაზე დიდი სიმძიმე პლანეტების უმსხვილესზე. ეს არის გიგანტი - იუპიტერი. გაიმეორებს, რომ მას წარმოუდგენელი ძალა აქვს - 24.79 მ/წმ. ეს თითქმის 2.53 ჯერ მეტია, ვიდრე ის, რაც ჩვენ განვიცდით პლანეტაზე დედამიწაზე. ნივთი, რომელიც დედამიწაზე 100 გრამს იწონის, იუპიტერზე 236.4 გრამი იწონის.
ახლა ჩვენ ვიცით, რომ ვერცხლისწყალში და სხვა პლანეტებში, რომლებსაც დაბალი სიძლიერე აქვთ, სივრცეში ჩავფრინდით. მაგალითად, იუპიტერზე ჩვენ მიწაში ჩავაგდებდით. ამ შემთხვევაში, გაზზე. სხვათა შორის, პირველ შემთხვევაში, თქვენ და მე ვიქნებოდით სიმაღლის და თხელი, ხოლო მეორე ვარიაციით - დაბალი და მარაგი. და, რა თქმა უნდა, წონა სხვანაირად იგრძნობოდა. დაბალი სიმტკიცით, ყველა ობიექტი შეუძლებელი იქნებოდა შუქის, მაგრამ დიდი ინდიკატორებით, ბუმბულიც კი იქნებოდა სატვირთო მანქანის წონა.
ვიდეო: არის თუ არა სიმძიმე მზის სისტემის სხვა პლანეტებზე?
