Классическая теория гравитации. Загадки гравитации - основной силы вселенной

1.

Классическая теория
гравитации. Загадки
гравитации – основной силы
вселенной
Темкина Дарья
3753802/40001

2.

Определение гравитации
Гравитация — фундаментальная сила,
управляющая движением тел в Вселенной и
связывающая различные явления. Она
отвечает за движение планет, Луны, комет и
других объектов в космосе.
Гравитация определяет жизненные циклы
звезд, начиная с их формирования в облаках
газа и пыли и заканчивая коллапсом в
черные дыры или нейтронные звезды.

3.

Основы классической теории гравитации
Закон всемирного
тяготения
Инерция тел
Сила пропорциональна массам
если на них не действуют силы.
Объекты сохраняют движение,
и обратно пропорциональна
квадрату расстояния.
Влияние массы
Масса искривляет пространство-время вокруг себя.

4.

Закон всемирного тяготения
Сформулирован Исааком Ньютоном в 1687 году.
Закон всемирного тяготения утверждает, что любые два
тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой,
которая прямо пропорциональна произведению их
масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния
между телами.
F – сила притяжения между
двумя телами;
G – гравитационная постоянная
(6,67430∙10-11 Н∙м2/кг2);
m1, m2 – массы тел;
R – расстояние между телами.

5.

Общая теория
относительности Эйнштейна
Gµν — тензор Эйнштейна,
Гравитация как
искривление
пространства-времени
Гравитационное
линзирование, замедление
времени, черные дыры и
Λ — космологическая постоянная,
gµν — метрический тензор,
Массы и энергия искривляют
Tµν — тензор энергии-импульса,
пространство, влияя на
G — гравитационная постоянная,
Предсказания ОТО
волны.
движение тел.
c — скорость света в вакууме.
Применение
Используется в GPS и астроф изике для точных расчетов.

6.

Загадки гравитации
Квантовая гравитация — одна из
самых интригующих и сложных задач
в современной физике.
Некоторые особенности
1. Пространство-время перестаёт быть непрерывным
2. Вакуум никогда не пребывает в состоянии покоя
3. На самых малых квантовых масштабах Вселенная может
быть заполнена крошечными микроскопическими чёрными
дырами
4. В областях сильной кривизны время может превращаться в
пространство

7.

Тёмная материя и тёмная
энергия
Тёмная материя
Форма материи, которая не
взаимодействует с электромагнитным
излучением, то есть не излучает и не
поглощает свет.
Тёмная энергия
Гипотетическ ая форма
энергии, которая
ок азывает
противодействие
гравитации и
ответственна за
ускоренное
расширение
Вселенной.

8.

Влияние тёмной материи и
энергии
Структура Вселенной
Тёмная материя ф ормирует галактики и крупномасштабные
структуры.
Судьба Вселенной
Тёмная энергия может привести к бесконечному расширению и
"теплой смерти".

9.

Чёрные дыры и сингулярности
Чёрная дыра
Область в космосе, где гравитационное
поле настолько интенсивно, что ничто не
может покинуть её, включая свет.
Сингулярность
Точк а в цент ре ч ёрной д ыры,г де
бол ьшинст воз аконов физ ики
перестают д ейст воват ь, происходит
искаже ние прост ранства-в ремени и
разрыв ег ос т руктуры.
Горизонт событий
Граница, пос лек от орой ничт о не
может в ернутьс я .

10.

Странности связанные с
сингулярностью и чёрными
дырами
Разрывы в пространстве-времени
Внутри сингулярности нет времени и пространства.
Гипотеза бесконечности
Концепция бесконечной плотности вызывает ф илософ ские вопросы.

11.

Гравитационны е волны
Особенности
1 . Возникают, когда два массивных объекта
вращаются друг вокруг друга.
2. Распространяются со скоростью света и
вызывают растяжение и сжатие
пространства-времени.
3. Отличие от звуковых или световых волн.
4. Имеют малую величину.
Применение
1 . Изучение Вселенной
2. Межзвёздная связь

12.

Альтернативны е теории гравитации
Теория MOND
Направлена на то, чтобы объяснить,
почему разные объекты во Вселенной
имеют разную массу, не используя
концепцию тёмной материи.
Теория о существовании гравиатции без массы
В её основе лежит идея о том, что
гравитация, может быть обусловлена
особыми топологическими структурами,
образовавшимися в ранней Вселенной.
Теория о существовании «топологических дефектов»
Сог ласное й, в местот ёмной мат ерии
Вселенная мо жет с одержат ьт онкие,
похо жие на о бол очку с л ои
«т ополог ических д е фектов»

13.

Современные эксперименты
Потенциальные открытия
1 . Возможные открытия включают
характеристики темной материи и
энергии, которые могут коренным
образом изменить понимание
гравитации.
2. Текущие эксперименты, такие как LIGO
и Virgo, исследуют гравитационные
волны, подтверждая теории Альберта
Эйнштейна.
Влияние на физику и космологию
1 . Новые данные о гравитации могут
повлиять на базовые аспекты ф изики,
включая модели Вселенной и теории
гравитационного взаимодействия.

14.

Заключение
Гравитация, будучи самой первой из открытых ф ундаментальных сил, остается и
самой загадочной. Классическая теория гравитации, позволила человечеству
описать движение планет, предсказать черные дыры и обнаружить гравитационные
волны. Однако, чем глубже наука проникает в природу этого взаимодействия, тем
больше новых вопросов возникает перед исследователями.