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सबसे व्यापक व्यवहारों में से एक जो हम अनुभव करते हैं, यह कोई आश्चर्य नहीं है कि यहां तक कि शुरुआती वैज्ञानिकों ने यह समझने की कोशिश की कि वस्तुएं जमीन की ओर क्यों गिरती हैं। ग्रीक दार्शनिक अरस्तू ने इस व्यवहार की वैज्ञानिक व्याख्या में सबसे प्रारंभिक और सबसे व्यापक प्रयासों में से एक को इस विचार को सामने रखा कि वस्तुओं को "प्राकृतिक स्थान" की ओर ले जाया गया।
पृथ्वी के तत्व के लिए यह प्राकृतिक स्थान पृथ्वी के केंद्र में था (जो निश्चित रूप से, ब्रह्मांड के ब्रह्मांड के ब्रह्मांड में अरस्तू के ब्रह्मांड का केंद्र था)। पृथ्वी को घेरना एक गाढ़ा क्षेत्र था जो पानी का प्राकृतिक क्षेत्र था, जो हवा के प्राकृतिक दायरे से घिरा हुआ था, और फिर उससे ऊपर आग का प्राकृतिक क्षेत्र। इस प्रकार, पृथ्वी पानी में डूब जाती है, पानी हवा में डूब जाता है, और आग हवा से ऊपर उठती है। सब कुछ अरस्तू के मॉडल में अपनी प्राकृतिक जगह की ओर बढ़ता है, और यह दुनिया को कैसे काम करता है, इसके बारे में हमारी सहज समझ और बुनियादी टिप्पणियों के साथ काफी सुसंगत है।
अरस्तू ने आगे माना कि वस्तुएं ऐसी गति से गिरती हैं जो उनके वजन के समानुपाती होती है। दूसरे शब्दों में, यदि आपने एक लकड़ी की वस्तु और एक ही आकार की एक धातु की वस्तु ली और उन दोनों को गिरा दिया, तो भारी धातु की वस्तु आनुपातिक रूप से तेज गति से गिर जाएगी।
गैलीलियो और मोशन
किसी पदार्थ के प्राकृतिक स्थान की ओर गति के बारे में अरस्तू का दर्शन लगभग 2,000 वर्षों तक गैलिलियो गैलीली के समय तक चला। गैलीलियो ने अलग-अलग भार की वस्तुओं को झुकाव वाले विमानों के नीचे ले जाने का प्रयोग किया (इस आशय के लोकप्रिय एपोक्रिफ़ल कहानियों के बावजूद, उन्हें पीसा के टॉवर को नहीं गिराया), और पाया कि वे अपने वजन की परवाह किए बिना समान त्वरण दर के साथ गिर गए।
अनुभवजन्य साक्ष्य के अलावा, गैलीलियो ने इस निष्कर्ष का समर्थन करने के लिए एक सैद्धांतिक विचार प्रयोग भी किया। यहाँ बताया गया है कि आधुनिक दार्शनिक गैलीलियो की 2013 की पुस्तक में उनके दृष्टिकोण का वर्णन करता है विचार के लिए अंतर्ज्ञान पंप और अन्य उपकरण:
"कुछ विचार प्रयोगों को कठोर तर्कों के रूप में विश्लेषित किया जाता है, अक्सर फॉर्म रिडक्टिओ एड एब्सर्डम, जिसमें व्यक्ति किसी के विरोधियों के परिसर में ले जाता है और एक औपचारिक विरोधाभास (एक बेतुका परिणाम) प्राप्त करता है, यह दर्शाता है कि वे सभी सही नहीं हो सकते हैं। मेरा एक। पसंदीदा गैलीलियो के लिए जिम्मेदार सबूत है कि भारी चीजें हल्की चीजों की तुलना में तेजी से नहीं गिरती हैं (जब घर्षण नगण्य है)। यदि उन्होंने ऐसा किया, तो उन्होंने तर्क दिया, चूंकि भारी पत्थर ए हल्के पत्थर बी की तुलना में तेजी से गिर जाएगा, अगर हम बी से बंधे हैं। A, B एक ड्रैग के रूप में कार्य करेगा, A को धीमा करेगा। लेकिन A से B तक बंधे A अकेले की तुलना में भारी है, इसलिए दोनों को एक साथ A की तुलना में तेजी से गिरना चाहिए। हमने निष्कर्ष निकाला है कि B से A को बांधने से कुछ ऐसा होगा। ए की तुलना में तेजी से और धीमा दोनों गिर गया, जो एक विरोधाभास है। ”
न्यूटन गुरुत्वाकर्षण का परिचय देता है
सर आइजैक न्यूटन द्वारा विकसित किए गए प्रमुख योगदान को पहचानना था कि पृथ्वी पर मनाया जाने वाला यह गिरने वाला गति गति का वही व्यवहार है जो चंद्रमा और अन्य वस्तुओं का अनुभव करता है, जो उन्हें एक-दूसरे के संबंध में रखता है। (न्यूटन की यह अंतर्दृष्टि गैलीलियो के काम पर बनाई गई थी, लेकिन हेलिओसेंट्रिक मॉडल और कोपर्निकन सिद्धांत को गले लगाकर भी, जिसे गैलीलियो के काम से पहले निकोलस कोपरनिकस ने विकसित किया था।)
न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का विकास, जिसे अक्सर गुरुत्वाकर्षण का नियम कहा जाता है, इन दोनों अवधारणाओं को एक गणितीय सूत्र के रूप में एक साथ लाया गया जो बड़े पैमाने पर किसी भी दो वस्तुओं के बीच आकर्षण के बल को निर्धारित करने के लिए लागू होता था। न्यूटन के गति के नियमों के साथ, इसने गुरुत्वाकर्षण और गति की एक औपचारिक प्रणाली बनाई जो दो सदियों से वैज्ञानिक समझ को दिशाहीन करेगी।
आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण को फिर से परिभाषित किया
गुरुत्वाकर्षण की हमारी समझ में अगला प्रमुख कदम अल्बर्ट आइंस्टीन से आता है, जो सापेक्षता के अपने सामान्य सिद्धांत के रूप में है, जो पदार्थ और गति के बीच के संबंध को मूल स्पष्टीकरण के माध्यम से बताता है कि द्रव्यमान वाली वस्तुएं वास्तव में अंतरिक्ष और समय के बहुत कपड़े झुकाती हैं ( जिसे सामूहिक रूप से स्पेसटाइम कहा जाता है)। यह वस्तुओं के मार्ग को एक तरह से बदल देता है जो गुरुत्वाकर्षण की हमारी समझ के अनुरूप है। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण की वर्तमान समझ यह है कि यह स्पेसटाइम के माध्यम से कम से कम पथ का अनुसरण करने वाली वस्तुओं का परिणाम है, जो आस-पास के बड़े पैमाने पर वस्तुओं के वारिंग द्वारा संशोधित है। हमारे द्वारा चलाए जाने वाले अधिकांश मामलों में, यह न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण कानून के साथ पूर्ण रूप से समझौता है। कुछ ऐसे मामले हैं जिनके लिए डेटा के सटीक स्तर तक फिट होने के लिए सामान्य सापेक्षता की अधिक परिष्कृत समझ की आवश्यकता होती है।
क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के लिए खोज
हालांकि, कुछ ऐसे मामले हैं, जहां सामान्य सापेक्षता भी हमें सार्थक परिणाम नहीं दे सकती है। विशेष रूप से, ऐसे मामले हैं जहां सामान्य सापेक्षता क्वांटम भौतिकी की समझ से असंगत है।
इन उदाहरणों में से एक सबसे अच्छा ज्ञात ब्लैक होल की सीमा के साथ है, जहां क्वांटम भौतिकी द्वारा आवश्यक ऊर्जा की ग्रैन्युलैरिटी के साथ स्पेसटाइम का चिकना कपड़ा असंगत है। यह सैद्धांतिक रूप से भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग द्वारा हल किया गया था, ने एक स्पष्टीकरण में कहा था कि ब्लैक होल हॉक विकिरण के रूप में ऊर्जा को विकीर्ण करते हैं।
हालांकि, क्या जरूरत है, गुरुत्वाकर्षण का एक व्यापक सिद्धांत है जो क्वांटम भौतिकी को पूरी तरह से शामिल कर सकता है। इन सवालों को हल करने के लिए क्वांटम गुरुत्व के सिद्धांत की आवश्यकता होगी। भौतिकविदों के पास इस तरह के सिद्धांत के लिए कई उम्मीदवार हैं, जिनमें से सबसे लोकप्रिय स्ट्रिंग सिद्धांत है, लेकिन भौतिक वास्तविकता के सही विवरण के रूप में सत्यापित और व्यापक रूप से स्वीकार किए जाने के लिए पर्याप्त प्रायोगिक साक्ष्य (या यहां तक कि पर्याप्त प्रायोगिक पूर्वानुमान) प्राप्त करने वाले कोई भी नहीं है।
गुरुत्वाकर्षण-संबंधित रहस्य
गुरुत्वाकर्षण के एक क्वांटम सिद्धांत की आवश्यकता के अलावा, गुरुत्वाकर्षण से संबंधित दो प्रयोगात्मक संचालित रहस्य हैं जिन्हें अभी भी हल करने की आवश्यकता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ब्रह्मांड पर लागू होने के लिए गुरुत्वाकर्षण की हमारी मौजूदा समझ के लिए, एक अनदेखी आकर्षक शक्ति (जिसे डार्क मैटर कहा जाता है) होनी चाहिए जो आकाशगंगाओं को एक साथ रखने में मदद करती है और एक अनदेखी प्रतिकारक बल (डार्क एनर्जी कहलाती है) जो दूर की आकाशगंगाओं को तेजी से धकेलती है। दरें।
