Historien

Newton, Galileo og Gravity

Newton, Galileo og Gravity


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

En af de få ting, jeg husker fra min gymnasiefysik, er min lærer, der fortæller mig, at Newton opdagede ting som den universelle gravitationslov, simpelthen fordi hans oprindelige forudsætning var korrekt. Newton antog, at "tingene bevæger sig i en lige linje har en tendens til at blive ved med at bevæge sig, medmindre de er tvunget til at stoppe". Alle før Newton mislykkedes grundlæggende, fordi deres oprindelige forudsætning "ting, der bevæger sig i en lige linje, har en tendens til at bremse og stoppe, og medmindre de er tvunget til at fortsætte med at bevæge sig", var forkert, og denne liste over fejl inkluderer Galileo. Gelileo begik denne fejl og derfor kronede historien Newton for denne præstation i stedet for Galileo, selvom Galileo var så tæt på.

Men Thomas Pornins svar her siger, at Galileo gjorde den korrekte antagelse. Så mine spørgsmål er, gjorde Galileo den korrekte antagelse eller den forkerte antagelse? Hvis han gjorde den korrekte antagelse, hvad stoppede ham så fra at finde ud af loven om universel gravitation? Hvorfor forhindrede ham i at blive kronet før Newton? Det ville være fantastisk, hvis svaret kan bakkes op af en slags historisk bevis/referencer.


Inerti -princippet

Galileo var en tidlig og fremtrædende fortaler for inertiprincippet - groft sagt, at tingene naturligt bliver ved med at bevæge sig frem for naturligt at bremse. I sit svar fra 1624 til Ingoli beskrev han et specifikt eksperiment, som han påstod at have udført, hvor en sten blev tabt fra masten på et skib i bevægelse og ramt i bunden af ​​masten frem for bagved. (I skrifter fra denne æra er det nogle gange svært at sige, hvad der er et tankeeksperiment, og hvad der er et reelt eksperiment.) Hans syn på inerti var knyttet til hans forkæmper for kopernicanisme, som igen var mindst en stor faktor, der fik ham i problemer med Kirken. Galileo forstod ikke inerti i matematiske detaljer, og i detaljerne forstod han ikke klart, at det kun gjaldt lineær bevægelse, ikke cirkulær bevægelse.

Gravitation

Hvis han gjorde den korrekte antagelse, hvad stoppede ham så fra at finde ud af loven om universel gravitation?

Galileo levede efter Brahe og var en samtid af Kepler. Så Galileo havde data om planetarisk bevægelse, men det han manglede var den nødvendige matematik (beregning) og fysik (Newtons første og anden lov). Uden disse ingredienser var det ikke muligt for ham at finde ud af, som Newton gjorde, at en invers kvadratisk kraftlov ville forklare planternes observerede bevægelse. Selv meget senere, i Newtons levetid, var forestillingen om en omvendt firkantlov i luften og bredt mistænkt, men kun Newton havde værktøjerne til at strikke alt sammen.


Newton antog, at "ting, der bevæger sig i en lige linje, har tendens til at blive ved med at bevæge sig, medmindre de er tvunget til at stoppe"

Dette er hans første lov som anført i Newtons Principia i 1666; men 20 år tidligere, under den engelske borgerkrig, skrev Hobbes i sit Leviathan:

at når en ting ligger stille, medmindre noget andet rører ved den, vil den ligge stille for evigt, er en sandhed, som ingen tvivler på.

Dette var faktisk en sandhed, der først blev fastslået af Aristoteles; men kun på Jorden; i himlen antog han, at den naturlige bevægelse ikke var hvile, men cirkulær bevægelse. Hobbes siger imidlertid fortsat:

Men [forslaget] om, at når en ting er i bevægelse for evigt vil være i bevægelse, medmindre noget andet forbliver det, selvom grunden er den samme (nemlig at intet kan ændre sig selv), er det ikke så let at acceptere.

Det er også kendt, at Newton læste Lucretious episke kosmologiske digt De Rerum Natura om den epikuriske atomteori om stof:

Bogens åbningsangivelse går ned i detaljerne om atoms adfærd og kvaliteter. De er i evig bevægelse med enorm hastighed, da de i tomrummet ikke får nogen modstand fra mediet, og når de støder sammen, kan de kun afbøjes, ikke standses.

Således er det friktion (kollision i hans ord), der bremser bevægelige atomer omkring; det er værd at påpege, hvor tæt han var på 19C -atomteorien om materie som udviklet af Boyle & Dalton:

Deres vægt giver dem en iboende tendens til at bevæge sig nedad, men kollisioner kan aflede disse bevægelser i andre retninger. Resultatet er, at atomer i et kosmisk arrangement opbygger komplekse og relativt stabile bevægelsesmønstre, som på makroskopisk niveau fremstår for os som hviletilstande eller relativt skånsom bevægelse.

Det var Gassendi omkring på samme tid, som Hobbes skrev, der gjorde atomisme respektabel igen i det tidlige moderne Europa:

Det væsentlige træk ved atomer, der udfører mest arbejde i Gassendis fysik ... er deres iboende vægt, som giver dem en iboende, naturlig tendens til at bevæge sig.

Og han udviklede forestillingen om konstant bevægelse:

I betragtning af denne tendens er atomhvile enten midlertidig eller ellers en illusion. Atomvægt giver ikke blot anledning til en simpel kapacitet til konstant bevægelse, men også til en række mere komplekse adfærd:

Det er også værd at bemærke, at Aristoteles havde en teori om tyngdekraften - kroppens naturlige bevægelse; selvom han naturligvis ikke kaldte det ved det navn; dens Newtons -præstation til universalisere at fænomener; han overtrådte opdelingen mellem den himmelske og terrestiske sfære - altså 'universel tyngdekraft'.


Tyngdekraft og tyngdekraft

Den græske filosof Aristoteles (384 & ndash322 B.C.) udgjorde efter tidligere traditioner, at den materielle verden bestod af fire elementer: jorden, vand, luft og ild. For eksempel var en sten for det meste jord med lidt vand, luft og ild, en sky var for det meste luft og vand med lidt jord og ild. Hvert element havde et naturligt eller passende sted i universet, som det spontant hældte jorden til i midten, vand i et lag, der dækker jorden, luft over vandet og ild over luften. Hvert element havde en naturlig tendens til at vende tilbage til sit rette sted, så f.eks. sten faldt mod midten og ild steg over luften. Dette var en af ​​de tidligste forklaringer på tyngdekraften: at det var den naturlige tendens for de tungere grundstoffer, jord og vand, at vende tilbage til deres rette position nær universets centrum. Aristoteles 'teori blev i århundreder antaget som at antyde, at objekter med forskellige vægte skulle falde med forskellige hastigheder, det vil sige, at et tungere objekt skulle falde hurtigere, fordi det indeholder flere af de centrerende elementer, jord og vand. Dette er imidlertid ikke korrekt. Objekter med forskellige vægte falder faktisk på det samme sats. (Denne erklæring er stadig kun en tilnærmelsedog for den antager, at Jorden er helt stationær, hvilket den ikke er. Når et objekt tabes, accelererer Jorden "opad" under påvirkning af deres indbyrdes tyngdekraft, ligesom objektet "falder", og de mødes et sted i midten. For et tungere objekt, dette møde gør finder sted lidt hurtigere end for en let genstand, og derfor falder tungere genstande faktisk lidt hurtigere end lette. I praksis er Jordens bevægelse imidlertid ikke målbar for "tabte" objekter på mindre end planetarisk størrelse, og derfor er det nøjagtigt at konstatere, at alle lille genstande falder i samme hastighed, uanset deres masse.)

Aristoteles 'model af universet omfattede også Måne, Sol, de synlige planeter og de faste stjerner. Aristoteles antog, at disse var uden for ildlaget og var lavet af et femte element, æter eller kvintessens (udtrykket stammer fra det latinske udtryk quinta essentia, eller femte essens, brugt af Aristoteles middelalderlige oversættere). Himmellegemerne cirkulerede Jorden knyttet til indlejrede æteriske kugler centreret om Jorden. Ingen kræfter krævede at opretholde disse bevægelser, da alt blev betragtet som perfekt og uforanderligt, efter at have været indført bevægelse af en Prime Mover & mdashGod.

Aristoteles 'ideer blev accepteret i Europa og Mellemøsten i århundreder, indtil den polske astronom Nicolaus Copernicus (1473 & ndash1543) udviklede en heliocentrisk (solcentreret) model til at erstatte den geocentriske (jordcentrerede) en, der havde været det dominerende kosmologiske begreb lige siden Aristoteles 'tid. (Ikke-europæiske astronomer, der ikke var bekendt med Aristoteles, såsom kineserne og aztekerne, havde udviklet geocentriske modeller af deres egen ingen heliocentriske model eksisterede før Copernicus.) Copernicus 'model placerede Solen i midten af ​​universet, med alle planeterne i kredsløb. solen i perfekte cirkler. Denne udvikling var en så dramatisk ændring fra den tidligere model, at den nu kaldes den kopernikanske revolution. Det var en genial intellektuel konstruktion, men det forklarede stadig ikke, hvorfor planeterne cirkulerede rundt om Solen, i den forstand, hvad der fik dem til at gøre det.

Mens mange forskere forsøgte at forklare disse himmelske bevægelser, forsøgte andre at forstå terrestrisk mekanik. Det syntes at være den almindelige fornuft, at tungere genstande falder hurtigere end lette af samme masse: Slip en fjer og en sten af ​​lige masse og se, hvem der først rammer jorden. Fejlen i dette eksperiment er, at luftmodstanden påvirker den hastighed, hvormed objekter falder. Hvad med et andet eksperiment, et hvor luftmodstand spiller en mindre rolle: at observere forskellen mellem at tabe en stor sten og en mellemsten? Dette er et let eksperiment at udføre, og resultaterne har dybe konsekvenser. Allerede i det sjette århundrede A.D. Johannes Philiponos (c. 490 & ndash566) hævdede, at forskellen i landingstider var lille for genstande med forskellig vægt, men lignende form. Galileos ven, den italienske fysiker Giambattista Benedetti (1530 og ndash1590), i 1553, og den hollandske fysiker Simon Stevin (1548 & ndash1620), i 1586, overvejede også faldende rock-problemet og konkluderede, at faldhastigheden var uafhængig af vægten. Den person, der er tættest forbundet med problemet med faldende krop, er imidlertid den italienske fysiker Galileo Galilei (1564 & ndash1642), der systematisk observerede bevægelser fra faldende kroppe. (Det er usandsynligt, at han faktisk tabte vægte fra det skæve tårn i Pisa, men han skrev, at et sådant eksperiment kan udføres.)

Fordi genstande hurtigere (accelererer) hurtigt, mens de faldt, og Galileo var begrænset til blotte øjne ved hjælp af sin tids teknologi, studerede han de langsommere bevægelser af pendler og af organer, der rullede og gled ned ad skråninger. Ud fra sine resultater formulerede Galileo sin lov om faldende organer. Dette angiver, at bortset fra luftmodstanden fremskynder kroppe i frit fald en konstant acceleration (ændringshastighed på hastighed), der er uafhængig af deres vægt eller sammensætning. Accelerationen på grund af tyngdekraften nær Jordens overflade får symbolet g og har en værdi på ca. 32 fod i sekundet i sekundet (9,8 m/s 2 ) Det betyder, at 1 sekund efter en frigivelse bevæger et faldende objekt sig med ca. 10 m/s efter 2 sekunder, 20 m/s efter 10 sekunder, 100 m/s. Det vil sige, at efter at have faldet i 10 sekunder, falder det hurtigt nok til at krydse længden af ​​en fodboldbane på mindre end et sekund. Skrivning v for den faldende krops hastighed og t for tiden siden begyndelsen af ​​frit fald har vi v = gt.

Galileo bestemte også en formel til at beskrive afstanden d at et legeme falder på en given tid:

Det vil sige, at hvis man taber et objekt, er det efter 1 sekund faldet cirka 5 m efter 2 sekunder, 20 m og efter 10 sekunder, 500 meter.

Galileo gjorde et fremragende stykke arbejde med at beskrive tyngdekraftens virkning på objekter på Jorden, men det var først, da den engelske fysiker Isaac Newton (1642 & ndash1727) studerede problemet, at det blev forstået, hvordan universel tyngdekraft er. En gammel historie siger, at Newton pludselig forstod tyngdekraften, da et æble faldt ud af en træ og slog ham i hovedet, denne historie er måske ikke ligefrem sand, men Newton sagde, at et faldende æble hjalp ham med at udvikle sin tyngdekraftsteori.


Vægt og masse

Vægten W af et legeme kan måles med den samme og modsatte kraft, der er nødvendig for at forhindre den nedadgående acceleration Mg. Det samme legeme placeret på Månens overflade har samme masse, men da Månen har en masse på omkring 1 /81 gange jordens og en radius på bare 0,27 jordens, har kroppen på månens overflade en vægt på kun 1 /6 dens jordvægt, som Apollo -programmets astronauter demonstrerede. Passagerer og instrumenter i satellitter i kredsløb befinder sig i frit fald. De oplever vægtløse forhold, selvom deres masser forbliver de samme som på Jorden.

Ligning (1) og (2) kan bruges til at udlede Keplers tredje lov for cirkulære planetbaner. Ved at bruge udtrykket til accelerationen EN i ligning (1) for tyngdekraften for planeten GMPMS/R 2 divideret med planetens masse MP, følgende ligning, hvor MS er Solens masse, opnås:

Keplers meget vigtige anden lov afhænger kun af, at kraften mellem to organer er langs linjen, der forbinder dem.

Newton kunne således vise, at alle tre af Keplers observationsmæssigt afledte love følger matematisk fra antagelsen om hans egne love om bevægelse og tyngdekraft. I alle observationer af bevægelsen af ​​et himmellegeme er kun produktet af G og massen kan findes. Newton estimerede først størrelsen på G ved at antage, at Jordens gennemsnitlige massetæthed er omkring 5,5 gange vandets (noget større end Jordens overfladestensdensitet) og ved at beregne Jordens masse ud fra dette. Så tager ME og rE som Jordens masse og radius, henholdsvis værdien af G var som numerisk kommer tæt på den accepterede værdi på 6,6743 × 10 −11 m 3 s −2 kg −1, først direkte målt af Henry Cavendish.

Sammenligning af ligning (5) for Jordens overfladeacceleration g med R 3 /T 2 -forholdet for planeterne, en formel for forholdet mellem Solens masse MS til Jordens masse ME blev opnået i form af kendte mængder, RE være radius af Jordens kredsløb:

Bevægelserne fra Jupiters måner (opdaget af Galileo) omkring Jupiter adlyder Keplers love, ligesom planeterne gør omkring Solen. Newton beregnede således, at Jupiter med en radius 11 gange større end Jordens var 318 gange mere massiv end Jorden, men kun 1 /4 som tæt.


Isaac Newtons teleskop og studier om lys

Newton vendte tilbage til Cambridge i 1667 og blev valgt som mindreårig. Han konstruerede det første reflekterende teleskop i 1668, og året efter modtog han sin Master of Arts -grad og overtog som Cambridge ’s Lucasian Professor of Mathematics. Bedt om at give en demonstration af sit teleskop til Royal Society of London i 1671, blev han valgt til Royal Society året efter og offentliggjorde sine notater om optik for sine jævnaldrende.

Gennem sine eksperimenter med brydning fastslog Newton, at hvidt lys var en sammensætning af alle farverne på spektret, og han hævdede, at lys var sammensat af partikler i stedet for bølger. Hans metoder tiltrådte skarp irettesættelse fra det etablerede samfundsmedlem Robert Hooke, der igen var skånsom med Newtons opfølgningspapir i 1675. Newton var kendt for sit temperamentsfulde forsvar for sit arbejde og engagerede sig i heftig korrespondance med Hooke, inden han led et nervøst sammenbrud og trak sig tilbage fra offentligheden i 1678. I de følgende år vendte han tilbage til sine tidligere undersøgelser af kræfterne, der styrer tyngdekraften og dabede i alkymi.


Videnskaben: Orbital Mechanics

Kepler & rsquos love om planetarisk bevægelse

Mens Copernicus med rette observerede, at planeterne kredser om solen, var det Kepler, der korrekt definerede deres kredsløb. I en alder af 27 blev Kepler assistent for en velhavende astronom, Tycho Brahe, der bad ham definere Mars 'kredsløb. Brahe havde samlet en levetid på astronomiske observationer, som ved hans død overgik til Kepler & rsquos hænder. (Brahe, der havde sin egen jordcentrerede model af universet, tilbageholdt hovedparten af ​​sine observationer fra Kepler, i det mindste delvist, fordi han ikke ønskede, at Kepler skulle bruge dem til at bevise kopernikansk teori var korrekt.) Ved hjælp af disse observationer fandt Kepler, at planeternes baner fulgte tre love.

Ligesom mange filosoffer i hans æra havde Kepler en mystisk tro på, at cirklen var universets perfekte form, og at planeterne og rsquo -banerne som en manifestation af guddommelig orden skal være cirkulære. I mange år kæmpede han for at få Brahe & rsquos -observationer af Mars bevægelser til at matche en cirkulær bane.

Til sidst bemærkede Kepler imidlertid, at en imaginær linje trukket fra en planet til Solen fejede et lige stort rumområde ud på lige tidspunkter, uanset hvor planeten var i sin bane. Hvis du tegner en trekant ud fra solen til en planet & rsquos position på et tidspunkt og dens position på et bestemt tidspunkt senere & mdashsay, 5 timer eller 2 dage & mdash er området i den trekant altid det samme, hvor som helst i kredsløbet. For at alle disse trekanter har det samme område, skal planeten bevæge sig hurtigere, når den er tæt på Solen, men langsommere, når den er længst fra Solen.

Denne opdagelse (som blev Kepler & rsquos anden lov om kredsløb) førte til erkendelsen af, hvad der blev Kepler & rsquos første lov: at planeterne bevæger sig i en ellipse (en knust cirkel) med Solen på et fokuspunkt, forskudt fra midten.

Kepler & rsquos tredje lov viser, at der er et præcist matematisk forhold mellem en planet & rsquos afstand fra Solen og den tid, det tager at dreje rundt om Solen. Det var denne lov, der inspirerede Newton, der kom med tre egne love til at forklare, hvorfor planeterne bevæger sig, som de gør.

Newton & rsquos bevægelseslove

Hvis Kepler & rsquos love definerer planetenes bevægelse, definerer Newton & rsquos love bevægelse. Tænker på Kepler & rsquos love, indså Newton, at al bevægelse, uanset om det var Månens kredsløb om Jorden eller et æble, der faldt fra et træ, fulgte de samme grundlæggende principper. & ldquoFor de samme naturlige effekter, & rdquo skrev han, & ldquowe skal så vidt muligt tildele de samme årsager. & rdquo Tidligere aristotelisk tænkning, fysiker Stephen Hawking har skrevet, har tildelt forskellige årsager forskellige typer bevægelser. Ved at forene al bevægelse flyttede Newton det videnskabelige perspektiv til en søgning efter store, samlende mønstre i naturen. Newton skitserede sine love i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (& ldquoMathematical Principles of Natural Philosophy, & rdquo) udgivet i 1687.

Lov I. Hvert legeme holder ud i sin tilstand af hvile eller ensartet bevægelse i en højre linje, medmindre det er tvunget til at ændre denne tilstand af kræfter, der er imponeret derpå.

I det væsentlige vil et bevægeligt objekt ikke ændre hastighed eller retning, og et stille objekt vil heller ikke begynde at bevæge sig, medmindre der kommer en ydre kraft på det. Loven opsummeres jævnligt i ét ord: inerti.

Lov II. Ændringen af ​​bevægelse er altid proportional med den påvirkede drivkraft og foretages i retning af den højre linje, hvori denne kraft er imponeret.

Newton & rsquos anden lov er mest genkendelig i sin matematiske form, den ikoniske ligning: F = ma. Kraftens styrke (F) er defineret af, hvor meget den ændrer bevægelse (acceleration, a) af et objekt med en vis masse (m).

Lov III. Til enhver handling er der altid modsat en lige reaktion: eller de to organers gensidige handlinger mod hinanden er altid lige og rettet mod modsatte dele.

Som Newton selv beskrev: & ldquoHvis du trykker på en sten med din finger, trykkes fingeren også af stenen. & Rdquo

Tyngdekraft

På Principias sider præsenterede Newton også sin lov om universel gravitation som et casestudie af hans bevægelseslove. Alt stof udøver en kraft, som han kaldte tyngdekraften, der trækker alt andet stof mod dets centrum. Kraftens styrke afhænger af objektets masse: Solen har mere tyngdekraft end Jorden, som igen har mere tyngdekraft end et æble. Kraften svækkes også med afstand. Objekter langt fra Solen vil ikke blive påvirket af dens tyngdekraft.

Newton & rsquos love om bevægelse og tyngdekraft forklarede Jorden & rsquos årlige rejse rundt om Solen. Jorden ville bevæge sig lige frem gennem universet, men solen udøver et konstant træk på vores planet. Denne kraft bøjer Jorden & rsquos vej mod Solen og trækker planeten ind i en elliptisk (næsten cirkulær) bane. Hans teorier gjorde det også muligt at forklare og forudsige tidevandet. Stigningen og faldet af havvandstanden skabes af månens tyngdekraft, når den kredser om jorden.

Einstein og relativitet

Ideerne, der blev skitseret i Newton & rsquos love om bevægelse og universel gravitation, stod uimodsagte i næsten 220 år, indtil Albert Einstein præsenterede sin teori om særlig relativitet i 1905. Newton & rsquos teori var afhængig af antagelsen om, at masse, tid og afstand er konstant, uanset hvor du måler dem .

Relativitetsteorien behandler tid, rum og masse som flydende ting, defineret af en observatør & rsquos referenceramme. Vi alle, der bevæger os gennem universet på Jorden, er i en enkelt referenceramme, men en astronaut i et hurtigt bevægeligt rumskib ville være i en anden referenceramme.

Inden for en enkelt referenceramme holder lovene i klassisk fysik, herunder Newton & rsquos love, sandheden. Men Newton & rsquos love kan forklare forskellene i bevægelse, masse, afstand og tid, der opstår, når objekter observeres fra to meget forskellige referencerammer. For at beskrive bevægelse i disse situationer skal forskere stole på Einstein & rsquos relativitetsteori.

Ved lave hastigheder og i store skalaer er forskellene i tid, længde og masse forudsagt af relativitet imidlertid små nok til, at de ser ud til at være konstante, og Newton & rsquos -love fungerer stadig. Generelt bevæger få ting sig med hastigheder, der er hurtigt nok til, at vi kan mærke relativitet. For store satellitter med langsom bevægelse definerer Newton & rsquos love stadig baner. Vi kan stadig bruge dem til at opsende jordobservatoriske satellitter og forudsige deres bevægelse. Vi kan bruge dem til at nå Månen, Mars og andre steder ud over Jorden. Af denne grund ser mange forskere Einstein & rsquos love om generel og særlig relativitet ikke som en erstatning for Newtons og rsquos love om bevægelse og universel gravitation, men som den fulde kulmination af hans idé.


Galileo mod Newton

Navnene på Galilei og Newton er kendt over hele verden på grund af de store bidrag, de har ydet til udvikling af matematik, fysik, astronomi. Galileo Galilei, som matematiker, astronom, filosof og fysiker spillede en meget vigtig rolle i den videnskabelige revolution. Han var en af ​​de første forskere, der udtalte, at naturlove er matematiske. Når vi taler om de bidrag, han har givet til udviklingen af ​​astronomi, er det nødvendigt at nævne hans observationer af Jupiters måner, som absolut tilbageviste antagelsen om, at alle himmellegemer kredser om jorden (Drake, 1998, 17). Galileo var den første, der rapporterede om bjerge og kratere på månen, som han spores af skygger og lyspunkter på overfladen af ​​Månen. Således kom han til den konklusion, at Månen var “igennem og ujævn, og ligesom overfladen af ​​selve jorden” (Clavelin, 1974, 85). Til sine observationer begyndte Galileo at bruge et brydningsteleskop.

Galileo udførte mange eksperimenter relateret til kropsarbejde og forberedte et perfekt grundlag for videreudvikling af mekanik af Isaac Newton. 'Galileo foreslog, at et frit faldende legeme ville falde med en ensartet acceleration, så længe modstanden af ​​mediet, hvorigennem det faldt, forblev ubetydelig, eller i det begrænsende tilfælde af dets fald gennem et vakuum' (Drake, 1998, 32 ). I 1638 afsluttede Galileo metoden til måling af lysets hastighed.

Galileos tilgang til matematik virkede mere traditionel på det tidspunkt end hans innovative ideer om eksperimentel fysik. I sine undersøgelser brugte han i vid udstrækning den eudoxiske proportionalitetsteori.

Endelig udarbejdede Galileo ikke sin egen model af universet, men hans teoretiske og eksperimentelle bidrag tjente som et godt grundlag for udvikling af dynamik af Newton. Galileo døde samme år, da Newton blev født 1642. Isaac Newton var en fremragende matematiker, astronom, filosof, alkymist og teolog. Hans videnskabelige bidrag består af beskrivelse af universel tyngdekraft, de tre bevægelseslove, præsentation af grundlaget for klassisk mekanik, der tjente grundlaget for moderne teknik (Christianson, 1994, 87). Han fortsatte Galileos ideer om himmellegemerne og tilføjede forbindelsen mellem de naturlige love, der styrer deres bevægelser, til gravitationsteorien. For mekanikeren erklærede Newton principperne for bevarelse af momentum og vinkelmoment. Da han arbejdede inden for optik, udarbejdede Newton en teori om farve, en empirisk lov om køling og studerede lydens hastighed (Christianson, 1994, 92). I matematik udviklede Newton den generaliserede binomiske sætning, som er relateret til nuller i en funktion. Som adskilt fra Galileo var Newton meget religiøs, siges det, at han producerer mere arbejde om bibelsk hermeneutik end naturvidenskab, mens Galileo endelig havde problemer med kirken, fordi hans syn på heliocentrisme førte til forbud mod den katolske kirke til at gå ind for det som empirisk bevist kendsgerning og de gav endda ordre om at arrestere Galileo.

Samlet set kan vi konkludere, at begge videnskabsfolk uden tvivl tjente deres status som progressive figurer i den videnskabelige revolution, de brugte begge ideer og resultater fra de tidligere tænkere som Copernicus, Kepler, More Galileo og Newton hovedsageligt som vejledninger og garanter for deres anvendelser af det entydige begreb om natur og naturlov på alle fysiske og sociale områder af dagen (Bell, 1977, 111). Bestemt på grund af det faktum, at Newton levede og arbejdede senere end Galileo, var han i stand til at bruge fordelene ved Galileos undersøgelser allerede, selvom Newton generelt var meget mere optaget af religiøse spørgsmål end Galileo.


1917: Einstein teoretiserer stimuleret emission

I 1917 udgav Einstein et papir om kvanteteorien om stråling, der indikerer, at stimuleret emission var mulig.

Einstein foreslog, at et ophidset atom kunne vende tilbage til en lavere energitilstand ved at frigive energi i form af fotoner i en proces kaldet spontan emission.

Ved stimuleret emission interagerer en indkommende foton med det ophidsede atom, hvilket får den til at bevæge sig til en lavere energitilstand, frigive fotoner, der er i fase og har samme frekvens og bevægelsesretning som den indkommende foton. Denne proces muliggjorde udviklingen af ​​laseren (lysforstærkning ved stimuleret stråling).


Sir Isaac Newton ’s biografi Oprinderen af ​​tyngdekraftsteorien

At hvert objekt, der ikke bevægede sig eller var stille, blev i bevægelse eller hvert objekt, der havde bevæget sig, blev stille, skete sagen, fordi nogen flyttede eller stoppede formålet. Vi kender det som “style. ”

Hvorfor falder eller bevæger frugt sig mod jordoverfladen efter at være frigivet fra stammen? Newton ’s advokater hævdede, at hvis frugten bevæger sig, så er der selvfølgelig en kraft, der virker på frugten. Den kraft, der resulterer i, at enhver frugt eller genstand falder mod jordens overflade, kaldes tyngdekraften. Når vi taler om dette, vil vi naturligvis kende det blandt ophavsmændene til tyngdekraftsteorien, nemlig Isaac Newton.

Sir Isaac Newton optrådte den 25. december 1642 i Woolsthorpe, Lincolnshire. Han er matematiker, fysiker, naturfilosof, oplevet astronomi fra England. Hans far døde tre måneder før Newton ’s fødsel.

Hans far havde navnet Isaac Newton, og hans mor havde navnet Hannah Ayscough. Da Newton var 3 år gammel, giftede hans mor sig igen og betroede Newton at blive passet af sin bedstemor, der havde navnet Margery Ayscough. Newton kunne ikke lide sin stedfar og beholdt sit had til sin mor for at gifte sig med manden.

Newton begyndte sin uddannelse, da han var 12 år gammel, gik på King ’s School, Grantham, Lincolnshire, hvor han var blandt de bedste elever på skolen. Han blev bortvist fra skolen, fordi hans mor bad om, at Newton skulle hjem for at arbejde som landmand.

Med en sådan opfindsomhed gav skolen ham muligheden for at give videre til Newton for at afslutte sine studier ved at overbevise sin mor og familie. Endelig blev han sendt hjem fra skolen af ​​sin mor til det punkt, at han kunne afslutte sin uddannelse. Som 18 -årig fik han succesfuld eksamen med tilfredsstillende karakterer.

I juni 1661 blev Newton accepteret på Trinity College, Cambridge. Newton mestrede mest praksis i matematik, videnskab og fysik. I 1665 forfulgte han den generelle binomiske sætning og begyndte at udvikle matematikteori, som ved dens afslutning udviklede det, du nu kender, nemlig calculus. Han lytter gerne til ideer fra sofistikerede filosoffer som Descartes og astronomer som Copernicus, Galileo og Kepler.

Newton arbejdede ofte med studier i sit hjem i cirka 2 år, hvilket tilskyndede ham til at udvikle teorier om beregning, optik og tyngdekraftlovgivning. Han tog eksamen i 1665 og 1667, og han vendte tilbage til Cambridge som lærer på Trinity.

I 1666. I løbet af dagen lyttede Newton til teorierne om Copernicus, Galileo og Kepler om jordens kredsløb under et æbletræ. Et æble faldt på ham. På det tidspunkt begyndte han også at arbejde med forskning. Syv år forfulgte han bare svaret og trak derefter den røde tråd om, at månen også har en charme, fordi månen ikke falder til jorden ligesom æbler, der er genstand for tyngdekraft.

Newton-baseret Galileos begrundelse, analytisk geometri fra Descartes og Kepler ’s lov om planetarisk bevægelse. De følgende tre personer hjalp ham i undersøgelsen. Han formulerede tre regler, der styrer alle bevægelser i universet fra galakser i universet til elektronisk rotation omkring kernen.

Ud over viden om universet undersøgte Newton også et lys. I 1672 blev Newton accepteret som medlem af Royal Society, en gruppe forskere dedikeret til eksperimentelle metoder (relateret til foreløbige spørgsmål). Han donerede blandt sine teleskoper med sin forskning på et lys. Newton udviklede et Galileo-produceret teleskop kaldet et reflekterende teleskop.

I 1696 blev Newton forfremmet som valutabeskytter af regeringen. Hans job var at overvåge udskiftningen af ​​gammel og forfalden britisk valuta med nye penge, der var mere holdbare, ikke kun det, han var ansvarlig for at revidere netværket af forfalskere.

Royal Society udarbejdede en lille samling, ledet af Robert Hooke for at vurdere de nye fund, hvoraf den ene var at analysere resultater fra Newton. Hooke havde sit forslag til lys, fordi han ikke ønskede at acceptere Newtons opdagelser. På grund af forretningen argumenterede de begge.

I 1703 fik Newton titlen Sir, og han blev valgt som præsident for Royal Society. Han bragte sit berømte arbejde om lys frem. Optiske bøger inkluderer lyse farver, refleksioner og lysspektre. Hans fund af optik blev lovligt angivet i 1705, da han blev den første person til at blive tildelt en peerage på grund af hans præstationer inden for videnskab.

NEWTON ’S VIDENSKABELIGE RESULTATER

1) Optik
Newton lavede en stor civilisation i studiet af optik. Han udviklede udelukkende spektret ved at fremmedgøre hvidt lys gennem prismen.
2) Teleskop
Significant improvements were made to the development of the telescope. However, when Hooke criticized his ideas, Newton withdrew from the public debate. He developed an antagonistic attitude and was hostile to Hooke, all his life.
3) Mechanical and Gravity
In his simple book Principia Mathematica. Newton stated three laws of motion that place a framework for modern physics. This involves declaring planetary movements.

In 1727, Newton died at the age of 84 years. He got the greatness of being buried in Westminster Abbey a tomb for the royal family, famous people, heroes, and scientists. To commemorate his dedication in science, he made an eye on Newton’s picture.


Newton's greatest rivalry begins

When German philosopher Gottfried Leibniz published an important mathematical paper, it was the beginning of a lifelong feud between the two men.

Leibniz, one of Europe’s most prominent philosophers, had set his mind to one of the trickiest problems in mathematics – the way equations could describe the physical world. Like Newton, he created a new theory of calculus. However, Newton claimed heɽ done the same work 20 years before and that Leibniz had stolen his ideas. But the secretive Newton hadn't published his work and had to hastily return to his old notes so the world could see his workings .


Galileo Versus Newton

In researching the works of Galileo, it was discovered that Galileo ف had precluded the establishment of the theory of universal gravitation and that his work went unheeded. He did so with a mathematical analysis and an experimental demonstration that clearly reaffirmed the irreducible qualitative difference between curvilinear and linear motion, thereby precluding the validity of considering linearity as being the fundamental building block of curvilinearity – a necessary premise of the theory of universal gravitation. We had previously discovered that universal gravitation was a theory that never became a fact under the tutelage of Rudolf Steiner ق,ك,ل , etc. and were thereby read) to detect what others had missed. A minimum case is presented an elaboration will follow.

In order to demonstrate that solar system dynamics are machine dynamics, Newton م and Borelli ن theorized that the curvilinear (conic section) motions of the solar system were reducible to centric linear motions. This was supposedly justified by their assumption that when a curve becomes infinitely small it becomes a line. This idea was readily acceptable because theoretical scientists of their times had begun to believe that natural motion was straight line motion in contradiction to the ideas held by King Solomon and all great thinkers up to and including Galileo who considered that natural, creative motion is curvilinear. Newton went so far as to define the circle as being a polygon with an infinite number of infinitely small sides.

Having theorized geometry and kinematics so that an arc equals a line Newton extended his theorizing into the realm of dynamics and deduced that since an orbiting object is at all times moving in a straight line, linear inertia is operative in curvilinear motion. As a consequence, the orbiting object is tending to fly off on a tangent to the orbit, thus Newton attributed centrifugal motion to the tendency of orbiting objects to fly off on a tangent. He attributed it to a cause that was within the orbiting system. He went on theorizing and deduced that since the moon, for example, does not depart from its orbit, despite its tendency to do so, it must be restrained from doing so by a centripetal opposing balancing force that results in the moon's orbit. This is the force he called universal gravitation. He theorized further that the moon held in its orbit continues to tend to move out on its tangents and thereby provides the momentum to propel itself along in its orbit. Thus, Newton theorized the perpetually propelled solar system dynamics as being machine dynamics. Newton confirmed his theories by observing that the stone in a whirling sling, when released to flight, moves out of its orbit on a tangent to the orbit. Thus, the theory has stood for 300 years.

However, we have determined through various experiments both machine and manually operated that an orbiting object does not “fly off on a tangent” it is pulled out radially. The most convenient observation of the phenomenon is the pitched baseball. The pitcher's arm and the orbiting ball in his hand constitutes the dynamic equivalent of the stone and sling. The pitcher executes a semi-circular orbit with outstretched arm and hand and releases the ball when it intercepts his line of sight to the target. The ball is seen to be pulled out radially to its target. If the ball were acted upon by linear inertia it would move away from its orbit on a tangent at right angles to the line of sight from pitcher to batter and baseball would have been impossible.

A mechanically driven system used to demonstrate that orbiting objects move out radially was a modified record turn table that was provided with a continuously variable speed ac-dc motor from a sewing machine. A ⅛ inch hole to serve as an indent to hold a ⅝ inch glass marble at a radius of rotation of 4 inches was drilled in the table and a pouch was fashioned to catch the marble as it moves radially outward. The turn table speed is gradually increased and stabilized at the increasing speeds until the critical speed is reached and the marble is pulled out radially. An improvised, but quite adequate experiment can be conducted by placing a 25-cent coin in the middle of the heel of the dominant hand, fully extend the arm and rotate it palm upward in the horizontal plane at constant speed. It will be very obvious that the coin is pulled out radially. Many variations of these experiments are possible and were performed.

It is our experience that one who is enslaved to the concept that orbiting objects fly out tangentially will not be able to extricate himself without conducting at least one of the above or equivalent experiments. We have confirmed the experiment used in college courses in which an orbiting object is released to flight via an electromagnetic coupling and is seen to fly off on a tangent or near tangent. The reason that this is so is that the orbit is deformed into linearity by the lengthening of the radius as the tether momentarily elongates during the disengagement process allowing linear inertia to be expressed.

It is obvious that Galileo was very impatient with the concept of universal gravitation. His response to it was totally at odds with the entire community of theoretical scientists. He said that those who would make the arc into a line, especially mathematicians do not err, they lie because they know the truth that the arc is a line when the radius is of infinite length. 1 Thus Galileo, the father of modern science and a professor of mathematics was ignored by the scientific community when he reminded them of the simple fact that curvature of an arc is proportional to the radius and not to the length of the arc. That he did so to no avail, indicates that in accepting theories, we must not abandon reason.

In addition to his demolition of the concept of – the arc is a line – by mathematical analysis, Galileo conducted an experiment that demonstrated that curvilinear dynamics were not translatable to linear dynamics. He allowed two bodies to fall (roll) through the same distance simultaneously one through an arc of a circle and the other through the much shorter chord of the arc. He found that the object that traveled the arc was the first to reach the common terminal of arc and chord. Thus, an object falling in an arc is pulled down with a greater force than one falling in a line. This force which Galileo detected but did not identify is the force of levity. We repeated Galileo's experiment and reproduced his result.

Let us explain Galileo's experiment in which curvilinear and linear dynamics were compared. Levity is a force with a source outside the earth. Since it approaches the earth from every direction, it must have a source in the cosmic, spherical periphery at least as far as the sphere outlined by the orbit of the moon. Like gravity it permeates all matter. It pulls radially outward on every rotating object from the earth as planet to the molecules and submolecular particles in living cells and inanimate matter. It is passive to linearly moving objects. Thus, in Galileo's experiment it is passive to the object falling in the chord but pulls radially outward on the object traveling in the arc. Thus, the object moving in the arc is being pulled vertically downward by the vertical component of the radially directed force of levity. This force adds to the force of gravity and accounts for the increased acceleration of the object traveling in the curvilinear path.

When it was found that linear inertia is inoperative in curvilinear motion and that centrifugal motion was radially directed, it was obvious that we had discovered a new force – a centrifugal force acting from outside the orbiting system. This force was described by Rudolf Steiner but as is his style of teaching, he left its actual discovery to others. He stated that humankind is obliged to live amidst error and lies and truth and that we gain our individual freedom by working to understand and extricate the truth from the errors and lies. This he called the special moral battle of the 20th century and beyond. “Ye shall know the Truth and the Truth shall set Ye Free.” Of course, such a battle must be fought with the battle cry of “Love Your Enemies.” We close with an aphorism from Rudolf Steiner to whom this work is dedicated: “One must be able to confront the idea in living experience or else fall into bondage to it.”

Rudolf Steiner Research Center
2825 Vinsetta
Royal Oak, MI 48071

    Galileo, 1637, Two New Sciences, pages 95,251-252 translated from Italian to English by Henry Crew and Alfonso De Salvio, 1914, Dover Publications, NY Rudolf Steiner, 1919, First Scientific Lecture Course: Light Course, Anthroposophic Press Hudson, NY Rudolf Steiner, 1920, Second Scientific Lecture Course: Warmth Course, Anthroposophic Press, Hudson, NY Rudolf Steiner, 1921, Third Scientific Lecture Course: Astronomy, Anthroposophic Press, Hudson, NY Isaac Newton, 1687, Principia, revised by author 1713 and 1726. Translated from Latin to English by Andrew Motte, 1848, Prometheus Books, Amherst, NY, 1995 S. Mason, 1979, A History of the Sciences, Collier Books, New York, NY.

Revised and reprinted, with permission from the author, from Frontier Perspectives, Volume 7, Number 1, Fall/Winter, 1998
(The Center for Frontier Sciences at Temple University)


Se videoen: The Fascinating Truth About Gravity. Jim Al-Khalili: Gravity and Me. Spark (Juni 2022).