Uzoq va qisqa muddatli harakat tamoyillari

Asosiy o'zaro ta'sirlarning xususiyatlari
Jadval shuni ko'rsatadiki, gravitatsiyaviy o'zaro ta'sir boshqa o'zaro ta'sirlarga qaraganda ancha zaifdir. Uning diapazoni cheksizdir. U mikroprotsesslarda muhim rol o'ynamaydi va ayni paytda katta massali ob'ektlar uchun asosiy hisoblanadi. Elektromagnit o'zaro ta'sir gravitatsiyaviydan kuchliroqdir, garchi uning ta'sir qilish radiusi ham cheksizdir. Kuchli va zaif o'zaro ta'sirlar juda cheklangan diapazonga ega.
Zamonaviy tabiatshunoslikning eng muhim vazifalaridan biri - har xil turdagi o'zaro ta'sirlarni birlashtiruvchi fundamental o'zaro ta'sirlarning yagona nazariyasini yaratishdir. Bunday nazariyani yaratish elementar zarralarning yagona nazariyasini qurishni ham anglatadi.
FUNDAMENTAL O'zaro ta'sirlar, 4 ta ASOSIY O'zaro ta'sirlar, mikro yoki makro darajada barcha fizik hodisalarni tushuntirib beruvchi elementar zarralar orasidagi o'zaro ta'sirning 4 turi. Fundamental oʻzaro taʼsirlarga (intensivlikning ortib borish tartibida) gravitatsion, kuchsiz, elektromagnit va kuchli oʻzaro taʼsirlar kiradi. Gravitatsion oʻzaro taʼsir barcha elementar zarralar oʻrtasida mavjud boʻlib, barcha jismlarning bir-biriga har qanday masofadagi tortishish kuchini belgilaydi (qarang Umumjahon tortishish qonuni ); u mikrokosmosdagi fizik jarayonlarda arzimas darajada kichik, lekin, masalan, kosmogoniyada katta rol o'ynaydi. Zaif o'zaro ta'sir faqat taxminan 10-18 m masofada o'zini namoyon qiladi va parchalanish jarayonlarini keltirib chiqaradi (masalan, ba'zi elementar zarralar va yadrolarning beta-emirilishi). Elektromagnit o'zaro ta'sir elektr zaryadiga yoki magnit momentga ega bo'lgan elementar zarralar orasidagi har qanday masofada mavjud; xususan, atomlardagi elektronlar va yadrolarning ulanishini aniqlaydi va elektromagnit nurlanishning barcha turlari uchun ham javobgardir. Kuchli o'zaro ta'sir taxminan 10-15 m masofada o'zini namoyon qiladi va atom yadrolarining mavjudligini belgilaydi. Ehtimol, barcha turdagi fundamental o'zaro ta'sirlar umumiy xususiyatga ega bo'lib, yagona fundamental o'zaro ta'sirning turli ko'rinishlari bo'lib xizmat qiladi. Bu elektromagnit va zaif fundamental o'zaro ta'sirlar (elektr zaif ta'sir deb ataladigan) uchun to'liq tasdiqlangan. Elektr zaif va kuchli o'zaro ta'sirlarning faraziy birlashuvi Buyuk birlashma deb ataladi va barcha 4 fundamental o'zaro ta'sir - superunifikatsiya; Ushbu farazlarni eksperimental tekshirish zamonaviy tezlatgichlarda erishib bo'lmaydigan energiyani talab qiladi.
Gravitatsiya (lot.dan. tortishish kuchi- jiddiylik) - tarixan birinchi o'rganilgan o'zaro ta'sir. Aristoteldan keyin barcha jismlar "o'z joyiga" (og'ir - Yerga, yorug'lik - yuqoriga) moyil ekanligiga ishonishgan. XVII-XVIII asrlar fizikasi. faqat gravitatsion o'zaro ta'sirlar ma'lum edi. Nyutonning fikriga ko'ra, ikkita nuqta massasi bir-birini ularni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltirilgan kuch bilan tortadi: Minus belgisi biz tortishish bilan shug'ullanayotganimizni ko'rsatadi, r- jismlar orasidagi masofa (tanalarning kattaligi ancha kichikroq deb ishoniladi r), t 1 va t 2 - tana massalari. Qiymat G- tortishish kuchlarining qiymatini aniqlaydigan universal konstanta. Agar og'irligi 1 kg bo'lgan jismlar bir-biridan 1 m masofada joylashgan bo'lsa, ular orasidagi tortishish kuchi 6,67 10 -11 n ga teng. Gravitatsiya universaldir, barcha jismlar unga bo'ysunadi va hatto zarrachaning o'zi ham tortishish manbai hisoblanadi. Agar qiymat G kattaroq edi, keyin kuch ham ortadi, lekin G juda kichik va subatomik zarralar dunyosidagi tortishish o'zaro ta'siri ahamiyatsiz va makroskopik jismlar orasida deyarli sezilmaydi. Kavendish kattalikni o'lchashga muvaffaq bo'ldi g, burilish og'irliklari yordamida. Universallik doimiysi G Bu koinotning istalgan joyida va vaqtning istalgan momentida 1 m masofa bilan ajratilgan 1 kg massali jismlar orasidagi tortishish kuchi bir xil qiymatga ega bo'lishini anglatadi. Shuning uchun, biz qiymati, deb aytish mumkin G tortishish tizimlarining tuzilishini aniqlaydi. Gravitatsiya yoki tortishish kichik zarralar orasidagi o'zaro ta'sirda unchalik muhim emas, lekin u sayyoralarni, butun quyosh tizimini va galaktikalarni ushlab turadi. Biz hayotimizda doimo tortishish kuchini his qilamiz. Qonun tortishish kuchining uzoq masofali tabiatini va tortishish o'zaro ta'sirining asosiy xususiyati - uning universalligini tasdiqladi.
Eynshteynning tortishish nazariyasi (GR) kuchli tortishish maydonlarida Nyuton qonunidan farqli natijalar beradi, kuchsizlarida - ikkala nazariya ham mos keladi. OTga ko'ra, tortishish kuchi- u fazo-vaqt egriligining ko'rinishidir. Jismlar ta'sir qilgani uchun emas, balki egri traektoriyalar bo'ylab harakatlanadi
tortishish kuchi, lekin ular egri fazo-vaqtda harakat qilgani uchun. Ular "eng qisqa yo'l bilan harakat qilishadi, tortishish esa geometriyadir". Fazo-vaqt egriligining ta'sirini nafaqat neytron yulduzlari yoki qora tuynuklar kabi qulab tushadigan ob'ektlar yaqinida aniqlash mumkin. Bu, masalan, Merkuriy orbitasining presessiyasi yoki Yer yuzasida vaqtning sekinlashishi (2.3-rasmga qarang, ichida). Eynshteyn tortishish kuchini tezlashtirilgan harakatning ekvivalenti sifatida tasvirlash mumkinligini ko'rsatdi.
O'z-o'zini tortishish kuchi ta'sirida koinotning siqilishiga yo'l qo'ymaslik va uning turg'unligini ta'minlash uchun u g'ayrioddiy xususiyatlarga ega bo'lgan tortishishning mumkin bo'lgan manbasini kiritdi, bu uning konsentratsiyasiga emas, balki materiyaning "itarilishi" ga va itaruvchi kuchga olib keldi. masofa ortishi bilan ortadi. Ammo bu xususiyatlar faqat olamning juda katta miqyoslarida namoyon bo'lishi mumkin. Qaytaruvchi kuch nihoyatda kichik va itaruvchi massaga bog'liq emas; shaklida taqdim etiladi qayerda t - massasi -
surilgan ob'ekt; r- uning itaruvchi jismdan uzoqligi; L- doimiy. Hozirda yuqori chegara mavjud L= 10 -53 m -2, ya'ni. 1 m masofada joylashgan massasi 1 kg bo'lgan ikkita jism uchun tortishish kuchi kosmik itarishdan kamida 10 25 marta oshadi. Massalari 10 41 kg bo'lgan ikkita galaktika 10 million sv masofada joylashgan bo'lsa. yillar (taxminan 10 22 m), keyin ular uchun tortishish kuchlari, agar qiymat bo'lsa, itarish kuchlari bilan taxminan muvozanatlangan bo'ladi. L ko'rsatilgan yuqori chegaraga haqiqatan ham yaqin. Bu qiymat hozirgacha o'lchanmagan, garchi u asosiy sifatida koinotning keng ko'lamli tuzilishi uchun muhim bo'lsa ham.