Гравитационное взаимодействие

Гравитация

(от лат. Gravitas - «тяжесть») - универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами.

Гравитация первым из четырех фундаментальных взаимодействий стала предметом научного исследования. В приближении малых скоростей и слабого гравитационного взаимодействия описывается теорией тяготения Ньютона, которая позволила впервые осознать истинную роль гравитации как силы природы; в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна.

Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Всякая частица находится под действием гравитационной силы, величина которой зависит от массы и энергии частицы.

Гравитационное взаимодействие

не проявляется в микромире. Оно проявляется в макромире и, особенно, в мегамире, играя первостепенную роль в структуре последнего.

Итак, гравитационное взаимодействие заключается во взаимном притяжении тел и определяется законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс m

и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними.

= G m1 m2 / r 2 ,

где G - гравитационная постоянная, G = 6,673·10-11 Н·м2кг2.

Для очень больших тел или же не имеющих определенной формы это выражение принимает более сложный вид.

Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли.

Законом всемирного тяготения описывается движение планет солнечной системы, нашей Галактики - Млечного Пути, а также других макрообъектов. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обуславливается некими элементарными частицами. Такие гипотетические частицы называют гравитонами. Гравитон не обладает собственной массой и поэтому переносимая им сила является дальнодействующей. Гравитационное взаимодействие между Солнцем и Землей объясняется тем, что частицы, из которых состоят Земля и Солнце, обмениваются гравитонами. Несмотря на то, что в обмене участвуют лишь гипотетические частицы, создаваемый ими эффект, безусловно, поддаётся измерению, потому что этот эффект - вращение Земли вокруг Солнца. Реальные гравитоны распространяются в виде волн, но они очень слабые и их трудно зарегистрировать, поэтому существование их к настоящему времени экспериментально не подтверждено.

Гравитация - это очень слабая сила, которую мы вообще не заметили бы, если бы не её специфические свойства, отличающие ее от других фундаментальных взаимодействий: гравитационные силы действуют на больших расстояниях и всегда являются силами притяжения.

Гравитационное взаимодействие в классическом представлении в процессах микромира существенной роли не играет. Однако в макропроцессах ему принадлежит определяющая роль.

Наиболее удивительной особенностью гравитации является ее малая интенcивность

. Гравитация

является самым слабым из четырех типов фундаментальных взаимодействий. Гравитационное взаимодействие в 1039 раз меньше силы взаимодействия электрических зарядов. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях, и все массы положительны, это, тем не менее, очень важная сила во Вселенной.

В частности, электромагнитное взаимодействие между телами на космических масштабах мало, поскольку полный электрический заряд этих тел равен нулю (вещество в целом электрически нейтрально). Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие.

Как может такое слабое взаимодействие оказаться господствующей силой во Вселенной?