Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Tương tác hấp dẫn”

Trong vật lý học, lực hấp dẫn^[1], hoặc tương tác hấp dẫn, là một hiện tượng tự nhiên mà tất cả mọi thứ với khối lượng hoặc năng lượng -bao gồm các hành tinh, ngôi sao, thiên hà, và thậm chí cả ánh sáng ^[2] đều bị hút về nhau. Trên Trái Đất, lực hấp dẫn tạo ra trọng lượng cho các vật thể và lực hấp dẫn của Mặt Trăng gây ra thủy triều . Lực hấp dẫn của vật chất khí ban đầu có trong Vũ trụ khiến nó bắt đầu kết tụ và hình thành các ngôi sao và khiến các ngôi sao tập hợp lại thành các thiên hà, do đó lực hấp dẫn chịu trách nhiệm cho nhiều cấu trúc quy mô lớn trong Vũ trụ. Lực hấp dẫn có một phạm vi vô hạn, mặc dù hiệu ứng của nó ngày càng yếu đi khi các vật thể ngày càng xa nhau.

Lực hấp dẫn được mô tả chính xác nhất bằng lý thuyết tương đối tổng quát (do Albert Einstein đề xuất năm 1915), mô tả lực hấp dẫn không phải là một lực, mà là kết quả của độ cong của không thời gian gây ra bởi sự phân bố khối lượng không đồng đều. Ví dụ cực đoan nhất về độ cong của không thời gian này là một lỗ đen, từ đó, không có gì mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được khi vượt qua chân trời sự kiện của lỗ đen. ^[3] Tuy nhiên, đối với hầu hết các ứng dụng, lực hấp dẫn gần đúng theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, mô tả lực hấp dẫn là một lực, khiến cho hai vật thể bị hút vào nhau, với lực tỷ lệ với sản phẩm của khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách giữa chúng.

Lực hấp dẫn là yếu nhất trong bốn tương tác cơ bản của vật lý, yếu hơn khoảng 10³⁸ lần so với tương tác mạnh, yếu hơn 10³⁶ lần so với lực điện từ và yếu hơn 10²⁹ lần so với tương tác yếu . Kết quả là, nó không có ảnh hưởng đáng kể ở cấp độ của các hạt hạ nguyên tử. ^[4] Ngược lại, nó là sự tương tác vượt trội ở quy mô vĩ mô, và là nguyên nhân của sự hình thành, tạo hình dạng và quỹ đạo (quỹ đạo thiên thể) của các thiên thể.

Trong cơ học cổ điển, lực hấp dẫn xuất hiện như một ngoại lực tác động lên vật thể. Trong thuyết tương đối rộng, lực hấp dẫn là bản chất của không thời gian bị uốn cong bởi sự hiện diện của khối lượng, và không phải là một ngoại lực. Trong thuyết hấp dẫn lượng tử, hạt graviton được cho là hạt mang lực hấp dẫn.

Trường hợp đầu tiên của lực hấp dẫn trong Vũ trụ, có thể ở dạng hấp dẫn lượng tử, siêu trọng lực hoặc một điểm kỳ dị hấp dẫn, cùng với không gian và thời gian thông thường, được phát triển trong kỷ nguyên Planck (tối đa 10⁻⁴³ giây sau khi Vũ trụ ra đời), có thể từ một trạng thái nguyên thủy, chẳng hạn như chân không giả, chân không lượng tử hoặc hạt ảo, theo cách hiện chưa biết. ^[5] Nỗ lực phát triển một lý thuyết về lực hấp dẫn phù hợp với cơ học lượng tử, một lý thuyết hấp dẫn lượng tử, cho phép lực hấp dẫn được hợp nhất trong một khung toán học chung (một lý thuyết về mọi thứ ) với ba tương tác cơ bản khác của vật lý, là một lĩnh vực nghiên cứu hiện tại. .

Lịch sử lý thuyết về hấp dẫn

Thế giới cổ đại

Nhà triết học Hy Lạp cổ đại Archimedes đã phát hiện ra trọng tâm của một hình tam giác. ^[6] Ông cũng cho rằng nếu hai trọng lượng bằng nhau không có cùng trọng tâm thì trọng tâm của hai vật liên kết với nhau sẽ ở giữa đường nối với trọng tâm của chúng. ^[7]

Kiến trúc sư và kỹ sư La Mã Vitruvius trong tác phẩm De Architectura đã quy định rằng trọng lực của một vật thể không phụ thuộc vào khối lượng mà là "bản chất" của nó. ^[8]

Ở Ấn Độ cổ đại, Aryabhata lần đầu tiên xác định lực lượng để giải thích tại sao các vật thể không bị ném ra ngoài khi trái đất quay. Brahmagupta mô tả trọng lực là một lực hấp dẫn và sử dụng thuật ngữ "gurutvaakarshan" cho trọng lực. ^[9] ^[10]

Cách mạng khoa học

Công trình hiện đại về lý thuyết hấp dẫn bắt đầu với công trình của Galileo Galilei vào cuối thế kỷ 16 và đầu thế kỷ 17. Trong thí nghiệm nổi tiếng (mặc dù có thể ông đã ngụy tạo^[11] ) thả bóng từ Tháp nghiêng Pisa, và sau đó với các phép đo cẩn thận của quả bóng lăn xuống theo mặt phẳng nghiêng, Galileo cho thấy gia tốc trọng trường là như nhau cho tất cả các vật thể. Đây là một sự khởi đầu lớn từ niềm tin của Aristotle rằng các vật nặng hơn có gia tốc trọng trường cao hơn. ^[12] Galileo cho rằng sức cản không khí là lý do khiến các vật thể có khối lượng nhỏ hơn rơi chậm hơn trong bầu khí quyển. Công trình của Galileo tạo tiền đề cho việc hình thành thuyết hấp dẫn của Newton. ^[13]

Thuyết hấp dẫn của Newton

Năm 1687, nhà toán học người Anh Sir Isaac Newton đã xuất bản tác phẩm Principia, trong đó đưa ra giả thuyết về định luật nghịch đảo bình phương của trọng lực phổ quát. Newton viết, "Tôi đã suy luận rằng các lực giữ các hành tinh trong quỹ đạo của chúng phải [tương ứng] với nhau như bình phương khoảng cách của chúng từ các trung tâm mà chúng quay tròn: và do đó so sánh lực cần thiết để giữ Mặt trăng trong quỹ đạo của nó với lực hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất và thấy chúng gần như vậy. " ^[14] Phương trình như sau:

$F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}\$

Trong đó F là lực, m₁ và m₂ là khối lượng của các vật tương tác, r là khoảng cách giữa tâm của khối lượng và G là hằng số hấp dẫn .

Lý thuyết của Newton đã tận hưởng thành công lớn nhất của nó khi nó được sử dụng để dự đoán sự tồn tại của sao Hải Vương dựa trên các chuyển động của sao Thiên Vương không thể giải thích được bằng hành động của các hành tinh khác. Tính toán của cả John Couch Adams và Urbain Le Verrier đã dự đoán vị trí chung của hành tinh này và tính toán của Le Verrier là điều khiến Johann Gottfried Galle phát hiện ra sao Hải Vương.

Một sự khác biệt trong quỹ đạo của sao Thủy đã chỉ ra những sai sót trong lý thuyết của Newton. Vào cuối thế kỷ 19, người ta đã biết rằng quỹ đạo của nó cho thấy những nhiễu loạn nhỏ không thể giải thích hoàn toàn theo lý thuyết của Newton, nhưng tất cả các tìm kiếm cho một vật thể nhiễu loạn khác (như một hành tinh quay quanh Mặt trời thậm chí gần hơn Sao Thủy) đã được không có kết quả Vấn đề đã được giải quyết vào năm 1915 bởi thuyết tương đối mới của Albert Einstein, tính toán cho sự khác biệt nhỏ trong quỹ đạo của Sao Thủy. Sự khác biệt này là sự tiến bộ trong sự đi nhanh hơn của Sao Thủy với chênh lệch 42,98 giây cung trong mỗi thế kỷ. ^[15]

Mặc dù lý thuyết của Newton đã được thay thế bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, nhưng hầu hết các phép tính hấp dẫn không tương đối hiện đại vẫn được thực hiện bằng lý thuyết của Newton bởi vì nó đơn giản hơn để làm việc và nó cho kết quả đủ chính xác cho hầu hết các ứng dụng có khối lượng, tốc độ và năng lượng đủ nhỏ.

Nguyên lý tương đương

Nguyên lý tương đương, được khám phá bởi một loạt các nhà nghiên cứu bao gồm Galileo, Loránd Eötvös và Einstein, bày tỏ ý tưởng rằng tất cả các vật thể rơi theo cùng một cách, và các tác động của trọng lực không thể phân biệt được từ các khía cạnh nhất định của gia tốc và giảm tốc. Cách đơn giản nhất để kiểm tra nguyên lý tương đương yếu là thả hai vật có khối lượng hoặc thành phần khác nhau trong chân không và xem liệu chúng có chạm đất cùng một lúc không. Các thí nghiệm như vậy chứng minh rằng tất cả các vật thể rơi ở cùng một tốc độ khi các lực khác (như sức cản không khí và hiệu ứng điện từ) không đáng kể. Các thử nghiệm tinh vi hơn sử dụng cân bằng xoắn của một loại được phát minh bởi Eötvös. Các thí nghiệm vệ tinh, ví dụ STEP, được lên kế hoạch cho các thí nghiệm chính xác hơn trong không gian. ^[16]

Các công thức của nguyên lý tương đương bao gồm:

Nguyên lý tương đương yếu: Quỹ đạo của khối lượng điểm trong trường hấp dẫn chỉ phụ thuộc vào vị trí và vận tốc ban đầu của nó, và không phụ thuộc vào thành phần của nó. [17]
Nguyên lý tương đương của Einstein: Kết quả của bất kỳ thí nghiệm không hấp dẫn cục bộ nào trong phòng thí nghiệm rơi tự do là độc lập với vận tốc của phòng thí nghiệm và vị trí của nó trong không thời gian. [18]
Nguyên tắc tương đương mạnh mẽ đòi hỏi cả hai điều trên.

Thuyết tương đối rộng

Trong thuyết tương đối rộng, ảnh hưởng của trọng lực được gán cho độ cong không thời gian thay vì một lực. Điểm khởi đầu cho thuyết tương đối rộng là nguyên lý tương đương, đánh đồng sự rơi tự do với chuyển động quán tính và mô tả các vật thể quán tính rơi tự do khi được gia tốc so với các quan sát viên không quán tính trên mặt đất. ^[17] ^[18] Tuy nhiên, trong vật lý Newton, không có gia tốc như vậy có thể xảy ra trừ khi ít nhất một trong số các vật thể đang được vận hành bởi một lực.

Einstein đã đề xuất rằng không thời gian bị cong bởi vật chất và các vật thể rơi tự do đang di chuyển dọc theo các đường thẳng cục bộ trong không thời gian cong. Những đường thẳng này được gọi là trắc địa . Giống như định luật chuyển động đầu tiên của Newton, lý thuyết của Einstein nói rằng nếu một lực được tác dụng lên một vật thể, nó sẽ lệch khỏi một trắc địa. Chẳng hạn, chúng ta không còn theo dõi trắc địa trong khi đứng vì sức cản cơ học của Trái đất tác động lên một lực hướng lên chúng ta và kết quả là chúng ta không có quán tính trên mặt đất. Điều này giải thích tại sao di chuyển dọc theo trắc địa trong không thời gian được coi là quán tính.

Einstein đã khám phá ra các phương trình trường của thuyết tương đối rộng, liên quan đến sự hiện diện của vật chất và độ cong của không thời gian và được đặt theo tên ông. Các Phương trình trường Einstein là một tập hợp của 10 đồng thời, phi tuyến tính, phương trình vi phân . Các giải pháp của phương trình trường là các thành phần của thang đo hệ số không thời gian. Một tenxơ mét mô tả một hình học của không thời gian. Các đường trắc địa cho một không thời gian được tính từ thang đo hệ mét.

Lý thuyết hấp dẫn của Newton

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton là định luật do Isaac Newton - một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất khám phá ra. Theo định luật này, vật có khối lượng m sẽ bị kéo về gần vật có khối lượng M với gia tốc ${\vec {g}}$ :

{\vec {g}}={\frac {GM}{r^{3}}}{\vec {r}}

Với

G

là hằng số hấp dẫn

r

là khoảng cách giữa tâm của hai vật.

Theo định luật 2 Newton, vật có khối lượng m chịu lực hấp dẫn có độ lớn:

{\vec {F}}=m{\vec {g}}

hay:

{\vec {F}}={\frac {GMm}{r^{3}}}{\vec {r}}

Công thức trên được gọi là định luật vạn vật hấp dẫn Newton, trong đó lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích của hai khối lượng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai vật. Trong công thức này, kích thước các vật được coi là rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

Hằng số hấp dẫn

Hằng số hấp dẫn G phụ thuộc vào hệ đơn vị đo lường, được xác định lần đầu tiên bởi thí nghiệm Cavendish năm 1797. Trong hệ đơn vị SI:

G = 6.67 x 10⁻¹¹ N.m²/kg²

Trọng lực

Trọng lực là hợp lực của lực hấp dẫn của Trái đất với lực quán tính ly tâm tác động lên một vật để hút vật về hướng Trái đất tính bằng công thức sau:

{\vec {F}}={\vec {F}}_{hd}+{\vec {F}}_{lt}={\frac {GMm}{r^{3}}}{\vec {r}}+{\frac {mv^{2}}{d^{2}}}{\vec {d}}

G

là hằng số hấp dẫn

r

là khoảng cách giữa tâm của vật đến tâm Trái Đất

m

là khối lượng của vật

M

là khối lượng Trái Đất

d

là khoảng cách từ tâm của vật đến trục quay của Trái Đất

Trọng lực tiêu chuẩn

Trọng lực tiêu chuẩn ký hiệu g₀ hay g_n là gia tốc danh định gây ra bởi trọng lực Trái Đất ở độ cao tương đương mặt biển. Theo định nghĩa, nó tương đương 9.80665 m/s².^[19]^[20]

Thế năng hấp dẫn

Như mọi trường véctơ có dạng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (ví dụ cường độ điện trường), trường véctơ lực hấp dẫn là một trường véctơ bảo toàn. Điều này nghĩa là mọi tích phân đường của véctơ lực hấp dẫn F từ vị trí r₀ đến r:

\int _{\mathbf {r} _{0}}^{\mathbf {r} }\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r} '

đều có giá trị không phụ thuộc vào đường đi cụ thể từ r₀ đến r.

Như vậy tại mỗi điểm r đều có thể đặt giá trị gọi là thế năng hấp dẫn:

\phi (\mathbf {r} )=\phi (\mathbf {r} _{0})+\int _{\mathbf {r} _{0}}^{\mathbf {r} }\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r} '

với φ(r₀) là giá trị thế năng quy ước ở mốc r₀.

Lực nhân quãng đường là công cơ học, tức năng lượng, do đó thế năng hấp dẫn, hay thế năng nói chung, là một dạng năng lượng.

Các điểm trong trường hấp dẫn có cùng một giá trị thế năng tạo thành một mặt gọi là mặt đẳng thế. Một chất điểm nếu dịch chuyển trên một mặt đẳng thế thì không sinh công bởi vì thế năng điểm đầu và thế năng điểm cuối là như nhau. Như vậy, lực tác dụng phải có phương vuông góc với phương dịch chuyển.

Hấp dẫn theo quan điểm của Einstein

Xem thêm: Thuyết tương đối rộng

Theo Albert Einstein, bản chất của lực hấp dẫn là do sự uốn cong của không - thời gian bởi vật chất và năng lượng.

Xem thêm

Chú thích

^ dict.cc dictionary :: gravitas :: English-Latin translation
^ Comins, Neil F.; Kaufmann, William J. (2008). Discovering the Universe: From the Stars to the Planets. MacMillan. tr. 347. Bibcode:2009dufs.book.....C. ISBN 978-1429230421.
^ “HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull”. hubblesite.org. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2016.
^ Krebs, Robert E. (1999). Scientific Development and Misconceptions Through the Ages: A Reference Guide . Greenwood Publishing Group. tr. 133. ISBN 978-0-313-30226-8.
^ Staff. “Birth of the Universe”. University of Oregon. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2016. – discusses "Planck time" and "Planck era" at the very beginning of the Universe
^ Reviel Neitz; William Noel (13 tháng 10 năm 2011). The Archimedes Codex: Revealing The Secrets of the World's Greatest Palimpsest. Hachette UK. tr. 125. ISBN 978-1-78022-198-4.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
^ CJ Tuplin, Lewis Wolpert (2002). Science and Mathematics in Ancient Greek Culture. Hachette UK. tr. xi. ISBN 978-0-19-815248-4.
^ Vitruvius, Marcus Pollio (1914). “7”. Trong Alfred A. Howard (biên tập). De Architectura libri decem [Ten Books on Architecture]. VII. Herbert Langford Warren, Nelson Robinson (illus), Morris Hicky Morgan. Harvard University, Cambridge: Harvard University Press. tr. 215.
^ Pickover, Clifford (16 tháng 4 năm 2008). Archimedes to Hawking: Laws of Science and the Great Minds Behind Them (bằng tiếng Anh). Oxford University Press. ISBN 9780199792689.
^ Sen, Amartya (2005). The Argumentative Indian. Allen Lane. tr. 29. ISBN 978-0-7139-9687-6.
^ Ball, Phil (tháng 6 năm 2005). “Tall Tales”. Nature News. doi:10.1038/news050613-10.
^ Galileo (1638), Two New Sciences, First Day Salviati speaks: "If this were what Aristotle meant you would burden him with another error which would amount to a falsehood; because, since there is no such sheer height available on earth, it is clear that Aristotle could not have made the experiment; yet he wishes to give us the impression of his having performed it when he speaks of such an effect as one which we see."
^ Bongaarts, Peter (2014). Quantum Theory: A Mathematical Approach . Springer. tr. 11. ISBN 978-3-319-09561-5.
^ Chandrasekhar, Subrahmanyan (2003). Newton's Principia for the common reader. Oxford: Oxford University Press. (pp. 1–2). The quotation comes from a memorandum thought to have been written about 1714. As early as 1645 Ismaël Bullialdus had argued that any force exerted by the Sun on distant objects would have to follow an inverse-square law. However, he also dismissed the idea that any such force did exist. See, for example,
^ Nobil, Anna M. (tháng 3 năm 1986). “The real value of Mercury's perihelion advance”. Nature. 320 (6057): 39–41. Bibcode:1986Natur.320...39N. doi:10.1038/320039a0.
^ M.C.W.Sandford (2008). “STEP: Satellite Test of the Equivalence Principle”. Rutherford Appleton Laboratory. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 9 năm 2011. Truy cập ngày 14 tháng 10 năm 2011.
^ “Gravity and Warped Spacetime”. black-holes.org. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 6 năm 2011. Truy cập ngày 16 tháng 10 năm 2010.
^ Dmitri Pogosyan. “Lecture 20: Black Holes – The Einstein Equivalence Principle”. University of Alberta. Truy cập ngày 14 tháng 10 năm 2011.
^ The international system of units (SI) - United States Department of Commerce, NIST Special Publication 330, 2001, p. 29
^ The International System of Units (SI) - Bureau international des poids et mesures, 8th edition, 2006, p. 142-143

Liên kết ngoài

Gravity Probe B Experiment The Official Einstein website from Stanford University
Các lực trong tự nhiên, V. Grigôriev và G. Miakisev: Phần 1, Phần 2, Phần 3, Phần 4, Phần 5, Phần 6, Phần 7

[1] t.cc dictionary :: gravitas :: English-Latin translation

[Comins-2] Comins, Neil F.; Kaufmann, William J. (2008). Discovering the Universe: From the Stars to the Planets. MacMillan. tr. 347. Bibcode:2009dufs.book.....C. ISBN 978-1429230421.

[3] “HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull”. hubblesite.org. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2016.

[4] Krebs, Robert E. (1999). Scientific Development and Misconceptions Through the Ages: A Reference Guide . Greenwood Publishing Group. tr. 133. ISBN 978-0-313-30226-8.

[Planck-UOregon-5] Staff. “Birth of the Universe”. University of Oregon. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2016. – discusses "Planck time" and "Planck era" at the very beginning of the Universe

[6] Reviel Neitz; William Noel (13 tháng 10 năm 2011). The Archimedes Codex: Revealing The Secrets of the World's Greatest Palimpsest. Hachette UK. tr. 125. ISBN 978-1-78022-198-4.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)

[7] CJ Tuplin, Lewis Wolpert (2002). Science and Mathematics in Ancient Greek Culture. Hachette UK. tr. xi. ISBN 978-0-19-815248-4.

[8] Vitruvius, Marcus Pollio (1914). “7”. Trong Alfred A. Howard (biên tập). De Architectura libri decem [Ten Books on Architecture]. VII. Herbert Langford Warren, Nelson Robinson (illus), Morris Hicky Morgan. Harvard University, Cambridge: Harvard University Press. tr. 215.

[9] Pickover, Clifford (16 tháng 4 năm 2008). Archimedes to Hawking: Laws of Science and the Great Minds Behind Them (bằng tiếng Anh). Oxford University Press. ISBN 9780199792689.

[10] Sen, Amartya (2005). The Argumentative Indian. Allen Lane. tr. 29. ISBN 978-0-7139-9687-6.

[Ball_Piza-11] Ball, Phil (tháng 6 năm 2005). “Tall Tales”. Nature News. doi:10.1038/news050613-10.

[12] Galileo (1638), Two New Sciences, First Day Salviati speaks: "If this were what Aristotle meant you would burden him with another error which would amount to a falsehood; because, since there is no such sheer height available on earth, it is clear that Aristotle could not have made the experiment; yet he wishes to give us the impression of his having performed it when he speaks of such an effect as one which we see."

[13] Bongaarts, Peter (2014). Quantum Theory: A Mathematical Approach . Springer. tr. 11. ISBN 978-3-319-09561-5.

[14] Chandrasekhar, Subrahmanyan (2003). Newton's Principia for the common reader. Oxford: Oxford University Press. (pp. 1–2). The quotation comes from a memorandum thought to have been written about 1714. As early as 1645 Ismaël Bullialdus had argued that any force exerted by the Sun on distant objects would have to follow an inverse-square law. However, he also dismissed the idea that any such force did exist. See, for example,

[15] Nobil, Anna M. (tháng 3 năm 1986). “The real value of Mercury's perihelion advance”. Nature. 320 (6057): 39–41. Bibcode:1986Natur.320...39N. doi:10.1038/320039a0.

[16] M.C.W.Sandford (2008). “STEP: Satellite Test of the Equivalence Principle”. Rutherford Appleton Laboratory. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 9 năm 2011. Truy cập ngày 14 tháng 10 năm 2011.

[17] “Gravity and Warped Spacetime”. black-holes.org. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 6 năm 2011. Truy cập ngày 16 tháng 10 năm 2010.

[18] Dmitri Pogosyan. “Lecture 20: Black Holes – The Einstein Equivalence Principle”. University of Alberta. Truy cập ngày 14 tháng 10 năm 2011.

[19] The international system of units (SI) - United States Department of Commerce, NIST Special Publication 330, 2001, p. 29

[20] The International System of Units (SI) - Bureau international des poids et mesures, 8th edition, 2006, p. 142-143

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

@@ Dòng 2: / Dòng 2: @@
 {{Biểu thời gian lịch sử tự nhiên}}
 :''Bài này nói về ý nghĩa của lực hấp dẫn trong [[vật lý học]]. Xem ý nghĩa trong [[kinh tế học]] tại bài [[mô hình lực hấp dẫn]]''
-Trong [[vật lý học]], '''lực hấp dẫn''' là [[lực]] hút giữa mọi [[vật chất]] và có độ lớn tỷ lệ thuận với [[khối lượng]] của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của hai vật.
-Lực hấp dẫn là một trong bốn [[tương tác cơ bản|lực cơ bản]] của tự nhiên theo [[mô hình chuẩn]] được chấp nhận rộng rãi trong [[vật lý hiện đại]], ba lực cơ bản khác là [[tương tác điện từ|lực điện từ]], [[tương tác yếu|lực hạt nhân yếu]], và [[tương tác mạnh|lực hạt nhân mạnh]]. Lực hấp dẫn là lực yếu nhất trong số các lực đó, nhưng lại có thể hoạt động ở khoảng cách xa và luôn thu hút.
+Trong [[vật lý học]],  '''lực hấp dẫn'''<ref>[https://browse.dict.cc/latin-english/gravitas.html dict.cc dictionary :: gravitas :: English-Latin translation]</ref>, hoặc '''tương tác hấp dẫn,''' là một [[Danh sách các hiện tượng tự nhiên|hiện tượng tự nhiên]] mà tất cả mọi thứ với [[khối lượng]] hoặc [[năng lượng]] -bao gồm [[Hành tinh|các hành tinh]], [[Sao|ngôi sao]], [[thiên hà]], và thậm chí cả [[ánh sáng]] <ref name="Comins">{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=J1d9HJHlISkC&pg=PA347|title=Discovering the Universe: From the Stars to the Planets|last=Comins|first=Neil F.|last2=Kaufmann|first2=William J.|date=2008|publisher=MacMillan|isbn=978-1429230421|pages=347|bibcode=2009dufs.book.....C}}</ref> đều bị hút về nhau. Trên [[Trái Đất]], lực hấp dẫn tạo ra [[trọng lượng]] cho [[Vật thể|các vật thể]] và [[Trọng lực Mặt Trăng|lực hấp dẫn]] của [[Mặt Trăng]] gây ra [[thủy triều]] . Lực hấp dẫn của vật chất khí ban đầu có trong [[Vũ trụ]] khiến nó bắt đầu [[Kết tụ (vật lý)|kết tụ]] và [[Sự hình thành sao|hình thành các ngôi sao]] và khiến các ngôi sao tập hợp lại thành các thiên hà, do đó lực hấp dẫn chịu trách nhiệm cho nhiều cấu trúc quy mô lớn trong Vũ trụ. Lực hấp dẫn có một phạm vi vô hạn, mặc dù hiệu ứng của nó ngày càng yếu đi khi các vật thể ngày càng xa nhau.
+Lực hấp dẫn được mô tả chính xác nhất bằng [[Thuyết tương đối rộng|lý thuyết tương đối tổng quát]] (do [[Albert Einstein]] đề xuất năm 1915), mô tả lực hấp dẫn không phải là một [[lực]], mà là kết quả của [[Thuyết tương đối rộng|độ cong của không thời gian]] gây ra bởi sự phân bố khối lượng không đồng đều. Ví dụ cực đoan nhất về độ cong của không thời gian này là một [[lỗ đen]], từ đó, không có gì mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được khi vượt qua [[chân trời sự kiện]] của lỗ đen. <ref>{{Chú thích web|url=http://hubblesite.org/explore_astronomy/black_holes/home.html|tựa đề=HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull|website=hubblesite.org|ngày truy cập=2016-10-07}}</ref> Tuy nhiên, đối với hầu hết các ứng dụng, lực hấp dẫn gần đúng theo [[định luật vạn vật hấp dẫn của Newton]], mô tả lực hấp dẫn là một lực, khiến cho hai vật thể bị hút vào nhau, với lực [[Tỉ lệ thuận|tỷ lệ]] với sản phẩm của khối lượng của chúng và [[Tỉ lệ thuận|tỷ lệ nghịch]] với [[bình phương]] của [[khoảng cách]] giữa chúng.
+Lực hấp dẫn là yếu nhất trong bốn [[tương tác cơ bản]] của vật lý, yếu hơn khoảng 10<sup>38</sup> lần so với [[tương tác mạnh]], yếu hơn 10<sup>36</sup> lần so với [[Điện từ học|lực điện từ]] và yếu hơn 10<sup>29</sup> lần so với [[tương tác yếu]] . Kết quả là, nó không có ảnh hưởng đáng kể ở cấp độ của các hạt hạ nguyên tử. <ref>{{Chú thích sách|url=https://archive.org/details/scientificdevelo0000kreb|title=Scientific Development and Misconceptions Through the Ages: A Reference Guide|last=Krebs|first=Robert E.|publisher=Greenwood Publishing Group|year=1999|isbn=978-0-313-30226-8|edition=illustrated|page=[https://archive.org/details/scientificdevelo0000kreb/page/133 133]|url-access=registration}}</ref> Ngược lại, nó là sự tương tác vượt trội ở [[quy mô vĩ mô]], và là nguyên nhân của sự hình thành, tạo hình dạng và [[quỹ đạo]] ([[Quỹ đạo (thiên thể)|quỹ đạo thiên thể]]) của các [[thiên thể]].
 Trong [[cơ học cổ điển]], lực hấp dẫn xuất hiện như một ngoại lực tác động lên vật thể. Trong [[thuyết tương đối rộng]], lực hấp dẫn là bản chất của [[không-thời gian|không thời gian]] bị uốn cong bởi sự hiện diện của khối lượng, và không phải là một ngoại lực. Trong [[thuyết hấp dẫn lượng tử]], hạt [[graviton]] được cho là hạt mang lực hấp dẫn.
+Trường hợp đầu tiên của lực hấp dẫn trong Vũ trụ, có thể ở dạng [[hấp dẫn lượng tử]], [[Siêu hấp dẫn|siêu]] [[Hấp dẫn lượng tử|trọng lực]] hoặc một [[Điểm kì dị không-thời gian|điểm kỳ dị hấp dẫn]], cùng với [[không gian]] và [[thời gian]] thông thường, được phát triển trong [[ Dòng thời gian của thời đại vũ trụ|kỷ nguyên Planck]] (tối đa 10<sup>−43</sup> giây sau khi Vũ trụ [[Vụ Nổ Lớn|ra đời]]), có thể từ một trạng thái nguyên thủy, chẳng hạn như [[ Sai chân không|chân không giả]], [[Trạng thái chân không|chân không lượng tử]] hoặc [[hạt ảo]], theo cách hiện chưa biết. <ref name="Planck-UOregon">{{Chú thích web|url=http://abyss.uoregon.edu/~js/cosmo/lectures/lec20.html|tựa đề=Birth of the Universe|tác giả=Staff|website=[[University of Oregon]]|ngày truy cập=24 September 2016}} – discusses "[[Hệ thống đo lường Planck|Planck time]]" and "[[Hệ thống đo lường Planck|Planck era]]" at the [[Vụ Nổ Lớn|very beginning]] of the Universe</ref> Nỗ lực phát triển một lý thuyết về lực hấp dẫn phù hợp với [[cơ học lượng tử]], một lý thuyết [[hấp dẫn lượng tử]], cho phép lực hấp dẫn được hợp nhất trong một khung toán học chung (một [[Thuyết vạn vật|lý thuyết về mọi thứ]] ) với ba tương tác cơ bản khác của vật lý, là một lĩnh vực nghiên cứu hiện tại. .
-Lực hấp dẫn của [[Trái Đất]] tác động lên các vật thể có [[khối lượng]] và làm chúng rơi xuống đất. Lực hấp dẫn cũng giúp gắn kết các vật chất để hình thành [[Trái Đất]], [[Mặt Trời]] và các [[thiên thể]] khác; nếu không có nó các vật thể sẽ không thể liên kết với nhau và cuộc sống như chúng ta biết hiện nay sẽ không thể tồn tại. Lực hấp dẫn cũng là lực giữ Trái Đất và các hành tinh khác ở trên quỹ đạo của chúng quanh Mặt Trời, [[Mặt Trăng]] trên quỹ đạo quanh Trái Đất, sự hình thành [[thủy triều]], và nhiều hiện tượng thiên nhiên khác mà chúng ta quan sát được.
+== Lịch sử lý thuyết về hấp dẫn ==
+=== Thế giới cổ đại ===
+Nhà triết học Hy Lạp cổ đại [[Archimedes|Archimedes đã]] phát hiện ra [[Khối tâm|trọng tâm]] của một hình tam giác. <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=ZC1MOaAkKnsC&pg=PT125|title=The Archimedes Codex: Revealing The Secrets of the World's Greatest Palimpsest|last=Reviel Neitz; William Noel|date=13 October 2011|publisher=Hachette UK|isbn=978-1-78022-198-4|page=125}}</ref> Ông cũng cho rằng nếu hai trọng lượng bằng nhau không có cùng trọng tâm thì trọng tâm của hai vật liên kết với nhau sẽ ở giữa đường nối với trọng tâm của chúng. <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=ajGkvOo0egwC&pg=PR11|title=Science and Mathematics in Ancient Greek Culture|last=CJ Tuplin, Lewis Wolpert|publisher=Hachette UK|year=2002|isbn=978-0-19-815248-4|page=xi}}</ref>
+Kiến trúc sư và kỹ sư La Mã [[Vitruvius]] trong tác phẩm ''De Architectura'' đã quy định rằng trọng lực của một vật thể không phụ thuộc vào khối lượng mà là "bản chất" của nó. <ref>{{Chú thích sách|title=De Architectura libri decem|last=Vitruvius|first=Marcus Pollio|date=1914|work=VII|publisher=Harvard University Press|others=Herbert Langford Warren, Nelson Robinson (illus), Morris Hicky Morgan|editor-last=Alfred A. Howard|location=Harvard University, Cambridge|page=215|trans-title=Ten Books on Architecture|chapter=7|author-link=Marcus Vitruvius Pollio|chapter-url=http://www.gutenberg.org/files/20239/20239-h/29239-h.htm#Page_215}}</ref>
+Ở Ấn Độ cổ đại, [[Aryabhata]] lần đầu tiên xác định lực lượng để giải thích tại sao các vật thể không bị ném ra ngoài khi trái đất quay. [[Brahmagupta]] mô tả trọng lực là một lực hấp dẫn và sử dụng thuật ngữ "gurutvaakarshan" cho trọng lực. <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=SQXcpvjcJBUC&pg=PA105|title=Archimedes to Hawking: Laws of Science and the Great Minds Behind Them|last=Pickover|first=Clifford|date=16 April 2008|publisher=Oxford University Press|isbn=9780199792689|language=en}}</ref> <ref>{{Chú thích sách|title=The Argumentative Indian|last=Sen|first=Amartya|date=2005|publisher=Allen Lane|isbn=978-0-7139-9687-6|page=29}}</ref>
+=== Cách mạng khoa học ===
+Công trình hiện đại về lý thuyết hấp dẫn bắt đầu với công trình của [[Galileo Galilei]] vào cuối thế kỷ 16 và đầu thế kỷ 17. Trong thí nghiệm nổi tiếng (mặc dù có thể ông đã ngụy tạo<ref name="Ball_Piza">{{Chú thích tạp chí|last=Ball|first=Phil|date=June 2005|title=Tall Tales|journal=Nature News|doi=10.1038/news050613-10}}</ref> ) thả bóng từ [[Tháp nghiêng Pisa]], và sau đó với các phép đo cẩn thận của quả bóng lăn xuống theo [[mặt phẳng nghiêng]], Galileo cho thấy gia tốc trọng trường là như nhau cho tất cả các vật thể. Đây là một sự khởi đầu lớn từ niềm tin của [[Aristoteles|Aristotle]] rằng các vật nặng hơn có gia tốc trọng trường cao hơn. <ref>[[Galileo]] (1638), ''[[Two New Sciences]]'', First Day Salviati speaks: "If this were what Aristotle meant you would burden him with another error which would amount to a falsehood; because, since there is no such sheer height available on earth, it is clear that Aristotle could not have made the experiment; yet he wishes to give us the impression of his having performed it when he speaks of such an effect as one which we see."</ref> Galileo cho rằng [[Sức cản (vật lý)|sức cản không khí]] là lý do khiến các vật thể có khối lượng nhỏ hơn rơi chậm hơn trong bầu khí quyển. Công trình của Galileo tạo tiền đề cho việc hình thành thuyết hấp dẫn của Newton. <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=Cc6lBQAAQBAJ&pg=PA11|title=Quantum Theory: A Mathematical Approach|last=Bongaarts|first=Peter|publisher=Springer|year=2014|isbn=978-3-319-09561-5|edition=illustrated|page=11}}</ref>
+=== Thuyết hấp dẫn của Newton ===
+[[Tập tin:Sir_Isaac_Newton_(1643-1727).jpg|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:Sir_Isaac_Newton_(1643-1727).jpg|trái|nhỏ|Nhà vật lý và toán học người Anh, [[Isaac Newton]] (1642-1727)]]
+Năm 1687, nhà toán học người Anh Sir [[Isaac Newton|Isaac Newton đã]] xuất bản tác phẩm ''[[Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên|Principia]]'', trong đó đưa ra giả thuyết về [[Luật nghịch đảo bình phương|định luật nghịch đảo bình phương]] của trọng lực phổ quát. Newton viết, "Tôi đã suy luận rằng các lực giữ các hành tinh trong quỹ đạo của chúng phải [tương ứng] với nhau như bình phương khoảng cách của chúng từ các trung tâm mà chúng quay tròn: và do đó so sánh lực cần thiết để giữ Mặt trăng trong quỹ đạo của nó với lực hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất và thấy chúng gần như vậy. " <ref>{{Chú thích sách|title=Newton's Principia for the common reader|last=Chandrasekhar|first=Subrahmanyan|date=2003|publisher=Oxford University Press|location=Oxford|author-link=Subrahmanyan Chandrasekhar}} (pp. 1–2). The quotation comes from a memorandum thought to have been written about 1714. As early as 1645 [[ Ismaël Bullialdus |Ismaël Bullialdus]] had argued that any force exerted by the Sun on distant objects would have to follow an inverse-square law. However, he also dismissed the idea that any such force did exist. See, for example,</ref> Phương trình như sau:
+<math>F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}\ </math>
+Trong đó ''F'' là lực, ''m<sub>1</sub>'' và ''m<sub>2</sub>'' là khối lượng của các vật tương tác, ''r'' là khoảng cách giữa tâm của khối lượng và ''G'' là [[hằng số hấp dẫn]] .
+Lý thuyết của Newton đã tận hưởng thành công lớn nhất của nó khi nó được sử dụng để dự đoán sự tồn tại của [[sao Hải Vương]] dựa trên các chuyển động của [[sao Thiên Vương]] không thể giải thích được bằng hành động của các hành tinh khác. Tính toán của cả [[John Couch Adams]] và [[Urbain Le Verrier|Urbain Le Verrier đã]] dự đoán vị trí chung của hành tinh này và tính toán của Le Verrier là điều khiến [[Johann Gottfried Galle]] phát hiện ra sao Hải Vương.
+Một sự khác biệt trong quỹ đạo của [[sao Thủy]] đã chỉ ra những sai sót trong lý thuyết của Newton. Vào cuối thế kỷ 19, người ta đã biết rằng quỹ đạo của nó cho thấy những nhiễu loạn nhỏ không thể giải thích hoàn toàn theo lý thuyết của Newton, nhưng tất cả các tìm kiếm cho một vật thể nhiễu loạn khác (như một hành tinh quay quanh Mặt trời thậm chí gần hơn Sao Thủy) đã được không có kết quả Vấn đề đã được giải quyết vào năm 1915 bởi thuyết [[Thuyết tương đối rộng|tương đối]] mới của [[Albert Einstein]], tính toán cho sự khác biệt nhỏ trong quỹ đạo của Sao Thủy. Sự khác biệt này là sự tiến bộ trong sự đi nhanh hơn của Sao Thủy với chênh lệch 42,98 giây cung trong mỗi thế kỷ. <ref>{{Chú thích tạp chí|last=Nobil|first=Anna M.|date=March 1986|title=The real value of Mercury's perihelion advance|journal=Nature|volume=320|issue=6057|pages=39–41|bibcode=1986Natur.320...39N|doi=10.1038/320039a0}}</ref>
+Mặc dù lý thuyết của Newton đã được thay thế bởi thuyết tương đối rộng của [[Albert Einstein]], nhưng hầu hết các phép tính hấp dẫn [[Thuyết tương đối|không tương đối]] hiện đại vẫn được thực hiện bằng lý thuyết của Newton bởi vì nó đơn giản hơn để làm việc và nó cho kết quả đủ chính xác cho hầu hết các ứng dụng có khối lượng, tốc độ và năng lượng đủ nhỏ.
+=== Nguyên lý tương đương ===
+[[Nguyên lý tương đương]], được khám phá bởi một loạt các nhà nghiên cứu bao gồm Galileo, [[ Loránd Eötvös|Loránd Eötvös]] và Einstein, bày tỏ ý tưởng rằng tất cả các vật thể rơi theo cùng một cách, và các tác động của trọng lực không thể phân biệt được từ các khía cạnh nhất định của gia tốc và giảm tốc. Cách đơn giản nhất để kiểm tra nguyên lý tương đương yếu là thả hai vật có khối lượng hoặc thành phần khác nhau trong chân không và xem liệu chúng có chạm đất cùng một lúc không. Các thí nghiệm như vậy chứng minh rằng tất cả các vật thể rơi ở cùng một tốc độ khi các lực khác (như sức cản không khí và hiệu ứng điện từ) không đáng kể. Các thử nghiệm tinh vi hơn sử dụng cân bằng xoắn của một loại được phát minh bởi Eötvös. Các thí nghiệm vệ tinh, ví dụ STEP, được lên kế hoạch cho các thí nghiệm chính xác hơn trong không gian. <ref>{{Chú thích web|url=http://www.sstd.rl.ac.uk/fundphys/step/|tựa đề=STEP: Satellite Test of the Equivalence Principle|tác giả=M.C.W.Sandford|ngày=2008|nhà xuất bản=[[Rutherford Appleton Laboratory]]|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20110928041608/http://www.sstd.rl.ac.uk/fundphys/step/|ngày lưu trữ=28 September 2011|ngày truy cập=14 October 2011}}</ref>
+Các công thức của nguyên lý tương đương bao gồm:
+* Nguyên lý tương đương yếu: ''Quỹ đạo của khối lượng điểm trong [[trường hấp dẫn]] chỉ phụ thuộc vào vị trí và vận tốc ban đầu của nó, và không phụ thuộc vào thành phần của nó.'' [17]
+* Nguyên lý tương đương của Einstein: ''Kết quả của bất kỳ thí nghiệm không hấp dẫn cục bộ nào trong phòng thí nghiệm rơi tự do là độc lập với vận tốc của phòng thí nghiệm và vị trí của nó trong không thời gian.'' [18]
+* Nguyên tắc tương đương mạnh mẽ đòi hỏi cả hai điều trên.
+=== Thuyết tương đối rộng ===
+[[Tập tin:GPB_circling_earth.jpg|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:GPB_circling_earth.jpg|phải|nhỏ|Sự tương tự hai chiều của biến dạng không thời gian được tạo ra bởi khối lượng của một vật thể. Vật chất thay đổi hình học của không thời gian, hình học (cong) này được hiểu là trọng lực. Dòng trắng không đại diện cho độ cong của không gian nhưng thay vì đại diện cho [[hệ tọa độ]] đối với các không thời gian cong, đó sẽ là [[ Lưới thường xuyên|thẳng]] trong một không-thời gian phẳng.]]
+Trong [[thuyết tương đối rộng]], ảnh hưởng của trọng lực được gán cho [[độ cong]] [[không thời gian]] thay vì một lực. Điểm khởi đầu cho thuyết tương đối rộng là [[nguyên lý tương đương]], đánh đồng sự rơi tự do với chuyển động quán tính và mô tả các vật thể quán tính rơi tự do khi được gia tốc so với các quan sát viên không quán tính trên mặt đất. <ref>{{Chú thích web|url=http://www.black-holes.org/relativity6.html|tựa đề=Gravity and Warped Spacetime|nhà xuất bản=black-holes.org|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20110621005940/http://www.black-holes.org/relativity6.html|ngày lưu trữ=21 June 2011|ngày truy cập=16 October 2010}}</ref> <ref>{{Chú thích web|url=https://www.ualberta.ca/~pogosyan/teaching/ASTRO_122/lect20/lecture20.html|tựa đề=Lecture 20: Black Holes – The Einstein Equivalence Principle|tác giả=Dmitri Pogosyan|nhà xuất bản=University of Alberta|ngày truy cập=14 October 2011}}</ref> Tuy nhiên, trong [[Cơ học cổ điển|vật lý Newton]], không có gia tốc như vậy có thể xảy ra trừ khi ít nhất một trong số các vật thể đang được vận hành bởi một lực.
+Einstein đã đề xuất rằng không thời gian bị cong bởi vật chất và các vật thể rơi tự do đang di chuyển dọc theo các đường thẳng cục bộ trong không thời gian cong. Những đường thẳng này được gọi là [[ Trắc địa (thuyết tương đối rộng)|trắc địa]] . Giống như định luật chuyển động đầu tiên của Newton, lý thuyết của Einstein nói rằng nếu một lực được tác dụng lên một vật thể, nó sẽ lệch khỏi một trắc địa. Chẳng hạn, chúng ta không còn theo dõi trắc địa trong khi đứng vì sức cản cơ học của Trái đất tác động lên một lực hướng lên chúng ta và kết quả là chúng ta không có quán tính trên mặt đất. Điều này giải thích tại sao di chuyển dọc theo trắc địa trong không thời gian được coi là quán tính.
+Einstein đã khám phá ra các [[ Phương trình trường|phương trình trường]] của thuyết tương đối rộng, liên quan đến sự hiện diện của vật chất và độ cong của không thời gian và được đặt theo tên ông. Các [[Phương trình trường Einstein]] là một tập hợp của 10 [[ Phương trình đồng thời|đồng thời]], [[Hệ thống phi tuyến|phi tuyến tính]], [[phương trình vi phân]] . Các giải pháp của phương trình trường là các thành phần của thang [[ Tenor mét (thuyết tương đối rộng)|đo hệ số]] không thời gian. Một tenxơ mét mô tả một hình học của không thời gian. Các đường trắc địa cho một không thời gian được tính từ thang đo hệ mét.
-== Trường hấp dẫn ==
-Việc một vật chịu lực hút từ vật khác có thể được xem rằng vật này nằm trong một môi trường đặc biệt tạo ra bởi vật kia, gọi là '''trường hấp dẫn'''. Như vậy, trường hấp dẫn có thể được định nghĩa như là một [[lực|trường lực]] truyền tương tác giữa các vật thể có [[khối lượng]]. Trường hấp dẫn của [[Trái Đất]] do khối lượng của Trái Đất tác động lên các vật thể ở gần bề mặt của nó được gọi là '''trọng trường'''. Mọi vật có [[khối lượng]] sinh ra quanh chúng trường hấp dẫn và trường này gây ra '''lực hấp dẫn''' tác động lên các vật có khối lượng khác đặt trong nó. Cường độ trường hấp dẫn của Trái Đất tại một điểm chính là gia tốc rơi tự do tại điểm đó.
 == Lý thuyết hấp dẫn của Newton ==

x t s Các lực cơ bản trong vật lý
Lực vật lý	Tương tác mạnh Gluon Cơ bản Tàn dư Tương tác điện yếu Tương tác yếu Boson W và Z Tương tác điện từ Photon Tương tác hấp dẫn Graviton
Bức xạ	Bức xạ điện từ Bức xạ hấp dẫn
Tương tác phỏng đoán	Lực thứ năm Nguyên tố thứ năm
Danh sách thuật ngữ vật lý Vật lý hạt Triết học vật lý Vũ trụ Weakless Universe

x t s Các ngành của vật lý học
Phạm vi	Vật lý ứng dụng Vật lý thực nghiệm Vật lý lý thuyết
Năng lượng, Chuyển động	Cơ học cổ điển Cơ học Lagrange Cơ học Hamilton Cơ học môi trường liên tục Cơ học thiên thể Cơ học thống kê Nhiệt động lực học Cơ học chất lưu Cơ học lượng tử
Sóng và Trường	Trường hấp dẫn Trường điện từ Lý thuyết trường lượng tử Thuyết tương đối Thuyết tương đối hẹp Thuyết tương đối rộng
Khoa học vật lý và Toán học	Vật lý máy gia tốc Âm học Vật lý thiên văn Vật lý Mặt Trời Vật lý thiên văn hạt nhân Vật lý không gian Vật lý sao Vật lý nguyên tử, phân tử, và quang học Hóa lý Vật lý tính toán Vật lý vật chất ngưng tụ Vật lý chất rắn Vật lý kỹ thuật số Vật lý kỹ thuật Vật lý vật liệu Vật lý toán Vật lý hạt nhân Quang học Quang học phi tuyến Quang học lượng tử Vật lý hạt Vật lý hạt thiên văn Phenomenology Plasma Vật lý polymer Vật lý thống kê
Vật lý / Sinh học / Địa chất học / Kinh tế học	Lý sinh học Cơ học sinh học Vật lý y khoa Vật lý thần kinh Vật lý nông học Vật lý đất Vật lý khí quyển Vật lý đám mây Vật lý kinh tế Vật lý xã hội Địa vật lý Tâm vật lý học