Në jetën universale, jo vetëm atë të njerëzve, universi drejtohet nga disa sjellje që shpjegojnë funksionimin e tij të madh, prandaj Ligjet e Universit. Në këtë mënyrë edhe mjedisi ynë mbahet në rregull të plotë, pasi njeriu gjithmonë duhet të përpunojë disa ligje apo norma që shpjegojnë qëndrimet e asaj që ndodh përreth apo çfarë duhet bërë, në çështjen juridike.
Nga ana tjetër, në astronomi ligjet e krijuara nuk kanë qenë krijim i qenies njerëzore. Ligje të tilla janë konstante që shpjegojnë funksionimin ose sjelljen e duhur të Universit tonë. Në fakt, bazuar në ligjet e Universit, është e mundur të krijohen studime të së tërës në hapësirë. Kjo përfshin lëvizjen e yjeve, planetëve, meteoritëve, kometave, ndër të tjera.
Përveç kësaj, ka edhe Dukuritë e universit. Sa i përket këtij aspekti, deri më tani njeriu nuk ka mundur ta kuptojë natyrën reale të tij. Arsyeja për këtë është se ato janë pjesë e një misteri, por ka mundësi që këto anomali të veprojnë bazuar në ligjet e tyre, të cilat japin lëvizje në hapësirë. Një shembull i kësaj është rasti i energjisë së errët. Nuk dihet ende saktësisht se çfarë është në të vërtetë apo arsyeja e sjelljes së saj të përshpejtuar.
Emri i energji e errët, lind pikërisht sepse energjia nuk mund të vizualizohet dhe sipas errësirës së këtij fenomeni është se dihet sjellja e saj, e cila rezulton në një lëvizje ekspansive në nivel universal. Për këtë arsye është e nevojshme të shpjegohen disa ligje universale që janë zbuluar nga studiues të mëdhenj.
Ligjet e Kepler
Siç u përmend, asnjë qenie njerëzore nuk i ka imponuar ato, përkundrazi ata kanë zbuluar se Universi udhëhiqet nga disa ligje për të vepruar me gjithë shkëlqimin e tij. Kështu, përmes studimeve, shkencëtarët kanë zbuluar ligjet mbi të cilat është bazuar Universi gjatë gjithë funksionimit të tij. Kështu, dhënia e informacionit që ndihmon qenien njerëzore të dijë gjithçka Kozmosi ose që shërben si një bashkëpunim për studime të mëtejshme.
Një nga këta studiues dhe bashkëpunëtorë të mëdhenj në shkencë ishte shkencëtari i njohur i astronomisë, Johannes kepler. Kepleri studioi yjet në hapësirën universale në atë mënyrë që ai krijoi atë që ne tani i quajmë Ligjet e Keplerit. Nuk është një, por tre ligje që kanë të bëjnë me atë që i referohet lëvizjes së planetëve të Sistemit Diellor. Këto ligje u formuluan në fillim të shekullit të XNUMX-të. Megjithatë, sot ato mbeten të vlefshme dhe funksionojnë si bazë për studimet e mëparshme mbi sjelljen e Universit.
Kepleri i bazoi ligjet e tij në të dhënat planetare për të kuptuar lëvizjet. Këto të dhëna u mblodhën gjithashtu nga astronomi danez Tycho braheasistent i të cilit ishte. Për këtë arsye të dhënat mbeten në kërkimin shkencor. Propozimet që dolën nga këto hetime thyen me pohimin shekullor se planetët lëviznin në orbita rrethore. Këto janë tre ligjet e përpunuara nga Kepleri:
Ligji i parë i Keplerit
Në këtë ligj, Kepleri shpjegoi se orbitat në Planetët rrotullohen rreth diellit. Megjithatë, ai shton se në vend që të jenë rrethore, ato janë orbita që janë eliptike dhe në të cilat Dielli zë një nga vatrat e elipsës. Kjo do të thotë, qendra e këtij ligji bazohet në shpjegimin se orbitat rreth Diellit janë eliptike.
Më vonë, Tycho Brahe bëri vëzhgime në të cilat Kepleri mori vendimin për të përcaktuar nëse trajektoret e planetëve mund të përshkruhet me një kurbë. Megjithatë, me prova dhe gabime, ai arriti të zbulojë se një elipsë mund të përshkruajë me saktësi orbitën e një planeti rreth Diellit. Kryesisht, elipsat përcaktohen nga gjatësia e dy boshteve që ata zotërojnë.
Sa i përket masës, në krahasim me një rreth mund të thuhet se ka të njëjtin diametër lart e poshtë, nëse matet në gjerësi. Por nga ana tjetër, një elips ka diametra me gjatësi të ndryshme, duhet të jetë gjithmonë kështu pasi nuk ka një formë në të cilën të gjitha anët e saj të kenë të njëjtën masë, siç ndodh me rrethin. Në fakt, boshti më i gjatë quhet bosht i madh, dhe më i shkurtër quhet bosht i vogël.
I gjithë ky shpjegim del në dritë pasi sipas asaj largësie dihet se planetët lëvizin në elips, edhe pse në realitet orbitat janë pothuajse rrethore. Përveç planetëve, kometat janë gjithashtu një shembull i mirë i objekteve në Sistemin tonë Diellor që mund të kenë orbita shumë eliptike.
Kur Kepleri arriti të përcaktojë se planetët lëvizin rreth Diellit në formën e elipseve, ishte momenti në të cilin ai zbuloi një tjetër fakt interesant. Kepler evidentoi faktin se shpejtësitë e planetëve ndryshojnë, si rretho diellin.
Ligji i dytë i Keplerit
Ky ligj është ai që i jep vazhdimësi zbulimit të mëparshëm. Kjo nënkupton se këtu shpjegon Kepler për shpejtësia e planetëve. Përveç kësaj, pikërisht në këtë pikë specifike ai shprehet se zonat e përfshira nga segmenti që bashkon Diellin me planetin janë gjithashtu proporcionale me kohët e përdorura për t'i përshkruar ato. Në këtë mënyrë matet shpejtësia e planetëve, me pasojë që sa më afër Diellit të jetë planeti, aq më shpejt lëviz.
Ky ligj i dytë u zbulua nga Kepleri me provë dhe gabim. Ky eksplorim lindi kur Kepleri e vuri re këtë vija që lidh planetët dhe Diellinmbulon të njëjtën zonë në të njëjtën periudhë kohore. Pas kësaj, Kepler zbuloi se kur planetët janë afër Diellit në orbitën e tyre, ata lëvizin më shpejt sesa kur janë më larg. Kjo punë e shtyu Keplerin të bënte një zbulim të rëndësishëm në lidhje me distancat e planetëve.
Ligji i Tretë i Keplerit
Tashmë në këtë ligj të tretë, jo vetëm që shpjegon shpejtësinë. Në këtë aspekt shpjegohet mbi të gjitha largësia. Sjellja e planetëve, sipas distancës së tyre. Për këtë arsye, në këtë ligj të tretë Kepleri thekson se katrorët e periudhave anësore të rrotullimit të planetëve që rrotullohen rreth Diellit janë në përpjesëtim me kubet e boshteve gjysmë të mëdha të orbitave të tyre eliptike.
Sipas këtij ligji, është e mundur të konkludohet se planetët më të largët nga Dielli janë ata që rrotullohen me një shpejtësi më të ulët se ato më të afërta. Në këtë mënyrë rezulton se periudha e revolucionit, varet nga distanca me Diellin. Rezultati i kësaj është marrë përmes formulës matematikore të mëposhtme: P2 = a3. Kjo formulë shpjegon se planetët larg Diellit janë ata që kërkojnë më shumë kohë për të rrotulluar rreth tij, ndryshe nga ata që janë afër Diellit.
Ligjet e Isak Njutonit
Nga ligjet ekzistuese në nivel shkencor, astronomi, fizikani dhe Matematikan Isak Njuton, luajti një rol të jashtëzakonshëm në veprën e tij. Ajo që bëri Njutoni ishte të nënkuptonte rrugën orbitale të hënës dhe të secilit prej satelitëve artificialë që janë lëshuar në hapësirë për kërkime shkencore.
Një nga ligjet që shpjegon sjelljen e universit dhe të trupave që ndodhen brenda tij është ligji i njohur i gravitetit ose ligji i gravitetit. Ky ligj u formulua nga Isak Njutoni në vitin 1684. Sipas asaj që u studiua nga Njutoni, tërheqja e gravitetit ndërmjet dy trupave është drejtpërdrejt e barabartë me atë që është produkti i masave të tyre. Megjithatë, është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.
Ky ligj që quhet ligji i gravitetit universal, është një ligj i fizikës klasike. Mund të thuhet se është gjithashtu thelbësore në shkencë, pasi përshkruan ndërveprimin gravitacional midis trupave të ndryshëm me masë. Ai që e formuloi këtë ligj ishte Isak Njutoni dhe e botoi atë përmes librit të tij të quajtur Philosophiae Naturalis Parimi i matematikës, nga viti 1687. Ky libër është vendi ku vendoset për herë të parë një lidhje sasiore e forcës me të cilën tërhiqen dy objekte me masë.
Ajo që tregon ky shpjegim është se marrëdhënia është nxjerrë në mënyrë empirike përmes vëzhgimit. Në këtë mënyrë Njutoni arriti në përfundimin se forca me të cilën dy trupa me masë të pabarabartë tërheqin njëri-tjetrin, varet vetëm nga vlera e masave të tyre dhe katrori i distancës që i ndan.
Ligji i dytë i Njutonit
Njutoni gjithashtu arriti të përcaktojë sjelljen midis distancave të mëdha të ndarja midis trupave. Në këtë kuptim, u vu re se forca e këtyre masave vepron në mënyrë shumë të përafërt. Kjo është sikur e gjithë masa e secilit prej trupave të ishte e përqendruar ekskluzivisht në medullën e gravitetit. Kjo do të thotë se është sikur këto objekte të ishin vetëm një pikë. Kjo është ajo që bën të mundur uljen e konsiderueshme të kompleksitetit të ndërveprimeve midis trupave komplekse.
La Ligji i dytë i Njutonit, shpjegon nxitimin për shkak të gravitetit. Sipas kësaj, shpjegohet efekti i tërheqjes gravitacionale tokësore. Kjo tregon se nxitimi i mbështetur nga një trup është në përpjesëtim me forcën e ushtruar mbi të, përftohet se nxitimi i pësuar nga një trup për shkak të forcës së gravitetit të ushtruar nga një tjetër. Do të thotë që nxitimi i përmendur është i pavarur nga masa e paraqitur nga objekti, varet ekskluzivisht nga masa e trupit që ushtron forcën dhe distanca e tij.
Natyrisht, ajo përputhet me të dyja masat që lidhen me një konstante proporcionaliteti. Që nënkupton se pikërisht masa e objektit në fjalë mund të futet në ligjin e gravitetit Universal, në formën e tij më të thjeshtë dhe vetëm për thjeshtësi. Për këtë arsye është e nevojshme që ky studim të ketë pasur dy trupa me masë të ndryshme.
Një shembull midis dy masave me masa të ndryshme është hënën dhe një satelit artificial. Sigurisht, kjo vlen vetëm për aq kohë sa sateliti ka një masë prej disa kilogramësh. Në këtë rast ata janë në të njëjtën distancë nga Toka, nxitimi që prodhon kjo në të dyja është saktësisht i njëjtë. Pasi ky nxitim ka të njëjtin drejtim me atë të forcës, pra në drejtimin që bashkon të dy trupat.
Si funksionon ky ligj?
Çfarë prodhon efekti i nxitimit të gravitetit është se nëse nuk ushtrohet asnjë forcë tjetër e jashtme mbi të dy trupat, ata do të lëvizin në orbita me njëri-tjetrin. Sipas kësaj sjelljeje përshkruhet në mënyrë perfekte lëvizja planetare. Ose konkretisht sistemi midis Tokës dhe Hënës.
Ky ligj trajtohet gjithashtu trupat në rënie të lirë, duke iu afruar një trupi drejt tjetrit, siç ndodh me çdo objekt që e lëshojmë në ajër dhe që bie në mënyrë të pashmangshme drejt tokës, në drejtim të qendrës së Tokës. Falë këtij ligji, mund të përcaktohet nxitimi i gravitetit, duke prodhuar kështu çdo trup që ndodhet në një distancë të caktuar. Një shembull i kësaj është deduksioni se nxitimi për shkak të gravitetit që gjejmë në sipërfaqen e Tokës është për shkak të masës së Tokës.
Do të thotë që nxitimi i pësuar nga një objekt që bie është praktikisht i njëjtë në hapësirë, në distancën ku ndodhet objekti. Stacioni Hapësinor Ndërkombëtar. Që do të thotë se është 95% e gravitetit që kemi në sipërfaqe, vetëm një ndryshim prej 5%. Është e rëndësishme të mbani mend se fakti që astronautët nuk e ndiejnë gravitetin nuk është sepse graviteti është zero atje. Përkundrazi, është për shkak të gjendjes së tij të mungesës së peshës ose rënies së lirë të vazhdueshme.
Në anën tjetër, graviteti e ushtruar nga një person te një tjetër, që ndodhet një metër larg, për një person që peshon rreth 100 kg, është një fakt për të cilin ne nuk e ndjejmë gravitetin e ushtruar nga trupa të vegjël masivë si ne.
Kufizimet e ligjeve të Njutonit
E vërteta është se ligji i gravitetit universal është mjaft afër për të përshkruar sjelljen e një planeti rreth Diellit dhe madje shpjegon të njëjtën lëvizje të një sateliti artificial që është relativisht afër Tokës. Në shekullin e nëntëmbëdhjetë ishte e mundur të vëzhgoheshin disa probleme të vogla që nuk mund të zgjidhej.
Këto të meta ishin të ngjashme me ato të orbitave të Uranit, të cilat mund të zgjidheshin pas zbulimit të Neptunit. Sidomos, ishte orbita e planetit Mërkur, i cili në vend që të ishte një elips i mbyllur, siç parashikohej nga teoria e Njutonit. Është një elipsë që në çdo orbitë rrotullohet, në këtë mënyrë pika më e afërt me Diellin, e quajtur perihelion, lëviz pak. Saktësisht 43 sekonda hark në shekull, në një lëvizje të njohur si precesion.
Në këtë pikë, si në rastin e Uranit, u supozua edhe ekzistenca e një planeti më të brendshëm me Diellin, ky planet u quajt Vulkan, i cili gjithashtu nuk do të ishte vëzhguar sepse ishte shumë afër Diellit dhe ishte i fshehur nga shkëlqimi i saj. Por e vërteta është se ky planet nuk ekziston. Gjithsesi ekzistenca e tij ishte e pamundur. Kjo nënkupton që ky problem nuk mund të zgjidhej, deri në ardhjen e Relativitetit të Përgjithshëm të Ajnshtajnit.
Përveç këtij shqetësimi, aktualisht shuma e devijimet e vëzhgimit Ka disa ekzistues që nuk mund të shpjegohen sipas teorisë së Njutonit: Njëra prej tyre është orbita e sipërpërmendur e planetit Mërkur, e cila nuk është një elips e mbyllur siç parashikohet nga teoria e Njutonit. Në një rast të tillë nuk do të ishte një ligj, por një teori e dështuar, pasi është një kuazi-elips që rrotullohet laikisht. Kjo prodhon problemin e avancimit të perihelionit që u shpjegua fillimisht vetëm me formulimin e teorisë së përgjithshme të relativitetit.
Efekti Doppler
Është e nevojshme të dihet, përveç ligjeve të lartpërmendura, se çfarë është Efekti Doppler, pasi merret me një ndryshim të gjatësisë së valës së dritës. Efekti është emëruar pas fizikanit austriak Christian Andreas Doppler. Në të ai shpjegon se cili është ndryshimi i dukshëm i frekuencës së një valë të prodhuar nga lëvizja relative e burimit në lidhje me vëzhguesin e saj. Ajo që shpjegon këtë efekt, përveç kësaj, është rrezatimi elektromagnetik dhe zhurma e trupave, sipas lëvizjes së tyre.
Një shembull i efektit Doppler është zhurma e një motori makine nga afër. Duke qenë se është larg, dëgjohet më pak se sa afër. Në të njëjtën mënyrë ndodh që nga momenti që një yll ose një galaktikë e tërë largohet dhe kjo ndodh sepse spektri i tij zhvendoset drejt blusë, por kur largohet zhvendoset drejt së kuqes. Edhe sot e kësaj dite galaktikat në kryqëzim janë me zhvendosje të kuqe, që do të thotë se largohen nga toka.
Shembuj të efektit Doppler ndodhin çdo ditë në të cilën shpejtësia me të cilën lëviz objekti që lëshon valët është i krahasueshëm me shpejtësia e përhapjes të atyre valëve. Si shembull kemi shpejtësinë e një ambulance (50 km/h), megjithëse mund të duket e parëndësishme në krahasim me shpejtësinë e zërit në nivelin e detit (rreth 1235 km/h).
Megjithatë, është rreth 4% e Shpejtësia e zërit, ky fraksion është mjaft i madh për të nxitur një vlerësim të qartë të ndryshimit të tingullit të sirenës nga një lartësi më e lartë në një lartësi më të ulët, ashtu si automjeti kalon pranë vëzhguesit.
spektri i dukshëm
El spektri i dukshëm i rrezatimit elektromagnetik, shpjegon se nëse objekti largohet, drita e tij lëviz në gjatësi vale më të gjata. Kjo krijon një zhvendosje të kuqe. Gjithashtu, nëse objekti afrohet, drita e tij ka një gjatësi vale më të shkurtër, kështu që zhvendoset në blu. Devijimi që prodhon drejt së kuqes ose blusë është i parëndësishëm edhe për shpejtësitë e larta, si p.sh. shpejtësitë ndërmjet yjeve ose ndërmjet galaktikave.
Nga ana tjetër, sa i përket dukshmëria për syrin e njeriut, ai nuk mund të kapë spektrin, mund ta matë atë vetëm në mënyrë indirekte duke përdorur instrumente precize si spektrometrat. Nëse objekti që lëshon do të lëvizte me fraksione të konsiderueshme të shpejtësisë së dritës, ndryshimi në gjatësinë e valës mund të ishte drejtpërdrejt i dukshëm. Efekti Doppler është shumë i dobishëm në astronomi dhe manifestohet në të ashtuquajturën zhvendosje të kuqe ose blu.
Ky efekt përdoret nga astronomët për të matur shpejtësinë me të cilën yjet dhe galaktikat lëvizin drejt ose larg Tokës. Bëhet fjalë për shpejtësitë radiale të efektit Doppler. Bëhet fjalë për një fenomen fizik i cili përdoret kryesisht për të zbuluar yjet binare, për të matur shpejtësinë e rrotullimit të yjeve dhe galaktikave. Edhe pse përdoret gjithashtu për të zbuluar ekzoplanetet afër Tokës ose satelitët e lëshuar në hapësirë.
Gjëja më e rëndësishme për t'u theksuar është se zhvendosja e kuqe përdoret gjithashtu për të matur zgjerimin e hapësirës. Në këtë rast nuk është në të vërtetë një efekt Doppler. drita në astronomi varet nga njohuria se spektrat e yjeve nuk janë homogjenë. Sipas studimeve, shfaqen linja të frekuencave të mirëpërcaktuara të absorbimit që janë në korrespondencë me energjitë e nevojshme për të ngacmuar elektronet e elementeve të ndryshëm nga një nivel në tjetrin.
linjat e absorbimit
Efekti Doppler njihet si fakti që modelet e njohura të linjave të përthithjes nuk duket gjithmonë se pajtohen me frekuencat që përftohen nga spektri i një parimi të dritës stacionare. Kjo ndodh sepse drita blu ka një frekuencë më të lartë se drita e kuqe, linjat spektrale të një burimi drite astronomik që afrohet janë të zhvendosura në ngjyrë blu dhe ato të një burimi që largohet janë të zhvendosura. zhvendosja e kuqe.
Radari Doppler
Ajo që shpjegon të gjitha sa më sipër është se disa lloje të radarët përdorin efektin Doppler. Ata e bëjnë këtë me qëllimin për të matur shpejtësinë e objekteve që janë zbuluar. Një grup radarësh qëllohen në një objektiv në lëvizje. Një shembull mund të përmendet një makinë, si në përdorimin e radarit nga policia për të zbuluar shpejtësinë e automjeteve.
Sipas kësaj, sa më afër ose më larg burimit të radarit, mundeni përcaktoni shpejtësinë e objektit. Çdo valë e njëpasnjëshme që ka radari duhet të udhëtojë më larg për të arritur makinën, përpara se të reflektohet dhe të zbulohet përsëri pranë burimit. Analogjikisht ajo asimilohet me secilën valë sepse duhet të ecë më tej. Distanca midis secilës valë rritet dhe kjo është ajo që prodhon një rritje në gjatësinë e valës.
Në disa raste, kjo rreze radari përdoret me makinën në lëvizje dhe nëse i afrohet mjetit të vëzhguar, atëherë çdo valë e njëpasnjëshme udhëton një distancë më të shkurtër, duke shkaktuar një ulje të gjatësia e valës. Në çdo situatë, llogaritjet e efektit Doppler lejojnë përcaktimin e saktë të shpejtësisë së automjetit të vëzhguar nga radari. Përveç kësaj, mekanizmi i afërsisë, i zhvilluar gjatë Luftës së Dytë Botërore, bazohet në radarin Doppler.
Kjo për të shpërthyer eksplozivët në kohën e duhur bazuar në lartësinë e tyre mbi tokë, ose distancën e tyre nga objektivi. Sipas zhvendosjes Doppler, incidenti i valës në objektiv është prekur. Në këtë mënyrë, vala reflektohet përsëri në radar, ndryshimi i frekuencës i vërejtur nga a radar në lëvizje Në lidhje me një objektiv që është gjithashtu në lëvizje, ai është një funksion i shpejtësisë së tij relative dhe është dyfishi i asaj që do të regjistrohej drejtpërdrejt midis emetuesit dhe marrësit.
efekti i kundërt Doppler
Edhe sot dhe që nga viti 1968, shkencëtarët kanë studiuar probabilitetin që ekziston një efekti i kundërt Doppler. Një nga shkencëtarët e paraqitur në këtë hulumtim ishte fizikani ruso-ukrainas Victor Veselago. Eksperimenti që pretendohej se kishte zbuluar këtë efekt u krye nga Nigel Seddon dhe Trevor Bearpark në 2003 në Bristol, MB.
Lidhur me këtë, studiues nga universitete të ndryshme deklaruan se ky efekt mund të vërehet edhe në frekuencat optike. Ndër universitetet e theksuara në këtë hulumtim ishin Universiteti i Teknologjisë Swinburne dhe Universiteti i Shangait për Shkencë dhe Teknologji. Duke qenë të mundshme zbulime të tilla, falë gjeneratës së a kristal fotonik.
Pikërisht në atë gotë ata projektuan një rrezja lazer. Kjo ishte ajo që e bëri kristalin të sillej si një superprizëm, në këtë mënyrë mund të vërehej efekti i kundërt Doppler.
Në disa raste një ligj mund të ngatërrohet me një teori, por e vërteta është se teoritë janë një grup idesh të organizuara që shpjegojnë një fenomen i mundshëm. Këto nxirren nga vëzhgimi, përvoja ose arsyetimi logjik. Megjithatë, ai shpjegon mundësitë dhe jo faktet ose shpjegon sjelljet.
Ligjet e Universit janë më shumë nga sa mendojmë, në fakt këto janë disa që kanë ndikuar në rrjedhën e historisë së shkencës. Gjëja e parë që duhet kuptuar është se ligjet e universit, ndryshe nga ato ligjore apo ato të imponuara nga njeriu, janë sjelljet mbi të cilat sjellja e universales. Domethënë, ato janë normat që shpjegojnë lëvizjet e tërësisë universale.