"गुरुत्वाकर्षण" च्या विविध आवृत्यांमधील फरक
Content deleted Content added
No edit summary |
छोNo edit summary |
||
ओळ १३:
[[वस्तुमान]] असलेल्या कोणत्याही दोन वस्तूंच्या एकमेकांकडे आकर्षिल्या जाण्याच्या प्रवृत्तीला '''गुरुत्वाकर्षण''' असे म्हणतात. वजन म्हणजे जमिनीच्या दिशेने असणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणामुळे मिळणारे [[त्वरण]] आणि [[वस्तुमान]] यांच्या गुणाकाराएवढे बल. या क्षेत्रात अफाट संशोधन होऊनही दूरदूर ठेवलेल्या दोन वस्तूंमध्ये गुरुत्वाकर्षण का असते हे अजूनही पूर्णपणे समजलेले नाही.
गुरुत्वाकर्षण हे [[विद्युतचुंबकत्व]] आणि नाभिकीय दृढ अंतर्प्रभाव व अदृढ अंतर्प्रभाव ह्या तिघांसोबत प्रकृतीतील चार मूलभूत
विश्वनिर्मितीच्या दृष्टिकोनातून पाहिले, तर गुरुत्वाकर्षणामुळे पसरलेले पदार्थ संगठित होऊन अखंड राहतात. त्यामुळेच ग्रह, तारे व दीर्घिकांसारख्या स्थूलमानीय वस्तू बनतात. पृथ्वी व इतर ग्रहांच्या सूर्याभोवती, चंद्राची पृथ्वीभोवती अश्या कक्षासुद्धा गुरुत्वाकर्षणामुळेच कायम असतात. संवहन व भरती-ओहोटी अशा पृथ्वीवर पाहिल्या जाणाऱ्या घटनांपासून ते तारकांच्या आंतरिक भागांमधील उष्णतेसारख्या घटनांपर्यंत भरपूर तथ्यांमध्ये गुरुत्वाकर्षणाचा वाटा आहे.▼
▲विश्वनिर्मितीच्या दृष्टिकोनातून पाहिले, तर गुरुत्वाकर्षणामुळे पसरलेले पदार्थ संगठित होऊन अखंड राहतात. त्यामुळेच ग्रह, तारे व दीर्घिकांसारख्या
== गुरुत्वाकर्षणाच्या संकल्पनेचा इतिहास आणि वाटचाल ==
=== पुरातन संकल्पना ===
==== अॅरिस्टॉटल ====
अॅरिस्टॉटलची अशी कल्पना होती की जड वस्तू हलक्या वस्तूंपेक्षा अधिक वेगाने खाली पडतात. त्याच्या मतानुसार पृथ्वीचे केंद्र (जे विश्वाचेही केंद्र मानले जात होते) ते जड वस्तूंना आकर्षित करते. जेवढी वस्तू जड, तेवढे जास्त आकर्षण असते. ही कल्पना पुढे चुकीची असल्याचे सिद्ध झाले.
==== टॉलेमी ====
ज्यामुळे पृथ्वी सर्व वस्तू तिच्या पृष्ठभागावर ओढून ठेवते, आणि म्हणून सर्व विश्व सुरळीतपणे काम करते अशा पृथ्वीच्या केंद्राकडे ओढणाऱ्या बलाची कल्पना टॉलेमीला होती.
====ब्रह्मगुप्त====
७व्या शतकामधील भारतीय गणितज्ञ व खगोलशास्त्रज्ञ ब्रह्मगुप्त
<blockquote><p>"परंतु तसे [पृथ्वी गोल] नसल्यास पृथ्वी स्वर्गाच्या व वेळेच्या प्रणांशी एकविध व समान गती ठेवण्यास असफल राहील. [...] '''सर्व भारी वस्तू पृथ्वीच्या केंद्राकडे आकर्षित होतात.''' [...] पृथ्वी सर्व बाजूने समान आहे; पृथ्वीवर सगळे जण सरळ उभे राहतात, आणि प्रकृतीच्या नियमानुसार सगळ्या भारी वस्तू पृथ्वीकडे खाली पडतात, कारण '''वस्तूंना आकर्षित करणे व जवळ ठेवणे ही पृथ्वीची प्रवृत्ती आहे''', जशी पाण्याची वाहण्याची, अग्नीची जळण्याची व वाऱ्याची वाहण्याची प्रवृत्ती आहे. [...] पृथ्वी ही एकमेव खालची वस्तू आहे व
</blockquote>
Line ५२ ⟶ ५१:
=== आधुनिक संकल्पना ===
==== न्यूटनचा वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम ====
[[File:Sir Isaac Newton (1643-1727).jpg|thumb|[[आयझॅक न्यूटन|सर आयझॅक न्यूटन]], इंग्रज भौतिकशास्त्रज्ञ, ज्याने वैश्विक
<blockquote> मी असा तर्क केला की जी बले ग्रहांना आपल्या गोलकात ठेवतात, ती बले परिक्रमणाच्या केंद्रापासूनच्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात नक्की [
[[न्यूटनचा वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम]] खालीलप्रमाणे आहे:
{| style="padding:5px;"
|-
|colspan=2| प्रत्येक वस्तुमान बिंदू इतर प्रत्येक वस्तुमान बिंदूला दोन्ही बिंदूंना जोडणाऱ्या रेषेत, एका बलाने आकर्षितो. हे बल दोन वस्तुमानांच्या गुणाकाराच्या समप्रमाणात आणि त्यांच्यामधल्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते: <ref>{{स्रोत पुस्तक| पहिलेनाव = आयझॅक| आडनाव = न्यूटन| सहलेखक = बर्नार्ड कोहेन, आय्.; व्हिट्मॅन, ॲन (अनुवादक)| शीर्षक = द प्रिन्सिपिया: मॅथेमॅटिकल प्रिन्सिपल्स् ऑफ
|-
|valign="top"|
Line ७७ ⟶ ७६:
=====न्यूटनच्या नियमात त्रुटी=====
कमी वेग आणि ऊर्जा असलेल्या वस्तुमानांसंबंधित असापेक्षीय गणनांसाठी न्यूटनचा नियम जवळजवळ अचूक ठरतो. हा नियम वापरून अंतराळयानांचे प्रक्षेपपथ सुद्धा बऱ्यापैकी अचूक
====समतुल्यता सिद्धान्त आणि आइन्स्टाइनची संकल्पना ====
{{सामान्य सापेक्षता}}
[[चित्र:GPB_circling_earth.jpg|right|thumb|काल-अवकाशात आलेल्या वक्रतेचे द्विमित सादृश्य चित्र. ह्या चित्रातील रेषा काही खरोखर वक्रता दर्शवत नाहीत पण त्या वक्र काल-अवकाशावर लादलेली सहनिर्देशक प्रणाली
समतुल्यता तत्त्वाचा मूळ अर्थ असा की सर्व वस्तू एकच प्रकारे पडतात. गुरुत्वीय क्षेत्रामधील कोणत्याही वस्तूचे प्रक्षेपपथ फक्त त्या वस्तूच्या प्रारंभिक गती व स्थानावर अवलंबून असते व वस्तूच्या स्वरूपाशी निरवलंबी असते.<ref>पॉल एस. वेसन (२००६). पंचमितीय भौतिकशास्त्र (Five-dimensional Physics). World Scientific. पान ८२.</ref> [[साधारण सापेक्षता|साधारण सापेक्षता सिद्धान्ताची]] सुरुवातच ह्या समतुल्यता सिद्धान्ताने होते, आणि [[अल्बर्ट आइनस्टाइन|अल्बर्ट आइनस्टाइनप्रमाणे]] मुक्त पतनात कोणत्याही वस्तूवर (वातरोध सोडून) [[त्वरण]] लागत नाही, म्हणजेच ती जडत्वीय चौकटीत असते. पृथ्वीवर स्थित निरीक्षकाला स्वत:च्या त्वरणाच्या सापेक्ष त्या वस्तूवर त्वरण आहे असे वाटते.
आइनस्टाइनच्या मते गुरुत्वाकर्षण म्हणजे [[वस्तुमान]] असलेल्या कोणत्याही वस्तूने तिच्याभोवतीच्या [[काल-अवकाश|काल-अवकाशात]] निर्माण केलेली वक्रता होय. ताणून धरलेल्या लवचीक पडद्यावर एखादी जड वस्तू ठेवली असता पडदा जसा त्या वस्तूभोवती थोडा वाकतो, त्याच रितीने [[वस्तुमान]] असलेली कोणतीही वस्तू तिच्याभोवतीच्या [[काल-अवकाश|काल-अवकाशाला]] वाकवते (वक्रता निर्माण करते), आणि तो वाकवण्याचा गुणधर्म म्हणजेच वस्तूचे गुरुत्वाकर्षण.
मुक्त पतनात कोणतीही वस्तू वक्र काल-अवकाशात स्थानिकरीत्या सरळ पथावर चालते. ह्या पथांना अल्पिष्ट रेषा (geodesic) असे म्हणतात. जेव्हा वस्तूवर बल लागते, तेव्हा ती वस्तू त्या अल्पिष्ट रेषेपासून विचलित होते. उदाहरणतः आपण स्वत: जेव्हा पृथ्वीवर उभे राहतो तेव्हा आपण अल्पिष्ट रेषेपासून विचलित होतो. अश्या वेळी पृथ्वीचा भौतिक रोधामुळे आपल्यावर बल लागते, आणि म्हणून आपण स्वतःच जमिनीवर अजडत्वीय स्थितीत राहतो.<ref>ड्मिट्री पोगोस्यॅन. "व्याख्यान २०: कृष्णविवर—आइन्स्टाइन समतुल्यता सिद्धान्त (Black Holes—The Einstein Equivalence Principle)".
=====आइन्स्टाइनची क्षेत्र समीकरणे=====
आइन्स्टाइनने साधारण सापेक्षतेसाठीची क्षेत्र समीकरणे शोधून काढली. ही समीकरणे वस्तुमानाचा काल-अवकाशातील वक्रतेशी संबंध जोडतात. ह्यांना [[आइनस्टाइनची क्षेत्र समीकरणे]] असे म्हणतात. ही १० एकसामायिक, अरेषीय विकलन समीकरणे आहेत. ह्यांच्या उकली म्हणजे काल-अवकाशाच्या दूरिक प्रदिशाचे घटक. दूरिक प्रदिश हा काल-अवकाशाची भूमिती रेखाटतो व त्याच्या मदतीने काल-अवकाशातील अल्पिष्ट रेषा काढू शकतो.
आइनस्टाइनची क्षेत्र समीकरणे खालीलप्रमाणे लिहिली जातात :
Line १०७ ⟶ १०८:
====गुरुत्वाकर्षण आणि पुंज यामिकी====
साधारण सापेक्षतेच्या शोधाच्या काही दशकांनंतर असे लक्षात आले की साधारण सापेक्षता व पुंज यामिकी ही एकमेकांशी विसंगत आहेत.<ref>{{स्रोत पुस्तक | पहिलेनाव = लीसा | आडनाव =रँडल | शीर्षक = वॉर्प्ड पॅसेजेस : अनरॅव्हलिंग द
== गुरुत्वाकर्षणाचे स्वरूप ==
===पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण===
[[चित्र:GRACE globe animation.gif|इवलेसे|डावे|पृथ्वीच्या सैद्धांतिक साधारण गुरुत्वाकर्षणापासूनच्या विचलनाचे चित्रण. लाल
इतर ग्रहांसारखेच,
<math>g =9.80665 \ m\cdot s^{-2}</math> <ref>{{स्रोत पुस्तक | पहिलेनाव = वजन व मापांचे
ह्याचा अर्थ असा की, वातरोध वगळता,
[[चित्र:Gravity action-reaction.gif|इवलेसे|पृथ्वीच्या तुलनेचे वस्तुमान असलेली वस्तु पृथ्वीजवळ पडत असल्यास पृथ्वीचे त्वरण पाहता येईल.]]
न्यूटनच्या गतिविषयक [[न्यूटनचे गतीचे नियम|तिसऱ्या नियमानुसार]]
== बलैकत्रीकरणाचा सिद्धान्त ==
|