牛顿的宇宙论是什么?

发布日期:2019-08-02       浏览人数:

  我们还能够用一个常见的情景来描述引力。假设,当两小我送面奔驰时,他们会相互抓住对方的胳膊。若是这两小我的身高体严沉体一样,那么他们可能会拉动手转两圈之后又相互分隔。但假如送面奔驰的是父子的话,那么父亲就会把孩子抱起来并让其悬正在半空。从科学的角度注释这两种环境的话该当是如许的:当两个物体的分量差不多时,这两个物体味相互影响对方的活动径;而当两个物体的分量相差良多时,那么分量轻的物体就不会对分量大的物体的活动径发生几多影响。那些晚期的科学家们虽然也认识到地球的引力感化到了苹果之上,但却没有像牛顿那样认识到苹果对地球也了引力感化。

  取牛顿同时代的另一位名人是埃德蒙·哈雷,哈雷彗星就是以他定名的。哈雷留意到一些彗星正在汗青上呈现多次,此中有纪律可循。好比每隔76年天空中城市呈现一颗彗星,而每次彗星正在空中的活动径都一样。这是奇奥的巧合吗?比拟于每76年就会有一颗彗星正在统一片天空呈现的注释,他认为统一颗彗星的运转轨道是每隔76年就会飞临地球一次也许愈加合理。于是他正在1705年斗胆预言说这颗彗星会正在1755年呈现。虽然哈雷彗星公然如期而至,但可惜的是哈雷本人却因过早辞世而并未能亲眼这一汗青性的时辰。

  我们都晓得当一盏灯离我们越来越远时,它所发出的光会越变越暗。同样,当一个物体距离地球越来越远时,地球引力对它的影响也会越来越弱。1679年,遭到另一位敌手罗伯特·胡克的刺激,牛顿决定揭开引力对物体的影响到底有多大这一奥秘。

  当牛顿把这一理论同其他理论连系正在一路配合利用时,他发觉宇宙间一切物体的运转变化都变得有联系起来。从向伴侣扔球到发射火箭升空,从卫星沿轨道绕地球运转到地球绕太阳运转,所有这些现象都能够用新的理论加以注释。

  而这一切正在牛顿之后的300年间被人完全和否认,取而代之的是所有更精准和准确的注释。当“卡西尼号”飞船前去土星旅行时,人们是正在用牛顿发觉的数学和物理定律来计较飞船穿越太阳系应走的线,以及飞船达到时土星所处的。天文学家们操纵这些发觉来不雅测宇宙中星星和星系的运转。也许牛顿为人素性尖刻,但他的科学贡献却杰出非常,他是浩繁精采人物中的一位佼佼者。

  他提出的理论是:引力的大小跟着两个物体距离的平方反比而下降。也就是说若是彗星A距离一颗的程是彗星B的2倍的话,那么,A所遭到的引力的影响就该当是B的1/4;而当A距离该的是B的3倍的话,那么他所遭到的引力影响就只是B的1/9。这就是出名的平方反比定律。

  该当感激这些伟大的科学家,是他们让人类晓得了宇宙的大部门内容是有纪律可循的,是能够被预测的。恰是由于有了牛顿、胡克和哈雷等人以及牛顿所创制的数学言语——微积分,人类终究大白了为什么产糊口动,也弄大白了它们正在如何活动。正在人类的汗青上,人类从未正在如斯短暂的时间内对宇宙发生如斯多的科学领会,而雷同的发觉正在这之后要再等上几个世纪才会呈现。不得不说,这是一个伟大的世纪。

  从一起头,牛顿就认识到要想处理这一难题就必需利用合适的东西,而做为东西的数学科学正在其时却还十分,远远不克不及胜任这项工做。为此牛顿不得不先处理数学问题,然后再处理天文学问题。于是他发了然一种新的数学形式——微积分(莱布尼茨也正在统一时间创立了微积分),它能够被用来特地处理物体的活动取变化纪律的问题。

  从各种传说风闻来看,牛顿这小我的人品很是蹩脚。他不只言辞不善,待人尖刻,并且凡是被他视为敌手的人,他城市想方设法地将其置之死地。总之,他毫不是那种你情愿交结的伴侣。他这辈子花正在科学上的时间其实不多,由于他把大部门精神都集中正在研究炼金术上了,同时他还热衷于编撰教方面的册本。此外,他还掌管着英国国库,并且从头组织起了英国皇家学会并担任其办理工做。总之,他就是正在这些形形色色的工做傍边忙里偷闲地搞出了那些厚沉的数学、物理和天文学著做。

  1665年,当黑死病席卷英国时,无数的报酬此丢掉了人命。由于黑死病正在城市的风行程度远远跨越农村地域,因而牛顿决定分开剑桥大学搬到去这一瘟疫。做为一位十分杰出的学者,牛顿操纵这段时间起头思虑活动背后的奥秘。

  可能很难用言辞来描述牛顿的发觉到底有何等主要,仍是让我们举一些简单的例子吧。正在牛顿糊口的阿谁年代里,科学家们完全不晓得鸟儿会正在冬季飞去南方过冬,相反,他们认为这些鸟儿只是正在冬天躲到了水里;他们不晓得化石其实是古代生物的遗骸,只是把它们当做岩石中的奇异且另类的图案;他们不晓得流星是来自外太空的进入大气层时发生的燃烧现象,而只是把它们当成空中发生的火花。

  牛顿是第一个认识到引力正在宇宙中四处存正在的人,他的使他认识到让苹果落向地面的引力同样会影响一颗彗星,让其被拉向太阳,或是将月球拉向地球。现正在,只需再最初一个奥秘,那么一切的疑问都将送刃而解。

  虽然同哈雷一样,很多天文学家们曾经可以或许精确预测出到底是若何运转的,可是他们并无领会这背后的缘由,而牛顿的呈现却恰好填补了这一空白。

  仅仅过了一个世纪的时间,人们对宇宙的认识就发生了天崩地裂翻天覆地的变化。哥白尼提出地球并不是宇宙的核心,太阳也不是环绕着地球扭转;伽利略则提出地球只是太空浩繁中的一个,我们栖身正在这个之上是这个的独一出格之处;开普勒让人们认识到正在沿着轨道运转;而哈雷则指出彗星也有本人的轨道。

  有了微积分这个及格的东西后,牛顿起头将留意力集中到活动。他猜测可能引力是导致运转的缘由,但这毫不是独一的缘由。于是他提出了一个冲破性的假设:每个物体城市对其他物体发生引力感化,就像阿谁关于苹果的故事一样——地球的引力使苹果落向地面,同时苹果也正在向地球引力,将其拉向本人。只不外由于苹果的引力取地球引力比拟实正在过分细小,所以无法发生那种能让人检测到的影响。可是的环境就分歧了。假设两个的体积差不多大的话,那么每个都可能较着地影响相互的运转变化。