पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण बल कितना मजबूत है?

गुरुत्वाकर्षण एक बहुत बढ़िया मौलिक बल है। यदि यह पृथ्वी के आरामदायक 1 के लिए नहीं था जी, जो वस्तुओं को 9.8 मीटर / सेकंड की गति से पृथ्वी की ओर गिरने का कारण बनता है, हम सभी अंतरिक्ष में तैर रहे हैं। और इसके बिना, हम सभी स्थलीय प्रजातियां धीरे-धीरे मुरझाएंगी और हमारी मांसपेशियों के पतित होने के साथ ही मर जाएंगी, हमारी हड्डियां भंगुर और कमजोर हो गईं, और हमारे अंग ठीक से काम करना बंद हो गए।

तो कोई अतिशयोक्ति के बिना कह सकता है कि गुरुत्वाकर्षण न केवल पृथ्वी पर जीवन का एक तथ्य है, बल्कि इसके लिए एक शर्त है। हालाँकि, जब से मानव इस चट्टान को छोड़ने के इरादे से लगता है - पृथ्वी के "शक्तिशाली बंधनों" से बच रहा है, जैसा कि यह था - पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को समझना और इससे बचने के लिए क्या करना आवश्यक है। तो अभी पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण कितना मजबूत है?

परिभाषा:

इसे तोड़ने के लिए, गुरुत्वाकर्षण एक प्राकृतिक घटना है जिसमें द्रव्यमान रखने वाली सभी चीजें एक दूसरे की ओर लाई जाती हैं - यानी क्षुद्रग्रह, ग्रह, तारे, आकाशगंगाएं, सुपर क्लस्टर आदि। जितनी अधिक द्रव्यमान की वस्तु होती है, उतनी ही अधिक मात्रा में गुरुत्वाकर्षण होगा। इसके आसपास की वस्तुओं पर। किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण बल भी दूरी पर निर्भर करता है - यानी वह राशि जो किसी वस्तु पर फैलती है वह बढ़ी हुई दूरी पर घट जाती है।

गुरुत्वाकर्षण भी चार मूलभूत बलों में से एक है जो प्रकृति में सभी संबंधों को नियंत्रित करता है (कमजोर परमाणु बल, मजबूत परमाणु बल और विद्युत चुंबकत्व के साथ)। इन बलों में से, गुरुत्वाकर्षण सबसे कमजोर है, लगभग 10 है³⁸ कई बार मजबूत परमाणु बल से कमजोर, 10³⁶ विद्युत चुम्बकीय बल और 10 से कम समय²⁹ कमजोर परमाणु बल से कई गुना कमजोर।

परिणामस्वरूप, तराजू के सबसे छोटे भाग (यानी उप-परमाणु कणों) पर गुरुत्वाकर्षण का नगण्य प्रभाव पड़ता है। हालांकि, मैक्रोस्कोपिक स्तर पर - ग्रहों, तारों, आकाशगंगाओं आदि के बारे में - गुरुत्वाकर्षण पदार्थ की परस्पर क्रिया को प्रभावित करने वाला प्रमुख बल है। यह खगोलीय पिंडों के गठन, आकार और प्रक्षेपवक्र का कारण बनता है, और खगोलीय व्यवहार को नियंत्रित करता है। इसने प्रारंभिक ब्रह्मांड के विकास में भी प्रमुख भूमिका निभाई।

यह गैस के बादलों को बनाने के लिए एक साथ टकराने वाले पदार्थ के लिए ज़िम्मेदार था, जो गुरुत्वाकर्षण के पतन से गुजरता था, पहले तारों का निर्माण करता था - जो तब पहली आकाशगंगाओं को बनाने के लिए एक साथ खींचे गए थे। और व्यक्तिगत स्टार सिस्टम के भीतर, इसने ग्रहों को बनाने के लिए धूल और गैस को जमा किया। यह तारों के चारों ओर ग्रहों की कक्षाओं, ग्रहों के चारों ओर चंद्रमाओं, उनकी आकाशगंगा के केंद्र के चारों ओर तारों के घूर्णन और आकाशगंगाओं के विलय को भी नियंत्रित करता है।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण और सापेक्षता:

चूंकि ऊर्जा और द्रव्यमान समतुल्य हैं, प्रकाश सहित ऊर्जा के सभी रूप भी गुरुत्वाकर्षण का कारण बनते हैं और इसके प्रभाव में होते हैं। यह आइंस्टीन के जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी के अनुरूप है, जो गुरुत्वाकर्षण के व्यवहार का वर्णन करने का सबसे अच्छा साधन है। इस सिद्धांत के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण बल नहीं है, बल्कि द्रव्यमान / ऊर्जा के असमान वितरण के कारण होने वाले स्पेसटाइम की वक्रता का परिणाम है।

स्पेसटाइम के इस वक्रता का सबसे चरम उदाहरण एक ब्लैक होल है, जिसमें से कुछ भी नहीं बच सकता है। ब्लैक होल आमतौर पर एक सुपरमैसिव स्टार का उत्पाद है जो सुपरनोवा चला गया है, जो एक सफेद बौना अवशेष के पीछे छोड़ गया है जिसमें इतना अधिक द्रव्यमान है, यह प्रकाश की गति से अधिक है। गुरुत्वाकर्षण में वृद्धि से गुरुत्वाकर्षण का समय भी कम होता है, जहां समय बीतने के बाद धीरे-धीरे अधिक होता है।

हालांकि अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, गुरुत्वाकर्षण को न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण नियम द्वारा समझाया गया है, जो बताता है कि गुरुत्वाकर्षण दो निकायों के बीच आकर्षण के रूप में मौजूद है। इस आकर्षण की ताकत गणितीय रूप से गणना की जा सकती है, जहां आकर्षक बल सीधे उनके द्रव्यमान के उत्पाद के आनुपातिक होते हैं और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं।

पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण:

पृथ्वी पर, गुरुत्वाकर्षण भौतिक वस्तुओं को वजन देता है और महासागर के ज्वार का कारण बनता है। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का बल ग्रहों के द्रव्यमान और घनत्व का परिणाम है - 5.97237 × 10²⁴ किग्रा (1.31668 × 10)²⁵ एलबीएस) और 5.514 जी / सेमी³, क्रमशः। इसका परिणाम पृथ्वी की सतह के करीब 9.8 m / s to की गुरुत्वाकर्षण शक्ति है (जिसे 1 के रूप में भी जाना जाता है जी), जो स्वाभाविक रूप से घटता है दूर सतह से एक है।

इसके अलावा, पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण का बल वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि आप उस पर कहां खड़े हैं। पहला कारण है क्योंकि पृथ्वी घूम रही है। इसका मतलब है कि भूमध्य रेखा पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण 9.789 मीटर प्रति सेकंड है², जबकि ध्रुवों पर गुरुत्वाकर्षण का बल 9.832 m / s है²। दूसरे शब्दों में, आप इस सेंट्रिपेटल बल के कारण भूमध्य रेखा पर किए जाने वाले ध्रुवों पर अधिक वजन करते हैं, लेकिन केवल थोड़ा अधिक।

अंत में, गुरुत्वाकर्षण बल आपके नीचे पृथ्वी के नीचे के आधार पर बदल सकता है। द्रव्यमान की उच्च सांद्रता, जैसे उच्च घनत्व वाली चट्टानें या खनिज गुरुत्वाकर्षण के बल को बदल सकते हैं जो आपको लगता है। लेकिन निश्चित रूप से, यह राशि ध्यान देने योग्य होने के लिए बहुत कम है। नासा के मिशनों ने अविश्वसनीय सटीकता के साथ पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की मैपिंग की है, जो स्थान के आधार पर इसकी ताकत में भिन्नता दिखा रहा है।

गुरुत्वाकर्षण भी ऊंचाई के साथ कम हो जाता है, क्योंकि आप पृथ्वी के केंद्र से दूर हैं। पहाड़ की चोटी पर चढ़ने से लेकर माउंट एवरेस्ट के शीर्ष पर 0.28% कम गुरुत्वाकर्षण बल में कमी, लेकिन यदि आप अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS) तक पहुंचने के लिए पर्याप्त उच्च हैं, तो आपको 90% का अनुभव होगा गुरुत्वाकर्षण बल के कारण आपको सतह पर महसूस होगा।

हालांकि, चूंकि स्टेशन मुफ्त गिरने की स्थिति में है (और अंतरिक्ष के वैक्यूम में भी) आईएसएस पर सवार वस्तुएं और अंतरिक्ष यात्री चारों ओर तैरने में सक्षम हैं। मूल रूप से, चूंकि स्टेशन पर सवार हर चीज पृथ्वी की ओर समान दर पर गिर रही है, आईएसएस पर सवार लोगों को भारहीन होने का एहसास है - भले ही वे अभी भी लगभग 90% वजन रखते हैं कि वे पृथ्वी की सतह पर क्या करेंगे।

पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण हमारे ग्रह के 11.186 किमी / सेकंड (या 6.951 मील / सेकंड) के "पलायन वेग" के लिए भी जिम्मेदार है। अनिवार्य रूप से, इसका मतलब है कि एक रॉकेट को इस गति को प्राप्त करने की आवश्यकता है इससे पहले कि वह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से मुक्त होने और अंतरिक्ष तक पहुंचने की उम्मीद कर सके। और अधिकांश रॉकेट लॉन्च के साथ, उनके जोर का अधिकांश हिस्सा अकेले इस कार्य के लिए समर्पित है।

पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण और अन्य निकायों पर गुरुत्वाकर्षण बल के बीच अंतर के कारण - जैसे चंद्रमा (1.62 मीटर / सेकंड; 0.1 मिमी)जी) और मंगल (3.711 मीटर / सेकंड; 0.376 ग्राम) - वैज्ञानिक अनिश्चित हैं कि अंतरिक्ष यात्रियों के लिए क्या प्रभाव पड़ेगा जो इन निकायों के लिए दीर्घकालिक मिशन पर गए थे।

जबकि अध्ययनों से पता चला है कि माइक्रो-ग्रेविटी (आईएसएस पर) में लंबे समय तक चलने वाले मिशनों का अंतरिक्ष यात्री स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है (अस्थि घनत्व की हानि, मांसपेशियों की विकृति, अंगों को नुकसान और आंखों की रोशनी सहित) पर कोई अध्ययन नहीं किया गया है। कम गुरुत्वाकर्षण वातावरण। लेकिन चंद्रमा पर लौटने के लिए किए गए कई प्रस्तावों और नासा के प्रस्तावित "जर्नी टू मार्स" को देखते हुए, यह जानकारी आगामी होनी चाहिए!

स्थलीय प्राणियों के रूप में, हम मनुष्य पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा धन्य और शापित हैं। एक तरफ, यह मुश्किल और महंगी जगह में हो रही है। दूसरी ओर, यह हमारे स्वास्थ्य को सुनिश्चित करता है, क्योंकि हमारी प्रजाति अरबों वर्षों की प्रजाति के विकास का उत्पाद है जो 1 में हुई थी जी वातावरण।

अगर हम कभी भी सही मायने में स्पेस-फ़ेयरिंग और इंटरप्लेनेटरी प्रजाति बनने की उम्मीद करते हैं, तो हम बेहतर तरीके से पता लगाते हैं कि हम माइक्रोग्रैविटी और लो-ग्रेविटी से कैसे निपटेंगे। अन्यथा, हम में से कोई भी बहुत लंबे समय के लिए ऑफ-वर्ल्ड होने की संभावना नहीं है!

हमने अंतरिक्ष पत्रिका के लिए पृथ्वी के बारे में कई लेख लिखे हैं। यहाँ गुरुत्वाकर्षण कहाँ से आता है ?, किसने गुरुत्वाकर्षण की खोज की ?, पृथ्वी गोल क्यों है ?, क्यों सूर्य चन्द्रमा को चंगा नहीं करता?, क्या हम कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बना सकते हैं ?, और "पॉट्सडैम ग्रेविटी आलू" पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण में परिवर्तन दिखाता है? ।

पृथ्वी पर अधिक संसाधन चाहते हैं? यहां नासा के ह्यूमन स्पेसफ्लाइट पेज का लिंक दिया गया है, और यहां नासा की दर्शनीय पृथ्वी है।

हमने सौर प्रणाली - एपिसोड 51: पृथ्वी और एपिसोड 318: एस्केप वेलोसिटी के माध्यम से हमारे दौरे के हिस्से के रूप में पृथ्वी के बारे में खगोल विज्ञान कास्ट का एक एपिसोड भी दर्ज किया है।

सूत्रों का कहना है:

• विकिपीडिया - गुरुत्वाकर्षण
• नासा: अंतरिक्ष स्थान - वास्तव में गुरुत्वाकर्षण क्या है?
• नासा - ग्रेविटी जांच बी: सापेक्षता मिशन