एथन से पूछें: क्या शून्य गुरुत्वाकर्षण बिल्कुल संभव है?

नासा का घटा हुआ गुरुत्वाकर्षण विमान, जिसे आधिकारिक तौर पर "वेटलेस चमत्कार" कहा जाता है और अनौपचारिक रूप से "उल्टी धूमकेतु" [उल्टी धूमकेतु] है। फोटो में - मॉडल डगलस डीसी -9 का एक संशोधित संस्करण

वे कहते हैं कि पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर अंतरिक्ष में उड़ने वाले अंतरिक्ष यात्री शून्य आकर्षण का अनुभव करते हैं - वजन की वास्तविक कमी। हालांकि, वे अभी भी ब्रह्मांड में पृथ्वी, चंद्रमा, सूर्य और अन्य सभी द्रव्यमानों से आकर्षित हैं। तो शून्य गुरुत्वाकर्षण कैसे काम करता है, और क्या ऐसा होता है? यह प्रश्न पाठकों में से एक ने पूछा था:

मैं शून्य गुरुत्वाकर्षण में आईएसएस पर किए गए प्रयोगों और साथ ही शून्य गुरुत्वाकर्षण में मौजूद लोगों के अध्ययन के बारे में सुनता हूं। लेकिन क्या शून्य गुरुत्वाकर्षण है?

एक बहुत अच्छा सवाल, इस तथ्य के बावजूद कि आप इस सनसनी का अनुभव कर सकते हैं न केवल अंतरिक्ष में।


2006 के मनोरंजन पार्क " सिक्स फ्लैग्स ओवर जॉर्जिया " में "फ्री फॉल" का आकर्षण

जो आप अभी कर रहे हैं उसके बीच अंतर के बारे में सोचें - और आप सबसे अधिक संभावना है - और मुक्त गिरावट। अंतर कुर्सी में नहीं है, सीट में नहीं है और आप पर अभिनय के गुरुत्वाकर्षण के बल में नहीं है। यह सब उड़ान के दौरान संरक्षित किया जा सकता है - जैसे कि एक सवारी में एक स्वतंत्र गिरावट के साथ। अंतर यह है कि आप सीट (या फर्श या बिस्तर) को विपरीत दिशा में धकेलते हुए, गुरुत्वाकर्षण का विरोध करते हुए महसूस करते हैं। यह तथ्य कि आपको गिरने की अनुभूति नहीं होती है, गुरुत्वाकर्षण से नहीं, बल्कि सामान्य बल से जुड़ा होता है। यह सामान्य नहीं है क्योंकि यह असामान्य के विपरीत है, लेकिन क्योंकि यह सामान्य के साथ निर्देशित है, अर्थात यह उस सतह के लंबवत है जिस पर आप खड़े होते हैं, बैठते हैं या झूठ बोलते हैं।


गुरुत्वाकर्षण बल (लाल) और सामान्य बल (नीला), परिमाण के बराबर और दिशा में विपरीत, पृथ्वी पर किसी भी द्रव्यमान को प्रभावित करते हैं

आइए इस शक्ति को समाप्त करें। यह किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

1. सतह को हटाने से जो इसे प्रदान करता है - फर्श, कुर्सी, जो भी हो।
2. गुरुत्वाकर्षण को बंद करना, जिसकी वजह से आपका वजन कम होगा।
3. आपके और सतह के परमाणुओं के बीच विद्युत चुम्बकीय बातचीत को अक्षम करके।

पहले मामले में, आप बस नीचे गिरते हैं, जैसे कि आप अचानक हवा में दिखाई देते हैं और गिरने लगे। दूसरे में, आप समझेंगे कि सामान्य बल ने केवल इसलिए काम किया क्योंकि गुरुत्वाकर्षण ने आपको पृथ्वी की ओर खींचा, और मंजिल अपने रास्ते पर थी और आपको दिशा में विपरीत बल के समान परिमाण के साथ पीछे धकेल दिया, जिसके कारण आप उस स्थान पर बने रहे। यदि आप गुरुत्वाकर्षण को बंद कर देते हैं, तो इसका प्रभाव शून्य होगा, और बल के विपरीत यह समान होगा। तीसरे मामले में, गुरुत्वाकर्षण बना रहेगा, और आपको पृथ्वी के केंद्र तक खींच ले जाएगा, लेकिन फर्श परमाणुओं और आपके परमाणुओं के बीच विद्युत चुम्बकीय बलों के बिना, आप नीचे गिर जाएंगे।



केवल एक गुरुत्वाकर्षण बल गिरने वाले शरीर पर कार्य करता है, और ऐसा लगता है कि यह एक परवलय का वर्णन करता है, लेकिन वास्तव में यह दीर्घवृत्त का एक छोटा सा हिस्सा है, जिसमें से एक foci पृथ्वी के केंद्र में है। यदि आप विद्युत चुंबकत्व को बंद कर देते हैं, तो गेंद लगभग 90 मिनट में एक पूर्ण दीर्घवृत्त का वर्णन करेगी

ये तीनों मामले बहुत अलग हैं। पहले मामले में, गुरुत्वाकर्षण आपको पृथ्वी के केंद्र तक ले जाएगा, त्वरण के साथ जो हवा के खिलाफ घर्षण के कारण, या पृथ्वी की कार्रवाई या आप पर अन्य ठोस शरीर के कारण बंद हो जाएगा। दूसरे मामले में, आप भारहीन हो जाएंगे, और बिल्कुल भी तेजी नहीं करेंगे - यह शून्य गुरुत्वाकर्षण होगा। तीसरे में, आप पृथ्वी के केंद्र की ओर बढ़ते हुए गति करेंगे, एक foci में पृथ्वी के केंद्र के साथ एक दीर्घवृत्त का वर्णन करते हुए, और लगभग 90 मिनट में प्रारंभिक बिंदु पर वापस आ जाएंगे।

लेकिन तीनों ही मामलों में, शुरुआत में आप एक ही भावना का अनुभव करेंगे।


आईएसएस में सवार अंतरिक्ष यात्री और फल। गुरुत्वाकर्षण अक्षम नहीं है, लेकिन यह उसी तरह से तेजी लाता है, जिससे शून्य गुरुत्वाकर्षण की भावना पैदा होती है

वजन की कमी की यह भावना, पेट को ऊपर उठाना, भटकाव - यह शून्य गुरुत्वाकर्षण की भावना है। यहां तक ​​कि अजनबी तथ्य यह है कि आप अपनी आँखें खोले बिना दूसरे और तीसरे विकल्प में अंतर नहीं कर सकते थे। गुरुत्वाकर्षण के वियोग और मुक्त पतन के साथ निरंतर त्वरण के बीच अंतर करना असंभव है। यह उल्टा लग सकता है, लेकिन यह मूल सिद्धांत है, जिसने आइंस्टीन को सामान्य सापेक्षता के निर्माण के लिए प्रेरित किया। और यहाँ हम आज आइंस्टीन की समानता के सिद्धांत के बारे में जानते हैं।


एक त्वरित रॉकेट में और पृथ्वी पर फर्श पर गिरने वाली गेंद का समान व्यवहार - समतुल्यता के आइंस्टीन सिद्धांत का प्रदर्शन

सिद्धांत बताता है कि गुरुत्वाकर्षण त्वरण और त्वरण के किसी भी अन्य रूप के बीच अंतर करना असंभव है - उदाहरण के लिए, रॉकेट रूपांतरण। यदि, आपके संदर्भ प्रणाली के साथ, आप एक साथ और समान रूप से गति करते हैं, तो आपकी स्थिति त्वरण की अनुपस्थिति के बराबर होगी [गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में - लगभग। ट्रांस।]। पृथ्वी पर महसूस होने वाला बल, अपनी धुरी पर घूमता हुआ और सूर्य के चारों ओर घूमता हुआ, उस बल के समान है जिसे आप महसूस करेंगे कि सूर्य गायब हो गया है, और पृथ्वी बस अंतरिक्ष की गहराई में अकेले घूमेगी।



शून्य गुरुत्वाकर्षण की बात करें तो हमारा मतलब यह नहीं है कि गुरुत्वाकर्षण गायब हो जाता है। ब्रह्मांड में कोई जगह नहीं है जहां हम गुरुत्वाकर्षण से छिपा सकते हैं, और हमें इसकी आवश्यकता नहीं है। हमें केवल सामान्य बल को बंद करने की आवश्यकता है, जिसका अर्थ है कि हमें और हमारी संदर्भ प्रणाली को एक साथ समान रूप से गिरने देना। हमें केवल अपने परिवेश के साथ तेजी लाने की जरूरत है। यह सिद्धांत "उल्टी धूमकेतु" पर उड़ान के दौरान भी काम करता है, जब विमान के इंजन बंद हो जाते हैं, और यह लगभग 40 सेकंड के लिए स्वतंत्र रूप से गिरता है, और आप बोर्ड पर हैं।


2006 में एक शून्य गुरुत्वाकर्षण कूद के दौरान एक उल्टी धूमकेतु के यात्री

शून्य गुरुत्वाकर्षण की आपकी भावना गिरने की तरह हो सकती है, केवल हवा के चलने के अतीत के बिना। यह सिर्फ इतना है कि आपके बीच कोई सापेक्ष गुरुत्व नहीं है और आप "डाउन" दिशा के रूप में क्या महसूस करते हैं। यदि आप इस अर्थ में लंबे समय तक अपने आप को शून्य गुरुत्वाकर्षण के लिए उजागर करते हैं, तो आप विभिन्न शारीरिक बीमारियों से पीड़ित होना शुरू हो जाएंगे: हड्डी की हानि, मांसपेशियों में शोष, धुंधली दृष्टि या यहां तक ​​कि अंधापन, पैरों पर कॉर्न्स की हानि (जिससे पैरों पर त्वचा का नुकसान होता है) और, अनुपस्थिति में बल के अपने अंदरूनी हिस्सों को एक साथ खींचना, गैस गठन में वृद्धि। और ये सभी जोखिम हैं जो अंतरिक्ष यात्री लेते हैं। अपोलो 16 अभियान के एक सदस्य, जॉन यंग, ​​विशेष रूप से चंद्रमा पर पेट फूलने से पीड़ित होने के लिए जाने जाते हैं, जिसका श्रेय उन्होंने फ्लोरिडा संतरे के रस को दिया।



शाब्दिक रूप से, ब्रह्मांड में कोई शून्य गुरुत्वाकर्षण नहीं है, क्योंकि आप लंबी दूरी के बल से छिप नहीं सकते हैं। लेकिन आपके शरीर की शारीरिक संवेदनाओं के दृष्टिकोण से, जब तक आपका वातावरण आपके साथ समान रूप से त्वरित होता है, तब तक आप अंतर नहीं खोज सकते। यदि आप अपने अनुभव के दृष्टिकोण से उनका मूल्यांकन करते हैं तो शून्य गुरुत्वाकर्षण और मुक्त पतन पर्यायवाची हैं। इसलिए, हालांकि यूनिवर्स में कुछ भी शून्य गुरुत्वाकर्षण का अनुभव नहीं कर सकता है, यदि आप गुरुत्वाकर्षण को केवल नीचे खींचते हैं - जब तक आप किसी ऐसी चीज पर ठोकर नहीं खाते हैं जो आपका विरोध करेगी - आपको इस प्रभाव के लिए सर्वोत्तम संभव प्रतिस्थापन मिलेगा। कम से कम आइंस्टीन के लिए यह पर्याप्त था, अंतरिक्ष यात्रियों के लिए यह पर्याप्त था, और हमारे लिए भी पर्याप्त होना चाहिए।

एथन सीगल - खगोल वैज्ञानिक, विज्ञान लोकप्रिय, एक बैंग्स के साथ शुरुआत के लेखक! उन्होंने "बियॉन्ड द गैलेक्सी" [ बियॉन्ड द गैलेक्सी ], और "ट्रैकनोलॉजी: स्टार ट्रेक का विज्ञान" [ ट्रेकोनोलॉजी ] किताबें लिखीं ।