WATV.org is provided in English. Would you like to change to English?

​Дэлхийн аюулгүйн баталгаа, таталцлын хүч​

462 Үзсэн тоо

Хүн төрөлхтөн таталцлын хүчний нөлөөн дор амьдардаг. Зөвхөн модноос унасан алим ч биш, бүхий л юмс дээрээс доош унадаг. Хүмүүн бид агаарт өндөр үсрэх гэж оролддог ч тэнгэрт хүрэх нь байтугай агаартаа хэдэн секунд ч байж чадахгүй тэр даруй буцаад уначихдаг. Ер нь цаг үргэлж таталцлын нөлөөн дор амьдардаг болохоор таталцлыг мэдэрдэггүй ч харин байнга таталцлын хүчинд баригдаж байдаг юм. Яг энэ мөчид ч хүртэл модонд, сандалд, агаарт гээд таталцлын хүч байнга үйлчилж байгаа.

Хүн төрөлхтөн урт удаан жил таталцлын хүчнээс гарах байнгын оролдлого хийсээр ирсэн. 1783 онд ах дүү Монгольфьер халуун агаараар дүүргэсэн бөмбөлөг хөөргөж, агаарт ниссэн байдаг. Түүнээс 100 орчим жилийн дараа ах дүү Райт анхны хөдөлгүүрт онгоц зохион бүтээсэн байна. Түүнээс дахин 100 гаруй жилийн дараа орчин үеийн соёл иргэншил дуунаас хурдан онгоц, аварга том онгоц зохион бүтээх хүртлээ хөгжсөөр байна. Газраас нэгэнт хөөрсөн хүн төрөлхтөн цаашлаад бүр дэлхийн таталцлын хүчнээс бүрэн ангид байдаг сансар огторгуйд аялахыг хүсэн мөрөөдөж эхэллээ. Тэдний тэрхүү хүсэл пуужин зохион бүтээж, хиймэл хүнтэй сансрын хөлөг бүтээж, Олон улсын сансрын станц бий болох үр дүн дагуулсан юм.

Таталцлын хүч гэж юу вэ?

Таталцлын хүч гэж юу вэ? Алив юмс дэлхийн төв рүү татагдах хүчийг таталцлын хүч гэнэ. Таталцлын хүчний талаар мэдэхийн тулд бүх ертөнцийн таталцлын хуулийн талаар ойлгож авах хэрэгтэй. Бүх ертөнцийн таталцал гэдэг нь сансар огторгуйн бүх масстай биетүүдийн хооронд харилцан үйлчилдэг таталцал юм. Бүх ертөнцийн таталцал нь масстай шууд пропорциональ, харин хоорондын зайны квадраттай урвуу пропорциональ хамааралтай байдаг төдийгүй энэхүү таталцал нь масс ихсэж, хоорондын зай ойртох тусам хүч нь нэмэгддэг гэсэн үг юм.

Ньютон бүх ертөнцийн таталцлын хуулиа гаргасан алимны модны тухайд бодож үзье л дээ. Алим дэлхийд татагдаж, дэлхий алимд татагдаж байгаа юм. Дэлхийн алимыг татах хүч болон алимны дэлхийг татах хүч хоёр нь үйлдэл ба урвалын зарчмын дагуу бол адилхан. Харин алимны масс дэлхийн массаас хавьгүй бага учраас л алим дэлхий рүү унаж байгаа хэрэг.

Бүх ертөнцийн таталцал нь зөвхөн дэлхий алимны хооронд үйлчилдэг юм биш, мөн түүнчлэн дэлхий ба сарны хооронд, нар ба дэлхийн хооронд, галактикуудын хооронд ч үйлчилдэг. Ньютон дэлхийн таталцлыг орчлон ертөнц рүү тэлэх замаар бүх ертөнцийн таталцлын тухай ойлголтыг бий болгосон. Бүх ертөнцийн таталцал, таталцлын хүч хоёр нь үндсэндээ ижил ойлголт. Учир нь бүх ертөнцийн таталцал нь ердөө орчлон ертөнцийн ерөнхий хууль гэсэн утга л нэмэгдсэн төдий.

Таталцлын хэмжээг бид жин гэж нэрлэдэг. Хүмүүс ихэвчлэн масс, жин хоёрыг хооронд нь андуурдаг. Гэсэн хэдий ч жин нь тухайн обьектод хамаарах таталцлаас хамаарч өөрчлөгддөг бол харин масс нь өөрчлөгддөггүй утга юм. Жишээлбэл дэлхий дээр 60 кг жинтэй хүн саран дээр 10 кг жинтэй байдаг. Үүний учир нь сарны таталцлын хүч дэлхийн таталцлын хүчний 1/6 хувийг эзэлдэгт байгаа юм.

Дэлхийгээс дэндүү өөр, жин эзэлдэггүй сансар огторгуй

Ихэнх хүмүүс сансар огторгуйд таталцал байхгүй гэж боддог. Гэсэн хэдий ч сансар огторгуйд үй олон тэнгэрийн эрхэс байдаг төдийгүй таталцал ч хаа сайгүй байдаг. Тиймээс тэг таталцал буюу жингүйдэл нь таталцлын хүчгүй төлөв байдал биш, харин тэнгэрийн эрхсүүдээс хол байдгаас болоод таталцлын хүч маш сул байгаа төлөв байдал, аль эсвэл олон янзын хүч харилцан үйлчлэхгүй болсноос таталцал мэдрэхгүй байгаа төлөв байдал юм.

Таталцлын хүч нь тэг байдаг сансар огторгуйд аливаа юмс нэг чиглэлд унахын оронд хөвж, хүний бие хүчин чармайлт гаргахгүй байсан ч хөвж, жаахан л хүчин чармайлт гаргахад дорхноо эргэлдэнэ. Шингэн нь гадаргуугийн таталтын хүчнээс болоод дугуй дусал хэлбэрээр хөвнө. Тиймээс хүн гуурс хэрэглэхгүйгээр ус ууж чадахгүй. Конвекцийн гүйдэл байхгүй учраас лаа, дэн амархан унтрах тул гал ашиглан ус, тос буцалгах амаргүй. Сансарт бид дэлхий дээрх нийтлэг хоол болох гоймон, шарсан төмс зэргийг хийж чадахгүй.

Жингүйдлийн байдалд хүний биед олон өөрчлөлт гарна. Сансарт нисэж байгаа хүн дэлхий дээр байдгаасаа 3% илүү өндөр болдог. Үндэсний сансар судлал, Сансрын Удирдлагын газар (NASA) анхны сансрын нислэгийн үеэр сансрын нисэгчдийн дэлхий дээр хэмжсэн өндрөөр нь тохируулан сансрын хувцас хийжээ. Тэгтэл тэдний сансар дахь амьдрал үргэлжлэхийн хэрээр сансрын нисэгчийн хувцас нь чөлөөтэй хөдөлж чадахгүй болтлоо хэт жижигдэж байв. Үүний учир нь нуруунд нөлөөлдөг таталцлын хүч байхгүй болсон учраас тэд өндөр болсон аж.

Түүнээс гадна дотор эрхтнүүд дээшлэх тусам бэлхүүс нарийсаж, хүндийн хүч цохих шаардлагагүй болчихоор булчин суларна. Кальци яснаас гарахын хэрээр ясны сийрэгжилт үүсэх эрсдэл нэмэгддэг аж. Сансарт нэг сар орчим байх хугацаанд бүх ясны кальцийн 1 орчим хувь нь алга болдог байна.

Сансарт байгаа сансрын нисэгчийн нүүр царай маш дугуй болж өөрчлөгдөнө. Үүнийг нь тэргэл саран царай гэнэ. Солонгосын сансрын нисэгчдийн хөтөлбөрийн шинжлэх ухааны зорилтуудын нэг нь “сансрын нисэгчийн нүүр царайны өөрчлөлт дээр хийх судалгаа” байсан юм. Таталцлын хүч тэг болохоор цус жигд тархаж, цус дээш хөөрч, нүүр царай хавагнана. Нөгөөтэйгүүр хөл их хэмжээний цусаа алддаг тул нарийхан болно.

Таталцлын хүч тэг байдалд цусны улаан эсний үйлдвэр багасаж, энэ нь цусыг усархаг болгон, мөн цусан дахь хүчилтөрөгчийн хангамж эрс буурдаг. Түүнээс гадна дээр доорын ялгаа байхгүй болж, улмаар зүг чигээ мэдрэхээ больж, сансрын өвчин тусаж зовно. Сансар руу явах хүмүүс энэ нөхцөл байдалд бэлтгэгдэхийн тулд дэлхий дээр асар хатуу чанд бэлтгэл сургуулилтыг давж тэсэх болдог ч зарим тохиолдолд дэлхий дээр ирснийхээ дараа ч алхахад хүндрэлтэй байх гэх мэт сөрөг нөлөөний улмаас зовж зүдрэх нь бий.

Таталцлын хүчний ач холбогдол

“Gravity” кинонд сансар огторгуйг яг бодитоор дүрсэлсэн байдаг. Энэ кино нь таталцлын хүчнээс ангижрахыг мэдрэх гэхийн оронд таталцлын хүчний чухлыг үзэгчдэд харуулдаг. Уг киноны дүрүүд сансарт тус тусын үүргээ гүйцэтгэх үед тэдний сууж явсан сансрын хөлөг өөр рүү нь маш хурдтай ирж явсан сансрын хог хаягдлаас1 болоод сүйрсэн байна. Тэгтэл таталцлын хүч тэг байдаг сансарт ганцаараа үлдсэн гол дүрийн баатар биеэ эсвэл амьсгалах агаараа барьж байхын тулд тэг байдалтай таталцлын хүчний эсрэг тэмцэж, эх дэлхийдээ буцаж ирэх гэж тэмцэнэ.

1. Сансрын хог хаягдал: Сансарт устаж үгүй ​​болсон, хүний ​​гараар бүтсэн биетүүдийн цуглуулга. Эдгээр нь эвдэрхий, хуучирсан хиймэл дагуул, сансрын нисэгчдийн сансарт ажиллаж байхдаа алддаг багаж хэрэгсэл, бүр өнгийн будаг гэх мэт янз янзын төрөл бий. Сансрын хог хаягдал тодорхой тойрог замд дэлхийг тойрон эргэлдэнэ. Энэ нь 7 км/сек хурдтай хөдөлж байгаа тул нэг жижиг хэлтэрхий ч гэсэн асар их хүчтэй аж.

Дэлхий дээр ямар нэгэн биет зүйл хүч хэрэглэсэн ч гэсэн тэр даруй зогсдог. Учир нь биет агаартай мөргөлдөж, таталцлын нөлөөгөөр гадаргуутай нийлэх үед үрэлт үүснэ. Харин сансар огторгуйд бол хүн биеийнхээ чиглэлийг өөрчлөх, хөдлөх, зогсох зэрэг энгийн наад захын юмыг ч хийж чадахгүй. Дэлхийгээс огт ялгаатай нь сансар огторгуй таталцлыг мэдрэх боломжгүй, ямар нэг жин байхгүй ертөнц төдийгүй бараг ямар ч бодис байхгүй вакуумтай ойролцоо юм. Ийм шалтгааны улмаас сансарт аливаа биетэд ямар нэг хүч үйлчлэн хөдөлж эхэлмэгц өөрийн төлөв байдлаа үүрд хадгалахыг хичээдэг. Өөрөөр хэлбэл уг харанхуй орон зай руу нэгэнт хаягдсан л бол хэзээ ч буцаж ирэх боломжгүй, сансарт үүрд аялах болно.

Бүх сансар огторгуйг харахаар бид таталцлын хүчний ач холбогдлыг бүр ч илүү ухаарах болно. Яг л сар дэлхийн таталцлын хүчинд баригддаг шиг нарны аймгийн системийн гаргууд нарны таталцлын хүчинд баригдан, нарыг тойрон эргэж байгаа. Таталцлын хүч нь бүх огторгуйн эрхсийг байр байранд нь барьж байх үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэрэв таталцлын хүч гэнэт алга болбол дэлхийг тойрон эргэдэг сар дэлхийг орхиж, таталцлын хүчинд баригдаж байдаг бүх агаар мандал мөн алга болно. Нартай ойролцоох гаргуудаас эхлэн гаргууд нарны таталцлын хүчний нөлөөг орхиж, алсын орон зайд эргэлдэн, галактикууд мөн тойрог замаасаа гарна. Дэлхий ертөнцийг бүхэлд нь барьж байдаг таталцал алга болбол орчлон ертөнц маш хурдан тэлж, эцэст нь бүх зүйл бутарч сарнина.

Таталцлын хүчгүй ертөнц бол хүн төрөлхтний мөрөөдөж байдаг эрх чөлөөний орон зай биш, харин хүн амьдарч чадахааргүй туйлын аюултай орон зай байх юм. Ер нь таталцлын хүч хүнийг баглаж хүлж байдаг биш, харин ч 30 км/секундын хурдтайгаар сансрын орон зайд аялж байдаг дэлхий хэмээх сансрын хөлгийн аюулаас хамгаалах баталгаа байдаг аж. Таталцлын хүчний ачаар л бид сансар руу нисээд алга болчихолгүй дэлхий дээр хүссэнээрээ хөдөлж чадна. Тийм атал хүн төрөлхтөн таталцлын хүчинд баглуулж хүлүүлэлгүй төгс эрх чөлөөг хүсэн мөрөөдсөөр, хязгааргүй сансар огторгуйн төгс эрх чөлөөг бүр энд, энэ дэлхий дээр зогсож байгаад мөрөөдсөөр л.

Эх сурвалж
Science Teachers’ Meeting, 101 Science Questions That Even Science Teachers Wonder (in Korean), Book Mentor, 2010
Go Ho-gwan, Our Destiny in a World Without Gravity (in Korean), Science Donga (March, 2013)
Oh Ga-hee, Thank the Earth’s Gravity! (in Korean), Science Donga (November, 2013)
Kim Hyeong-ja, Why Do Physicists Risk Their Necks for Gravity? (in Korean), Weekly Chosun (November 5, 2013)