|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Định luật vạn vật hấp dẫn. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Ý tưởng cho rằng các vật thể rơi xuống đất do bị quả địa cầu hấp dẫn không phải là mới: người cổ đại, chẳng hạn như Plato, đã biết điều này. Nhưng làm thế nào để đo lường sức mạnh của sự hấp dẫn này? Nó có giống nhau ở mọi nơi trên thế giới không, và nó kéo dài bao xa? Đây là những câu hỏi mà Newton - tác giả của định luật vạn vật hấp dẫn, khiến các nhà khoa học và triết gia bối rối. Khám phá định luật thứ ba của bạn Kepler rơi vào trạng thái ngây ngất đến nỗi đối với anh ta dường như anh ta đang mê sảng. Năm 1619, Kepler xuất bản cuốn sách nổi tiếng "Sự hài hòa của vũ trụ", trong đó ông chỉ còn cách khám phá của Newton một bước nhưng vẫn chưa thực hiện được. Kepler không chỉ quy chuyển động của các hành tinh là do một số lực hút lẫn nhau, mà ông thậm chí còn sẵn sàng chấp nhận định luật "tỷ lệ bình phương" (nghĩa là, một hành động tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách). Than ôi, anh sớm từ bỏ nó và thay vào đó cho rằng lực hấp dẫn tỷ lệ nghịch, không phải với bình phương khoảng cách, mà với chính khoảng cách. Kepler đã thất bại trong việc thiết lập các nguyên tắc cơ học của các định luật chuyển động của các hành tinh do ông khám phá ra. Những người tiền nhiệm trực tiếp của Newton trong lĩnh vực này là những người đồng hương của ông, Gilbert và đặc biệt là Hooke. Năm 1660, Gilbert xuất bản Về nam châm, trong đó ông so sánh tác động của trái đất lên mặt trăng với tác động của nam châm lên sắt. Trong một tác phẩm khác của Gilbert, được xuất bản sau khi ông qua đời, người ta nói rằng Trái đất và Mặt trăng ảnh hưởng lẫn nhau như hai nam châm, và hơn nữa, tỷ lệ thuận với khối lượng của chúng. Nhưng gần với sự thật nhất là Robert Hooke, một người cùng thời và là đối thủ của Newton. Ngày 21 tháng 1666 năm XNUMX, tức là ngay trước thời điểm Newton lần đầu tiên đi sâu tìm hiểu những bí mật của cơ học thiên thể, Hooke đã đọc tại một cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn một báo cáo về các thí nghiệm của ông về sự thay đổi của lực hấp dẫn tùy thuộc vào khoảng cách của một cơ thể rơi xuống so với trung tâm của Trái đất Ý thức được sự không thỏa đáng của những thí nghiệm đầu tiên của mình, Hooke nảy ra ý tưởng đo lực hấp dẫn bằng cách đung đưa một con lắc - một ý tưởng hết sức dí dỏm và hiệu quả. Hai tháng sau, Hooke báo cáo trong cùng hội rằng lực giữ các hành tinh trên quỹ đạo của chúng phải tương tự như lực tạo ra chuyển động tròn của con lắc. Mãi sau này, khi Newton đang chuẩn bị xuất bản công trình vĩ đại của mình, Hooke, không phụ thuộc vào Newton, nảy ra ý tưởng rằng "lực điều khiển chuyển động của các hành tinh" sẽ thay đổi theo "sự phụ thuộc nào đó vào khoảng cách", và tuyên bố rằng ông sẽ "xây dựng toàn bộ hệ thống của vũ trụ" dựa trên sự khởi đầu này. Nhưng chính ở đây, sự khác biệt giữa tài năng và thiên tài đã được bộc lộ. Những suy nghĩ hạnh phúc của Hooke vẫn còn trong trứng nước. Ông không đủ sức đương đầu với những giả thuyết của mình, và quyền ưu tiên khám phá thuộc về Newton. Isaac Newton (1642–1726) sinh ra ở Woolsthorpe, Lincolnshire. Cha anh qua đời trước khi sinh con trai. Mẹ của Newton, nhũ danh Aiskof, sinh non ngay sau khi chồng bà qua đời, và đứa trẻ sơ sinh Isaac rất nhỏ và yếu ớt. Họ cho rằng đứa bé sẽ không qua khỏi. Tuy nhiên, Newton đã sống đến tuổi già và luôn luôn, ngoại trừ những rối loạn ngắn hạn và một căn bệnh hiểm nghèo, được phân biệt bởi sức khỏe tốt. Xét về địa vị tài sản, gia đình Newton thuộc số nông dân trung lưu. Khi Isaac lớn lên, anh được đưa vào một trường tiểu học. Khi lên mười hai tuổi, cậu bé bắt đầu theo học một trường công lập ở Grantham. Anh ta được đưa vào một căn hộ với dược sĩ Clark, nơi anh ta sống không liên tục trong khoảng sáu năm. Cuộc sống tại dược sĩ lần đầu tiên khơi dậy trong anh mong muốn học hóa học. Vào ngày 5 tháng 1660 năm 1665, khi Newton chưa tròn mười tám tuổi, ông được nhận vào Đại học Trinity. Đại học Cambridge vào thời điểm đó là một trong những trường tốt nhất ở châu Âu: khoa học triết học và toán học phát triển không kém ở đây. Newton chuyển sự chú ý chính của mình sang toán học. Nhưng đồng thời, năm XNUMX, ông nhận bằng Cử nhân Mỹ thuật (khoa học ngôn từ). Những thí nghiệm khoa học đầu tiên của ông liên quan đến việc nghiên cứu ánh sáng. Nhà khoa học đã chứng minh rằng với sự trợ giúp của lăng kính, màu trắng có thể bị phân hủy thành các màu cấu thành của nó. Nghiên cứu sự khúc xạ ánh sáng trong các màng mỏng, Newton đã quan sát thấy một hình ảnh nhiễu xạ, được gọi là "các vành Newton". Năm 1666, một trận dịch bùng phát ở Cambridge, theo phong tục thời bấy giờ, được coi là một bệnh dịch hạch, và Newton đã lui về Woolsthorpe của mình. Tại đây, trong sự im lặng của ngôi làng, không có sách vở hay dụng cụ nào trong tay, sống một cuộc đời gần như ẩn dật, chàng trai XNUMX tuổi Newton say mê suy tư triết học sâu sắc. Thành quả của họ là khám phá rực rỡ nhất của ông - học thuyết về lực hấp dẫn của vũ trụ. Đó là một ngày hè. Newton thích thiền, ngồi trong vườn, ngoài trời. Truyền thống báo cáo rằng những suy nghĩ của Newton đã bị gián đoạn bởi sự rơi xuống của một quả táo đầy tràn. Cây táo nổi tiếng được lưu giữ trong một thời gian dài như một lời cảnh báo cho hậu thế. Và sau khi khô cạn, nó đã bị đốn hạ và biến thành một di tích lịch sử dưới dạng một chiếc ghế dài. Newton đã suy nghĩ về các định luật rơi của các vật thể trong một thời gian dài, và rất có thể, cụ thể là sự rơi của một quả táo lại dẫn ông đến những suy nghĩ này, từ đó ông chuyển sang câu hỏi: liệu sự rơi của vật cơ thể xảy ra theo cùng một cách ở mọi nơi trên toàn cầu? Vì vậy, chẳng hạn, liệu có thể khẳng định rằng ở vùng núi cao, các vật thể rơi với tốc độ giống như ở vùng mỏ sâu? Nhưng làm thế nào mà Newton khám phá ra định luật này, mà đối với nó, sự tương tự với sự rơi của một quả táo không còn ý nghĩa gì nữa? Nhiều năm sau, chính Newton đã viết rằng ông đã rút ra công thức toán học biểu thị định luật vạn vật hấp dẫn từ việc nghiên cứu các định luật nổi tiếng của Kepler. Tuy nhiên, có thể công việc của ông theo hướng này đã được thúc đẩy mạnh mẽ nhờ nghiên cứu của ông trong lĩnh vực quang học. Định luật xác định "cường độ ánh sáng" hoặc "mức độ chiếu sáng" của một bề mặt nhất định rất giống với công thức toán học đối với trọng lực. Những xem xét hình học đơn giản và kinh nghiệm trực tiếp cho thấy rằng, chẳng hạn, khi một tờ giấy được lấy ra khỏi ngọn nến ở khoảng cách gấp đôi, mức độ chiếu sáng của bề mặt tờ giấy giảm xuống, không phải một nửa mà là bốn lần, tại một khoảng cách gấp ba - gấp chín lần, v.v. Đây là định luật mà vào thời Newton người ta gọi ngắn gọn là định luật “tỷ lệ bình phương”. Chính xác hơn, "cường độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách." Một bộ óc như Newton cố gắng áp dụng định luật này vào lý thuyết hấp dẫn là điều hoàn toàn tự nhiên. Sau khi nảy ra ý tưởng rằng lực hút của Mặt trăng bởi Trái đất quyết định chuyển động của vệ tinh trái đất, Newton chắc chắn đã đưa ra một giả thuyết tương tự về chuyển động của các hành tinh quanh Mặt trời. Nhưng tâm trí anh không bằng lòng với những giả thuyết chưa được kiểm chứng. Ông bắt đầu tính toán, và phải mất nhiều thập kỷ để các giả định của ông trở thành hệ thống vĩ đại nhất của vũ trụ. Đồng thời, Newton không bao giờ có thể phát triển và chứng minh ý tưởng tuyệt vời của mình nếu ông không thành thạo phương pháp toán học mạnh mẽ được biết đến ngày nay dưới tên phép tính vi phân và tích phân. Công lý cần ghi nhận sự đóng góp của Robert Hooke. Do đó, Hooke sắc sảo đã sửa chữa kết luận của Newton và viết cho người sau rằng các vật thể rơi không nên lệch chính xác về phía đông mà là về phía đông nam. Ông đồng ý với lập luận của Hooke, và các thí nghiệm do Hooke thực hiện đã hoàn toàn xác nhận lý thuyết này. Hooke đã sửa chữa một sai lầm khác của Newton. Isaac tin rằng một vật thể đang rơi, do có mối liên hệ giữa chuyển động của nó với chuyển động của Trái đất, sẽ mô tả một đường xoắn ốc. Hooke đã chỉ ra rằng một đường xoắn ốc chỉ có được nếu tính đến lực cản của không khí và trong chân không, chuyển động phải là hình elip - chúng ta đang nói về chuyển động thực, tức là chuyển động mà chúng ta có thể quan sát được nếu bản thân chúng ta không tham gia vào chuyển động .quả địa cầu. Sau khi kiểm tra kết luận của Hooke, Newton tin chắc rằng một vật thể được ném với tốc độ vừa đủ, đồng thời chịu tác dụng của lực hấp dẫn của trái đất, thực sự có thể mô tả một đường elip. Suy nghĩ về chủ đề này, Newton đã phát hiện ra định lý nổi tiếng, theo đó một vật thể chịu tác dụng của một lực hấp dẫn, tương tự như lực hấp dẫn, luôn mô tả một mặt cắt hình nón, nghĩa là một trong những đường cong thu được khi cắt một hình nón. bởi một mặt phẳng (hình elip, hyperbol, parabol và trong trường hợp đặc biệt là đường tròn và đường thẳng). Ngoài ra, Newton đã xác định rằng tâm hấp dẫn, tức là điểm tập trung tác dụng của tất cả các lực hấp dẫn tác dụng lên một điểm đang chuyển động, là tiêu điểm của đường cong được mô tả. Do đó, trung tâm của Mặt trời (xấp xỉ) nằm trong tiêu điểm chung của các hình elip được mô tả bởi các hành tinh. Đạt được kết quả như vậy. Newton thấy ngay rằng ông đã suy luận về mặt lý thuyết, nghĩa là dựa trên các nguyên tắc của cơ học duy lý, một trong những định luật của Kepler, phát biểu rằng tâm của các hành tinh mô tả hình elip và tâm của Mặt trời là tâm quỹ đạo của chúng. Nhưng Newton không hài lòng với sự thống nhất cơ bản này giữa lý thuyết và quan sát. Ông muốn xem liệu có thể, với sự trợ giúp của lý thuyết, để thực sự tính toán các yếu tố của quỹ đạo hành tinh, nghĩa là dự đoán tất cả các chi tiết của chuyển động hành tinh hay không? Lúc đầu anh không may mắn. John Conduitt đã viết về nó như sau: "Năm 1666, ông lại rời Cambridge... để đến gặp mẹ mình ở Lincolnshire, và khi đang thiền định trong vườn, ông chợt nhận ra rằng lực hấp dẫn (làm cho quả táo rơi xuống trái đất) không bị giới hạn ở một khoảng cách nhất định so với trái đất, mà lực đó phải mở rộng ra xa hơn nhiều so với người ta thường nghĩ. Tại sao không lên mặt trăng, anh tự nhủ, và nếu vậy, điều này sẽ ảnh hưởng đến chuyển động của nó và có lẽ giữ nó trong quỹ đạo, sau đó ông quyết định tính toán tác động của một giả thuyết như vậy có thể là gì; nhưng khi đó ông không có sách, ông đã sử dụng mệnh đề thường được sử dụng, phổ biến giữa các nhà địa lý và thủy thủ của chúng tôi trước khi Norwood đo trái đất, đó là trong một độ vĩ độ trên bề mặt Trái đất chứa 60 dặm Anh. Tính toán không trùng khớp với lý thuyết của ông và buộc ông phải hài lòng với giả định rằng, cùng với lực hấp dẫn, cũng phải có một hỗn hợp của lực lượng mà và Mặt trăng, nếu nó bị một cơn lốc cuốn đi trong chuyển động của mình ... " Việc nghiên cứu các định luật về chuyển động elip đã nâng cao đáng kể nghiên cứu của Newton. Nhưng chừng nào các tính toán không phù hợp với quan sát, thì Newton hẳn đã nghi ngờ sự tồn tại của một số nguồn sai sót vẫn khó nắm bắt hoặc sự không hoàn chỉnh của lý thuyết. Mãi đến năm 1682, Newton mới có thể sử dụng dữ liệu kinh tuyến chính xác hơn do nhà khoa học người Pháp Picard thu được. Khi biết độ dài của kinh tuyến, Newton đã tính toán đường kính của quả địa cầu và ngay lập tức nhập dữ liệu mới vào các tính toán trước đó của mình. Trước niềm vui lớn nhất của mình, nhà khoa học đã tin chắc rằng quan điểm cũ của mình đã hoàn toàn được xác nhận. Lực khiến các vật thể rơi xuống Trái đất hóa ra lại chính xác bằng lực điều khiển chuyển động của Mặt trăng. Kết luận này đối với Newton là chiến thắng cao nhất trong thiên tài khoa học của ông. Bây giờ lời nói của anh ấy đã hoàn toàn chính đáng: "Thiên tài là sự kiên nhẫn của suy nghĩ tập trung vào một hướng nhất định." Tất cả những giả thuyết sâu xa, tính toán lâu dài của anh hóa ra đều đúng. Giờ đây, ông đã hoàn toàn và cuối cùng bị thuyết phục về khả năng tạo ra toàn bộ hệ thống của vũ trụ dựa trên một nguyên tắc đơn giản và vĩ đại. Tất cả những chuyển động phức tạp nhất của mặt trăng, các hành tinh và thậm chí cả sao chổi lang thang trên bầu trời đều trở nên khá rõ ràng đối với anh. Người ta có thể dự đoán một cách khoa học chuyển động của tất cả các vật thể trong hệ mặt trời, và có lẽ chính mặt trời, thậm chí cả các ngôi sao và hệ sao. Vào cuối năm 1683, Newton cuối cùng đã truyền đạt cho Hiệp hội Hoàng gia các nguyên tắc chính của hệ thống của mình dưới dạng một loạt các định lý về chuyển động của các hành tinh. Tuy nhiên, lý thuyết này quá xuất sắc để có những người đố kỵ cố gán cho mình ít nhất một phần vinh quang của khám phá này. Không còn nghi ngờ gì nữa, một số nhà khoa học Anh thời bấy giờ đã tiến khá gần đến những khám phá của Newton, nhưng để hiểu được độ khó của câu hỏi không có nghĩa là giải được nó. Kiến trúc sư và nhà toán học nổi tiếng Christopher Wren đã cố gắng giải thích chuyển động của các hành tinh bằng "sự rơi của các vật thể trên Mặt trời, liên quan đến chuyển động ban đầu." Nhà thiên văn học Halley cho rằng các định luật của Kepler có thể được giải thích bằng tác dụng của một lực tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, nhưng ông không thể chứng minh điều này. Hooke đảm bảo với các thành viên của Hiệp hội Hoàng gia rằng tất cả các ý tưởng chứa trong các Nguyên tố đã được đề xuất với họ hàng trăm lần; những điều không được giải thích bởi anh ấy trước đây là sai lầm. Huygens bác bỏ hoàn toàn và dứt khoát ý tưởng về lực hấp dẫn lẫn nhau của các hạt, chỉ cho phép sự hiện diện của lực hấp dẫn bên trong các vật thể. Leibniz tiếp tục nhấn mạnh rằng chuyển động của các hành tinh chỉ có thể được giải thích bằng một số chất lỏng xoáy thanh tao đẩy các hành tinh ra khỏi đường thẳng Bernoulli và Cassini cũng ngoan cố nói về các xoáy. Tuy nhiên, tiếng ồn dần lắng xuống và vinh quang của việc khám phá ra lực hấp dẫn vũ trụ đã thuộc về Isaac Newton. Tác giả: Samin D.K.
▪ Lý thuyết về cấu trúc hóa học ▪ Mô hình địa tâm của thế giới ▪ Các nguyên tắc cơ bản của Miễn dịch học
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Đại dương có ga của Enceladus ▪ Máy tính với GTX Titan và làm mát bằng chất lỏng ▪ Kháng sinh mạnh mẽ được sản xuất trong mũi người ▪ Trạm dừng xe buýt với các tấm pin mặt trời và máy lạnh
▪ Phần ăng-ten của trang web. Lựa chọn các bài viết ▪ Bài báo đạo đức giả. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Văn bản nào dễ đọc hơn? đáp án chi tiết ▪ bài Formium bền. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Nhà tâm lý học điện tử của bạn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Băng chuyền trên đèn. thí nghiệm vật lý
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này