Proč gravitace není síla?
Nedokázal by mi někdo na základě tohoto videa https://www.youtube.com/watch?v=XRr1kaXKBsU nebo něčeho jiného vysvětlit, proč gravitace není síla? Ale ne jen říct, že to je zakřivení časoprostoru, ale vysvětlit, v čem se liší od síly. Děkuju.
Odpovědi
Diskuze
Gravitace není síla, protože jde o zakřivení prostoru - asi tohle chtějí ve videu sdělit. Ale fyzika to bere jinak - zakřivení prostoru je příčinou gravitace.
Zpomalování času se změnou délky zakřivuje prostor. Ale co je příčinou změn času a délky, fyzika nesděluje.
Chápu význam sdělení tak, že příčina zakřivení (změn času a délky při pohybu) není známá.
Pojem síly je základním pojmem pro vektorovou formulaci mechaniky a elektrodynamiky. Analytická mechanika, teorie relativity ani kvantová teorie již z tohoto pojmu nevycházejí, avšak na základě analogie či principu korespondence umožňují sílu nebo její zobecnění vyjádřit.
https://cs.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADla
Vektor představuje ve fyzice a vektorovém počtu veličinu, která má kromě velikosti i směr. Tím se liší od obyčejného čísla, neboli skaláru, které má pouze velikost.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Vektor
Jinými slovy, gravitace není síla, ale projevuje se silovými účinky. Tedy jsou to dva rozdílné pojmy.
Bohužel, právě obecná teorie relativity je z matematického hlediska něco nesmírně komplikovaného (i když je in říkat, že je to krásně jednoduché). Tak složité, že bez rozsáhlých zjednodušujících předpokladů s ní nedokážeme prakticky nic spočítat. Kromě toho tu máme interpretaci těchto nesmírně sáhodlouhých rovnic, tu interpretaci o hmotě ohýbající prostor atd. Proč ne, ale je to jen interpretace, a ta může být jakákoli, je-li v souladu s platnými vzorečky.
Ale než dojdeme k oné gravitaci, musíme si ještě ujasnit pojem nepravé síly. Je vcelku pochopitelné, že fyzikální zákony jsou ve všech inerciálních (setrvačně se pohybujících) soustavách stejné a transformace souřadnic poměrně triviální. Pokud budeme chtít zákony transformovat i do neinerciálních soustav, začnou se nám tam objevovat zajímavé věci. Třeba v rotující soustavě se objevuje zvláštní člen, něco, co nazýváme Coriolisovou silou. To je typická nepravá síla (jejíž původ je jakoby v transformaci do neinerciální soustavy). Npříklad na Zemi se nám tlakové útvary v atmosféře roztočí a tlakové rozdíly nejsou téměř schopny se vyrovnat.
Na gravitační sílu můžeme pohlížet podobně - ve volně padajících soustavách se (lokálně) žádná nevyskytuje, pokud vás pošlu na družici, budete pociťovat beztíži, přestože na nízké oběžné dráze je gravitační zrychlení prakticky stejné, jako na povrchu Země. Podobně, když se s vámi utrhne výtah, nastane v padající kabině beztížný stav, gravitační síly zaniknou. Takže ještě jednou, gravitace je síla, která se vyskytuje pouze v soustavách, které nejsou "nejjednodušší", nebo "od okolního působení izolované" (už jim neříkáme inerciální ale volně padající, pojem inerciální už se nám v OTR mění bod od bodu). Při takové interpretaci můžeme gravitaci nazvat nepravou silou, něco co vzniklo jen proto, že jsme zvolili ne nejvhodnější souřadný systém.