¿Por qué la ley de Coulomb y la ley de gravitación universal son sorprendentemente similares?
Existen similitudes esenciales.
Las líneas de fuerza representan el diagrama del campo gravitacional de la Tierra/Newton Press
Supongamos que usamos "líneas de fuerza" para representar la atracción gravitacional de la Tierra sobre los objetos circundantes: las líneas de fuerza se distribuyen uniformemente desde el centro de la Tierra hacia los alrededores. Cuanto mayor sea la densidad de las líneas de fuerza (cuantas más líneas penetren en un área determinada), mayor será la fuerza gravitacional allí. Luego, coloque cuadriláteros de la misma área en diferentes posiciones del centro de la Tierra, siendo las distancias 1, 2 y 3 veces el radio de la Tierra respectivamente.
Cuanto más se aleja de la tierra, mayor es la distancia entre las líneas, por lo que el número de líneas que pasan por el cuadrilátero es cada vez menor. Tal como lo describe la ley descubierta por Newton, cuando la distancia desde el centro de la Tierra se vuelve el doble, la densidad de las líneas de fuerza (la magnitud de la gravedad) se convierte en 1/4 de la que cuando está el doble de distancia. lejos. A 3 veces la distancia, es 1/9.
Es fácil entender que la densidad de las líneas de fuerza es en realidad inversamente proporcional al área de la superficie de la esfera, y el área de la superficie de la esfera es directamente proporcional al cuadrado del radio. , entonces la densidad de las líneas de fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Si asumimos que el mundo es bidimensional. Entonces, las líneas de fuerza que representan la gravedad se distribuirán uniformemente en el plano bidimensional. En este momento, el rango de distribución de la gravedad no es una esfera, sino un círculo. Por lo tanto, al calcular la densidad de la línea de fuerza, se debe dividir por la circunferencia del círculo. Por tanto, la magnitud de la fuerza gravitacional es inversamente proporcional a la primera potencia de la distancia. Es decir, la gravedad es inversamente proporcional a la potencia de la distancia. Información ampliada
Si realmente se puede observar el fenómeno de un fuerte aumento de la gravedad a corta distancia, esto se convertirá en una fuerte evidencia de que existen dimensiones adicionales. Actualmente, los experimentos de verificación han descartado la posibilidad de una dimensión adicional de 1 mm. Los científicos están trabajando arduamente para verificar si las dimensiones adicionales son menores que unas pocas decenas de micrones. De hecho, aún no se ha confirmado si la ley "la magnitud de la gravedad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia" es cierta dentro de una distancia corta de menos de 0,1 mm.
Algunas instituciones de investigación científica están produciendo algunos pequeños dispositivos experimentales para medir la fuerza de la gravedad a una distancia de aproximadamente 0,1 mm. Sin embargo, si el tamaño de la dimensión extra es mucho menor que el de partículas como los átomos, nos resultará difícil medir directamente la magnitud de la gravedad y, en este caso, necesitaremos la ayuda de grandes aceleradores.