Закон сусветнага прыцягнення

На схіле дзён сваіх Ньютан прызнаўся, як адбылося ўсё на самай справе. Ён шпацыраваў па яблыневым садзе сваіх бацькоў і ўбачыў раптам на дзённым небе месяц. І тут на яго вачах адрываецца яблык з галінкі і падае на зямлю. У гэты час Ньютан працаваў над законам руху, ён ведаў ужо, што падзенне яблыка цесна звязана з дзеяннем гравітацыі. Ведаў і пра тое, што Месяц круціцца па арбіце, а не вісіць у паветры, што на яе ўздзейнічае нейкая сіла, што ўтрымлівае яе на гэтай арбіце, што не дае сарвацца з траекторыі і сысці ў адкрыты космас. Менавіта ў момант падзення яблыка да Ісаака дайшло: і падаць яблык, і заставацца на арбіце Месяц прымушае адна сіла. Закон сусветнага прыцягнення Ньютана быў блізкі да адкрыцця.

Зазірнем у перадгісторыю. Галілей і іншыя папярэднікі Ньютана вывучаюць рух тэл (роўнапаскоранага), якія падаюць на зямлю. Вылучана здагадка, што з'ява гэта чыста прыродная і існуе толькі ў паверхні зямнога шара. Кеплер ж са сваімі аднадумцамі сцвярджае, што ў сферах нябесных законы іншыя, зусім не тыя, што кіруюць рухам на Зямлі. Усе аргументы зводзяцца да таго, што целы нябесныя ў сілу дасканалай сваёй рухаюцца па арбітах зноў-такі, у сілу сваёй дасканаласці. Іншымі словамі, гравітацыю падзялялі на два выгляду: зямная (недасканалая) і нябесная (дасканалая).

А прасвятленне Ньютана аб'яднала абодва тыпу гравітацыі ў яго свядомасці. Можна сказаць, што гэты момант стаў гістарычным, аб'яднаўшы падзел ілжывае (Зямлі) і штучнае (Сусвету).

Вынік разлікаў Ньютана гучыць цяпер так: закон сусветнага прыцягнення. Вызначэнне яго абвяшчае: паміж парай тэл ва ўсёй Сусвету мае месца сіла ўзаемнага прыцягнення. Закон апрануты ў форму ўраўненні:

F = GMm / D2,

M і m - азначаюць масы аднаго і другога цела, D - адлегласць паміж гэтымі целамі, F - сілу гравітацыйнага прыцягнення. G тут - канстанта, вызначаецца эксперыментальна і, калі выказваць яе ў адзінках СІ, роўная 6,67 × 10-11.

Але закон сусветнага прыцягнення патрабуе некалькіх заўваг. Па-першае, дзеянне яго распаўсюджваецца на ўсе матэрыяльныя фізічныя цела, якія знаходзяцца ў Сусвеце. Да прыкладу, кніга, чытэльная вамі, як і вы самі, таксама схільная сіле ўзаемнага гравітацыйнага прыцягнення, роўнай па велічыні, але процілеглага па кірунку. Сіла занадта малая нават для адчувальных прыбораў, але яна сапраўды існуе і яе нават можна вылічыць. Іншы прыклад - ўзаемнае прыцягненне паміж вамі і бясконца далёкім квазараў, які выдалены на мільярды светлавых гадоў. Гэтыя сілы прыцягнення больш малыя, чым у папярэднім прыкладзе, але яны існуюць.

Па-другое, зямная сіла прыцягнення ў паверхні ўздзейнічае на ўсе цела ў ранай меры і ў любым пункце. У гэтую секунду на вас дзейнічае гэтая ж сіла, якую разлічыць можна па формуле, названай вышэй, фізічна ж вы адчуваеце яе, як уласны вагу. Выпусціце што-небудзь. І гэты прадмет накіруецца да зямлі роўнапаскоранага. Галілей першы змог вымераць эксперыментальна арыентыровачны велічыню паскарэння падзення паблізу зямной паверхні. Памятаеце буковку g з раўнання? Але для Галілея гэта была эксперыментальна якая вымяраецца канстанта, а па Ньютану гэтую велічыню (паскарэнне пры свабодным падзенні) можна даведацца, калі падставіць у формулу масу Зямлі (М) і яе радыус (D). Прадмет вымярэння Галілея становіцца матэматычнымі разлікамі і прагнозамі Ньютана.

Па-трэцяе, закон сусветнага прыцягнення паказвае і тлумачыць прылада нашай сістэмы (Сонечнай), законы Кеплера, якія раскрываюць траекторыю руху планеты, можна вывесці з яго. Для самога Кеплера гэтыя законы насілі толькі характар апісальны - навукоўцам проста абагульняць назірання ў матэматычных формах. Яна ў вялікай сістэме светабудовы, згодна Ньютану, выведзеныя законы Кеплера аказваюцца прамым следствам законаў механікі і закона сусветнага прыцягнення. І зноў мы назіраем ператварэнне эмпірычных заключэнняў, атрыманых на ўзроўні адным, у выразныя лагічныя абгрунтаваныя высновы і пераход на ўзровень іншы.

Ці праўда была распавядуць Ньютанам на схіле сваіх гадоў? Ня хітраваў Ці ён, распавядаючы пра сваё адкрыццё? Ніякіх дакументаў, якія сведчаць або аспрэчваюць тое, што праблемай гравітацыі Ньютан займаўся менавіта ў той перыяд і сапраўды сам, няма. А дакументах, як вядома, уласціва і губляцца. А яшчэ агульнавядома прызнана: Ньютан быў малапрыемным чалавекам і страшна скурпулёзным у тым, што хоць неяк тычылася замацавання прыярытэтаў у навуцы за ім. Таму прыцьміць ісціну, адчуўшы найменшую пагрозу, было менавіта ў яго характары.
Так і застанецца пытаннем: чаму, апублікаваўшы свой закон сусветнага прыцягнення у 1687-ым, адкрыццё яго ён датаваў 1666-м годам? Што падзяляла гэтыя 20 гадоў?