Біз тартылыс күшін күнделікті өмірде байқамасақ та, ол бүкіл ғаламды басқаратын іргелі құбылыс. Осы күштің арқасында Жер планетасы Күннің айналасында айналып, Ай бізге серік болып, денелер төменге қарай қозғалады. Тартылыс заңы алғаш рет Исаак Ньютонмен сипатталып, кейін Альберт Эйнштейн бұл құбылысты кеңістіктің иілуі ретінде түсіндіріп берді. Қазіргі заманда ғалымдар тартылысты тек теория жүзінде ғана емес, тәжірибе арқылы да зерттеуде. Гравитациялық толқындарды тіркеу, ғарыш кемелерінің тартылыс өрістерін пайдалану және қара құрдымдар туралы мәліметтер тартылыс күшінің құпиясы әлі де толық ашылмағанын көрсетеді.
- Ньютон алғаш болып бүкіләлемдік тартылыс заңын дәл математикалық түрде сипаттады. Бұл заң бойынша барлық денелер бір-бірін тартады, және тартылыс күші олардың арақашықтығының квадратына кері пропорционал. Осы формула арқылы ғаламдағы қозғалыс ережелері алғаш рет ортақ жүйеге түсті.
- Эйнштейн тартылысты кеңістіктің иілуі ретінде қайта түсіндірді. Жалпы салыстырмалық теориясы бойынша масса мен энергия кеңістікті қисайтады, ал денелер сол иілген кеңістікте ең қысқа жолмен қозғалады. Әлсіз өріс жағдайында бұл теория Ньютон заңымен сәйкес келеді.
- Меркурийдің Күнге ең жақын нүктесінің ауытқуы классикалық механикамен түсіндірілмеді. Эйнштейн теориясы бұл ауытқуға нақты есептік шешім беріп, жаңа физиканың дәлдігін дәлелдеді.
- Жарық сәулесі де ауыр масса жанынан өткенде бұрылады. Бұл құбылыс 1919 жылғы Күн тұтылу кезінде жұлдыздардың орнын бақылау арқылы дәлелденді. Осылайша жарықтың да кеңістіктің иілуіне бағынышты екені анықталды.
- Гравитациялық линзалар галактикаларды алып үлкейткішке айналдырады. Олар алыстағы объектілердің бейнесін майыстырып көрсетіп, қараңғы материяны зерттеуге мүмкіндік береді.
- Гравитациялық өрісте уақыт баяу өтеді. Бұл эффект атомдық сағаттардың дәлдігімен биіктікке байланысты өлшенді. GPS жүйесі дәлдік үшін осы уақыт айырмашылығын есепке алады.
- Гравитациялық толқындар алғаш рет 2015 жылы LIGO обсерваториясында тіркелді. Бұл толқындар екі қара құрдым қосылған кезде пайда болып, кеңістік-уақытты сәл тербетті. Бұл Эйнштейннің ғасыр бұрын жасаған болжамын растады.
- Тартылыс тұрақтысы G әлі күнге дейін ең дәл өлшенбеген тұрақтылардың бірі. Оның мәнін анықтау басқа физикалық шамалармен салыстырғанда әлдеқайда күрделі. Бұл тұрақтыны нақты анықтау – физикадағы басты міндеттердің бірі.
- Кавендиш тәжірибесі алғаш рет Жердің массасын есептеуге мүмкіндік берді. Торсиондық тепе-теңдік арқылы тартылыс күші өлшеніп, G мәні табылды. Бұл жердің орташа тығыздығын анықтауға жол ашты.
- Инерциялық масса мен гравитациялық масса тәжірибе жүзінде тең. Бұл эквиваленттік принцип Эйнштейн теориясының іргетасы болып саналады. Вакуумда барлық денелер бірдей үдеу алады.
- Лифттегі салмақ үдеуге байланысты өзгереді. Төмен қарай еркін түсу кезінде салмақ жоғалып, ал жоғары жылдам қозғалыста артады. Бұл құбылыстар Эйнштейннің ойша тәжірибелерінде кеңінен қолданылған.
- Орбитадағы ғарышкерлер тартылыс күшінен арылмайды, олар Жерге үнемі құлап жатады. Бірақ қозғалыс жылдамдығының арқасында олар жерге түспей, дөңгелек орбитада айналып жүреді. Осылайша микрогравитация жағдайы пайда болады.
- Жердің тартылыс күші әр жерде бірдей емес. Географиялық ерекшеліктер мен тығыздық айырмашылықтары тартылыс үдеуінің аз ғана өзгеруіне себеп болады. Бұл ерекшеліктер гравиметрияда пайдалы қазбаларды іздеуде қолданылады.
- Ай мен Күн Жердегі толқындарды басқарады. Олар тартылыс күшімен теңіз суын екі жаққа «тартып», толқындық иілім жасайды. Бұл құбылыс Жердің айналуын баяулатып, Айды жыл сайын аздап алыстатады.
- Ио серігі Юпитердің тартылыс күшінің әсерінен ішкі жағынан қызады. Осы ішкі күш вулкандық белсенділікке себеп болады. Ұқсас құбылысты Сатурнның Энцелад серігі де көрсетеді.
- Көптеген аспан денелері массасы жеткілікті болса, сфералық пішінге ие болады. Бұл тартылыс күшінің барлық бағытта бірдей әрекет етуімен байланысты. Ал кішкентай астероидтар бұл шекке жетпегендіктен пішіні бұрыс болады.
- Қара құрдымдарда оқиға көкжиегі болады, одан жарық та, зат та кері шыға алмайды. Бұл шек тартылыс өрісінің өте терең екенін білдіреді. Қара құрдымды сипаттайтын үш параметр бар: масса, заряд және айналу моменті.
- Хокинг радиациясы қара құрдымдардың шексіз өмір сүрмейтінін көрсетті. Кванттық эффектілер нәтижесінде олар өте баяу буланады. Алайда бұл процесс үлкен құрдымдар үшін өте баяу жүреді.
- Кванттық гравитация теориясы әлі толық жасалмаған. Струналық теория мен циклдық кванттық гравитация әртүрлі әдіс ұсынады. Бірақ оларды тексеруге мүмкіндік беретін тәжірибелер әлі де шектеулі.
- Гравитон — гравитацияны тасымалдайтын гипотетикалық бөлшек. Ол салмақсыз және спині 2 болады деп болжанады. Алайда оны тікелей анықтау қазіргі технология үшін мүмкін емес.
- MOND теориясы галактикалардың айналу қисығын түсіндіруге тырысады. Ол гравитация заңын өте әлсіз үдеулерде өзгертеді. Бірақ қазіргі космологияда қараңғы материя теориясы басым түсіндіру болып отыр.
- Әлемнің кеңеюі тартылыс күшіне қарсы әрекет етеді. Ғаламшарлар мен галактикалар бір-бірінен алыстап барады. Бұл құбылысты қараңғы энергиямен түсіндіреді.
- Тартылыс бөлшектер ағынына да әсер етеді. Бұл эффект жоғары энергиялы бөлшектер мен сәулелердің таралуын есептегенде маңызды. Астрофизикада бұл түзетулер нақты өлшемдерді түсіндіруге көмектеседі.
- Гравитациялық манёвр ғарыш аппараттарына отынды үнемдеуге мүмкіндік береді. Олар планета жанынан өтіп, тартылыс өрісін «пайдаланып» бағытын өзгертеді. «Вояджер» және «Кассини» осындай әдіспен ұшқан.
- Жаппай денелер кеңістікті бұрып қана қоймай, оны «айналдырады». Бұл эффект Лензе-Тирринг деп аталады және Gravity Probe B жобасымен дәлелденген. Гироскоптар осьтің кішкентай ауытқуын тіркеді.
- Біртекті сферикалық қаптаманың ішінде тартылыс күші нөлге тең. Себебі әрбір бағыттағы күш бір-бірін теңестіріп тұрады. Бұл нәтиже математикалық дәлелденгенімен, түйсікке қайшы көрінуі мүмкін.
- Космологиялық жіптер тәрізді гипотетикалық объектілер ерекше тартылыс белгілерін туындатуы мүмкін. Олар микротолқынды фонға немесе жарық сәулесінің кешігуіне әсер етуі ықтимал. Бірақ әзірге мұндай объектілер табылған жоқ.
- Айда тартылыс Жермен салыстырғанда шамамен 6 есе аз. Сондықтан ғарышкерлер биік секіріп, баяу қонады. Бұл жерде шаң оңай көтеріліп, ұзақ уақыт ауада қалқып тұрады.
- Галактика ортасындағы аса ауыр қара құрдымдар жұлдыздардың қозғалысына ықпал етеді. Олардың массасы миллиондаған немесе миллиардтаған Күнге тең. Біздің галактиканың ортасындағы Стрелец A* осының айқын мысалы.
- Ғалымдар тартылыс заңы қысқа арақашықтықта өзгеруі мүмкін бе деген сұрақты зерттеуде. Бұл арқылы қосымша өлшемдер немесе жаңа физикалық заңдар анықталуы мүмкін. Әзірге Ньютон заңы бұл сынақтардан мүдірмей өтуде.
Қорытындылай келгенде, гравитация – тек затты жерге тартып тұратын күш емес, ол ғарыштың логикасын, уақыт пен кеңістік құрылымын анықтайтын басты фактор. Ньютон мен Эйнштейннің еңбектері бұл бағытта іргетас болып қалса да, ғылым әлі де толық жауап іздеуде. Болашақта гравитация кванттық теориямен үйлестіріліп, біз білмейтін жаңа шындықтарға жол ашуы мүмкін.
