ग्रेविटी और अरस्तू का इतिहास

सबसे व्यापक व्यवहारों में से एक जो हम अनुभव करते हैं, यह कोई आश्चर्य नहीं है कि यहां तक ​​कि शुरुआती वैज्ञानिकों ने यह समझने की कोशिश की कि वस्तुएं जमीन की ओर क्यों गिरती हैं। यूनानी दार्शनिक अरस्तू इस व्यवहार के वैज्ञानिक स्पष्टीकरण पर सबसे प्रारंभिक और सबसे व्यापक प्रयासों में से एक को इस विचार को सामने रखकर दिया कि वस्तुएं अपने "प्राकृतिक स्थान" की ओर बढ़ीं।

पृथ्वी के तत्व के लिए यह प्राकृतिक स्थान पृथ्वी के केंद्र में था (जो निश्चित रूप से, ब्रह्मांड के ब्रह्मांड के ब्रह्मांड में अरस्तू के ब्रह्मांड का केंद्र था)। पृथ्वी को घेरना एक गाढ़ा क्षेत्र था जो पानी का प्राकृतिक क्षेत्र था, जो हवा के प्राकृतिक दायरे से घिरा हुआ था, और फिर उससे ऊपर आग का प्राकृतिक क्षेत्र। इस प्रकार, पृथ्वी पानी में डूब जाती है, पानी हवा में डूब जाता है, और आग हवा से ऊपर उठती है। सब कुछ अरस्तू के मॉडल में अपनी प्राकृतिक जगह की ओर बढ़ता है, और यह दुनिया को कैसे काम करता है, इसके बारे में हमारी सहज समझ और बुनियादी टिप्पणियों के साथ काफी सुसंगत है।

अरस्तू ने आगे माना कि वस्तुएं ऐसी गति से गिरती हैं जो उनके वजन के समानुपाती होती है। दूसरे शब्दों में, यदि आपने एक लकड़ी की वस्तु और एक ही आकार की एक धातु की वस्तु ली और उन दोनों को गिरा दिया, तो भारी धातु की वस्तु आनुपातिक रूप से तेज गति से गिर जाएगी।

किसी पदार्थ के प्राकृतिक स्थान की ओर गति के बारे में अरस्तू के दर्शन लगभग 2,000 वर्षों तक चले थे, जब तक गैलिलियो गैलिली. गैलीलियो ने अलग-अलग भार की वस्तुओं को झुकाव वाले विमानों के नीचे लुढ़काते हुए प्रयोग किया (उन्हें छोड़ना नहीं था पीसा के टॉवर, इस आशय के लोकप्रिय एपोक्रिफ़ल कहानियों के बावजूद), और पाया कि वे साथ गिर गए वही त्वरण उनके वजन की परवाह किए बिना।

अनुभवजन्य साक्ष्य के अलावा, गैलीलियो ने इस निष्कर्ष का समर्थन करने के लिए एक सैद्धांतिक विचार प्रयोग का भी निर्माण किया। यहाँ बताया गया है कि आधुनिक दार्शनिक गैलीलियो की 2013 की पुस्तक में उनके दृष्टिकोण का वर्णन करता है अंतर्ज्ञान पंप और सोचने के लिए अन्य उपकरण:

"कुछ विचार प्रयोग कठोर तर्क के रूप में विश्लेषित होते हैं, अक्सर रूप के रिडक्टियो एड एब्सर्डम, जिसमें कोई अपने विरोधियों के परिसर को लेता है और एक औपचारिक विरोधाभास (एक बेतुका परिणाम) प्राप्त करता है, यह दर्शाता है कि वे सभी सही नहीं हो सकते हैं। मेरे पसंदीदा में से एक गैलीलियो के लिए जिम्मेदार सबूत है कि भारी चीजें हल्की चीजों (जब घर्षण नगण्य है) की तुलना में तेजी से गिरती नहीं हैं। यदि वे करते हैं, तो उन्होंने तर्क दिया कि चूंकि भारी पत्थर A हल्के पत्थर B की तुलना में तेजी से गिरता है, अगर हम B को A से बांधते हैं, तो पत्थर B एक खींच के रूप में कार्य करेगा, A को धीमा कर देगा। लेकिन A से B से बंधा A अकेले से अधिक भारी है, इसलिए दोनों को एक साथ A की तुलना में तेजी से गिरना चाहिए। हमने निष्कर्ष निकाला है कि B से A को बांधने से ऐसा कुछ बनेगा जो A की तुलना में तेज़ी और धीमी दोनों तरह से गिरता है, जो कि एक अंतर्विरोध है। "

द्वारा विकसित प्रमुख योगदान सर आइजक न्यूटन यह समझना था कि पृथ्वी पर गिरने वाली यह गति, चंद्रमा और अन्य वस्तुओं के अनुभव का गति का एक ही व्यवहार है, जो उन्हें एक-दूसरे के संबंध में रखता है। (न्यूटन की यह अंतर्दृष्टि गैलीलियो के काम पर बनाई गई थी, लेकिन यह भी हेलियोसेंट्रिक मॉडल को गले लगाकर और कोपरनिकन सिद्धांत, जो गैलीलियो के काम से पहले निकोलस कोपरनिकस द्वारा विकसित किया गया था।)

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के न्यूटन के विकास को अधिक बार कहा जाता है गुरूत्वाकर्षन का नियम, इन दो अवधारणाओं को एक गणितीय सूत्र के रूप में एक साथ लाया जो कि द्रव्यमान के साथ किसी भी दो वस्तुओं के बीच आकर्षण के बल को निर्धारित करने के लिए लागू होता था। के साथ साथ न्यूटन के गति के नियम, इसने गुरुत्वाकर्षण और गति की एक औपचारिक प्रणाली बनाई जो दो शताब्दियों के लिए वैज्ञानिक समझ को दिशाहीन करेगी।

गुरुत्वाकर्षण के बारे में हमारी समझ में अगला बड़ा कदम यही है अल्बर्ट आइंस्टीन, उसके रूप में सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत, जो मूल स्पष्टीकरण के माध्यम से पदार्थ और गति के बीच संबंध का वर्णन करता है कि द्रव्यमान के साथ वस्तुएं वास्तव में अंतरिक्ष और समय के बहुत कपड़े (सामूहिक रूप से स्पेसटाइम कहा जाता है) को मोड़ती हैं। यह वस्तुओं के मार्ग को एक तरह से बदल देता है जो गुरुत्वाकर्षण की हमारी समझ के अनुरूप है। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण की वर्तमान समझ यह है कि यह स्पेसटाइम के माध्यम से कम से कम पथ का अनुसरण करने वाली वस्तुओं का परिणाम है, जो आस-पास के बड़े पैमाने पर वस्तुओं के वारिंग द्वारा संशोधित है। हमारे द्वारा चलाए जाने वाले अधिकांश मामलों में, यह न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के शास्त्रीय कानून के साथ पूर्ण रूप से समझौता है। कुछ ऐसे मामले हैं जिनके लिए डेटा को सटीक स्तर तक सटीक करने के लिए सामान्य सापेक्षता की अधिक परिष्कृत समझ की आवश्यकता होती है।

हालांकि, कुछ ऐसे मामले हैं जहां सामान्य सापेक्षता भी हमें सार्थक परिणाम नहीं दे सकती है। विशेष रूप से, ऐसे मामले हैं जहां सामान्य सापेक्षता की समझ के साथ असंगत है क्वांटम भौतिकी.

इन उदाहरणों में से सबसे अच्छा ज्ञात एक की सीमा के साथ है ब्लैक होल, जहां क्वांटम भौतिकी द्वारा आवश्यक ऊर्जा की ग्रैन्युलैरिटी के साथ स्पेसटाइम का चिकना कपड़ा असंगत है। यह सैद्धांतिक रूप से भौतिक विज्ञानी द्वारा हल किया गया था स्टीफन हॉकिंग, एक व्याख्या में, जिसने ब्लैक होल की भविष्यवाणी की थी, के रूप में ऊर्जा विकीर्ण करती है हॉकिंग विकिरण.

हालांकि, क्या जरूरत है, गुरुत्वाकर्षण का एक व्यापक सिद्धांत है जो क्वांटम भौतिकी को पूरी तरह से शामिल कर सकता है। इस तरह के एक सिद्धांत क्वांटम गुरुत्वाकर्षण इन प्रश्नों को हल करने के लिए आवश्यक होगा। भौतिकविदों के पास ऐसे सिद्धांत के लिए कई उम्मीदवार हैं, जिनमें से सबसे लोकप्रिय है स्ट्रिंग सिद्धांत, लेकिन भौतिक वास्तविकता के सही विवरण के रूप में सत्यापित और व्यापक रूप से स्वीकार किए जाने के लिए पर्याप्त प्रायोगिक साक्ष्य (या यहां तक ​​कि पर्याप्त प्रायोगिक भविष्यवाणियां) देने वाला कोई नहीं।

गुरुत्वाकर्षण के एक क्वांटम सिद्धांत की आवश्यकता के अलावा, गुरुत्वाकर्षण से संबंधित दो प्रयोग-संचालित रहस्य हैं जिन्हें अभी भी हल करने की आवश्यकता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ब्रह्मांड में लागू करने के लिए गुरुत्वाकर्षण की हमारी मौजूदा समझ के लिए, एक होना चाहिए अनदेखी आकर्षक बल (जिसे डार्क मैटर कहा जाता है) जो आकाशगंगाओं को एक साथ रखने में मदद करता है और एक अनदेखी प्रतिकारक बल (बुलाया काली ऊर्जा) जो दूर की आकाशगंगाओं को तेज दर पर धकेलता है।