Īzaks Ņūtons — angļu fiziķis, matemātiķis un gravitācijas teorijas autors

Agrīnā dzīve

Īzaks Ņūtons piedzima (saskaņā ar tolaik Anglijā izmantoto Jūlija kalendāru) 1642. gada 25. decembrī (1643. gada 4. janvārī) "stundu vai divas pēc pusnakts" Vulsthorpas muižā Vulsthorpā pie Kolstervorta, Anglijas Linkolnšīras grāfistes ciematā. Viņa tēvs, arī vārdā Īzaks Ņūtons, nomira trīs mēnešus pirms viņa dzimšanas. Kad Ņūtonam bija trīs gadi, viņa māte Hanna Eiskofija apprecējās vēlreiz ar priesteri Barnabasu Smitu. Jaunais Ņūtons palika pie savas vecmāmiņas no mātes puses, Margerijas Eiskofas (Margery Ayscough).

No 1655. līdz 1659. gadam Ņūtons mācījās Karaļa skolā Granthamā. Septiņpadsmit gadu vecumā viņš tika atskaitīts no skolas. Māte centās viņu ievirzīt par fermeri, bet viņam tas nepatika. Karaļa skolas meistars Henrijs Stokss lūdza viņa māti, lai viņa māte sūtītu viņu atpakaļ uz skolu.

1661. gada jūnijā viņš tika nosūtīts studēt Kembridžas Universitātē. Dažkārt stāsta, ka Īzaks Ņūtons lasījis grāmatu zem koka, kad viņam blakus nokritis ābols no koka. Tā rezultātā viņš veica gravitācijas aprēķinus.

Agrīnie atklājumi

Ņūtons izskaidroja Visuma darbību ar matemātikas palīdzību. Viņš aprakstīja kustības un gravitācijas likumus. Šie likumi ir matemātiskas formulas, kas izskaidro, kā objekti pārvietojas, kad uz tiem iedarbojas spēks. Savu slavenāko grāmatu Principia Īzaks publicēja 1687. gadā, būdams matemātikas profesors KembridžasTrīsvienībaskoledžā. Grāmatā Principia Īzaks izskaidroja trīs pamatlikumus, kas nosaka objektu kustību. Pēc tam viņš aprakstīja savu ideju jeb teoriju par gravitāciju. Gravitācija ir spēks, kas liek lietām krist uz leju. Ja no galda nokrīt zīmulis, tas nokrīt uz grīdas, nevis uz griestiem. Savā grāmatā Īzaks arī izmantoja savus likumus, lai pierādītu, ka planētas ap saulēm riņķo pa ovālām, nevis apaļām orbītām. Īzaks atklāja arī difrakciju. Tas viņu pamudināja sākt strādāt fizikas jomā, kur viņš guva panākumus.

Ņūtona trīs kustības likumi

Tālāk ir aprakstīti trīs kustības likumi.

1. Pirmais likums (inerces likums)

Pirmais Ņūtona kustības likums nosaka, ka objekts, kuru kāds spēks nevirza vai nevelk, paliek nekustīgs vai turpina kustēties taisnā līnijā ar vienmērīgu ātrumu. Ir viegli saprast, ka raķete nekustēsies, ja to nekas neiespiedīs vai nevilks. Grūtāk ir saprast, ka objekts turpinās kustēties bez palīdzības. Atkal padomājiet par raķeti. Ja kāds lido ar raķeti un izlec, pirms raķete ir apstājusies, kas notiek? Raķete turpina lidot, līdz tā nokļūst kosmosā. Objekta tendenci palikt nekustīgam vai turpināt kustību taisnā līnijā ar vienmērīgu ātrumu sauc par inerci.

2. Otrais likums (Paātrinājuma likums)

Otrais likums izskaidro, kā spēks iedarbojas uz objektu. Objekts paātrinās tajā virzienā, kurā to pārvieto spēks. Ja kāds sēžas uz velosipēda un spiež pedāļus uz priekšu, velosipēds sāk kustēties. Ja kāds velosipēdu spiež no aizmugures, velosipēds paātrināsies. Ja braucējs spiež atpakaļ uz pedāļiem, velosipēds palēnināsies. Ja braucējs pagriež stūri, velosipēds mainīs virzienu. Šo likumu parāda formula F=m*a jeb spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir vienāds ar masas reizinājumu ar paātrinājumu.

3. Trešais likums (Savstarpējo darbību likums)

Trešais likums nosaka, ka, ja kāds objekts tiek stumts vai vilkts, tas tiks vienādi stumts vai vilkts pretējā virzienā. Ja kāds paceļ smagu kasti, viņš izmanto spēku, lai to uzspiestu. Kaste ir smaga, jo tā rada vienādu spēku lejup uz pacēlāja rokām. Svars tiek pārnests caur pacēlāja kājām uz grīdu. Grīda spiež uz augšu ar vienādu spēku. Ja grīda spiestu atpakaļ ar mazāku spēku, cilvēks, kas paceļ kasti, izkristu cauri grīdai. Ja tā atspiestu ar lielāku spēku, pacēlājs paceltos gaisā.

Kad lielākā daļa cilvēku iedomājas Īzaku Ņūtonu, viņi domā par viņu, sēžot zem ābeles un vērojot, kā krīt ābols. Daži pat uzskata, ka ābols viņam nokrita uz galvas. Ņūtons saprata, ka tas, kas liek tādām lietām kā āboli krist uz zemes, ir īpaša veida spēks - spēks, ko mēs saucam par gravitāciju. Ņūtons uzskatīja, ka gravitācija ir pievilkšanās spēks starp diviem objektiem, piemēram, ābolu un zemi. Viņš arī uzskatīja, ka objekts, kam ir vairāk vielas, uz mazākiem objektiem iedarbojas ar tādu pašu spēku, ar kādu tie iedarbojas uz to. Tas nozīmēja, ka zemes lielā masa pievelk objektus pie tās. Tāpēc ābols nokrita uz leju, nevis uz augšu, un tāpēc cilvēki nepeld gaisā.

Īzaks Ņūtons turpināja domāt par gravitāciju. Pirms Ņūtona cilvēki domāja, ka tikai objekti, kas atrodas tuvu zemei, krīt uz leju. Taču Ņūtons uzskatīja, ka gravitācijai nevajadzētu aprobežoties tikai ar zemi un objektiem uz tās. Kas būtu, ja gravitācija sasniegtu Mēnesi un vēl tālāk?

Ņūtons izgudroja formulu, kā aprēķināt pievilkšanās spēku starp diviem ķermeņiem. Viņš to izmantoja, lai aprēķinātu spēku, kas nepieciešams, lai Mēness varētu kustēties ap Zemi. Tad viņš to salīdzināja ar spēku, kas liek ābolam krist uz leju. Ņemot vērā to, ka Mēness atrodas daudz tālāk no Zemes un tam ir daudz lielāka masa, viņš atklāja, ka spēki ir vienādi. Mēness atrodas orbītā ap Zemi Zemes gravitācijas spēka ietekmē.

Ņūtona izgudroto formulu sauc par gravitācijas likumu.

Ietekme

Īzaka Ņūtona aprēķini mainīja cilvēku izpratni par Visumu. Neviens nespēja izskaidrot, kāpēc planētas paliek savās orbītās. Kas tās noturēja? Nepilnus 50 gadus pirms Īzaka Ņūtona dzimšanas tika uzskatīts, ka planētas tur neredzams vairogs. Īzaks pierādīja, ka tās tur Saules gravitācija. Viņš arī pierādīja, ka gravitācijas spēku ietekmē attālums un masa. Viņš nebija pirmais, kurš saprata, ka planētas orbīta nav apļveida, bet gan vairāk iegarena, līdzīga ovālam. Taču viņš izskaidroja, kā tas darbojas.

Sers Īzaks Ņūtons pirmais atklāja gravitācijas un kustības likumus. Viņš arī izveidoja jaunu matemātikas jomu, ko pazīst kā kalkulu, lai gan tajā pašā laikā šīs idejas bija attīstījis vācietis Gotfrīds Leibnics. Viņa darbs deva lielu ieguldījumu zinātnes un matemātikas jomā, padarot viņu par vienu no ietekmīgākajiem zinātniekiem cilvēces vēsturē un vienu no visu laiku izcilākajiem matemātiķiem.

Lielais fiziķis Alberts Einšteins uzskatīja, ka Ņūtona ideja par gravitāciju nebija pilnīgi precīza. Viņš izlaboja daudzas lietas, ko darīja Ņūtons.

Īzaks Ņūtons nomira 1727. gada 31. martā [1726. gada 20. martā] Londonā, Anglijā.

Viņš ir apglabāts Vestminsteras abatijā. Viņš sagatavoja augsni daudziem slaveniem fiziķiem, piemēram, Albertam Einšteinam, Džeimsam Čadvikam un Stīvenam Hokingam.