Закон всемирного тяготения и вселенная Ньютона

Двигаясь с  такой скоростью, спутник облетал  бы Землю за время 

     На самом деле период обращения спутника по круговой орбите вблизи поверхности Земли несколько превышает указанное значение из-за отличия между радиусом реальной орбиты и радиусом Земли.

     Движение  спутника можно рассматривать как  свободное падение, подобное движению снарядов или баллистических ракет. Различие заключается только в том, что скорость спутника настолько велика, что радиус кривизны его траектории равен радиусу Земли.

     Для спутников, движущихся по круговым траекториям  на значительном удалении от Земли, земное притяжение ослабевает обратно пропорционально  квадрату радиуса r траектории. Скорость спутника υ находится из условия

 
Таким образом, на высоких орбитах  скорость движения спутников меньше, чем на околоземной орбите.

Период T обращения  такого спутника равен 

Здесь T₁ – период обращения спутника на околоземной орбите. Период обращения спутника растет с увеличением радиуса орбиты. Нетрудно подсчитать, что при радиусе r орбиты, равном приблизительно 6,6 R_З, период обращения спутника окажется равным 24 часам. Спутник с таким периодом обращения, запущенный в плоскости экватора, будет неподвижно висеть над некоторой точкой земной поверхности. Такие спутники используются в системах космической радиосвязи. Орбита с радиусом r = 6,6 R_З называется геостационарной.

     На фоне впечатляющих успехов современной физики, гравитация остается самым загадочным природным явлением. Величие гравитации заключается в том, что ей подчиняется все существующее на свете, начиная от самой вселенной и кончая ее составляющими элементами. Впервые наиболее полно это и было осознанно великим английским ученым Исааком Ньютоном (1643...1727). Закон всемирного тяготения Ньютона, который стал первым научным законом, действующий во всей Вселенной.

     Современники  Ньютона не сразу осознали величие  гравитации. Христиан Гюйгенс, которого сам Ньютон называл великим ученым писал: «Мысль Ньютона о взаимном притяжении, я считаю нелепой и удивляюсь, как человек подобно Ньютона, мог сделать столь трудных исследований вычислений, не имеющих в основании ничего лучшего, чем эта мысль». 

     Мысль о том, что небесные тела обладают свойством притягивать, высказывали  ранее до Ньютона Николай Кузанский, Леонардо да Винчи, Коперник и Кеплер. «Тяжесть есть взаимная склонность между  родственными телами, стремящими слиться, соединиться воедино... В какое  место мы ни поместили бы Землю, тяжелые  тела вследствие природной им способности  будут всегда двигаться к ней... Если бы в каком-нибудь месте мира находились два камня на близком  расстоянии друг от друга и вне  сферы действия какого бы ни было родственного им тела, то эти камни стремились бы соединиться друг с другом подобно двум магнитам...» – писал в своей книге «Новая астрономия» Кеплер. Гениальные высказывания Кеплера были лишь только началом большого пути, которое стоило еще преодолеть. Из множества исследователей этот трудный путь суждено было пройти Ньютону. 

     Триумфальному шествию закона всемирного тяготения  предшествовал нелегкий период его  становления. К идее всемирного тяготения  несколько раньше Ньютона пришел Роберт Гук (1635...1703). Между Гуком и  Ньютоном шел долгий спор о приоритете в открытии закона всемирного тяготения. В отличие от высказываний Гука, Ньютон разработал математическую теорию тяготения и доказал численными методами действие закона тяготения. Взгляды на гравитацию своих предшественников Ньютон отобразил одной формулой ,которая является математической моделью гравитационного взаимодействия двух материальных тел. 

     После смерти Исаака Ньютона (1727 г.) закон  всемирного тяготения подвергся  новым испытаниям. Последним серьезным  возражением против закона всемирного тяготения считают публикацию французского математика и астронома Алексиса-Клода  Клеро в 1745 г. Некоторые детали вычисленной  им орбиты Луны, по его мнению, требуют  исправления закона

     Остается  последний вопрос: действительно ли всё произошло именно так? Никаких документальных свидетельств того, что Ньютон действительно занимался проблемой гравитации в тот период, к которому он сам относит свое открытие, сегодня нет, но документам свойственно теряться. С другой стороны, общеизвестно, что Ньютон был человеком малоприятным и крайне дотошным во всем, что касалось закрепления за ним приоритетов в науке, и это было бы очень в его характере — затемнить истину, если он вдруг почувствовал, что его научному приоритету хоть что-то угрожает. Датируя это открытие 1666-м годом, в то время как реально ученый сформулировал, записал и опубликовал этот закон лишь в 1687 году, Ньютон, с точки зрения приоритета, выгадал для себя преимущество больше чем в два десятка лет. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  используемой литературы:

А. Эйнштейн, А. Инфельд. Эволюция физики. – М.: Наука, 1965.

О.А. Быковский. Проблемы современной физики. –  Алма-Ата: Гылым. 1995.

П.И. Бакулин, Э.В. Кононович, В.И. Мороз. Курс общей астрономии. – М.: Наука, 1966.

Ю.А. Рябов. Движение небесных тел. – М.: Наука, 1988.

Периодические издания и в частности «Новости науки»

Для подготовки данной работы были использованы материалы  с сайтов:

 http://med-lib.ru/

http://www.physics.ru

http://ru.wikipedia.org

http://elementy.ru