Bu müqayisə, kosmosun quruluşunu idarə edən qüvvə olan cazibə qüvvəsi ilə atom sabitliyinə və müasir texnologiyaya cavabdeh olan elektromaqnetizm arasındakı fundamental fərqləri təhlil edir. Hər ikisi uzun mənzilli qüvvələr olsa da, güc, davranış və maddəyə təsir baxımından çox fərqlidir.
Seçilmişlər
Cazibə qüvvəsi dəf edilə bilməyən yeganə fundamental qüvvədir.
Elektromaqnetizm təxminən 10-dur və 36 sıfır cazibə qüvvəsindən daha güclüdür.
Hər iki qüvvənin diapazonu riyazi olaraq sonsuzdur, baxmayaraq ki, məsafə ilə zəifləyirlər.
Qravitasiya qalaktikaları formalaşdırarkən, elektromaqnetizm bioloji və kimyəvi dünyanı formalaşdırır.
Cazibə qüvvəsi nədir?
Kütlə və ya enerji ilə bütün maddə arasında təsir edən universal cazibə qüvvəsi.
Əsas Mənbə: Kütlə və Enerji
Nisbi Güc: Ən Zəif Fundamental Qüvvə
Menzil: Sonsuz
Davranış: Həmişə cəlbedici
Nəzəri Çərçivə: Ümumi Nisbilik
Elektromaqnetizm nədir?
Elektrik yüklü hissəciklər arasında təsir edən, elektrik və maqnit təsirlərini birləşdirən qüvvə.
Əsas Mənbə: Elektrik Şarjı
Nisbi Güc: Son dərəcə güclü
Menzil: Sonsuz
Davranış: Cəlbedici və ya İyrənc
Nəzəri Çərçivə: Kvant Elektrodinamikası
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Cazibə qüvvəsi
Elektromaqnetizm
Vasitəçi hissəcik
Qraviton (nəzəri)
Foton
Qarşılıqlı əlaqə növü
Unipolar (yalnız cəlb edir)
Bipolyar (cəlb edir və dəf edir)
Nisbi Güc
1
10^36 dəfə daha güclüdür
Əsas Domen
Planetlər, ulduzlar və qalaktikalar
Atomlar, molekullar və kimya
Qoruyucu Potensial
Bloklana bilməz
Qorunur (Faraday qəfəsi)
İdarəedici tənlik
Nyutonun Cazibə Qanunu
Kulon Qanunu / Maksvell Tənlikləri
Ətraflı Müqayisə
Miqyas fərqi
Bu iki qüvvə arasındakı güc fərqi heyrətamizdir. Cazibə qüvvəsi ayaqlarımızı yerdə saxlasa da, elektromaqnetizm döşəmədən yıxılmağınızın qarşısını alır; ayaqqabılarınızdakı atomlarla döşəmədəki atomlar arasındakı elektrostatik itələmə bütün Yer kürəsinin cazibə qüvvəsinə qarşı çıxmaq üçün kifayət qədər güclüdür.
Qütblük və Şarj
Cazibə qüvvəsi yalnız bir "növdə" olduğu üçün cazibə qüvvəsi ciddi şəkildə cəlbedici qüvvədir. Lakin elektromaqnetizm müsbət və mənfi yüklərlə idarə olunur. Bu, yüklər balanslaşdırıldıqda elektromaqnetizmin neytrallaşdırılmasına və ya qorunmasına imkan verir, cazibə qüvvəsinin kümülatif təbiəti isə kütlə artdıqca kainatın genişmiqyaslı strukturuna hakim olması deməkdir.
Makro və Mikro Təsir
Atomlar və kimya sahəsində cazibə qüvvəsi o qədər zəifdir ki, hesablamalarda nəzərə alınmır. Elektromaqnetizm elektronların nüvələri necə orbit etdiyini və molekulların bir-biri ilə necə bağlandığını diktə edir. Əksinə, qalaktik miqyasda böyük cisimlər adətən elektrik baxımından neytral olur və bu da cazibə qüvvəsinin planetlərin orbitlərini və ulduzların çökməsini istiqamətləndirən əsas qüvvəyə çevrilməsinə imkan verir.
Həndəsi və Sahə Qarşılıqlı Təsir
Müasir fizika cazibə qüvvəsini yalnız bir qüvvə kimi deyil, həm də kütlənin yaratdığı fəza-zamanın əyriliyi kimi görür. Elektromaqnetizm hissəciklərin foton mübadiləsi apardığı sahə qarşılıqlı təsiri kimi təsvir olunur. Bu iki fərqli təsviri - cazibə qüvvəsinin həndəsi təbiətini və elektromaqnetizmin kvant təbiətini - uzlaşdırmaq nəzəri fizikanın ən böyük çətinliklərindən biri olaraq qalır.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Cazibə qüvvəsi
Üstünlüklər
+Sabit orbitlər yaradır
+Ulduzlar və planetlər əmələ gətirir
+Proqnozlaşdırıla bilən genişmiqyaslı təsir
+Sabit çəki təmin edir
Saxlayıcı
−Qorunmaq mümkün deyil
−Mikro səviyyələrdə olduqca zəifdir
−Kvant nəzəriyyəsi ilə birləşdirmək çətindir
−Yüksək enerji çökmələrinə səbəb olur
Elektromaqnetizm
Üstünlüklər
+Bütün müasir texnologiyaları təmin edir
+Görmə (işıq) üçün məsuliyyət daşıyır
+Kimyəvi bağı asanlaşdırır
+Asanlıqla manipulyasiya edilə bilər
Saxlayıcı
−Dağıdıcı ola bilər (ildırım)
−Elektronikada müdaxilə problemləri
−Qarşılıqlı əlaqə üçün ödəniş tələb olunur
−Yalnız qısa məsafəli dominantlıq
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Kosmosda cazibə qüvvəsi yoxdur.
Həqiqət
Cazibə qüvvəsi kainatın hər yerindədir. Orbitdəki astronavtlar çəkisizlik hiss edirlər, çünki onlar daimi sərbəst düşmə vəziyyətindədirlər, cazibə qüvvəsinin yox olması səbəbindən deyil; əslində, Beynəlxalq Kosmik Stansiyasının hündürlüyündə cazibə qüvvəsi hələ də Yer səthindəkindən təxminən 90% azdır.
Əfsanə
Maqnit qüvvələri və elektrik qüvvələri fərqli şeylərdir.
Həqiqət
Bunlar elektromaqnetizmin vahid qüvvəsinin iki aspektidir. Hərəkətli elektrik yükü maqnit sahəsi, dəyişən maqnit sahəsi isə elektrik cərəyanı yaradır və bu da onların ayrılmaz şəkildə əlaqəli olduğunu sübut edir.
Əfsanə
Cazibə qüvvəsi çox güclü bir qüvvədir, çünki planetləri hərəkət etdirir.
Həqiqət
Cazibə qüvvəsi əslində dörd fundamental qüvvənin ən zəifidir. O, yalnız güclü görünür, çünki həmişə additivdir və maddənin kütləvi yığılması üzərində təsir göstərir, elektromaqnetizm kimi daha güclü qüvvələr isə adətən özlərini ləğv edirlər.
Əfsanə
İşıq elektromaqnetizmlə əlaqəli deyil.
Həqiqət
İşıq əslində bir elektromaqnit dalğasıdır. O, kosmosda hərəkət edən salınımlı elektrik və maqnit sahələrindən ibarətdir və bu da elektromaqnetizmi gördüyümüz hər şeydən məsul qüvvəyə çevirir.
Tez-tez verilən suallar
Niyə cazibə qüvvəsi elektromaqnetizmdən bu qədər zəifdir?
Bu, fizikada İyerarxiya Problemi kimi tanınır. Fərqi ölçə bilsək də — kiçik bir soyuducu maqniti bir kağız parçasını tutmaq üçün bütün Yer kürəsinin cazibə qüvvəsinə qarşı çıxa bilər — elm adamları hələ cazibə qüvvəsinin birləşmə sabitinin digər qüvvələrdən bu qədər aşağı olmasının əsas səbəbini bilmirlər.
Radio siqnalını bloklaya bildiyiniz kimi cazibə qüvvəsini bloklaya bilərsinizmi?
Xeyr, cazibə qüvvəsi qoruna bilməz. Faraday qəfəsi yükləri yenidən paylamaqla elektromaqnit dalğalarını bloklaya bilsə də, kütlənin cazibə qüvvəsi sahəsini ləğv etmək üçün "mənfi" əks-əlaqəsi yoxdur. Cazibə qüvvəsinin təsirini dayandıra biləcək məlum bir material yoxdur.
Bu qüvvələr qara dəliyin mərkəzində necə hərəkət edir?
Qara dəliyin sinqulyarlığında cazibə qüvvəsi o qədər güclənir ki, fizika haqqında mövcud anlayışımız pozulur. Elektromaqnetizm hələ də fəaliyyət göstərsə də, fəza-zamanın həddindən artıq əyriliyi o qədər üstünlük təşkil edir ki, hətta işığın (elektromaqnit dalğasının) belə cazibə qüvvəsindən qaça bilməməsi mümkündür.
Sürtünməyə hansı qüvvə cavabdehdir?
Sürtünmə, demək olar ki, tamamilə elektromaqnit fenomenidir. Bu, iki səthin atomlarının bir-birinə sürtünməsi və nisbi hərəkətinə müqavimət göstərməsi nəticəsində yaranan elektrostatik itələmə və kimyəvi rabitədən qaynaqlanır.
Cazibə qüvvəsi işıq sürəti ilə hərəkət edirmi?
Bəli. Ümumi Nisbilik nəzəriyyəsinə və cazibə dalğalarının müşahidələrinə görə, cazibə sahəsindəki dəyişikliklər tam olaraq işıq sürəti ilə yayılır ($c$). Əgər Günəş yox olsaydı, Yer dəyişikliyi hiss etməzdən əvvəl təxminən səkkiz dəqiqə boş yerinin ətrafında fırlanmağa davam edərdi.
Bu qüvvələr atomun quruluşunu necə təyin edir?
Elektromaqnetizm burada ulduzdur; müsbət nüvə ilə mənfi elektronlar arasındakı cazibə qüvvəsi atomu bir yerdə saxlayır. Cazibə qüvvəsinin fərdi atoma təsiri o qədər kiçikdir ki, atom fizikası modellərində faktiki olaraq sıfıra bərabərdir.
Statik elektrik cazibə qüvvəsi ilə əlaqəlidirmi?
Xeyr, onlar tamamilə ayrıdırlar. Statik elektrik, obyektlərin səthində elektrik yükünün yığılmasıdır və bu, tamamilə elektromaqnit effektidir. O, obyektləri cəlb edə və ya itələyə bilər, cazibə qüvvəsi isə yalnız onları cəlb edə bilər.
Elektromaqnetizm birdən yox olsaydı nə baş verərdi?
Maddə dərhal parçalanacaq. Atomlar artıq bir yerdə qalmayacaq, molekullar parçalanacaq və hüceyrələrinizi bir-birinə bağlayan elektromaqnit əlaqələri yox olacaq. Cazibə qüvvəsi qalan yeganə qüvvə olacaq, lakin təsir edəcək bərk maddə olmadığı üçün kainat qarşılıqlı təsir göstərməyən hissəciklər buluduna çevriləcək.
Hökm
Səma cisimlərinin hərəkətini və kainatın əyriliyini öyrənərkən cazibə qüvvəsinə baxın. Kimyəvi reaksiyaları, işığın davranışını və demək olar ki, bütün müasir elektron cihazların funksionallığını anlamaq üçün elektromaqnetizmə müraciət edin.