Bạn có muốn giảm cân mà không cần tập thể dục
hay ăn kiêng?
Bạn có muốn già đi một chút so với bạn bè của bạn?
Chà, bạn có thể ngạc nhiên khi nghe,
các định luật vật lý có thể giúp đỡ bạn.
Chìa khóa để trả lời những câu hỏi hàng ngày này là trọng lực.
Nó ở khắp mọi nơi trong vũ trụ.
Nó làm cong không gian và thời gian.
Đó là một lực cơ bản của tự nhiên.
Nhưng sức mạnh kỳ lạ của trọng lực, được phát hiện bởi Albert Einstein,
cũng ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta theo những cách bất ngờ nhất.
Trong bộ phim này, chúng ta sẽ sử dụng các kỹ thuật khoa học tiên tiến
để điều tra làm thế nào trọng lực thay đổi trọng lượng của bạn ...
Nó ảnh hưởng lên
..chiều cao của bạn...
cao lên, thấp xuống.
.. và thậm chí cả tư thế của bạn.
Và, với sự giúp đỡ của hàng ngàn tình nguyện viên,
Tôi sẽ cho bạn thấy lực hấp dẫn tác động đến tất cả chúng ta ở mọi lứa tuổi với các mức độ khác nhau.
Suốt cả ngày tôi chỉ đăng nhập vào điện thoại,
đăng nhập vào ứng dụng.
Là một nhà vật lý, trọng lực là trung tâm trong nghiên cứu của tôi.
Tuyệt vời!
Và trong việc khám phá nó,
tôi sẽ có những thử thách khác để tôi hiểu lực lượng bí ẩn này.
Oh, tốt. Tôi cần phải đi và viết cái này.
Và tôi sẽ phải giải quyết bản chất của thực tế.
translator: quanphamkt minhquanphamkt@qq.com phimkhoahochay.blogspot.com
Nó liên kết với nhau trong tất cả các vấn đề vũ trụ
và nó làm cho sự tồn tại của chúng ta ở đây.
Nhưng cuối cùng, tất cả chỉ tập trung vào một câu hỏi đơn giản.
Điều gì xảy ra nếu tôi làm rơi một vật thể?
Nhiều bí ẩn của trọng lực đều có trong hành động đơn lẻ này.
Làm thế nào một vật thể rơi.
Đây là câu hỏi đầu tiên.
Tại sao búa rơi nhanh hơn cọng lông?
Bạn có thể nghĩ rằng đó là vì búa nặng hơn.
Nhưng đó không phải là lý do thực sự.
Câu trả lời là sức cản không khí.
Trọng lượng của các vật thể quan trọng, nhưng hình dạng của chúng mới là vấn đề.
Và tôi có thể chứng minh điều này rất dễ dàng với hai chiếc ô này.
Cả hai đều có cùng trọng lượng, nhưng nếu tôi mở một trong hai,
bạn có thể khá chắc chắn rằng nó sẽ giảm chậm hơn so với cái khác.
Trong thực tế, tất cả các đối tượng sẽ giảm ở cùng một tỷ lệ
nếu bạn chỉ có thể loại bỏ không khí.
Người đầu tiên nhận ra điều này là nhà toán học thế kỷ 16,
Galileo Galilei.
Nổi tiếng nhất là ông đã
thả các vật thể ra khỏi Tháp nghiêng Pisa.
Điều đó đã được chứng minh một cách ngoạn mục
trong một thí nghiệm được thực hiện trên mặt trăng năm 1971.
Trong tay trái tôi có một chiếc lông vũ.
Trong tay phải của tôi là cái búa.
Tôi sẽ thả cả hai ở đây,
và hy vọng chúng sẽ chạm đất cùng một lúc.
Chúng hoạt động hoàn hảo.
Thế còn cái đó?
Nó chứng minh rằng ông Galilei đã đúng trong phát hiện của mình.
Bây giờ, Galileo cũng bị ám ảnh bởi một câu hỏi thứ hai.
Khi bạn thả một vật thể,
rất khó để biết nếu nó rơi ở tốc độ không đổi,
hoặc tăng tốc độ khi nó giảm.
Ngay cả trong chuyển động chậm, cũng khá khó để nói.
Đầu tiên, thả một đối tượng một khoảng cách rất ngắn.
Nó hạ cánh với rất ít tác động.
Nhưng, tất nhiên, thả nó từ cao lên ...
.. lần này, bóng dễ dàng phá vỡ gạch,
có nghĩa là nó phải tăng tốc
độ và động lượng khi nó giảm.
Galileo đã xác định được một cái gì đó cơ bản cho tất cả các vật thể rơi -
chúng tăng tốc.
ông nhận ra có thể có một cách để đo lường
có bao nhiêu vật rơi cùng tốc độ.
Những gì ông nghĩ ra là nỗ lực đầu tiên để tự đo trọng lực.
Ông đã xây dựng một đoạn đường dốc bằng gỗ dài, đúng như thế này,
ông ta đã dốc ở một góc nông.
Ý tưởng là lăn quả bóng xuống đoạn đường dốc và đo gia tốc của chúng.
Điều quan trọng là đoạn đường nối phải ở góc nông này
để giảm tác động của sức cản của gió.
Điều đó cũng có nghĩa là những quả bóng sẽ lăn xuống từ từ
đủ để cho ông ta thời gian để đo tốc độ của họ.
Nhưng vấn đề lớn là đây - làm thế nào để bạn đo thời gian chính xác
trong thời đại không có đồng hồ chính xác,
như đồng hồ bấm giờ?
Chà, Galileo đã nảy ra một ý tưởng khéo léo
liên quan đến dòng chảy của nước -
về cơ bản, đo thời gian từ lượng nước thu được trong cốc.
Vì vậy, chúng tôi sẽ thử và lặp lại thí nghiệm của Galileo.
chúng tôi có một vài tình nguyện viên sẵn sàng,
Gavin và Johanna.
Ba hai một bắt đầu.
Vdừng lại.
OK, có một cái.
Bây giờ, nếu bạn đi xuống một phần tư đường xuống dốc.
Đi.
Dừng lại.
Vì vậy, bây giờ một nửa của đường xuống.
Đi.
Dừng lại.
Vừa kịp giờ.
OK, và sau đó 3/4 đường xuống.
Đi.
dừng lại.
Phải, tắt vòi.
OK, vì vậy chúng tôi có bốn phép đo.
Và tôi có thể thấy một sự tiến bộ từ đầy đủ hơn đến trống rỗng,
nhưng những gì chúng ta cần làm bây giờ là tìm ra mô hình toán học
Bằng cách cân cẩn thận nước trong mỗi ly.
Cân nước sẽ cho chúng ta ý tưởng về mỗi lần lăn.
Và trong thí nghiệm của chúng tôi, đây là những kết quả.
Bây giờ, một điều ngay lập tức bạn có thể nói.
Quả bóng thực sự tăng tốc khi nó lăn lâu hơn.
Trong thực tế, kết quả của chúng tôi dường như cho thấy
rằng thời gian cần thiết bao gồm đoạn đường nối
là khoảng thời gian cần thiết để trang trải cho ba phần tư tiếp theo.
Vì vậy, chúng tôi có một gợi ý của một mô hình toán học.
Bây giờ, chúng ta sẽ xem liệu chúng ta có đúng không, bằng cách đặt chuông dọc theo đoạn đường nối,
tại các khoảng thời gian dựa trên kết quả.
Sự sắp xếp này có vẻ hơi lạ
bởi vì khoảng cách giữa hai tiếng chuông đầu tiên ngắn hơn nhiều
khoảng cách giữa chuông thứ ba và thứ tư.
Nhưng không sao, vì nếu chúng ta có tính toán đúng,
bóng bắt đầu chậm, vì vậy nó bao gồm một khoảng cách ngắn hơn,
và khi nó tăng tốc, nó sẽ bao phủ khoảng cách xa hơn và dài hơn.
Vì vậy, chúng ta nên nghe thấy những tiếng chuông vang lên trong những khoảng thời gian bằng nhau.
Đi.
Vòi
Đẹp.
Vì vậy, tất cả điều này có nghĩa là gì, công thức toán học là gì?
Chà, đây là điều mà Galileo đã làm ra.
Hãy nói rằng, từ đầu, quả bóng bao phủ khoảng cách một mét
trong giây đầu tiên
Sau hai giây, nó sẽ có bốn mét.
Sau ba giây, chín mét.
Sau 4 giây, 16 mét, vân vân.
Nếu bạn nhận ra sự tiến triển này,
bạn sẽ thấy khoảng cách đó đi như bình phương của thời gian.
Galileo đã tìm thấy tốc độ mà trọng lực tăng tốc các vật thể.
Và ông đã tìm thấy một nguyên tắc cơ bản khác -
bạn có thể đo sức mạnh của trọng lực
bằng cách làm tăng tốc các vật rơi xuống.
Phát hiện trọng lực đã trở nên đặc biệt tinh vi
ở ngày nay, nhưng vẫn sử dụng chính xác cùng một nguyên tắc.
Đây là lâu đài Herstmonceux ở Sussex,
và trong căn cứ của nó là Cơ sở trắc địa không gian.
Ở đây, Vicky sử dụng một công cụ nhạy cảm đáng kinh ngạc
để phát hiện sức mạnh chính xác của trọng lực tại điểm này.
Vicky, cho tôi biết về máy đo trọng lực đáng kinh ngạc này mà bạn đang làm việc.
OK, đây là buồng thả trong phiên bản rút gọn.
Thực chất chuyện gì xảy ra
bạn đã có một giỏ hàng được nâng lên,
và sau đó tăng tốc từ một khối ở giữa,
và vì vậy phần này nhấc lên và khi nó rơi xuống, nó rơi xuống dưới sự rơi tự do.
Vì vậy, thành phần này ở giữa khi nó giảm
về cơ bản chỉ là quả táo của Newton rơi xuống đất?
Vâng. Vì vậy, đây là một phiên bản rút gọn, nhưng đó là thực tế?
Đây là điều thực sự. Làm thế nào mà nó thực sự hoạt động?
Ở đây, nó là một khoảng trống. Vì vậy, không có sức cản của gió khi nó rơi.
Không có sức cản của gió.
Bên trong, một tia laser được sử dụng
để đo chính xác khối lượng đang tăng tốc nhanh như thế nào.
Đây là phiên bản thế kỷ 21 của đoạn đường nối của Galileo
và những quả bóng lăn xuống. Vì vậy, chúng ta có thể làm?
Tất nhiên, nếu bạn chỉ muốn nhấn nút trên máy tính xách tay.
Cái này? Vâng.
Được. Vì vậy, bây giờ nó đang giao tiếp với nó.
Ồ, chúng ta đi đây. Chúng ta đi đây.
Nó đợi năm giây và sau đó thực hiện phép đo trọng lực.
Và một lần nữa. Lặp lại.
Và bạn có thể thấy kết quả xuất hiện bây giờ.
với con số thực tế mà nó nhận được cho mỗi lần.
Đơn vị Vicky sử dụng có một chiếc nhẫn quen thuộc.
Tôi thấy rằng số lên ở đầu,
bạn đã có đơn vị này, micro Gal?
Vâng, một Gal về cơ bản là một centimet trên giây bình phương.
Gal được đặt theo tên của Galileo.
Vì vậy, chúng ta vừa thực hiện phép đo trọng lực ở đây hôm nay
và đây là con số rất chính xác,
981124007
g/s^2.
Việc đọc có nghĩa là trọng lực của Trái đất tăng tốc một vật rơi
khoảng 9,81 mét mỗi giây
Vicky cho tôi biết một cái gì đó hấp dẫn.
Cô ấy đọc sách ở đây mỗi tuần và cô ấy thấy rằng
sức mạnh của trọng lực thay đổi nhỏ theo thời gian.
Lượng mưa lớn, ví dụ, có thể làm cho trọng lực tăng nhẹ.
Có lẽ, nếu trọng lực thay đổi ở đây tại một điểm,
nó sẽ có những giá trị khác nhau trên toàn thế giới
và vì vậy bạn có thể có một bản đồ trọng lực của toàn bộ hành tinh?
Đúng vậy, đúng vậy.
Vậy lý do cho những biến động kỳ lạ này là gì?
Đó là những gì tôi muốn điều tra tiếp theo.
Vì vậy, trọng lực thay đổi khi chúng ta di chuyển trên bề mặt Trái đất.
Đây là trọng tâm của một thử thách mà tôi đã đặt ra cho hai tình nguyện viên trẻ.
Tôi đã giao cho họ một nhiệm vụ để thử và tìm địa điểm ở Anh
trong đó trọng lực là yếu nhất.
Vì vậy, nơi mà các đối tượng sẽ cân nặng ít nhất.
Tôi đã cho họ chỉ ba ngày để thử và tìm thấy nó.
Các tình nguyện viên là Astraya, một nghiên cứu sinh.
Tôi đã sống ở Luân Đôn được năm hoặc sáu năm,
và tôi đến từ Seville ở Tây Ban Nha.
Tôi rất thích tham gia vào dự án này
bởi vì tôi thực sự muốn biết thêm về cách thế giới này hoạt động.
Và Poppy, một nhà báo sống ở London.
Tôi đã làm khoa học y sinh.
Và tôi đã làm sinh học và hóa học trình độ A,
nhưng tôi chưa học môn vật lý nào kể từ khi tôi rời trường.
Tôi thích thú tìm hiểu thêm về trọng lực
và tôi thực sự thích một câu đố, tôi thích một thử thách.
Nhóm nghiên cứu không thể tự cân nhắc để xem sự thay đổi của trọng lực.
Trọng lượng cơ thể dao động vài kg trong suốt một ngày.
Trong khi đó, những thay đổi do trọng lực khi họ đi du lịch khắp đất nước
sẽ là rất nhỏ khi so sánh,với một vài gram.
Vì vậy, họ sẽ phải sử dụng các phương pháp khoa học tinh vi
nếu họ muốn đo trọng lực chính xác.
Và đó là lý do tại sao các tình nguyện viên sẽ được tham gia bởi ba chuyên gia
trong khoa học trọng lực.
Nghiên cứu sinh Sonak.
Anh ta sẽ phụ trách một số thiết bị đo rất nhạy cảm
từ Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia.
Sean, một nhà địa chất, người sẽ sử dụng máy đo trọng lực cầm tay.
Và Andrew, một nhà vũ trụ học tại Đại học College London,
ai sẽ giúp giải thích kết quả?
Chúng tôi đã tính tổng trọng lượng tập thể cho đội trước khi họ khởi hành.
Đó là 380 kg.
Vì vậy, ở Anh, nó sẽ giảm?
Họ đang đi ra khỏi Công viên Quốc gia Snowdonia ở Bắc Wales.
Tuyến đường sắt leo từ đây đến đỉnh Snowdon 1.000 mét
Sean đọc trọng lực đầu tiên của mình.
Bên trong là một khối trên một chùm và bạn
quay số này, cho đến khi bạn có được chùm trung tâm.
Bằng cách đếm số vòng quay của mặt số,
Sean có thể tính toán lực hấp dẫn
tác động lên khối lượng bên trong máy.
Sonak có một phương pháp đơn giản hơn.
Vì vậy, bên trong hộp là một khối lượng hai kilôgam,
và nó được cho là hoàn hảo như hai kg
như nó có thể nhận được.
Được rồi Và đặt nó ở đây.
Ồ, nó chỉ đến dưới, phải không?
1998,2 gam.
Đó là hai kg trong phòng thí nghiệm, nhưng bây giờ ở đây nó ít hơn một chút.
Đó là câu đố đầu tiên.
Tại sao một khối lượng hai kilo chỉ dưới hai kg?
Và đó là một thứ
thách thức thực sự.
Khối lượng thường bị nhầm lẫn với số lượng, trọng lượng liên quan.
Khối lượng của những quả tạ này là cố định, nó không thay đổi.
Đó là thước đo xem chúng chứa bao nhiêu thứ.
Trọng lượng là khác nhau.
Đó là thước đo tác động của trọng lực lên những quả tạ này.
Lực hướng xuống kéo chúng xuống đất
theo cùng một cách mà nó giữ cho đôi chân của tôi bám chặt xuống đất.
Sự khác biệt quan trọng là điều này,
nếu tôi cầm những quả tạ này trên mặt trăng,
chúng vẫn có cùng một khối lượng,
nhưng chúng nặng hơn sáu lần
bởi vì trọng lực của mặt trăng yếu hơn Trái đất rất nhiều.
Vì vậy, đó là lý do tại sao Sonak mang theo khối lượng hai kilo.
Nếu nó thay đổi trọng lượng thì điều này có nghĩa là
trọng lực đó đã thay đổi.
Trước mắt họ là đỉnh núi cao nhất
ở Anh và xứ Wales, nổi tiếng với phong cảnh tuyệt đẹp.
Sẽ là tuyệt đẹp nếu bạn có thể nhìn thấy nó.
Và đây là những gì chúng tôi đã đến đây,
khung cảnh tuyệt vời này trên đỉnh Snowdon.
Bạn sẽ không biết điều đó, nhưng thành thật mà nói, chúng tôi đang ở đây.
Bây giờ chúng ta đang ở gần đỉnh Snowdon và tôi đã thiết lập máy đo trọng lượng,
và chúng ta sẽ thấy sự khác biệt trong cách đọc là gì.
Anh ta phải quay số nhiều lần để thử và đọc.
Đó là trọng lực rõ ràng đã thay đổi, nhưng bằng cách nào?
Nó đã mạnh hơn, hay yếu hơn?
Nhóm rời Sean để tìm ra kết quả của mình,
và cố gắng định vị các thang đo càng gần càng tốt với đỉnh.
Nhưng việc đọc là tất cả các nơi.
Oh! Nó đi lên.
Nó dao động khá nhiều do gió.
Tôi phải nói rằng, đây là điều mà khoa học luôn thích, phải không?
Nó không bao giờ hoàn toàn như những gì bạn muốn.
Vì vậy, họ đi vào bên trong quán cà phê bên cạnh đỉnh núi.
Gió có chút nghịch ngợm, nhưng vẫn hy vọng ...
Bây giờ là năm 00, vì vậy nó sẽ ổn thôi.
1998.2 ở dưới đó,
1997.8!
Có. Chúng tôi đã có nó! Đó là 0,4 gram.
Khối lượng nặng ít hơn một chút.
Nó mất khoảng 1/5000 trọng lượng của nó.
Và Sean đã tìm thấy rằng chính trọng lực đã giảm.
Trên đỉnh núi chúng tôi lấy số đo
và chúng tôi phát hiện ra rằng lực hấp dẫn đã giảm xuống.
Nó đã đi xuống tương đương với 206 vòng quay số.
Và chúng tôi đã tính ra rằng nó tương đương với 219 miligals.
Vì vậy, rõ ràng từ các phép đo của đội,
trọng lực suy yếu khi bạn lên cao hơn, và bạn nhẹ hơn một chút.
Nó chỉ là một cái cớ để nói chúng ta đang ở đâu là nhẹ nhất.
Ai quan tâm? Có, ai quan tâm?
Nó thực sự rất thú vị, nó giống như một ví dụ minh họa
để xem điều này thực sự biến động như thế nào,
tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau. Yeah tuyệt đối.
Và rằng chúng ta có thể đo nó và nhìn nó bằng chính mắt mình,
nó thực sự khiến bạn nghĩ về trọng lực một cách rất tích cực.
Đó là một hiện tượng lực cơ bản trong tự nhiên,
nhưng chúng ta không biết nhiều về nó.
Nhưng tại sao trọng lực thay đổi theo độ cao?
Để hiểu câu hỏi đó,
bạn phải nắm bắt được những khám phá phi thường
tiếp theo trong câu chuyện của chúng ta -
Isaac Newton.
Sinh ra ở Anh vào giữa thế kỷ 17,
ông đã dành cả đời để vật lộn với rất nhiều câu hỏi rõ ràng riêng biệt,
từ tại sao mọi thứ rơi xuống đất, tại sao các hành tinh quay quanh mặt trời.
Thiên tài của Newton nhận ra
có một phương trình duy nhất có thể trả lời tất cả những câu hỏi này.
Và đây, luật hấp dẫn nổi tiếng của ông.
Nó có thể trông phức tạp,
nhưng đây là một trong những phương trình quan trọng nhất
trong toàn bộ khoa học
F ở đây là lực.
Newton cho biết có một lực hấp dẫn giữa bất kỳ hai đối tượng
trong vũ trụ.
Ở bên này của phương trình, G, chúng ta gọi là hằng số hấp dẫn.
Newton biết nó phải ở đó, nhưng anh không biết giá trị của nó là gì.
M1 và M2 đại diện cho hai đối tượng và R là khoảng cách giữa chúng.
Bây giờ, phương trình cho chúng ta biết rằng các vật thể càng lớn,
M1 và M2 càng lớn, lực hấp dẫn càng lớn.
Nhưng càng xa nhau, giá trị của R ở đây càng lớn,
lực hấp dẫn càng yếu.
Với Newton, những gì đã từng là bí ẩn giờ trở nên rõ ràng.
Phương trình của Newton mô tả tại sao một vật thể rơi xuống đất,
trong đó có quả táo nổi tiếng của mình.
Nhưng thiên tài thực sự là nó áp dụng cho bất kỳ đối tượng nào,
bất cứ nơi nào trong vũ trụ.
Vì vậy, đó là một cách mô tả rất đơn giản và thanh lịch
một số hiện tượng dường như phức tạp nhất trong vũ trụ.
Luật hấp dẫn của ông vẫn có thể được sử dụng ngày hôm nay -
để giải thích quỹ đạo hoạt động như thế nào,
để dự đoán khi nào sao chổi sẽ quay trở lại,
để mô tả tại sao các thiên hà quay tròn.
Hoặc để tàu vũ trụ quay xung quanh các hành tinh.
Newton bảo chúng ta tìm kiếm sự đơn giản tiềm ẩn
trong các hiện tượng tự nhiên. Chẳng hạn, mặt trăng quay quanh Trái đất như thế nào.
Nếu tôi buông quả táo này,
nó sẽ rơi thẳng xuống do lực hấp dẫn của Trái đất.
Nhưng nếu tôi ném nó, để bắt đầu,
nó đi theo hướng ngang
đó là hướng đi
nhưng trọng lực của Trái đất vẫn đang kéo nó xuống,
Vì vậy, nó kết thúc theo một đường cong.
Bây giờ, nếu tôi ném nó mạnh hơn,
nó sẽ đi xa hơn trước khi chạm đất và, theo nguyên tắc,
nếu tôi có thể ném nó đủ mạnh, tôi có thể đưa nó vào quỹ đạo.
Đó chính xác là những gì xảy ra với mặt trăng trên quỹ đạo quanh Trái đất.
Đó là sự kết hợp của việc muốn đi theo đường thẳng,
nhưng cũng bị lực hấp dẫn của Trái đất kéo xuống.
Vì vậy, nó liên tục "rơi"
xung quanh Trái đất và liên tục "bay thẳng".
Phương trình nổi tiếng của Newton
cũng giải thích các hiệu ứng lạ
mà nhóm đi đường đã phát hiện ra.
Các đối tượng trở nên nhẹ hơn khi bạn đạt được độ cao.
Khi tôi tự cân, tôi được đại diện bởi khối lượng đầu tiên, M1.
Khối lượng thứ hai, M2, là chính Trái đất.
Và lực kéo tôi xuống, trọng lượng của tôi,
phụ thuộc vào khoảng cách giữa tôi và trung tâm Trái đất.
Và đó là bí mật của chuyến đi đường bộ.
Nếu bạn muốn tìm nơi bạn cân nặng ít nhất,
bạn phải đi càng xa càng tốt từ lõi Trái đất.
Vì vậy, đó là buổi chiều của ngày đầu tiên,
nhóm đi đường phải tìm ra nơi tiếp theo.
Poppy và Astraya có một ý tưởng hay,
tìm một nơi nào đó cao hơn núi Snowdon.
Từ các phép đo mà các bạn đã làm ở Mount Snowdon,
độ cao rõ ràng đóng một phần quan trọng của trọng lực.
Vì vậy, với suy nghĩ đó, chúng tôi đã phải đi đến điểm cao nhất ở Vương quốc Anh,
đó là Ben Nevis.
OK, Nhưng chỉ có một điều mà chúng tôi chưa cho bạn thấy cho đến nay.
Chúng tôi thực sự đã mang theo một thử nghiệm bổ sung,
Vì vậy, chúng tôi có thể vui lòng cho bạn thấy điều này trước khi bạn đưa ra quyết định cuối cùng?
Vâng. Sonak thực sự có phần khác của thí nghiệm này.
Chúng tôi luôn mang theo ...
Một số công cụ quyền lực, như các nhà vật lý luôn luôn làm.
Hãy bắt đầu nó thật tốt và nhẹ nhàng.
Được.
Và sau đó, cố gắng và chọn vận tốc.
Pizza.
Bạn đã có một số bánh pizza ở đó. Điểm đã được chứng minh.
Vấn đề là khi một cái gì đó đang quay,
nó giống như được ném ra ngoài và bạn thực sự có thể sử dụng nó
để tạo ra một miếng bánh pizza phẳng, đẹp, nhưng điều này cũng áp dụng cho Trái đất.
Trái đất không tròn hoàn hảo.
Đó là những gì được gọi là "hình cầu".
Nó phình ra ở xích đạo
là lớn nhất.
Chúng tôi đã có hai hiệu ứng bây giờ.
Chúng tôi đang cố gắng rời khỏi trung tâm,
lõi thực tế của Trái đất,
điểm ở chính giữa của quả bóng này.
Nhưng bây giờ, chúng ta có thể làm điều đó theo hai cách.
Chúng ta có thể đi lên một cái gì đó cao,
hoặc chúng ta chỉ có thể đi xuống phía xích đạo.
Đây là những gì chúng ta tìm thấy khi chúng ta thực hiện khảo sát trọng lực,
khi bạn di chuyển về phía nam, có xu hướng ảnh hưởng từ vĩ độ
mà thường là lớn hơn hiệu ứng từ độ cao.
Vì vậy, càng gần đường xích đạo bạn đi,
bạn càng nhận được nhiều hơn từ lõi Trái đất và bạn càng nhẹ hơn.
Vì vậy, các bạn, mặt trời lặn ngay sau tôi ở đây. Đây là phía bắc.
Có vẻ như chúng ta phải đi theo cách đó,
xuống phía nam, phải không?
Vâng ok. Đi nào.
Nhóm nghiên cứu đang bắt đầu khám phá lý do tại sao trọng lực thay đổi
khi bạn băng qua bề mặt Trái đất.
Hành tinh của chúng ta được định nghĩa và định hình
bởi các lực phức tạp hành động theo nó.
Và phát hiện những dao động nhỏ trong trường trọng lực của nó
có thể cho chúng ta manh mối quan trọng.
Nó có thể giúp chúng ta hiểu thế giới của chúng ta đang thay đổi như thế nào.
Cơ sở đo đạc không gian tại Herstmonceux là một phần nhỏ
của một mạng lưới toàn cầu rộng lớn
trong đó sử dụng các vệ tinh để phát hiện những thay đổi nhỏ nhất
trong trường trọng lực của Trái đất.
Hãy cho tôi biết chính xác công việc của bạn là gì ở đây?
Chúng ta đang làm gì với chiếc kính thiên văn này
đang đo rất chính xác
khoảng cách của các vệ tinh từ đây,
vì vậy chúng tôi đang sử dụng các xung laser rất ngắn
mà chúng tôi hướng tới vệ tinh.
Trên vệ tinh, có các hình khối phản chiếu
một số ánh sáng đó cho chúng ta.
Chúng tôi đo thời gian ánh sáng mất bao lâu
để đi đến vệ tinh và trở lại.
Và vệ tinh thường cách bao xa?
Chúng ta đang theo dõi bây giờ là một trong những vệ tinh Galileo,
đó là khoảng 20.000 km.
Cách xa 20.000 km? Vâng.
OK, vì vậy, chúng tôi đã có nó nhắm vào vệ tinh Galileo
và bạn sẽ bật laser ngay bây giờ? Vâng.
Tuyệt vời!
Và tia laser đó đang được bắn về phía vệ tinh,
thời gian để đến đó và quay lại lần nữa,
đó là một phần của một giây, phải không?
Đó là khoảng 150 mili giây.
Và chúng tôi đang gửi khoảng 1.000 trong số đó mỗi giây.
Vật thể trông lạ này dựa trên vệ tinh.
Đó là một đại diện cường điệu
về cách trường hấp dẫn của Trái đất thay đổi theo thời gian.
Biến động như thế này có thể cho chúng ta hiểu biết quan trọng
về biến đổi khí hậu,
băng tan
mực nước biển dâng cao,
thay đổi mực nước ngầm.
Tất cả đều có tác dụng
về sức mạnh cục bộ của trọng lực.
Vì vậy, một cái gì đó quan trọng như biến đổi khí hậu,
để hiểu nó và làm một cái gì đó về nó,
chúng ta cần biết phân phối
trường hấp dẫn của Trái đất rất chính xác?
Hoàn toàn đồng ý. Và đó là một biện pháp toàn cầu mà chúng ta cần.
Đối với những người đi đường, đó là ngày bắt đầu của ngày hai ...
.. và họ đang hướng đến bờ biển phía nam.
Họ đang dừng ở Herefordshire,
đó là một vị trí tốt vì nó cùng độ cao
là căn cứ của Snowdon,
nhưng họ đã chuyển khoảng 80 dặm về phía nam.
Vì vậy, nếu họ tìm thấy sự thay đổi trọng lực ở đây, thì đó phải là do vĩ độ.
Đó không phải là một sự khác biệt lớn, nhưng nó đáng chú ý.
Số lượt đọc của chúng tôi ở dưới chân núi là 4,840.
Vâng. Số lượt tiếp cận của chúng tôi ở đây là 4,717.
Ồ, phải, vì vậy, chúng ta có thể thấy một sự khác biệt.
chúng ta ở cùng độ cao với chân núi Snowdon,
nhưng bởi vì chúng ta đã đi xa hơn về phía nam
nên trọng lực ít hơn ở đây? Vâng.
Họ đẩy vào.
Và vào lúc hoàng hôn, họ đến Sidmouth trên bờ biển phía nam.
Sean đọc trọng lực thứ hai trong ngày
và Poppy ứng biến một bản đồ.
Vâng, sắp xếp một bản đồ.
Chúng ta có thể viết "không theo tỷ lệ" ở đầu không.
Vì vậy, tôi đã vẽ bản đồ này.
Scotland hơi bị nghiền nát.
Wales khá cao và Cornwall ở đó, nhưng bạn có ý tưởng.
Sean, chúng tôi đã đi du lịch với bạn,
bạn đã thực hiện một vài bài đọc trọng lực mét,
bạn có thể vẽ chúng trên quy mô không,
vẽ bản đồ xấu? Chắc chắn rồi.
Vì vậy, nếu bạn nhớ chúng tôi đã bắt đầu ở Mount Snowdon, ở đây,
và đó là phép đo bằng không cho khảo sát của chúng tôi.
Sau đó, chúng tôi đến tận bờ biển phía nam.
Sự khác biệt so với cơ sở của Snowdon là -212 miligals. Ồ
Vì vậy, sự khác biệt giữa đi và đo trọng lực
dưới chân núi và đỉnh núi
gần giống như ở đây ở vĩ độ này
và xuống đây ở vĩ độ này.
Chúng khá rõ ràng ở mực nước biển,
tuy nhiên lực hấp dẫn ở đây gần giống như ở trên đỉnh Snowdon.
Nhưng đâu tiếp theo?
Chúng tôi ở đây.
Nếu chúng ta muốn tìm ra nơi chúng ta nhẹ nhất,
Tại sao chúng ta không đi du lịch đến điểm cực nam ở Vương quốc Anh,
cái nào ở đây Nhưng độ cao cũng có thể giúp chúng ta,
vậy tại sao không tìm một nơi trong nước
đó là cả vĩ độ thấp nhưng cũng cao
về độ cao so với mực nước biển, bởi vì điều đó sẽ đưa chúng ta đến một nơi nào đó
đó thực sự là rất xa so với lõi của Trái đất,
Trọng lực khi ở trong nước?
Vì vậy, câu trả lời cho câu đố nằm ở sự kết hợp của hai yếu tố.
Họ nên đi bao xa về phía nam và cao hơn bao nhiêu?
Vào cuối ngày thứ hai, kết quả của Sean cho thấy nhóm có
tổng trọng lượng nhẹ hơn khoảng 80 gram
hơn là trở lại căn cứ của Snowdon.
Cách mà trọng lượng thay đổi chỉ là một ví dụ của
phương trình nổi tiếng Newton.
Nhưng Newton đã để lại kiệt tác của mình không đầy đủ.
Ông ta không biết giá trị của G,
hằng số hấp dẫn,
và thiết lập kích thước của lực.
Để khai thác toàn bộ sức mạnh của phương trình, bạn cần biết G.
Và manh mối quan trọng đến một thí nghiệm đáng kinh ngạc
tiến hành ở London vào cuối thế kỷ 18.
Đó là một nỗ lực để tìm ra khối lượng của chính Trái đất.
Và nó được thực hiện bởi một người lập dị,
quý tộc giàu có xa hoa,
Henry Cavendish.
Cavendish là một người nhút nhát kinh niên,
người đàn ông cô độc sâu sắc sống trong sự cô lập hoàn toàn trong ngôi nhà của mình ở Clapham.
Câu chuyện kể rằng, một ngày,
ông vô tình va vào một người hầu nữ trên cầu thang.
ông ấy đã bị chấn thương bởi sự kiện này
rằng ông ta có một cầu thang mới được xây dựng chỉ dành cho ông ta
để sự cố kinh hoàng này không bao giờ có thể xảy ra nữa.
Cavendish được thừa hưởng gia tài lớn
và đã có thể cống hiến cuộc đời của mình
để đưa ra các thí nghiệm tiên phong -
bao gồm một phần đặc biệt của thiết bị.
ông ta thiết lập một cái gì đó một chút như thế này.
Nó được gọi là "cân bằng xoắn".
Nó bao gồm bốn quả cầu chì,
hai cái nặng lớn được giữ cố định tại chỗ,
và được treo bằng một sợi dây rất mỏng là một thanh gỗ,
dài sáu feet, với hai quả bóng nhỏ hơn ở hai đầu.
Bây giờ, mấu chốt của thí nghiệm
là mối quan hệ giữa quả bóng lớn và quả bóng nhỏ.
Bây giờ, tất nhiên, có một lực hấp dẫn đi xuống
trên cả hai quả bóng do lực hấp dẫn của Trái đất.
Nhưng Newton cũng nói với chúng ta
cần có lực hấp dẫn rất yếu giữa các quả bóng
và đây là hiệu quả mà Cavendish đang cố gắng đo lường.
Bất kỳ chuyển động nhẹ của quả bóng nhỏ về phía quả bóng lớn
đều gây ra một lực xoắn trong dây xoắn
và đó là những gì Cavendish đang cố gắng phát hiện.
Tất nhiên, điều này nói dễ hơn nhiều so với thực hiện.
Thí nghiệm cực kỳ nhạy cảm.
Những rung động nhỏ nhất,
làn gió nhẹ nhất, thay đổi nhiệt độ
Tất cả có thể ảnh hưởng đến các phép đo.
Vì vậy, Cavendish đã phải cách ly bộ máy bên trong một chiếc hộp
và trong một nhà kho.
Ông ta thậm chí còn nhận ra rằng sự hiện diện đơn thuần của mình bên cạnh bộ máy
có thể ảnh hưởng đến mọi thứ, vì vậy ông ta phải loại bỏ mình ra khỏi nhà kho.
Những gì ông ta làm là ngồi ngoài nhà kho,
và thông qua một lỗ nhỏ trên tường nhà kho,
nhìn qua kính viễn vọng để phát hiện những vòng xoắn nhỏ nhất trong dây.
Đó là một quá trình vô cùng khó khăn, nhưng sau nhiều tháng,
Cuối cùng ông cảm thấy đủ tự tin rằng mình có một kết quả đáng tin cậy.
Cavendish thấy rằng những quả bóng nhỏ đã di chuyển ...
.. 1.4 mm nhỏ.
Ông đã tính kết quả của mình
bằng cách so sánh mật độ của các quả bóng
với mật độ của nước.
Cuối cùng, kết quả thí nghiệm của Cavendish
và các tính toán tiếp theo
đó là mật độ của Trái đất
gấp khoảng năm lần rưỡi nước.
Nói một cách khác,
khối lượng của Trái đất là 5,9 nghìn tỷ nghìn tỷ kg (59 và 23 số 0).
Điều đáng chú ý nhất là Cavendish có con số này đúng
trong phạm vi sai số là 1%.
Với kết quả đáng kinh ngạc của Cavendish,
các nhà khoa học đã có thể tìm ra G.
Sau đó phương trình có thể được sử dụng
để xác định khối lượng của bất kỳ thiên thể nào
trong quỹ đạo khác.
Vì vậy, các nhà thiên văn học đã có thể tính được khối lượng của mặt trời
và các hành tinh, mặt trăng,
và, cuối cùng, thậm chí là các thiên hà xa xôi.
Vào cuối ngày thứ hai, đội đã ở Sidmouth trên bờ biển phía nam,
tìm kiếm nơi ở Anh, nơi họ sẽ cân nặng ít nhất.
Họ đã tìm ra câu trả lời nằm ở sự kết hợp của hai yếu tố -
sự pha trộn đúng đắn của việc đi về phía nam và cao hơn.
Đối với chặng cuối của hành trình, tôi sẽ gặp họ.
Tôi yêu cầu họ lái xe một quãng ngắn về phía tây
đến một trong những vùng xa xôi nhất ở lục địa Anh.
Vườn quốc gia Dartmoor.
'Đó là 40 dặm từ mũi cực nam của nước Anh.'
Xin chào. Chào andrew.
Rất vui được gặp bạn.
'Và nó rất cao, lãnh thổ rất đồi núi.'
Jim, đội đã đến bờ biển phía nam ngày hôm qua ...
Vâng. .. để tìm trọng lực ở điểm yếu nhất của nó.
Nhưng chúng tôi vẫn chưa biết liệu đó là độ cao hay vĩ độ.
Chúng ta có đi xa hơn về phía nam hay chúng ta đi lên cao hơn?
Bạn có quyền hỏi, "Chúng ta có đi càng xa về phía nam càng tốt không
"hoặc càng cao càng tốt?"
Đó là lý do tại sao tôi đưa bạn đến đây ở Dartmoor.
Chúng tôi đã lập biểu đồ cho những điểm quan trọng nhất trên bản đồ này ở đây.
Đúng. Chúng ta hãy có một cái nhìn.
Vì vậy, chúng tôi đang ở đây, Hai cây cầu.
Vâng. Bốn dấu chấm đại diện cho những ngọn đồi ở đằng sau chúng ta,
đó là ở khoảng 500 mét trên mực nước biển.
Đó là những gì chúng tôi muốn kiểm tra.
'Những ngọn đồi gần bờ biển phía nam
'và họ cao nhất trong toàn bộ miền nam nước Anh.
'Vì vậy, logic cho thấy chúng phải là sự kết hợp đúng đắn
'của vĩ độ và cao độ.'
Vâng, có một lý do khác tại sao điều này có ý nghĩa hoàn hảo,
một cái mà chúng tôi chưa nhìn vào,
và đó là tác động của những tảng đá tiềm ẩn trên trọng lực.
Và tôi đã có một bản đồ ở đây cho thấy ...
Chúng ta ở đây, ở đây, bây giờ những khu vực màu xanh này là những khu vực thấp nhất
theo mật độ của những tảng đá bên dưới.
'Những tảng đá quanh đây được làm bằng đá granit,
'sẽ làm cho trọng lực yếu hơn.'
Vì vậy, cũng như độ cao
và thực tế là chúng ta ở xa hơn về phía nam.
Vâng, nó cũng đang chơi một phần.
'Vâng, chúng tôi có một lý thuyết hợp lý.
'Nhưng bây giờ chúng ta cần kiểm tra nó.'
'Nếu tôi đúng, thì trên đỉnh, đọc trọng lực của chúng tôi
'Tất nhiên, bây giờ có một tác động khác của lực hấp dẫn -
'đó là sở trường khi bạn đi lên dốc.'
OK, tôi nghĩ rằng đây là khá nhiều sự khởi đầu của những ngọn đồi
chúng tôi đã ở trên bản đồ. Vì vậy, hãy xem đây là nơi nhẹ nhất.
Sean, nếu bạn muốn lấy máy đo trọng lực ra,
chúng ta sẽ đọc một bài khác ở đây. Vâng.
'Sean thiết lập thiết bị của mình một lần nữa.'
nghĩa là gì?
Chà, đáy núi Snowdon là điểm 0 của chúng tôi trong bài kiểm tra này.
Chúng tôi thấy rằng chúng tôi đã mất một số tiền nhất định
bằng cách đi lên đỉnh núi Snowdon.
đến bờ biển phía nam.
chúng tôi đã đập tan nó.
Chúng tôi là -219 miligals
thấp hơn trên đỉnh núi Snowdon.
Ở đây trên Dartmoor,
chúng tôi thấp hơn -347 miligals.
Vì vậy, nó là sự kết hợp của ba điều.
Chúng ta ở xa về phía nam, vì vậy đó là vĩ độ, chúng ta ở độ cao,
chúng tôi khá cao, và chúng tôi được bao quanh bởi tất cả các tảng đá granit này
đó là mật độ thấp.
Tôi hy vọng tất cả các bạn nghĩ rằng nó có giá trị leo lên ở mọi nơi?
Phải, chắc chắn rồi.
Bây giờ, chúng ta đã biết rằng độ cao của những ngọn đồi
đưa chúng ta đi xa hơn từ lõi Trái đất
hơn bất cứ nơi nào khác xa hơn về phía nam ở Anh,
vì vậy trọng lực phải yếu nhất ở đây.
Có thêm bằng chứng nữa.
Khảo sát Địa chất Anh
đã biên soạn hàng chục ngàn bài đọc trọng lực được thực hiện ở Anh
và các bài đọc thấp nhất từng được ghi lại đều được thực hiện ở đây
trên những ngọn đồi cao của Dartmoor.
Chúng ta làm gì để ăn mừng?
Chúng tôi cân nhắc bản thân, tất nhiên.
Tôi cá là bạn không cân nhắc nhiều như vậy.
Whoa!
bánh Nutella cho bữa sáng!
74, 75. Tôi cần giảm cân!
Tôi có thể nói với bạn rằng bạn nên cân nặng ít hơn 20 gram
hơn bạn đã làm ở chân núi Snowdon.
Các bạn, tôi đoán ít hơn 25 đến 30 gram.
Vì vậy, nếu bạn muốn cân nặng ít nhất có thể,
đây là nơi ở phù hợp.
Nhưng trong mọi trường hợp, đó là một lượng rất nhỏ
nó sẽ bị xóa sổ hoàn toàn
cho bữa sáng sáng nay.
Tất cả cuộc sống của chúng tôi, chúng tôi tuân thủ các quy tắc của nó.
Nó chi phối mọi hành động của chúng tôi.
Nhưng có một nhóm người được chọn
biết sống như thế nào để không bị trọng lực chi phối.
'Hai một...
'0.
'Nhấc lên!'
Mọi người đều quen với trọng lực.
Chúng ta đã quen với sự áp bức của nó.
Trọng lực là áp bức cuối cùng.
Nó mài chúng ta dưới gót chân 24/7,
cho đến khi bạn ở trong không gian, bạn sẽ không bị trọng lực chi phối.
Bạn không trọng lượng trong quỹ đạo.
Phi hành gia người Canada Chris Hadfield
đã dành năm tháng trên tàu vũ trụ quốc tế.
Bạn có thể kéo đầu gối của bạn lên đến ngực của bạn và chỉ cần ngã.
Hoặc, nếu bạn lấy một miếng vải ướt,
và bạn nhận được nó nhỏ giọt ướt,
và mọi người trên trái đất đều biết điều gì sẽ xảy ra khi bạn vắt nó ra.
Tất cả nước sẽ rơi ra.
Nếu bạn làm điều đó trong tình trạng không trọng lượng,
nước ở đó
vì sức căng bề mặt, bắt đầu bò lên cánh tay của bạn.
Đó là một chút mê hoặc và thôi miên để được trọng lượng.
Nếu bạn không trọng lượng, bạn không cần một chiếc giường,
bạn không cần nệm,
bạn không cần một cái gối.
Cơ thể bạn lơ lửng hoàn toàn như ma thuật.
Bạn có thể đẩy ra bằng một ngón tay và bay,
Bạn không cần phải giữ mình ở nơi có cơ bắp.
Bạn chỉ có thể mọi thứ... với một áp lực đầu ngón tay
ở nơi bạn đang ở
Nhưng có một cái giá phải trả.
Xương của phi hành gia bị teo và các cơ bị khô héo.
Một trong những điều chúng tôi làm trên tàu vũ trụ là tập thể dục,
trong môi trường mô phỏng trọng lực.
Nếu chúng ta không làm gì đó, thì trái tim chúng ta sẽ co lại,
khả năng bơm máu lên đầu của chúng ta sẽ giảm đi,
xương của chúng ta sẽ bắt đầu tan ra và cơ bắp của chúng ta sẽ bị lãng phí.
Tái nhập trọng lực là một kinh nghiệm.
Trở về Trái đất là kinh hoàng.
Nó có thể gấp năm lần lực hấp dẫn
hoặc tám lần lực hấp dẫn,
đè bạn xuống sàn tàu trong một thời gian khá dài.
Sau đó, tất nhiên, bạn chạm đất và ngã lăn lộn
và bây giờ bạn là nạn nhân của quá khứ.
Bạn là nạn nhân của việc ra quyết định của bạn, nằm đó,
cố gắng lắc đầu và làm quen với trọng lực một lần nữa.
Lúc đó, tôi nhận xét rằng tôi đã quên rằng đôi môi của mình có trọng lượng
và lưỡi của tôi có trọng lượng.
Bạn không nghĩ về nó. Nhưng nếu bạn cố gắng nói chuyện một cách khéo léo,
đứng trên đầu bạn, bạn sẽ nhận thấy rằng bạn phải sắp xếp kiểm soát
môi và lưỡi của bạn hơi khác một chút,
chỉ vì trọng lực đẩy nó theo cách khác.
Và nó cũng giống như vậy,
giơ tay lên, ngẩng đầu lên,
quay đầu lại, mọi thứ muốn sụp đổ,
chỉ cần giữ cân bằng của bạn, tất cả những điều đó.
Nó hơi giống như học lại đi lại như một đứa trẻ sơ sinh.
'Trọng lực trên Trái đất nghiền nát tất cả chúng ta.
'Trong suốt cả ngày, nó thực sự siết chặt cột sống của bạn,
'một hiệu ứng bạn có thể tự mình nhìn thấy nếu bạn sử dụng một thước đo.'
OK, vậy là 7:30 sáng.
Tôi vừa thức dậy và tôi sẽ thấy tôi cao bao nhiêu
trước khi trọng lực kéo tôi xuống.
Đó là 178 cm
hơn 5 feet 10.
Trong suốt cả ngày, trọng lực sẽ nén các chất lỏng trong cột sống của bạn.
Phải, chỉ mới 11 giờ tối.
Tôi đã đứng lên hầu hết các ngày
vì vậy hãy xem liệu trọng lực có ảnh hưởng đến chiều cao của tôi không.
Đó là 176 cm,
Vì vậy, tôi thực sự đã thu hẹp chỉ hơn nửa inch
trong suốt ngày hôm nay
Về lâu dài, trọng lực có thể ảnh hưởng đến tư thế của bạn vĩnh viễn,
nhưng có những bài tập bạn có thể làm để chống lại hiệu ứng này.
Một phần trong nghiên cứu của tôi đã được xem xét ảnh hưởng của trọng lực
trên cơ thể con người. Vì vậy, mọi người có thể không nhận thức được
hoặc họ có thể không luôn luôn nghĩ về ảnh hưởng của trọng lực
về trạng thái vật lý của chúng ta,
về sức khỏe của chúng tôi và đặc biệt là về tư thế của chúng tôi.
Tuy nhiên, vì đó là một lực không đổi,
trọng lực có tác động lớn trong suốt cuộc đời của chúng ta.
Khi bạn già đi, bạn có thể phát triển cúi xuống,
có hại khả năng di chuyển của bạn.
Gokun ở đây thực sự có tư thế rất tốt
nhưng tôi muốn bạn chỉ thể hiện tư thế không tốt.
Tôi chỉ có thể yêu cầu bạn giơ tay lên
khi bạn ở tư thế đó? Tôi không thể đi cao hơn nữa.
Không, và sau đó, chỉ cần quay trở lại,
nâng cánh tay của bạn.
Bạn có thể thấy ảnh hưởng của tư thế lên chức năng.
Trớ trêu thay, các bài tập mà nhiều người tập gym
thực sự làm cho tư thế của bạn tồi tệ hơn
Đó là nếu bạn chỉ tập luyện cơ bắp phía trước,
như ngực và bụng.
Vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên tập luyện cơ lưng nhiều như vậy,
để làm thẳng bạn ra và chống lại tác động của trọng lực.
Trọng lực định hình cơ thể của chúng ta và nhào nặn hành tinh của chúng ta.
Không có gì xảy ra trên Trái đất mà không có sức mạnh và ảnh hưởng của nó.
Ngài Isaac Newton đã giải thích rất nhiều tác dụng của nó
sử dụng một phương trình đơn giản.
Và, trong những thế kỷ sau đó,
định luật vật lý của ông đã dẫn đến sự đột phá,
thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp.
Nhưng trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20,
thiên tài tiếp theo trong câu chuyện của chúng tôi
thách thức những nền tảng của sự hiểu biết của chúng ta về trọng lực.
Một nhà khoa học trẻ người Đức tên là Albert Einstein
đang khuấy động thứ gì đó trong tâm trí ông.
Ông nghĩ rằng một cái gì đó trong các định luật của Newton không hoàn toàn đúng.
và quả bóng tennis này là Trái đất trên quỹ đạo xung quanh tôi.
Định luật Newton có thể mô tả, rất chính xác,
con đường Trái đất đi quanh mặt trời
về mặt hấp dẫn lẫn nhau giữa hai cơ thể.
Nhưng những gì Newton không thể giải thích là những gì kết nối chúng.
Trong thực tế, tất nhiên,
không có chuỗi vô hình giữa Trái đất và mặt trời,
giữ hai người lại với nhau.
Chỉ có không gian trống, một khoảng trống hoàn toàn.
Chưa hết, theo Newton,
Trái đất và mặt trời kéo nhau ngay lập tức
băng qua một khoảng cách rộng lớn.
Làm thế nào trọng lực có thể hành động theo cách này
Khi không có gì để kết nối hoặc truyền tải nó?
Sau nhiều năm hoang mang về điều này,
Einstein có một tia sáng chói lóa của cảm hứng.
Giống như Galileo và đoạn đường nối của ông ta ...
..hoặc Newton với quả táo của mình,
Bước đột phá của Einstein đã đến
bởi vì ông đang nghĩ về một hành động đơn giản ...
.. những gì xảy ra khi một cái gì đó rơi xuống.
Để giải thích, tôi đang tiếp cận
tòa tháp cao 400 feet này
được xây dựng để thang máy kiểm tra an toàn.
Một ngày vào năm 1907,
Einstein có cái mà ông gọi là "suy nghĩ hạnh phúc nhất đời mình".
Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi đang đứng trong thang máy đứng yên,
cách ly hoàn toàn với thế giới bên ngoài,
không cảm thấy gì ngoài sức hút của đôi chân?
Điều gì xảy ra nếu, sau đó, cáp thang máy bị đứt
và tôi bắt đầu rơi?
Các lực mà tôi sẽ cảm thấy như thế nào khi tôi đang lao xuống đất?
Chà, tôi sẽ không thử điều đó đâu.
May mắn thay, có một cách khác để kiểm tra điều này
mà không cần tôi phải lao xuống một trục thang máy.
Xin lỗi đã làm bạn thất vọng!
Thiết bị nhỏ này ở đây mà tôi đã gắn vào đồ chơi bằng nhựa này
là một gia tốc kế công nghiệp.
Vì vậy, nó đo gia tốc.
Bây giờ, tôi đã có nó kết nối với máy tính xách tay của tôi
và nó hiển thị số đo 1G.
Bây giờ,
do lực hấp dẫn của Trái đất.
về cơ bản, nó hoạt động giống như một máy đo trọng lực.
Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu tôi đánh rơi nó?
Có lẽ, nó sẽ tiếp tục đo 1G
bởi vì nó rơi vào trọng lực của Trái đất.
OK, tốt, chúng ta hãy thử điều đó và xem.
Vì vậy, bạn có thể thấy ở đây, dọc theo dòng này ở phía dưới,
đó là khi tôi vẫn giữ nó
và nó đo gia tốc 1G.
Những dao động ở đây là khi tôi đứng lên
và có một chút xáo trộn,
nhưng sự tăng đột biến dọc theo đây là thời điểm tôi thả nó.
Và khoảng thời gian ngắn này dọc theo đây là thời gian nó đang rơi.
Và bạn thấy đấy, trong khi nó đang rơi,
nó có gia tốc bằng không.
Bây giờ, nếu bạn nghĩ về nó, điều này thực sự kỳ lạ.
Gia tốc kế đang tăng tốc xuống dưới.
Nó đang lao dốc trong sự kìm kẹp hoàn toàn của lực hấp dẫn của Trái đất
nhưng nó không đo được gia tốc nào cả.
Như thể trọng lực đã hoàn toàn biến mất.
Cái nhìn sâu sắc của Einstein là khi một cái gì đó rơi xuống,
nó không còn cảm thấy lực hấp dẫn.
Trong thực tế, rơi giống như trôi nổi trong không gian trống rỗng.
Đây là bản chất của "suy nghĩ hạnh phúc" của Einstein
và cái mà bây giờ chúng ta gọi là "nguyên tắc tương đương" của ông ấy.
Quan điểm của Einstein là, khi người đàn ông trong thang máy rơi xuống,
Anh ta không chỉ cảm thấy không trọng lượng, mà anh ta không trọng lượng.
Einstein cho biết người đàn ông cảm thấy không có lực kéo vào mình
bởi vì không có lực kéo vào anh ta
Trọng lực không hành động trên anh ta,
nó tác động vào không gian và thời gian xung quanh anh ta,
cái mà bây giờ chúng ta gọi là "hình học không-thời gian".
Đây là một định nghĩa lại triệt để.
Einstein nói hãy quên ý tưởng về trọng lực như một lực,
hành động bí ẩn giữa hai đối tượng.
Bây giờ chúng ta phải nghĩ về nó như hình dạng của sự thay đổi không-thời gian.
Bạn thấy đấy, Newton thấy không gian và thời gian là độc lập,
cố định và bất biến,
không gian ba chiều đó là giai đoạn mà mọi thứ xảy ra,
nhưng thời gian là riêng biệt
nó đánh dấu ở cùng một tỷ lệ
ở khắp mọi nơi trong vũ trụ.
Theo Newton, một vật thể sẽ du hành xuyên vũ trụ
theo một đường thẳng trừ khi bị tác động bởi một lực như trọng lực
điều đó sẽ khiến nó đi chệch khỏi con đường đó.
Nhưng Einstein nói rằng không gian và thời gian không cố định và bất biến,
chúng được kết nối với nhau, xoắn vào nhau
trong cái gọi là không-thời gian.
Và ông nói rằng không-thời gian có thể bị biến dạng -
vấn đề đó làm cong không gian và thời gian xung quanh nó.
Vì vậy, sau Einstein, chúng ta không còn thấy lực hấp dẫn
như một chuỗi vô hình kéo các đối tượng lại với nhau.
Thay vào đó, một cơ thể như Trái đất
làm cong vênh cấu trúc không gian và thời gian xung quanh nó.
Và một vật thể trên quỹ đạo
đi theo một con đường càng thẳng càng tốt
xuyên qua không-thời gian đó.
Đó là một phần cơ bản trong tầm nhìn thực tế của Einstein.
Không gian và thời gian không thể bị xáo trộn.
Bạn không thể nói về không gian riêng biệt theo thời gian.
Vì vậy, vấn đề cong vênh thời gian cũng như không gian.
Nó được gọi là "sự giãn nở hấp dẫn",
và nó có thể là kỳ lạ nhất trong tất cả những khám phá của Einstein.
Tôi đã có hai đồng hồ giống hệt nhau ở đây.
Bây giờ, vì đồng hồ xuống thấp hơn
gần trung tâm Trái đất hơn,
nó cảm thấy một lực hấp dẫn mạnh mẽ hơn bao giờ hết
hơn đồng hồ lên cao hơn.
Lý thuyết của Einstein nói rằng đồng hồ thấp hơn sẽ tích tắc
với tốc độ chậm hơn một chút so với đồng hồ cao hơn.
Về cơ bản, trọng lực làm chậm thời gian.
Đó là một quan niệm phi thường mà Einstein mô tả.
Không gian đang bị cong và thời gian đang bị bóp méo.
Vậy tại sao chúng ta không thể nhận ra điều này trong cuộc sống hàng ngày?
Einstein đã có một cách giải thích khá hay.
Hầu hết chúng ta đã có kinh nghiệm, khi còn nhỏ,
cố gắng tìm ra những gì cha mẹ chúng ta làm để kiếm sống.
Chà, hãy tưởng tượng cha bạn là Albert Einstein.
Khi ông khoảng 12 tuổi,
cậu bé Eduard Einstein đã hỏi cha mình tại sao ông lại nổi tiếng như vậy,
những gì ông ấy đã khám phá ra, điều này đã đặt Einstein Sr vào vị trí,
nhưng ông đã đưa ra một sự tương tự đẹp đơn giản.
Einstein đã nói với con trai mình,
"Khi một con bọ mù bò trên bề mặt của một nhánh cong,
"Nó không nhận thấy rằng nhánh cây bị cong.
"Tôi đã đủ may mắn để nhận thấy những gì con bọ đã không nhận thấy."
Đây là ý nghĩa của Einstein.
Bọ cánh cứng có thể tự do di chuyển theo bất kỳ hướng nào trên cành cây.
Nó có thể di chuyển tiến, lùi, trái và phải,
nhưng nó không có khái niệm về một hướng đi lên khỏi nhánh.
Dường như, đối với con bọ cánh cứng,
vũ trụ đang thiếu chiều thứ ba.
Con bọ cánh cứng có thể nghĩ rằng nó di chuyển theo một đường thẳng dọc theo cành cây,
nhưng chúng ta có thể thấy rằng bề mặt nó đang đi
là cong và xoắn.
Quan điểm của Einstein là những gì chúng ta thấy là những đường xoắn và đường cong
của nhánh cây với con bọ, giống như lực đẩy và kéo nó.
OK, vì vậy, hãy xem xét ví dụ khá lạ này.
Hãy tưởng tượng chúng ta có hai con bọ cánh cứng đậu trên quả bí ngô này và,
vì bất cứ lý do gì, chúng muốn đi lên phía trên.
Bây giờ, nếu chúng bắt đầu ở xích đạo, chỉ về phía bắc,
khi chúng bước đi, chúng sẽ bắt đầu bằng cách di chuyển song song với nhau.
Điều đó có nghĩa là con đường của chúng không bao giờ giao nhau.
Nhưng, khi chúng đến gần đỉnh hơn, con đường của chúng lại gần nhau hơn.
Bây giờ, nếu chúng là những con bọ thông minh,
chúng có thể thử và tìm hiểu chuyện gì đang xảy ra,
và chúng có thể tưởng tượng rằng có một thế lực bí ẩn nào đó
kéo chúng lại gần nhau hơn.
Nhưng, đối với chúng ta, từ quan điểm của chúng ta,
chúng ta có thể thấy không có lực như vậy.
Tất cả chúng đang làm
là đang đi theo những con đường thẳng trên một bề mặt cong.
Giống như bọ cánh cứng không biét
bề mặt của cành cong
chúng ta hoàn toàn không nhận thức được
những cách kỳ quái mà trọng lực
định hình thực tế chúng ta đang sống
Vấn đề của Einstein đã chứng minh rằng ông đã đúng.
Sau nhiều năm suy nghĩ, ông nhận ra rằng có một cách ...
Thật đáng kinh ngạc, ở đây trong khuôn viên của lâu đài Herstmonceux
được đặt trong một kính thiên văn gốc
đã được sử dụng để chứng minh lý thuyết của Einstein là chính xác.
Năm 1915, khi Einstein phát triển lý thuyết tương đối tổng quát của mình,
đó chỉ là một lý thuyết, nó không có bằng chứng.
Trong thực tế, nhiều người thấy nó hoàn toàn xa lạ.
Nhưng sau đó, chỉ bốn năm sau,
vào năm 1919, kính thiên văn này và cho phép tôi tìm hiểu một chút ở đây
và tôi sẽ đặt tên chính xác cho nó,
đây là kính thiên văn khúc xạ 13 inch,
kính viễn vọng này đã chứng minh rằng Einstein thực tế đã đúng.
Trọng lực tự làm cong không gian.
Marek Kukula là nhà thiên văn học
tại Đài thiên văn Hoàng gia ở London,
và gần đây anh ấy đã khám phá lại
một kho báu bị bỏ quên trong kho lưu trữ của chúng ta.
Đây có lẽ là một trong những điều quan trọng nhất
đồ tạo tác khoa học chúng ta có trong bộ sưu tập ở Greenwich
và, đối với một nhà vật lý thiên văn như tôi,
nó gần như là một thánh tích
Đó là một tấm ảnh thủy tinh về nhật thực được chụp vào năm 1919
như một phần của một cuộc thám hiểm khoa học nổi tiếng.
Các nhà thiên văn học người Anh đã du hành đến Brazil
và Bờ Tây của Châu Phi
để chụp những bức ảnh mà họ hy vọng sẽ chứng minh Einstein đúng.
Những gì chúng ta đang thấy ở đây là nhật thực năm 1919.
Bạn có thể thấy đĩa đen của mặt trăng phủ bóng lên mặt trời,
chặn ánh sáng của nó. Xung quanh nó là hào quang mặt trời,
bầu không khí bên ngoài của mặt trời,
và khí nhảy ra khỏi bề mặt.
Nhưng đó không phải là mặt trời mà chúng ta thực sự quan tâm.
Điểm cơ bản mà bức ảnh này
và những người khác từ chương trình thám hiểm
là các vị trí rõ ràng,
của những ngôi sao trên bầu trời bị thay đổi và dịch chuyển
từ nơi chúng ta mong đợi chúng sẽ bình thường
và điều đó chứng tỏ điều rất kỳ lạ này
thuyết tương đối rộng dự đoán -
khối lượng của mặt trời
bẻ cong không gian và thời gian xung quanh nó,
và sự biến dạng đó là trọng lực.
Đây là một tiêu cự của một trong những bức ảnh.
Nó có các dấu hiệu cho thấy vị trí của các ngôi sao
dường như đã thay đổi
Kể từ đó, sau khi quan sát
đã xác nhận rằng vật chất làm cong không gian
và làm chậm thời gian.
Vì vậy, câu hỏi đơn giản, lý do
là bản chất của không gian và thời gian.
Khoa học hấp dẫn cho chúng ta thấy các thiên hà, các ngôi sao và các hành tinh hình thành như thế nào.
Bằng cách đo trọng lực, chúng tôi đã phát hiện ra sự tồn tại
về vật chất tối, 80% khối lượng vũ trụ của chúng ta là vô hình
và chúng ta không biết nó được làm từ gì.
chúng ta đã phát hiện các vật thể kỳ lạ với lực hấp dẫn cực độ ...
.. giống như sao neutron,
có khối lượng lớn hơn mặt trời của chúng ta
Nhưng đó là một khía cạnh bí ẩn khác trong vũ trụ của Einstein
mà tôi muốn khám phá trong dự án trọng lực tiếp theo của tôi.
Ở đây tại Đại học Surrey,
một số đồng nghiệp và tôi đã làm việc trên nó trong nhiều tháng.
Những gì chúng tôi đang làm là nghĩ ra một dự án khoa học phổ thông toàn quốc.
Chúng tôi đang phát triển một ứng dụng điện thoại thông minh
sử dụng GPS có trên điện thoại của bạn
để khám phá một trong những tính chất kỳ lạ nhất của trọng lực -
làm thế nào nó ảnh hưởng đến tốc độ chúng ta già đi.
'Tôi tự xây dựng các phương trình ...
'.. và một nhóm nhỏ các nhà khoa học máy tính và nhà phát triển phần mềm
'đang sử dụng chúng để tạo ra ứng dụng.'
Einstein đã khám phá ra rằng, khi trọng lực thay đổi,
tỷ lệ mà thời gian tích tắc cũng vậy.
Điều này có nghĩa là sức mạnh của trọng lực bạn cảm thấy
ảnh hưởng đến việc bạn già hay trẻ.
Mục đích của ứng dụng của tôi là để chứng minh hiệu ứng này.
Nó hoạt động bằng cách sử dụng dữ liệu GPS của điện thoại
để ước tính trọng lực địa phương của bạn.
Và nó cũng tính toán tốc độ trung bình mà bạn di chuyển
bởi vì điều này cũng ảnh hưởng đến tốc độ bạn già đi.
Sau đó, nó sử dụng các phương trình tôi đã viết,
dựa trên lý thuyết tương đối của Einstein,
để tính toán, về tổng thể, bạn già đi nhanh hay chậm.
Khi ứng dụng đã sẵn sàng, tôi tweet về nó.
Hàng ngàn người tải nó
và chúng tôi bắt đầu thu thập kết quả từ khắp đất nước.
Một số người gửi cho tôi video, cho tôi kết quả của họ,
họ già đi nhanh như thế nào
so với cách thời gian trôi trong không gian trong không trọng lực.
Trong ngày qua, tôi đã già đi khoảng 172 micro giây.
Tôi đã già đi 10,02 mili giây.
Vì vậy, kể từ khi tải xuống ứng dụng, tôi đã già đi ít hơn 1,14 mili giây.
Kể từ khi mở Time Warper,
Tôi đã già đi ít hơn 2,6 mili giây.
Mục đích của chúng tôi là sử dụng kết quả của họ
xây dựng bản đồ về thời gian trôi
Vì trọng lực.
Dự án điện thoại thông minh của tôi chỉ cung cấp một cái nhìn sâu sắc về không gian và thời gian
mà các lý thuyết của Einstein mô tả.
Trọng lực và những cách kỳ lạ của nó
đã cho chúng tôi những hiểu biết đáng kinh ngạc
vào những bí mật đen tối của vũ trụ chúng ta.
Có lẽ những vật thể kỳ lạ nhất trong vũ trụ là những hố đen,
những ngôi sao sụp đổ có lực hấp dẫn rất mạnh
rằng thậm chí ánh sáng không thể thoát khỏi sự kìm kẹp của chúng.
Bây giờ, lần đầu tiên, hiệu ứng của chúng đã được cảm nhận trên Trái đất
và chúng đã được phát hiện thông qua môi trường trọng lực.
Đó là một câu chuyện đã cách mạng hóa việc nghiên cứu vũ trụ học hiện đại.
1,3 tỷ năm trước,
trong một thiên hà xa, rất xa,
Hai lỗ đen xoáy xung quanh nhau,
đã đến gần và gần nhau hơn,
cho đến khi cuối cùng chúng va chạm với nhau.
Trong phần cuối cùng của một giây,
tại thời điểm chính xác mà chúng hợp nhất,
một sự xáo trộn đã được tạo ra
gợn sóng ra ngoài vũ trụ.
Sóng hấp dẫn là một dự đoán chính của lý thuyết Einstein.
Vật chất không chỉ làm cong thời gian không gian, nó có thể gây ra sóng,
gợn sóng mở rộng ra bên ngoài,
chính xác như một hòn đá rơi trong nước.
Làn sóng đặc biệt này lớn không thể tưởng tượng được.
Năng lượng được giải phóng lớn hơn tất cả ánh sáng được phát ra
bởi tất cả các ngôi sao trong vũ trụ.
Sóng gợn qua không gian với tốc độ ánh sáng.
Trong 1,3 tỷ năm,
nó bao phủ một khoảng cách hơn 10 tỷ nghìn tỷ km.
Cho đến khi, vào sáng ngày 14 tháng 9 năm 2015,
nó đã đến đây
Các đường phố và quán cà phê của New Orleans.
Trên thực tế, mọi thứ ở Mỹ - và trên Trái đất -
đã rung động rất, rất nhẹ
khi sóng truyền qua.
Không ai chú ý vào thời điểm nó đến đây,
sự biến dạng là rất nhỏ
Ngoại trừ việc một phòng thí nghiệm khoa học đã thông báo ...
.. tôi sẽ xem nó.
1.000 nhà khoa học trên khắp thế giới đang hợp tác về nó.
Đó là đỉnh cao của hơn 50 năm nỗ lực
và là một trong những thí nghiệm tinh vi nhất
từng được nhân loại nghĩ ra.
Vì vậy, tôi rất vui mừng khi thấy nó.
Đó là một thiết lập khá bất thường.
Tôi đang ở đây, ở giữa vùng nông thôn Louisiana,
khoảng một giờ lái xe bên ngoài New Orleans.
Tôi không mong đợi sẽ tìm thấy một triệu đô la như vậy,
cơ sở nghiên cứu tiên tiến như thế này,
Tuy nhiên, đây là nơi
một trong những khám phá khoa học quan trọng nhất
trong lịch sử loài người đã được thực hiện. Đây là LIGO.
Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser
là một công trình khổng lồ có hình dạng giống như một ...
hệ thống laser tinh vi
nảy lên nảy xuống bởi hai cánh tay.
Vì vậy, chúng tôi đang đứng trên một trong hai cánh tay của LIGO.
Đây là cánh tay LIGO đầu tiên.
Và trong cái ống đó, có một chùm tia laser mà chúng nảy qua lại
giữa một tấm gương trạm cuối và một tấm gương trong tòa nhà này.
Và đi theo cách đó bốn km,
vuông góc với cánh tay chúng ta lần đầu tiên nhìn thấy.
Vậy, đây là hình chữ L? Đó là một chữ L lớn trên mặt đất.
Vì vậy, ánh sáng bật qua lại
trong cánh tay đó và nảy qua lại trong cánh tay này,
và những gì chúng ta thực sự đo được với LIGO là chiều dài của cánh tay này
được đo bằng ánh sáng giữa hai gương,
và chiều dài của cánh tay đó được đo bằng ánh sáng
giữa hai tấm gương. Sau đó là giao thoa kế laser
đo sự khác biệt giữa hai chiều dài cánh tay.
Vì vậy, khi sóng hấp dẫn đi qua, các tia laser đã tác động nó.
Họ phát hiện ra rằng hai cánh tay của LIGO đã thay đổi chiều dài
đến một mức độ rất, rất nhỏ
Tín hiệu mà chúng ta đã thấy
chỉ bằng một phần nghìn kích thước của hạt nhân nguyên tử.
Đó là tín hiệu lớn nhất từng có.
Cho đến nay, nhỏ hơn nhiều so với kích thước của một nguyên tử?
Ồ, nhỏ hơn nhiều, yeah.
Và bạn cần một cái gì đó rất lớn để chọn nó?
Đúng rồi. Đây là một trong những nguồn năng lượng lớn nhất
trong vũ trụ, một trong những sự kiện lớn nhất bạn từng đo,
và chúng tôi chỉ nhìn thấy nó
Các nhà khoa học LIGO đã biến các sóng hấp dẫn
thành sóng âm thanh,
Vì vậy, những gì bạn sắp nghe là theo một nghĩa rất thực tế,
âm thanh của hai lỗ đen va chạm.
Đó là quan sát đầu tiên của bất kỳ loại nào
của các cặp lỗ đen.
"Khối lượng sao" có nghĩa là, bạn biết đấy,
một vài hoặc một loạt các mặt trời trong trọng lượng.
Và vì vậy chúng tôi đã học được rằng chúng tồn tại,
đôi khi chúng tôi đã học được rằng
chúng va vào nhau và hợp lại.
chúng tôi cũng đã học được, bằng cách so sánh dạng sóng chúng tôi quan sát được
với các tính toán tương đối tổng quát,
theo thuyết tương đối rộng, theo như chúng ta biết, đã chết - đúng.
Hầm bê tông dài bên trái nhà tôi là đường dầm,
một trong những cánh tay laser của LIGO.
Các chi tiết và nỗ lực đã đi vào việc cô lập chùm tia
từ môi trường bên ngoài
nhắc nhở tôi rất nhiều về thí nghiệm nổi tiếng của Cavendish.
Ông cũng phải lo lắng về việc cô lập thí nghiệm của mình
từ những xáo trộn bên ngoài.
Tất nhiên, chỉ có LIGO đưa mọi thứ đến một mức độ lớn hơn nhiều.
Bên trong cánh tay là một trong những máy hút bụi lớn nhất và tinh khiết nhất trên thế giới.
Áp suất khí quyển trong đó
đã giảm xuống một phần nghìn của áp lực bên ngoài.
Các gương bên trong rất phản chiếu
chúng chỉ hấp thụ một phần ba triệu photon.
Và vào cuối chuyến đi nhỏ của tôi, một câu chuyện thành công của người Anh.
Chà, tôi đã làm cho đến hết một trong những cánh tay của LIGO.
Thành thật mà nói, tôi mất nhiều thời gian hơn tôi nghĩ,
đặc biệt trong điều đó,
nhưng nằm bên trong tòa nhà này là một trong những tấm gương phản chiếu
chiếu tia laser
tất cả trở xuống cánh tay bốn km
đến trung tâm điều khiển chính.
Và công nghệ đã phát triển những chiếc gương này
là khá đáng chú ý.
Nó được phát triển ở Anh tại Đại học Glasgow.
Đây là những gì gương trông như thế.
Bề mặt của nó rất mịn
không có vết sưng lớn hơn vài phần tỷ của một mét.
Điều tuyệt vời không kém là ...
.. sợi silica được sử dụng dày hơn tóc người gấp vài lần ...
.. được chỉ định bởi Đại học Glasgow
kết hợp với các nhà khoa học từ các trường đại học khác của Anh.
Họ cô lập hoàn toàn gương
vì vậy nó treo hoàn toàn
Bạn có thể nói rằng trong đó
là nơi yên tĩnh nhất trên Trái đất.
Mặc dù vậy, các sự kiện bên ngoài đôi khi gây trở ngại
với công việc ở đây, như tôi đã chứng kiến cho chính mình.
Tôi đã lang thang vào phòng điều khiển ở đây tại LIGO vì tôi đã nói
một cái gì đó đã khởi động một vài giờ trước và tất cả họ đều rất bận rộn.
Hình ảnh nhấp nháy trên đó
không có nghĩa là như thế.
Về cơ bản, những gì họ nhặt được
là một sự xáo trộn địa chấn, một trận động đất.
Bây giờ, đó không phải là một trận động đất.
Nó bắt đầu ở phía bên kia hành tinh, ở Nhật Bản.
Vì vậy, nó chỉ mang lại cho chúng ta một ý nghĩa
về những thách thức to lớn mà LIGO phải đối mặt
và nhóm ở đây, mức độ nhạy cảm cần thiết
rằng một trận động đất ở phía bên kia của Trái đất
có thể phá vỡ các phép đo của họ và họ có
thể thiết lập lại tất cả mọi thứ một lần nữa.
Một trong những nhà khoa học tham gia phát triển địa điểm phi thường này
đặt nó khá ngắn gọn.
"Một khi chúng tôi bị mù, nhưng bây giờ chúng tôi có thể nhìn thấy."
Xuyên suốt toàn bộ lịch sử thiên văn học,
chúng ta đã nghiên cứu lực hấp dẫn và nó ảnh hưởng đến vật chất trong vũ trụ như thế nào
và làm thế nào nó cong vênh không-thời gian,
nhưng chỉ bằng cách nhìn vào ánh sáng đi vào kính thiên văn của chúng ta,
bây giờ, lần đầu tiên
chúng ta có thể nghiên cứu vũ trụ theo một cách khác.
Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn có nghĩa là chúng ta có thể nhìn thấy các vật thể
Điều đó gây ra sự cong vênh cực độ của không-thời gian
và tác dụng của nó đối với trọng lực trực tiếp.
Điều này về cơ bản mở ra một kỷ nguyên mới trong thiên văn học,
nó cho chúng ta một cách nhìn mới về vũ trụ.
Giáo sư Sheila Rowan là một trong những nhà khoa học
người đi đầu trong nỗ lực của Anh cho LIGO.
Đối với cô ấy và các đồng nghiệp của cô ấy,
phát hiện sóng hấp dẫn chỉ là trong giai đoạn trứng nước.
Dụng cụ mới - thậm chí còn nhạy hơn LIGO -
hiện đang được phát triển.
Có quá nhiều thứ mà chúng ta không hiểu
về vũ trụ mà chúng ta đang sống
và điều này đột nhiên đã cho chúng ta một công cụ mới, một cách mới,
để thăm dò các quá trình đen tối trong vũ trụ,
bởi vì mỗi khi chúng ta làm cho các đài quan sát trở nên nhạy cảm hơn,
chúng ta có thể cảm nhận được tín hiệu sóng hấp dẫn từ xa hơn,
từ xa hơn trong vũ trụ, trở lại lịch sử vũ trụ.
Những thứ như lỗ đen khổng lồ xoắn ốc vào nhau,
các lỗ đen nhỏ quay quanh các lỗ đen siêu lớn tròn,
truy tìm vết lõm trong không gian thời gian của những vật thể siêu lớn đó.
Mục tiêu dài hạn là thăm dò trở lại
đối với những gì chúng ta nghĩ là Big Bang,
những khoảnh khắc sớm nhất mà chúng ta hiểu
của vũ trụ như chúng ta biết
Nếu bạn nghĩ về nó, hết lần này đến lần khác trong lịch sử khoa học,
mở khóa những bí ẩn của trọng lực
đã dẫn đến một sự hiểu biết sâu sắc hơn về vũ trụ.
Galileo và đoạn đường nối, Newton và quả táo,
Einstein và người ngã trong thang máy.
Mỗi nhân vật trong số này đã thách thức sự đồng thuận khoa học trong ngày đó
và ngay cả ngày nay, hiểu bản chất thực sự của trọng lực
vẫn là một trong những thách thức lớn nhất trong khoa học
Điều này đưa tôi trở lại với ứng dụng điện thoại thông minh.
Và tại thời điểm này, câu chuyện của chúng tôi, đối với tôi, ít nhất là,
có một bước ngoặt hoàn toàn bất ngờ.
Thật không may, tất cả đã biến thành một hình quả lê.
vì vậy, đây là những gì đã xảy ra. Một vài tháng trước đây,
chúng tôi đã khởi chạy ứng dụng và mọi thứ đang diễn ra rất tốt
Hàng ngàn người đã tải nó
và đã gửi cho chúng tôi kết quả của họ.
Chúng tôi đã thu thập dữ liệu để tạo bản đồ toàn quốc này
để hiển thị cách thời gian chảy với tốc độ khác nhau cho những người khác nhau
trên toàn quốc.
Thật không may, tôi vừa nhận ra có một vấn đề lớn.
Bạn thấy đấy, tôi đã đi qua các tài liệu khoa học
và tôi đã bắt gặp điểm tinh tế này về thuyết tương đối
mà về cơ bản làm cho tôi ngồi thẳng đứng.
Sự kinh khủng này
tôi đã phạm sai lầm trong các phương trình được đưa vào ứng dụng.
Điều này có nghĩa là tất cả các kết quả chúng tôi đã thu thập được là sai.
Vấn đề nằm ở những hiệu ứng lạ và tinh tế.
về lý thuyết tương đối của Einstein,
và nó là nền tảng cho các dòng thời gian
trên khắp bề mặt địa cầu.
Bây giờ, nếu tôi sử dụng ứng dụng điện thoại thông minh của mình ở nơi tôi sống ở đây thì sao?
trên bờ biển phía nam nước Anh
và sau đó đi và dành một vài ngày xuống gần xích đạo?
Vì vậy, ở đây trên Bờ Tây của Châu Phi.
chúng ta biết từ chuyến đi đường rằng trọng lực yếu hơn bởi đường xích đạo.
Vì vậy, điều đó có nghĩa là thời gian tích tắc nhanh hơn ở đó.
Nhưng có một yếu tố quan trọng khác mà chúng ta phải tính đến -
phong trào.
Bạn thấy đấy, khi tôi ở đây, gần xích đạo,
Tôi đang di chuyển nhanh hơn
hơn tôi đã trở lại Anh vì vòng quay của Trái đất.
Einstein nói rằng chuyển động làm chậm thời gian
vì vậy đồng hồ sẽ đánh dấu chậm hơn ở đường xích đạo.
Đây là nơi len lỏi vào.
Bạn thấy đấy, tôi đã tính đến hai hiệu ứng này,
nhưng tôi đã bỏ lỡ một điểm quan trọng.
Họ hủy bỏ nhau một cách chính xác.
Trên thực tế, Trái đất phình ra
chính xác phù hợp với tốc độ quay của nó
để đảm bảo họ hủy bỏ
Vì vậy, tất cả các đồng hồ trên bề mặt Trái đất, ở mực nước biển, đánh dấu
với tỷ lệ chính xác như nhau.
Vì vậy, bây giờ tôi phải quay lại quảng trường một
và viết lại hoàn toàn các phương trình cho ứng dụng.
Và, để kiểm tra xem nó có hoạt động không,
Tôi sẽ sử dụng nó trong suốt một tuần làm việc bình thường.
Đây là nơi tôi sống, đây là Portsmouth,
có nghĩa là tôi rất gần mực nước biển
và đây là cách tôi bắt đầu hầu hết các buổi sáng,
bắt tàu đi làm.
Ứng dụng ghi lại tốc độ của tôi khi tôi đang ở trên tàu
và tính toán làm thế nào điều này làm chậm đồng hồ cá nhân của tôi.
Tôi nghĩ rằng chuyến đi tàu
nên làm chậm thời gian của tôi xuống một chút ...
Một vài phần nghìn giây.
Tôi đang hướng đến trụ sở của BBC tại Trung tâm Luân Đôn,
và trọng lực nên yếu hơn một chút ở đây.
Tôi đoán là ở độ cao vài mét so với mực nước biển.
Và do đó, sẽ có một sự tăng tốc thời gian của tôi vì độ cao.
Ứng dụng so sánh cách dòng thời gian của tôi chảy
với một đồng hồ đứng yên ở mực nước biển.
Vì vậy, kết quả của tôi là gì?
Vào một ngày trung bình, chuyển động của tôi làm cho tôi già đi một phần ba
của một nano giây. Đó là một phần ba phần tỷ của một giây.
Nhưng trọng lực yếu hơn tôi đang ở
có nghĩa là tôi già nhanh hơn - nói chung,
nhanh hơn nửa nano giây.
Tôi cũng đã trao ứng dụng này cho một số tình nguyện viên khác
để so sánh cách họ già đi trong một ngày trung bình.
Nick bay máy bay chở hàng.
Anh bay từ Chicago đến Đức.
chúng ta phải rời đi để đến Milan trước và sau đó đến Tokyo.
Du lịch của anh ấy làm chậm sự lão hóa của anh ấy,
nhưng trọng lực yếu hơn nhiều ở độ cao lớn
tăng tốc đồng hồ của anh ấy lên chỉ một chút nữa
Nhìn chung, anh ấy già đi nhanh hơn năm nano giây
hơn một chiếc đồng hồ đứng yên ở mực nước biển.
Vanessa điều hành một quán rượu ở Yorkshire Dales.
Tôi sẽ đưa bạn ra ngoài để xem điều kiện thời tiết ở đây.
Vì vậy, chúng tôi ở đây, bên ngoài Tan Hill Inn.
Chúng tôi sống ngay giữa công viên quốc gia trên bãi hoang.
Tan Hill Inn nổi tiếng là quán rượu cao nhất của Anh
ở độ cao hơn 500 mét so với mực nước biển.
Chúng tôi không có hàng xóm, chúng tôi chỉ có cừu.
Độ cao của cô ấy có nghĩa là cô ấy già nhanh hơn mỗi ngày
khoảng bốn nano giây
so với ai đó ở mực nước biển.
Có Kevin, một người leo núi ở Tây Nguyên.
Tôi đang ở trên một ngọn núi ở Glencoe tên là Sgor na h-Ulaidh.
Tôi đã ở độ cao thường từ 2.000-3.000 feet
trong rất nhiều ngày
Tôi vừa đăng nhập vào điện thoại, đăng nhập vào ứng dụng,
và chỉ cần kiểm tra nó và có một cái nhìn,
và tôi đã xem nó lớn hơn
và xem giá trị ngày càng lớn hơn.
Vì vậy, nó đã được khá nhiều niềm vui.
Vào một ngày leo núi trung bình,
Đồng hồ cá nhân của Kevin đi nhanh hơn một nano giây.
Gary làm việc cho một nhà bán lẻ nước Scotland.
Công việc của tôi đưa tôi đi khắp Vương quốc Anh,
đối phó với các chuyên gia tư vấn năng lượng và môi giới năng lượng,
càng xa về phía bắc như Inverness, càng xuống phía nam như London.
Tôi đi khoảng 1.000 dặm một tuần, đôi khi nhiều hơn,
tùy thuộc vào số lượng cuộc họp tôi có.
Hành trình xe của Gary làm chậm thời gian của anh xuống một chút,
nhưng ở trên mực nước biển
có nghĩa là anh ta vẫn già đi nhanh hơn ba phần tư nano giây.
Tình nguyện viên cuối cùng của chúng tôi là Walter.
Anh ta sống gần mực nước biển tại John O'Groats.
Tôi điều hành kinh doanh du lịch và tôi bắt đầu khoảng 50 năm trước,
Vì vậy, khi mọi người đến đây, họ thực sự có thể nói chuyện với ai đó
người được sinh ra ở John O'Groats và nếu họ đặt câu hỏi,
Tôi có thể nói với họ tất cả các loại thông tin vô dụng
bởi vì tôi đầy những thông tin vô dụng
Vì vậy, kết quả cuối cùng của chúng tôi cho thấy rằng, nếu bạn muốn già đi chậm hơn,
cố gắng sống gần mực nước biển, như Walter.
Hoặc có một cách khác để làm điều đó -
có được một công việc trên Trạm vũ trụ quốc tế.
Quỹ đạo 17.000 dặm một giờ của nó sẽ giúp bạn tăng sức mạnh.
Chúng tôi đã làm tính toán cho các phi hành gia.
Mỗi tháng, bạn trẻ hơn khoảng một phần nghìn giây,
Vì vậy, sau sáu tháng,
bạn trẻ hơn nhiều so với mọi người trên trái đất.
Vì vậy, tôi trẻ hơn tôi nên
Tôi hy vọng tôi nhìn nó.
Tất nhiên, đối với chúng ta trên Trái đất,
sự giãn nở thời gian là rất nhỏ,
một phần tỷ của một giây giữa chúng ta,
bạn có thể nghĩ rằng nó quá phù phiếm để thậm chí bận tâm về.
Chưa hết, trong quá trình dài và khó khăn trong việc thiết kế ứng dụng,
Tôi đã đi đến một kết luận phi thường.
Những cách khác nhau mà thời gian trôi qua
có thể không phải là một sản phẩm phụ kỳ quặc của trọng lực.
Nó thực sự có thể là trọng lực.
Nó có thể là nguyên nhân của trọng lực ...
lý do tại sao các vật thể rơi xuống.
Một trong những đồng nghiệp mà tôi đã tư vấn là Kip Thorne.
Ông là một trong những nhà vật lý lý thuyết hàng đầu thế giới
và một động lực đằng sau việc tạo ra LIGO.
Trong khi tôi đang quay lại một số vật lý cơ bản đằng sau ứng dụng,
Tôi bắt gặp một ý tưởng hấp dẫn của anh ấy.
Đó là một cách rất thú vị và khác biệt
mô tả trọng lực.
Đây là những gì Kip nói.
"Mọi thứ đều thích sống ở nơi nó sẽ già đi chậm nhất,
"và trọng lực kéo nó ở đó."
Kip có trụ sở tại Caltech ở California
và là một trong những nhà vật lý lý thuyết được kính trọng nhất trên thế giới.
Đầu tiên, một lời cảm ơn nghiêm túc đến Kip
đã giúp đỡ sự tranh cãi về ứng dụng!
Vâng, tôi thông cảm.
Tôi đã mắc rất nhiều lỗi của mình trong những năm qua
rằng tôi hoàn toàn thông cảm.
Một trong những điều gây ấn tượng với tôi,
Nghĩ về điều này, là một cái gì đó bạn đã viết, Kip.
Bạn nói: "Mọi thứ đều thích sống ở nơi nó sẽ già đi chậm nhất,
"và trọng lực kéo nó ở đó."
Đây có phải là một cách giải thích một cái gì đó
mà bạn cảm thấy là một lời giải thích gọn gàng
hoặc có một cái gì đó sâu sắc về điều đó?
Tôi nghĩ rằng có một cái gì đó sâu sắc, trong một số ý nghĩa,
nhưng đó là một mô tả đáng yêu
về cái nhìn sâu sắc đầu tiên của Einstein về trọng lực.
Năm 1912, ông nhận ra rằng trọng lực
mà chúng ta cảm thấy trên Trái đất là do thời gian trên Trái đất chậm lại.
Vì vậy, thời gian đến trước trọng lực, theo nghĩa đó?
Trên bề mặt trái đất, thời gian trôi chậm hơn
và đó là lý do tại sao trọng lực muốn giữ chúng ta ở đó?
Vâng, tôi nghĩ, trong một ý nghĩa rất sâu sắc, điều này là đúng.
Dòng chảy thời gian, hay tốc độ dòng chảy của thời gian,
là thứ tạo ra trọng lực,
đó là điều cuối cùng chịu trách nhiệm.
Vì vậy, bằng cách nào đó, đó là bản chất của tất cả các đối tượng
để tiến tới một khu vực nơi thời gian trôi chậm hơn.
Công thức của Kip hoạt động ở mọi nơi trong vũ trụ
trong đó trường hấp dẫn như trên Trái đất.
Sự khác biệt về tốc độ dòng chảy thời gian là rất nhỏ.
Ở độ cao và trên bề mặt Trái đất,
sự khác biệt về tốc độ dòng chảy thời gian là một giây trong 100 năm.
Nó không nhiều đâu!
Nhưng đó là đủ chính xác, đó là số tiền đúng
để tạo ra lực hấp dẫn mà chúng ta cảm thấy
và tạo ra sự tăng tốc mà chúng ta đang nói đến.
Oh, tốt. Tôi cần phải đi và viết cái này xuống!
Vì vậy, cuộc điều tra của tôi đi sâu vào những cách hấp dẫn kỳ lạ
cuối cùng đã đối mặt với tôi
với một trong những bí ẩn lớn nhất trong tất cả các vật lý,
bản chất của thời gian.
Nghe có vẻ như một câu hỏi đơn giản.
Tại sao quả táo rơi?
Chưa hết, hàng trăm năm tìm hiểu khoa học
điều tra hành động đơn lẻ này
đã khiến chúng tôi xác định lại hoàn toàn
cách chúng ta nghĩ về bản chất của không gian và thời gian.
Và bây giờ tôi đã được trình bày với đề xuất phi thường này,
rằng bằng cách nào đó, theo một cách sâu sắc nào đó,
quả táo rơi vì nó đang tìm kiếm nơi này
nơi thời gian trôi chậm nhất.
Vì vậy, trọng lực có quyết định dòng chảy của thời gian?
Hay thời gian tự xác định trọng lực?
Có thể gợi ý này cho các định luật vật lý mới cơ bản,
như chưa được khám phá?
Tôi nghĩ rằng tôi sẽ phải suy nghĩ về điều này nhiều hơn một chút.
translator: quanphamkt minhquanphamkt@qq.com phimkhoahochay.blogspot.com