गुरुत्वाकर्षण के बारे में शीर्ष 6 बातें

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एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला के माध्यम से।

गुरुत्वाकर्षण एक ऐसी चीज है जिसके बारे में हम बहुत ज्यादा नहीं सोचते, कम से कम जब तक हम बर्फ पर फिसलते या सीढ़ियों पर ठोकर नहीं खाते। कई प्राचीन विचारकों के लिए, गुरुत्वाकर्षण बल भी नहीं था - यह केवल वस्तुओं की पृथ्वी के केंद्र की ओर डूबने की स्वाभाविक प्रवृत्ति थी, जबकि ग्रह अन्य, असंबंधित कानूनों के अधीन थे।

बेशक, अब हम जानते हैं कि गुरुत्वाकर्षण चीजों को नीचे गिराने से कहीं ज्यादा करता है। यह सूर्य के चारों ओर ग्रहों की गति को नियंत्रित करता है, आकाशगंगाओं को एक साथ रखता है और ब्रह्मांड की संरचना को ही निर्धारित करता है। हम यह भी मानते हैं कि गुरुत्वाकर्षण प्रकृति के चार मूलभूत बलों में से एक है, साथ ही विद्युत चुंबकत्व, कमजोर बल और मजबूत बल।

गुरुत्वाकर्षण का आधुनिक सिद्धांत -आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत- हमारे पास सबसे सफल सिद्धांतों में से एक है। उसी समय, हम अभी भी गुरुत्वाकर्षण के बारे में सब कुछ नहीं जानते हैं, जिसमें यह अन्य मूलभूत शक्तियों के साथ सटीक रूप से फिट बैठता है।

लेकिन यहां छह महत्वपूर्ण तथ्य हैं जो हम गुरुत्वाकर्षण के बारे में जानते हैं।

1. गुरुत्वाकर्षण अब तक का सबसे कमजोर बल है जिसे हम जानते हैं।गुरुत्वाकर्षण केवल आकर्षित करता है - चीजों को अलग करने के लिए बल का कोई नकारात्मक संस्करण नहीं है। और जबकि गुरुत्वाकर्षण इतना शक्तिशाली है कि आकाशगंगाओं को एक साथ पकड़ सकता है, यह इतना कमजोर है कि आप इसे हर दिन दूर करते हैं। यदि आप कोई पुस्तक उठाते हैं, तो आप पूरी पृथ्वी से गुरुत्वाकर्षण बल का प्रतिकार कर रहे हैं।

तुलना के लिए, एक परमाणु के अंदर एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन के बीच विद्युत बल उनके बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से लगभग एक क्विंटल (जो इसके बाद 30 शून्य वाला है) गुना अधिक मजबूत होता है। वास्तव में, गुरुत्वाकर्षण इतना कमजोर है, हम नहीं जानते कि यह कितना कमजोर है।

नासा के अंतरिक्ष यात्री करेन न्यबर्ग कक्षा में रहते हुए अपनी आंख की छवि बनाने के लिए एक फंडोस्कोप का उपयोग करते हैं। छवि क्रेडिट: नासा

2. गुरुत्वाकर्षण और वजन एक ही चीज नहीं हैं।अंतरिक्ष स्टेशन पर अंतरिक्ष यात्री तैरते हैं, और कभी-कभी हम आलसी होकर कहते हैं कि वे शून्य गुरुत्वाकर्षण में हैं। लेकिन यह सच नहीं है। एक अंतरिक्ष यात्री पर गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी पर उनके द्वारा अनुभव किए जाने वाले बल का लगभग 90 प्रतिशत है। हालांकि, अंतरिक्ष यात्री भारहीन होते हैं, क्योंकि वजन वह बल है जो जमीन (या कुर्सी या बिस्तर या जो कुछ भी) पृथ्वी पर उन पर वापस आती है।

एक बड़े फैंसी होटल में एक लिफ्ट पर बाथरूम का पैमाना लें और ऊपर और नीचे सवारी करते समय उस पर खड़े हों, किसी भी संदेहपूर्ण नज़र को नज़रअंदाज़ करें जो आपको मिल सकता है। आपके वजन में उतार-चढ़ाव होता है, और आप महसूस करते हैं कि लिफ्ट तेज और धीमी हो रही है, फिर भी गुरुत्वाकर्षण बल वही है। दूसरी ओर, कक्षा में, अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष स्टेशन के साथ-साथ चलते हैं। वजन बनाने के लिए उन्हें अंतरिक्ष यान की तरफ धकेलने के लिए कुछ भी नहीं है। आइंस्टीन ने इस विचार को सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत के साथ सामान्य सापेक्षता में बदल दिया।

3. गुरुत्वाकर्षण तरंगें बनाता है जो प्रकाश की गति से चलती हैं।सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण तरंगों की भविष्यवाणी करती है। यदि आपके पास दो तारे या सफेद बौने या ब्लैक होल परस्पर कक्षा में बंद हैं, तो वे धीरे-धीरे करीब आते हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगें ऊर्जा को दूर ले जाती हैं। वास्तव में, पृथ्वी भी गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करती है क्योंकि यह सूर्य की परिक्रमा करती है, लेकिन ऊर्जा का नुकसान नोटिस करने के लिए बहुत छोटा है।

हमारे पास ४० वर्षों से गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अप्रत्यक्ष प्रमाण हैं, लेकिन लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) केवलइस साल घटना की पुष्टि की. डिटेक्टरों ने एक अरब प्रकाश वर्ष से अधिक दूर दो ब्लैक होल के टकराने से उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों के फटने को पकड़ लिया।

सापेक्षता का एक परिणाम यह है कि निर्वात में प्रकाश की गति से तेज गति से कुछ भी यात्रा नहीं कर सकता है। यह गुरुत्वाकर्षण के लिए भी जाता है: यदि सूर्य के साथ कुछ कठोर हो जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण प्रभाव उसी समय हम तक पहुंच जाएगा जब घटना से प्रकाश आता है।

हमारे ब्रह्मांड में कुछ सबसे हिंसक घटनाओं में गुरुत्वाकर्षण तरंगें पैदा होती हैं, जैसे कि दो ब्लैक होल का विलय। one.छवि स्विनबर्न खगोल विज्ञान प्रोडक्शंस के माध्यम से /नासा जेपीएल।

4. गुरुत्वाकर्षण के सूक्ष्म व्यवहार की व्याख्या करते हुए शोधकर्ताओं ने एक लूप के लिए फेंक दिया है. प्रकृति की अन्य तीन मूलभूत शक्तियों का वर्णन क्वांटम सिद्धांतों द्वारा सबसे छोटे पैमाने पर किया जाता है - विशेष रूप से, मानक मॉडल। हालांकि, हमारे पास अभी भी गुरुत्वाकर्षण का पूरी तरह से काम करने वाला क्वांटम सिद्धांत नहीं है, हालांकि शोधकर्ता कोशिश कर रहे हैं।

अनुसंधान का एक तरीका लूप क्वांटम ग्रेविटी कहलाता है, जो अंतरिक्ष-समय की संरचना का वर्णन करने के लिए क्वांटम भौतिकी की तकनीकों का उपयोग करता है। यह प्रस्तावित करता है कि अंतरिक्ष-समय सबसे छोटे पैमाने पर कण की तरह है, वैसे ही पदार्थ कणों से बना है। पदार्थ एक लचीली, जाली जैसी संरचना पर एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक कूदने तक ही सीमित रहेगा। यह लूप क्वांटम गुरुत्व को एक परमाणु के नाभिक की तुलना में बहुत छोटे पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का वर्णन करने की अनुमति देता है।

एक अधिक प्रसिद्ध दृष्टिकोण हैस्ट्रिंग सिद्धांत, जहां कण - सहितगुरुत्वाकर्षण- तारों का कंपन माना जाता है जो प्रयोगों तक पहुंचने के लिए बहुत छोटे आयामों में कुंडलित होते हैं। न तो लूप क्वांटम ग्रेविटी और न ही स्ट्रिंग थ्योरी, न ही कोई अन्य सिद्धांत वर्तमान में गुरुत्वाकर्षण के सूक्ष्म व्यवहार के बारे में परीक्षण योग्य विवरण प्रदान करने में सक्षम है।

5. गुरुत्वाकर्षण को गुरुत्वाकर्षण नामक द्रव्यमान रहित कणों द्वारा ले जाया जा सकता है।मानक मॉडल में, कण अन्य बल-वाहक कणों के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। उदाहरण के लिए, फोटॉन विद्युत चुम्बकीय बल का वाहक है। क्वांटम गुरुत्व के लिए काल्पनिक कण गुरुत्वाकर्षण हैं, और हमारे पास कुछ विचार हैं कि उन्हें सामान्य सापेक्षता से कैसे काम करना चाहिए। फोटॉनों की तरह, ग्रेविटॉन के द्रव्यमान रहित होने की संभावना है। यदि उनके पास द्रव्यमान होता, तो प्रयोगों को कुछ देखना चाहिए था - लेकिन यह हास्यास्पद रूप से छोटे द्रव्यमान से इंकार नहीं करता है।

6. क्वांटम गुरुत्व सबसे छोटी लंबाई में प्रकट होता है जो कुछ भी हो सकता है।गुरुत्वाकर्षण बहुत कमजोर है, लेकिन दो वस्तुएं जितनी करीब होती हैं, उतनी ही मजबूत होती जाती हैं। अंततः, यह प्लैंक लंबाई के रूप में जानी जाने वाली बहुत छोटी दूरी पर अन्य बलों की ताकत तक पहुँचता है, जो एक परमाणु के नाभिक से कई गुना छोटा होता है।

यहीं पर क्वांटम गुरुत्व का प्रभाव मापने के लिए पर्याप्त मजबूत होगा, लेकिन किसी भी प्रयोग की जांच के लिए यह बहुत छोटा है। कुछ लोगों ने ऐसे सिद्धांत प्रस्तावित किए हैं जो क्वांटम गुरुत्व को मिलीमीटर पैमाने के करीब दिखाने देंगे, लेकिन अभी तक हमने उन प्रभावों को नहीं देखा है। अन्य लोगों ने क्वांटम गुरुत्व प्रभावों को बढ़ाने के लिए रचनात्मक तरीकों को देखा है, एक बड़े धातु बार में कंपन या अल्ट्राकोल्ड तापमान पर रखे परमाणुओं के संग्रह का उपयोग करते हुए।

ऐसा लगता है कि, सबसे छोटे पैमाने से लेकर सबसे बड़े पैमाने तक, गुरुत्वाकर्षण वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित करता रहता है। हो सकता है कि अगली बार जब आप टम्बल लें, तब कुछ सुकून मिले, जब गुरुत्वाकर्षण आपका ध्यान भी खींच ले।

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निचला रेखा: एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला से गुरुत्वाकर्षण के बारे में छह तथ्य।