Βαρύτητα

Βαρύτης

Gravitation, gravity

Fallacies-bird-flight-gravity-hoax-01-goog — Πλάνη
**βαρύτητα**

Gravity-Planets-01-goog — **Βαρύτητα**
Πλανήτες

Gravitational-Wave-01-goog — Βαρυτικό Κύμα

Gravitational-Lensing-01-goog — Βαρυτικός Εστιασμός

Relativity-Gravity-01-goog — Ισοδυναμία Αδράνειας - Βαρύτητας

Space-Warp-01-goog — Ισοδυναμία Βαρύτητας - Χωροχρονικής Στρέβλωσης

Spacetime-gravity-01-goog — Ισοδυναμία Βαρύτητας - Χωροχρονικής Στρέβλωσης

Laws-Gravity-01-goog — **Βαρύτητα**
Βαρυτικό Πεδίο

- Μία Φυσική Ιδιότητα των σωμάτων της Ύλης.

Ετυμολογία[]

Η ονομασία "Βαρύτητα" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "βάρος".

Εισαγωγή[]

Βαρύτητα ονομάζεται η ιδιότητα των υλικών σωμάτων να έλκουν άλλα υλικά σώματα.

Τα ελκόμενα σώματα κινούνται με επιταχυνόμενη κίνηση προς το έλκον σώμα.

Οι έλξεις είναι αμοιβαίες.

Το μέτρο της αντίστασης, που παρουσιάζει κάθε σώμα στη μεταβολή της κινητικής του κατάστασης, το ονομάζουμε μάζα του σώματος.

Η δύναμη έλξης, που ονομάζεται βάρος, είναι μεγαλύτερη όταν τα σώματα είναι πλησιέστερα ή όταν έχουν μεγαλύτερη μάζα.

Η βαρύτητα της Γης έλκει τα υλικά σώματα και προκαλεί την πτώση τους στην επιφάνειά της όταν αφεθούν ελεύθερα. Επιπροσθέτως, η βαρύτητα είναι η αιτία της ύπαρξης της Γης, του Ήλιου και των άλλων αστρικών σωμάτων. Χωρίς αυτή δεν θα είχε υπήρχε ζωή, όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.

Η βαρύτητα είναι επίσης υπεύθυνη για την τροχιά της Γης και των υπόλοιπων Πλανητών γύρω από τον Ήλιο, την τροχιά της Σελήνης γύρω από τη Γη, τον σχηματισμό παλιρροιών και άλλα φυσικά φαινόμενα.

Η Βαρυτική Αλληλεπίδραση είναι μία από τις τέσσερεις βασικές αλληλεπιδράσεις της Φύσης.

Οι άλλες τρεις είναι

Η βαρύτητα είναι η πλέον αδύναμη από τις τέσσερεις αλληλεπιδράσεις, αλλά δρα σε μεγάλες αποστάσεις και είναι πάντοτε ελκτική.

Η ιστορία της Βαρυτικής Θεωρίας[]

Αρχαία Εποχή[]

Υπήρξαν πολλές θεωρίες για την βαρύτητα από την Αρχαία Εποχή.

Ο Έλληνας φιλόσοφος Αριστοτέληw τον 4ο αιώνα π.Χ.. ισχυριζόταν πως δεν υπήρχε δράση χωρίς αιτία και επομένως δεν υπήρχε κίνηση χωρίς προηγούμενη επίδραση.

Συμπέρανε ότι όλα τα αντικείμενα προσπαθούσαν να κινηθούν προς την κατάλληλη θέση τους στις κρυστάλλινες ουράνιες σφαίρες και ότι τα σώματα έπιπταν προς το κέντρο της Γης ανάλογα με το βάρος τους.

Μεσαιωνική Εποχή[]

Το 628, ο Ινδός αστρονόμος Brahmagupta ήταν ο πρώτος που διαπίστωσε πως η βαρύτητα ήταν μια ελκτική επίδραση.

Θεωρούσε ότι "η πτώση των σωμάτων προς το έδαφος οφειλόταν στην έλξη της Γης η οποία ήταν μία φυσική της ιδιότητα, όπως είναι φυσική ιδιότητα του ύδατος η ροή".

Ο Σανσκριτικός όρος που χρησιμοποιούσε για τη βαρύτητα, 'gurutvā-karṣaṇam', σήμαινε 'η έλξη του βάρους'. Ο Βραχμαγκούπτα επίσης υιοθέτησε το Ηλιοκεντρικό Σύστημα, το οποίο είχε ενωρίτερα αναπτύξει ο Aryabhata το 499.

Αναγεννησιακή Εποχή[]

Προωθώντας αυτές τις ιδέες, το 1687 ο Άγγλος μαθηματικός Sir Isaac Newton δημοσίευσε το διάσημο έργο του "Principia" ("Μαθηματικές αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας"), στο οποίο και διατυπώθηκε το πρώτο αξίωμα για την βαρύτητα, το οποίο είχε παγκόσμια ισχύ γραμμένο στη Λατινική Γλώσσα.

Όπως το έθεσε ο ίδιος, "Συμπέρανα ότι οι δυνάμεις που συγκρατούν τους πλανήτες στην τροχιά τους πρέπει να είναι αντιστρόφως (ανάλογες) ως προς τα τετράγωνα των αποστάσεων από τα κέντρα γύρω από τα οποία περιφέρονται· και εξ αυτού συνέκρινα τη δύναμη που απαιτείται για να συγκρατεί τη Σελήνη στην τροχιά της με την ισχύ της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης. Και τις βρήκα να συμφωνούν με ικανοποιητική προσέγγιση". Οι περισσότεροι σύγχρονοι μη-σχετικιστικοί υπολογισμοί για τη βαρύτητα βασίζονται στο έργο του Νεύτωνα.

Βαρυτικός Νόμος Νεύτωνα[]

Ο νόμος του Νεύτωνα για τη βαρύτητα διατυπώνεται ως εξής:

Κάθε σώμα στο Σύμπαν έλκει κάθε άλλο σώμα με δύναμη ανάλογη του γινομένου των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης του κέντρου μάζας τους.

F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}

όπου :

F: το μέτρο της βαρυτικής δύναμης.

G  = 6.6742 \cdot 10^{-11} \ \mbox{N} \ \mbox{m}^2 \ \mbox{kg}^{-2} \,

= Παγκόσμια Βαρυτική Σταθερά .

m₁, m₂: οι μάζες των σωμάτων.

r: η απόσταση μεταξύ των κέντρων μάζας των σωμάτων.

Η Γήινη Βαρύτητα[]

Κάθε πλανήτης, συμπεριλαμβανομένης και της Γης, έχει τα δικά του χαρακτηριστικά όσον αφορά τη δύναμη της βαρύτητας και το μέτρο αυτής διαφοροποιείται (συνήθως μετράται στο επίπεδο της επιφάνειας του κάθε πλανήτη).

Η επιτάχυνση εξαιτίας της δύναμης της βαρύτητας της Γης είναι ίση με 9.81 m/s² και συμβολίζεται με το γράμμα g. Αυτό σημαίνει ότι, αγνοώντας την αντίσταση του αέρα, για ένα αντικείμενο, που εκτελεί ελεύθερη πτώση κοντά στην επιφάνεια της γης, η ταχύτητα του θα αυξάνεται με ρυθμό 9,81 m/s για κάθε δευτερόλεπτο της πτώσης του.

Έτσι, ένα αντικείμενο από κατάσταση ηρεμίας και αφού αφεθεί ελεύθερο θα έχει ταχύτητα 9,81 m/s μετά από ένα δευτερόλεπτο, 19,62 m/s μετά από δύο δευτερόλεπτα, κ.ο.κ. Το σώμα που εκτελεί ελεύθερη πτώση ασκεί και αυτό με τη σειρά του στη Γη δύναμη ανάλογου μέτρου και αντίθετης φοράς με αυτή που του ασκεί η ίδια, κάτι το οποίο σημαίνει πως η Γη επιταχύνεται προς το σώμα. Όμως, εξαιτίας της τεράστιας μάζας της Γης (και της συνεπακόλουθης αδράνειάς της) σε σχέση με το σώμα, η επιτάχυνση αυτή είναι αμελητέα.

Βαρύτητα και Αστρονομία[]

Οι ανακαλύψεις και εφαρμογές σύμφωνα με το νόμο της Βαρύτητας του Νεύτωνα έχουν δώσει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα, τη μάζα του Ήλιου και την απόσταση των μακρινών Αστερισμών.

Παρ' όλο που δεν έχουμε φθάσει σε όλους τους πλανήτες γνωρίζουμε τη μάζα τους και αυτό επιτεύχθηκε μέσω της μελέτης των νόμων της βαρύτητας. Στο διάστημα όλα τα σώματα βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αντικείμενα με πολύ μεγαλύτερη μάζα και αυτό εξαιτίας της δύναμης της βαρύτητας. Οι Πλανήτες βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους Αστέρες, οι Αστέρες γύρω από τα κέντρα των γαλαξιών και οι γαλαξίες γύρω από ένα κέντρο μάζας σε συστοιχίες.

Εφαρμογές[]

Η σωστή λειτουργία ενός μεγάλου αριθμού μηχανών, συσκευών και συστημάτων εξαρτάται με κάποιο τρόπο από τη βαρύτητα.

Για παράδειγμα:

Η διαφορά στο ύψος μπορεί να χρησιμεύσει σαν πίεση σε ένα υγρό όταν μιλάμε για ένα υδραγωγείο ή για έναν ιατρικό ορό. Επίσης, με τη βοήθεια της βαρύτητας έχουμε τη δυνατότητα να παράγουμε ηλεκτρικό ρεύμα από τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια.

Ένα ωρολόγιο που λειτουργεί με ένα εκκρεμές βασίζει τη λειτουργία του στη δύναμη της βαρύτητας για τον υπολογισμό του χρόνου.

Ο τεχνητός ορίζοντας στα αεροσκάφη και άλλα ιπτάμενα μέσα αποτελεί εφαρμογή της δύναμης της βαρύτητας για να απεικονίζει την κλίση του αεροπλάνου.

Τέλος, οι τεχνητοί δορυφόροι είναι και αυτοί μια εφαρμογή της βαρύτητας που μαθηματικά είχε διατυπωθεί στο έργο "Principia" του Νεύτωνα.

Θεωρίες για τη βαρύτητα[]

Σήμερα υπάρχουν πολλές θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν τη φύση της βαρύτητας, αλλά και της αντιβαρύτητας (σκοτεινής ενέργειας).

Αποδεδειγμένες θεωρίες[]

Νόμος της παγκόσμιας έλξης, όπως διατυπώθηκε από το Νεύτωνα.
Γενική Θεωρία Σχετικότητας. Περιγράφει την βαρυτική δύναμη μέσω των καμπυλώσεων του χωρόχρονου παρουσία μάζας. Καταρρέει σε ακραίες συνθήκες, πχ βαθειά μέσα σε μία μαύρη τρύπα και στα πρώιμα στάδια ζωής του σύμπαντος.

Μη-αποδεδειγμένες θεωρίες[]

Εναλλακτικές της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, πχ Θεωρία του Yilmaz.
Κβαντική θεωρία της βαρύτητας (Quantum Gravity) (http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/qg_home.html) Αποτελεί μοντέλο της βαρύτητας συμβατό με τις αρχές της Κβαντικής Θεωρίας.
Ενέργεια Μηδενικού Σημείου (Zero Point Energy). (http://www.calphysics.org/zpe.html) Μία από τις βασικές αρχές της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας είναι ότι το Απόλυτο Κενό είναι εντελώς άδειο από ύλη και ενέργεια.

Όμως σύμφωνα με την Κβαντική Θεωρία όμως γνωρίζουμε ότι το απόλυτο κενό διαθέτει επίσης ενέργεια. Σε ένα κενό, μετά από την απομάκρυνση όλης της ύλης και ενέργειας εξακολουθούν να υφίστανται απρόβλεπτες, τυχαίες διακυμάνσεις της λεγόμενης Ενέργειας Κενού (μηδενικού σημείου). Το περίφημο φαινόμενο Casimir, το οποίο έχει αποδειχθεί πειραματικά, ίσως αποτελεί την απόδειξη ύπαρξης της ενέργειας του κενού.

Θεωρία Υπερχορδών (http://superstringtheory.com/) Αποτελεί θεωρία ενοποίησης των τεσσάρων Θεμελιωδών Αλληλεπιδράσεων, ιδιαίτερα στις ακραίες συνθήκες στις οποίες καταρρέει η Γενική Θεωρία Σχετικότητας.
Θεωρία Μ. Αποτελεί υπερσύνολο όλων των διαφορετικών εκδοχών θεωριών των υπερχορδών (Mother theory).
Θεωρία Κοσμικού Πληθωρισμού (Cosmic Inflation) (http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/inf_home.html) Το Σύμπαν διέρχεται μία φάση εκθετικής διαστολής λόγω της αρνητικής (απωθητικής) πίεσης της Ενέργειας Κενού. Εξηγεί γιατί το Σύμπαν μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη εμφανίζεται επίπεδο (η απόσταση μεταξύ δύο σημείων δίδεται από την Ευκλείδια Γεωμετρία), ομογενές και ισότροπο (δηλαδή σε οποιαδήποτε θέση και να βρίσκεται ένας παρατηρητής και προς οποιαδήποτε κατεύθυνση κατευθύνει το βλέμμα του θα διακρίνει τα ίδια γενικά χαρακτηριστικά).
Θεωρία Βρανών (Brane Cosmology). Προέρχεται από τη Θεωρία Υπερχορδών. Μέσα στον πολυδιάστατο χώρο, το τετραδιάστατο Τοπικό Σύμπαν, όπως και τα υπόλοιπα Σύμπαντα βρίσκονται σε παράλληλες μεμβράνες (branes). Η βαρύτητα διαπερνά όλα τα Σύμπαντα-μεμβράνες προκαλώντας και το φαινόμενο της Σκοτεινής Ενέργειας, τη φύση της οποίας προσπαθούν να εντοπίσουν οι ερευνητές. Η επίδραση αυτή μεταβάλλει το νόμο του Νεύτωνα στον υποχιλιοστομετρικό χώρο.

Θεωρίες για τη βαρύτητα

Αποδεδειγμένες Θεωρίες	Εναλλακτικές Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας	Θεωρίες Ενοποιημένων Πεδίων	Άλλες
Νευτώνεια βαρύτητα Κλασσική μηχανική Γενική Θεωρία Σχετικότητας Ημικλασσική Βαρύτητα (Semiclassical gravity) Twistor theory	Classical theories of gravitation (S) Conformal gravity (S) Βαθμωτές Θεωρίες Βαρύτητας Nordström Yilmaz Scalar-tensor theories (S) Brans-Dicke Self-creation cosmology Bimetric theories Other alternatives Einstein-Cartan Cartan connection Θεωρία Whitehead Μη-συμμετρική θεωρία Scalar-tensor-vector Gravity Tensor-vector-scalar Gravity	Τηλεπαραλληλισμός Γεωμετροδυναμική Κβαντική Bαρύτητα Discrete Lorentzian QG Euclidean QG Induced gravity Loop Quantum Gravity Wheeler-deWitt eqn Θεωρίες του παντός Υπερβαρύτητα Θεωρία Μ Θεωρία Υπερχορδών Θεωρία Χορδών	Περισσότερων διαστάσεων από τη Γενική Θεωρία Θεωρία Kaluza-Klein Μοντέλο DGP Εναλλακτικές της Νευτώνειας θεωρίας Αριστοτέλης Le Sage Θεωρία Τροποποιημένης Νευτώνειας Δυναμικής Μη-ταξινομημένες Composite Gravity Massive Gravity

Υποσημειώσεις[]

Εσωτερική Αρθρογραφία[]

Βιβλιογραφία[]

Ιστογραφία[]

Κίνδυνοι Χρήσης

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες
σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια
ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι
η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη,
την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει.

"Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα
να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο,
η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης"
του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει."

Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι
όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς,
και για μακρά χρονική περίοδο,
αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία,
ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε.

Επίσης,
Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)"
(όχι μόνον, της Sciencepedia
αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)),
αν και άκρως απαραίτητοι,
είναι αδύνατον να ελεγχθούν
(λόγω της ρευστής φύσης του Web),
και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν
σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο.
Ο αναγνώστης πρέπει να είναι
εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)