Гравитационное взаимодействие

Общая характеристика взаимодействий.

Фундаментальные взаимодействия.

В основе каждого фундаментального взаимодействия лежит особое изначально присущее материи свойство, природу которого науке предстоит ещё выяснить. Носителем и количественной мерой этого свойства является некоторая зарядовая характеристика; у каждого взаимодействия - она своя, заряды разных типов «не замечают» друг друга.

Сила взаимодействия для любого типа взаимодействия

F = k × Q₁ ×·Q₂ ×·f(r),

где k – константа (относительная сила) взаимодействия; Q₁, Q₂ – соответствующие заряды участников взаимодействия; f(r) – функция, определяющая зависимость силы взаимодействия от расстояния.

Для любого взаимодействия справедлива следующая упрощенная модель: заряд фермиона (гравитационный, цветовой, др.) создаёт вокруг частицы поле, порождая соответствующие виртуальные частицы – бозоны; возмущение передаётся на определённое расстояние; оказавшись в радиусе действия своих однотипных зарядов, две реальные частицы начинают стабильно обмениваться виртуальными бозонами: одна частица испускает и тут же поглощает идентичный бозон, испущенный партнёром и наоборот; обмен бозонами создаёт эффект притяжения или отталкивания.

Все действующие в природе силы можно свести к четырем фундаментальным взаимодействиям:

1. Гравитационное взаимодействие;

2. Электромагнитное взаимодействие;

3. Сильное взаимодействие;

4. Слабое взаимодействие.

Некоторые характеристики взаимодействий приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Вид взаимодействия	Константа взаимодействия	Радиус действия
Гравитационное взаимодействие	6 × 10^-39	¥
Электромагнитное взаимодействие	1/137	¥
Сильное взаимодействие		10^-15 м
Слабое взаимодействие	10^-14	10^-17 м

Все встречающиеся в природе взаимодействия являются проявлением одного из этих взаимодействий или их комбинаций.

Самым слабым является гравитационное взаимодействие, поэтому в микромире это взаимодействие существенной роли не играет. Ему принадлежит определенная роль в макропроцессах. Значительно более интенсивным является слабое взаимодействие, еще более мощным является электромагнитное взаимодействие.

В гравитационном взаимодействии участвуют объекты, обладающие массой. Сила гравитационного притяжения согласно закону всемирного тяготения Ньютона:

,

где m₁ и m₂ – массы взаимодействующих объектов, r – расстояние между ними.

Гравитация обладает рядом особенностей, отличающих ее от других фундаментальных взаимодействий. Наиболее удивительной особенностью гравитации является ее малая интенсивность. Другая черта – универсальность. Ничто во Вселенной не может избежать гравитации. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации и сама является источником гравитации. Гравитация возрастает по мере образования все больших скоплений вещества. И хотя притяжение одного атома пренебрежимо мало, но результирующая сила притяжения со стороны всех атомов может быть значительна.

Гравитация – дальнодействующая сила. Хотя интенсивность гравитационного взаимодействия убывает с расстоянием, она может сказываться на очень удаленных друг от друга телах. В астрономических масштабах гравитационное взаимодействие играет главную роль: оно удерживает планеты на орбитах, звезды в галактиках, галактики в скоплениях, скопления в Метагалактике.

Сила гравитации всегда представляет собой силу притяжения. Гравитационное отталкивание еще никогда не наблюдалось.

Дата добавления: 2015-05-10