न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सार्वभौमिक नियम –
न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम को आमतौर पर कहा जाता है कि प्रत्येक कण ब्रह्मांड में हर दूसरे कण को एक ऐसे बल से आकर्षित करता है जो उनके द्रव्यमान के उत्पाद के समानुपाती होता है और उनके केंद्रों के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। कानून के प्रकाशन को “ प्रथम महान एकीकरण “ के रूप में जाना जाता है, क्योंकि यह ज्ञात खगोलीय व्यवहारों के साथ पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण की पहले वर्णित घटनाओं के एकीकरण को चिह्नित करता है।
यह एक सामान्य भौतिक नियम है जो अनुभवजन्य टिप्पणियों से प्राप्त हुआ है जिसे आइजैक न्यूटन ने आगमनात्मक तर्क कहा है। यह शास्त्रीय यांत्रिकी का एक हिस्सा है और न्यूटन के काम फिलोसोफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथेमेटिका (“द प्रिंसिपिया “) में तैयार किया गया था, जो पहली बार 5 जुलाई 1687 को प्रकाशित हुआ था। जब न्यूटन ने रॉयल सोसाइटी को अप्रैल 1686 में अप्रकाशित पाठ की पुस्तक 1 प्रस्तुत की थी।, रॉबर्ट हुक ने दावा किया कि न्यूटन ने उनसे व्युत्क्रम वर्ग नियम प्राप्त किया था।
न्यूटन के नियम को बाद में अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा हटा दिया गया है , लेकिन गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की सार्वभौमिकता बरकरार है और कानून अभी भी अधिकांश अनुप्रयोगों में गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के उत्कृष्ट सन्निकटन के रूप में उपयोग किया जाता है। सापेक्षता की आवश्यकता तभी होती है जब अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है, या बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों से निपटने के दौरान, जैसे कि अत्यधिक विशाल और घने वस्तुओं के पास पाए जाते हैं, या कम दूरी पर (जैसे सूर्य के चारों ओर बुध की कक्षा)।
इतिहास –
आरंभिक इतिहास –
1604 में, गैलीलियो गैलीली ने सही ढंग से अनुमान लगाया था कि गिरने वाली वस्तु की दूरी व्यतीत समय के वर्ग के समानुपाती होती है। 1640 और 1650 के बीच इटालियन जेसुइट्स ग्रिमाल्डी और रिकसियोली द्वारा मुक्त गिरावट में वस्तुओं की दूरी के संबंध की पुष्टि की गई थी । उन्होंने एक पेंडुलम के दोलनों को रिकॉर्ड करके पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण की गणना भी की थी।
व्युत्क्रम वर्ग कानून के प्रारंभिक इतिहास के बारे में एक आधुनिक मूल्यांकन यह है कि “1670 के दशक के अंत तक”, “गुरुत्वाकर्षण और दूरी के वर्ग के बीच व्युत्क्रम अनुपात” की धारणा आम थी और कई अलग-अलग लोगों द्वारा अलग-अलग तरीकों से उन्नत की गई थी। कारण”। वही लेखक रॉबर्ट हूक को एक महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण योगदान का श्रेय देता है, लेकिन उलटे वर्ग बिंदु पर हुक के प्राथमिकता के दावे को अप्रासंगिक मानता है, जैसा कि न्यूटन और हुक के अलावा कई व्यक्तियों ने सुझाव दिया था। वह इसके बजाय “ आकाशीय गतियों को संयोजित करने “ और न्यूटन की सोच को “केन्द्रापसारक” से दूर और “ केन्द्रापसारक “ की ओर ले जाने के विचार की ओर इशारा करता है।
साहित्यिक चोरी विवाद –
1686 में, जब न्यूटन के प्रिन्सिपिया की पहली पुस्तक रॉयल सोसाइटी को प्रस्तुत की गई , तो रॉबर्ट हुक ने न्यूटन पर यह दावा करते हुए साहित्यिक चोरी का आरोप लगाया कि उन्होंने उनसे “गुरुत्वाकर्षण के ह्रास के नियम” की “धारणा” ली थी, जो पारस्परिक रूप से केंद्र से दूरियों का वर्ग”। उसी समय ( एडमंड हैली की समकालीन रिपोर्ट के अनुसार) हूक ने सहमति व्यक्त की कि “इससे उत्पन्न वक्रों का प्रदर्शन” पूरी तरह से न्यूटन का था।
हुक के कार्य और दावे –
रॉबर्ट हुक ने 1660 के दशक में “विश्व की प्रणाली” के बारे में अपने विचार प्रकाशित किए, जब उन्होंने 21 मार्च, 1666 को रॉयल सोसाइटी को पढ़ा , “एक पर्यवेक्षण आकर्षक सिद्धांत द्वारा एक वक्र में प्रत्यक्ष गति के मोड़ के संबंध में” एक पत्र। और उन्होंने 1674 में उन्हें फिर से कुछ विकसित रूप में प्रकाशित किया, “अवलोकन से पृथ्वी की गति को साबित करने का एक प्रयास” के अतिरिक्त। हूक ने 1674 में घोषणा की कि उन्होंने “दुनिया की एक ऐसी प्रणाली की व्याख्या करने की योजना बनाई है जो अभी तक ज्ञात से कई विवरणों में भिन्न है”, तीन धारणाओं के आधार पर: कि “सभी खगोलीय पिंडों में, अपने स्वयं के केंद्रों के प्रति आकर्षण या गुरुत्वाकर्षण शक्ति है।
न्यूटन के काम और दावे –
न्यूटन ने मई 1686 में व्युत्क्रम वर्ग कानून पर हुक के दावे का सामना किया, इस बात से इनकार किया कि हुक को इस विचार के लेखक के रूप में श्रेय दिया जाना चाहिए। कारणों में, न्यूटन ने याद किया कि हुक के 1679 के पत्र से पहले इस विचार पर सर क्रिस्टोफर व्रेन के साथ चर्चा की गई थी। न्यूटन ने भी दूसरों के पूर्व के काम की ओर इशारा किया और स्वीकार किया, बुलियालडस सहित, (जिन्होंने सुझाव दिया, लेकिन प्रदर्शन के बिना, कि दूरी के व्युत्क्रम वर्ग अनुपात में सूर्य से एक आकर्षक बल था), और बोरेली (जिन्होंने सुझाव दिया, प्रदर्शन के बिना भी, कि सूर्य की ओर एक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के साथ प्रतिसंतुलन में एक केन्द्रापसारक प्रवृत्ति थी ताकि ग्रहों को दीर्घवृत्तों में स्थानांतरित किया जा सके)। डीटी व्हाईटसाइड ने न्यूटन की सोच में योगदान का वर्णन किया है जो बोरेली की पुस्तक से आया है, जिसकी एक प्रति न्यूटन के पुस्तकालय में उनकी मृत्यु के समय थी।
आधुनिक प्राथमिकता विवाद –
न्यूटन और हुक के समय से, विद्वानों की चर्चा ने इस सवाल को भी छुआ है कि क्या हूक के 1679 में ‘गति को संयोजित करने’ का उल्लेख न्यूटन को कुछ नया और मूल्यवान प्रदान करता है, भले ही उस समय हुक द्वारा वास्तव में दावा नहीं किया गया था। जैसा कि ऊपर वर्णित है, 1660 के दशक की न्यूटन की पांडुलिपियां उसे वास्तव में रेडियल निर्देशित बल या प्रयास के प्रभावों के साथ स्पर्शरेखा गति का संयोजन दिखाती हैं, उदाहरण के लिए परिपत्र मामले के लिए व्युत्क्रम वर्ग संबंध की व्युत्पत्ति में। वे न्यूटन को स्पष्ट रूप से रैखिक जड़ता की अवधारणा को व्यक्त करते हुए दिखाते हैं – जिसके लिए वह 1644 में प्रकाशित डेसकार्टेस के काम के लिए ऋणी थे (जैसा कि हुक शायद था)। ऐसा नहीं लगता कि ये मामले न्यूटन ने हुक से सीखे हैं।
न्यूटन के आरक्षण –
न्यूटन अपने स्मारकीय कार्य में गुरुत्वाकर्षण के अपने नियम को तैयार करने में सक्षम थे, वे “दूरी पर कार्रवाई” की धारणा से बहुत असहज थे, जो उनके समीकरणों में निहित था। 1692 में, बेंटले को लिखे अपने तीसरे पत्र में, उन्होंने लिखा: “कि एक पिंड किसी अन्य वस्तु की मध्यस्थता के बिना एक निर्वात के माध्यम से दूरी पर दूसरे पर कार्य कर सकता है, जिसके द्वारा और जिसके माध्यम से उनकी क्रिया और बल एक दूसरे से संप्रेषित किया जा सकता है, यह है मेरे लिए इतनी बड़ी बेतुकी बात है, मेरा मानना है कि कोई भी व्यक्ति जिसके पास दार्शनिक मामलों में सोचने की सक्षम क्षमता है, वह कभी भी इसमें नहीं पड़ सकता है।
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र –
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र एक सदिश क्षेत्र है जो गुरुत्वाकर्षण बल का वर्णन करता है जो अंतरिक्ष में किसी दिए गए बिंदु पर, प्रति इकाई द्रव्यमान में किसी वस्तु पर लागू होगा। यह वास्तव में उस बिंदु पर गुरुत्वीय त्वरण के बराबर है।
यह सदिश रूप का एक सामान्यीकरण है, जो विशेष रूप से तब उपयोगी हो जाता है जब दो से अधिक वस्तुएं शामिल हों (जैसे कि पृथ्वी और चंद्रमा के बीच एक रॉकेट)।
न्यूटन के सूत्र के साथ विरोधाभासी अवलोकन –
· न्यूटन का सिद्धांत ग्रहों की कक्षाओं के पेरिहेलियन की पुरस्सरण की पूरी तरह से व्याख्या नहीं करता है, विशेष रूप से बुध की, जिसका न्यूटन के जीवन के लंबे समय बाद पता चला था। न्यूटोनियन गणना के बीच प्रति शताब्दी में 43 आर्कसेकंड विसंगति है, जो केवल अन्य ग्रहों से गुरुत्वाकर्षण के आकर्षण से उत्पन्न होती है, और 19वीं शताब्दी के दौरान उन्नत दूरबीनों के साथ मनाया गया अग्रगमन।
· गुरुत्वाकर्षण द्वारा प्रकाश किरणों का अनुमानित कोणीय विक्षेपण (अपेक्षित गति से यात्रा करने वाले कणों के रूप में माना जाता है) जिसकी गणना न्यूटन के सिद्धांत का उपयोग करके की जाती है, खगोलविदों द्वारा देखे गए विक्षेपण का केवल आधा है। सामान्य सापेक्षता का उपयोग करने वाली गणनाएं खगोलीय प्रेक्षणों के बहुत करीब हैं।
· सर्पिल आकाशगंगाओं में, उनके केंद्रों के चारों ओर सितारों की परिक्रमा न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण और सामान्य सापेक्षता दोनों के नियमों की दृढ़ता से अवज्ञा करती है। हालांकि, खगोलभौतिकीविद् बड़ी मात्रा में डार्क मैटर की उपस्थिति को मानकर इस चिह्नित घटना की व्याख्या करते हैं।
आइंस्टीन का समाधान –
ऊपर दिए गए अवलोकनों के साथ पहले दो संघर्षों को आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा समझाया गया था , जिसमें गुरुत्वाकर्षण पिंडों के बीच प्रचारित बल के कारण वक्रित दिक् -काल की अभिव्यक्ति है। आइंस्टीन के सिद्धांत में, ऊर्जा और संवेग स्पेसटाइम को उनके आसपास के क्षेत्र में विकृत करते हैं, और अन्य कण स्पेसटाइम की ज्यामिति द्वारा निर्धारित प्रक्षेपवक्र में चलते हैं। इसने प्रकाश और द्रव्यमान की गतियों का विवरण दिया जो सभी उपलब्ध प्रेक्षणों के अनुरूप था। सामान्य सापेक्षता में, गुरुत्वाकर्षण बल एक काल्पनिक बल है जो दिक्-काल की वक्रता से उत्पन्न होता है , क्योंकि मुक्त पतन में किसी पिंड का गुरुत्वीय त्वरण इसके कारण होता हैविश्व रेखा दिक् -काल की एक जियोडेसिक है।
न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का समाधान –
एन – बॉडी प्रॉब्लम एक प्राचीन, क्लासिकल पप्रॉब्ल है, जिसमें आकाशीय पिंडों के एक समूह की एक -दूसरे के साथ गुरुत्वाकर्षण से इंटरैक्ट करने की अलग-अलग गतियों की भविष्यवाणी की जाती है। इस समस्या का समाधान – यूनानियों के समय से और – सूर्य, ग्रहों और दृश्यमान सितारों की गति को समझने की इच्छा से प्रेरित किया गया है। 20वीं शताब्दी में, गोलाकार क्लस्टर स्टार सिस्टम की गतिशीलता को समझना एक महत्वपूर्ण एन -बॉडी समस्या भी बन गई। सामान्य सापेक्षता में एन -बॉडी समस्याहल करना काफी अधिक कठिन है।
By Chanchal Sailani | January 1st, 2023 | Editor at Gurugrah_Blogs.
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