Posted by გრავიტაცია (მსოფლიო მიზიდულობა, ლათინურად-gravitas-სიმძიმე) – უნივერსალური ფუნდამენტური ურთიერთქმედება ყველა მატერიალურ სხეულს შორის. სუსტი გრავიტაციული ძალებისა და დაბალი სიჩქარეების დროს ის ნიუტონის მიზიდულობის თეორიით, ხოლო უფრო ზუსტად კი აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიით აღიწერება. გრავიტაცია არის ყველაზე სუსტი, ბუნებაში არსებულ ოთხ ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებათა შორის. კვანტურ ზღვარზე ის გადადის გრავიტაციის კვანტურ თეორიაში, რომელიც ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის შემუშავებული.
კლასიკური მექანიკის ჩარჩოებში გრავიტაციული ურთიერთქმედება აღიწერება ნიუტონის მსოფლიო მიზიდულობის კანონით. გრავიტაციული მიზიდულობის ძალა ორ მატერიალურ წერტილს შორის მასებით m1 და m2, დაშორებული მანძილით r, პროპორციულია ორივე მასისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა:
F = G m1m2/r2
სადაც G – გრავიტაციული მუდმივაა, დაახლოებით 6,67×10−11 მ³/(კგ·с²).
სხვა ურთიერთქმედებებისგან განსხვავებით, ზემოქმედებით გრავიტაცია უნევერსალურია ნებისმიერ მეტერიასა და ენერგიაზე. არ არის აღმოჩენილი ობიექტი, რომელსაც არ გააჩნია გრავიტაციული ურთიერთქმედება.
გრავიტაციის გლობალური ზემოქმედება პასუხისმგებელია ისეთ ფართომასშტაბიან ეფექტებზე, როგორიცაა გალაქტიკური სტრუქტურები, შავი ხვრელები და სამყაროს გაფართოება. აგრეთვე ელემენტარული ასტრონომული მოვლენები – პლანეტების ორბიტები, უბრალოდ, მიზიდულობა დედამიწის ზედაპირითან და მასზე სხეულების ვარდნა.
გრავიტაცია იყო პირველი ურთიერთქმედება, აღწერილი მათემატიკური თეორიით. არისტოტელე თვლიდა, რომ სხვადასხვა მასის ობიექტები განსხვავებული სიჩქარეებით ვარდება. მხოლოდ მოგვიანებით გალილეიმ ექსპერიმენტალურად დაადგინა, რომ ეს ასე არ არის – თუ გამოვრიცხავთ ჰაერის წინააღმდეგობას(ანუ ვაკუუმში) სხეულები თავისუფალი ვარდნის დროს ერთნაირად აჩქარდებიან.
ზოგადად, ისააკ ნიუტინის მიზიდულობის კანონი(1687) კარგად აღწერდა გრავიტაციის მოქმედებას. 1915 წელს ალბერტ აინშტაინის მიერ შექმნილი ფარდობითობის ზოგადი თეორია(ფარდობითობის თეორია) გაცილებით ზუსტად აღწერს მას დრო-სივრცის გეომეტრიაში. ძლიერ გრავიტაციულ ველში, ასევე სინათლის მახლობელი სიჩქარით(რელატივისტური) მოძრაობისას, თავს იჩენს ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ეფექტები: დრო-სივრცის გეომეტრიის ცვლილება, მიზიდულობის კანონის გადახრა ნიუტონისეულისგან, ექსტრემალურ შემთხვევაში – შავი ხვრელების გაჩენა; პოტენციალური დაგვიანება, დაკავშირებული ზღვრულ სიჩქარესთან, რომლითაც გრავიტაციული შეშფოთებები ვრცელდება: გრავიტაციული ტალღების გაჩენა; არაწრფივობის ეფექტი: გრავიტაციას აქვს თავის თავთან ურთიერთქმედების თვისება, ამიტომ სუპერპოზიციის პრინციპი(ნაწილაკზე რამოდენიმე გარეშე ძალის ზემოქმედების რეზულტატი არის ყველა ძალის ჯამი) ძლიერ ველში უკვე აღარ სრულდება. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი წინასწარმეტყველება გრავიტაციული გამოსხივების არსებობაა, თუმცა მისი ექსპერიმენტული პირდაპირი დამზერა დღემდე ვერ ხერხდება. არსებობს დამადასტურებელი ირიბი მტკიცებულებები: ენერგიის დანაკარგი მჭიდრო ორმაგ ვარსკვლავურ სისტემაში, რომელიც შედგება კომპაქტური ობიექტებისგან(ნეიტრონული ვარსკვლავები და შავი ხვრელები). კერძოდ, ცნობილ სისტემაში სახელად PSR B1913+16(ჰალს-ტეილორის პულსარი). აქ ენერგიის დანაკარგი სწორედ გრავიტაციული გამოსხივებით გაედინება.
მწვანე ფერით ნაჩვენებია მაგნ. ველი, ნაცრისფერით გამოსხივება, შუაში პატარა წერტილი თვითონ პულსარია.
PSR B1913+16, ორი ვარსკვლავიდან ერთ-ერთი ნეიტრონულია, + ით აღნიშნულია წერტილი, რომლის გარშემოც ვარსკვლავები ბრუნავენ(მასათა ცენტრი). ბრუნვის ორბიტალური მომენტი ყოველწლიურად 76 მკ.წმ-ით მცირდება, რაც 0,2%-ის სიზუსტით ემთხვევა ფარდობითობის საერთო თეორიის განტოლებების ამონახსნებს,
ენერგიის დანაკარგი გამოწვეულია გრავიტაციული გამოსხივებით. კიდევ ერთი ეფექტი, გამოწვეული ძლიერი გრავიტაციის მიერ არის სივრცის დეფორმაცია, რომელში მოძრაობისას ვარსკვლავის ბრუნვის ღერძის დახრილობა 300 წლიანი პერიოდით იცვლება(გეოდეზიური ეფექტი), ანუ 2025 წელს პულსარი ჩვენთვის უხილავი გახდება რადიოდიაპაზონში(მეცნიერებმა დროის შენელება ლაბორატორიაში გაზომეს; გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენის მნიშვნელობა ყველასათვის გასაგებ ენაზე).
მაგარია