| 13986122 15360 8522 910 1ли. Последующие члены, коэффициенты к-рых на три порядка и более меньше, чем С20, отражают детали фигуры и строения Земли. Из-за отсутствия точных данных об истинном распределении масс внутри Земли и о её фигуре невозможно непосредственно вычислить коэффициенты Спт и Snm. Поэтому они определяются косвенно по совокупности измерений силы тяжести на поверхности Земли и по наблюдениям возмущений в движении близких искусственных спутников Земли (ИСЗ). В табл. приведены результаты определения коэффициентов разложения, установленные на основе наблюдений движения ИСЗ. Аналогичными рядами описывается поле силы тяжести Земли. Для удобства решения различных задач Г. п. 3. условно разделяется на нормальную и аномальную части. Основная- нормальная часть, описываемая неск. первыми членами разложения, соответствует идеализированной Земле ("нормальной" Земле) простой геом. формы и с простым распределением плотности внутри неё. Аномальная часть поля меньше по величине, но имеет сложное строение. Она отражает детали фигуры и распределения плотности реальной Земли. Нормальная часть поля силы тяжести рассчитывается по формулам распределения ускорения нормальной силы тяжести[0711-19.jpg]. В СССР и др. социалистич. странах наиболее часто используется формула Гельмерта (1901-09):
[0711-20.jpg]
Формула Кассиниса (1930), называемая международной, имеет вид:
[0711-21.jpg]
Существуют другие, менее распространённые, формулы, учитывающие небольшое долготное изменение [0711-22.jpg], а также асимметрию Сев. и Юж. полушарий. Ведётся подготовка к переходу к единой новой формуле с учётом уточнённого абс. значения силы тяжести. С помощью формул распределения нормальной силы тяжести, зная высоты пунктов наблюдений, а также строение окружающего рельефа и плотности слагающих его пород, вычисляют аномалии силы тяжести, к-рые применяются для решения большинства задач гравиметрии.
Потенциал силы тяжести используется при изучении фигуры Земли, близкой к уровенной поверхности Г. п. 3., а также в астродинамике при изучении движения искусственных спутников в Г.п.З. (уровенной наз. поверхность, во всех точках к-рой потенциал имеет одинаковое значение; сила тяжести направлена к ней по нормали). Одна из уровенных поверхностей, к-рая совпадает с невозмущённой средней поверхностью океанов, наз. геоидом. По направлению силы тяжести устанавливается отвес и определяется положение астрономич. зенита. Поскольку уклонения отвеса приближённо равны отношению горизонтальной составляющей при-
Коэффициенты (умноженные на 10В) разложения потенциала земного притяжения в ряд по сферическим функциям, определённые по наблюдениям движения искусственных спутников Земли (по данным Смитсоновской астрофизической обсерватории, США, опубл. 1970) тяжения к силе тяжести, то знание их величин в определённом смысле позволяет судить и о Г.п.З.
т
0
1
2
3
4
5
С2т
-1082,63
-
2,41
-
-
-
S2m
-
-
-1,36
-
-
-
С3m
2,54
1,97
0,89
0,69
-
-
S3m
-
0,26
-0,63
1,43
-
-
С4т
1,59
-0,53
0,33
0,99
-0,08
-
S4т
-
-0,49
0,71
-0,15
0,34
-
C5m
0,23
-0,05
0,61
-0,43
-0,27
0,13
S5т
-
-0,10
-0,35
-0,09
0,08
-0,60
Вторые производные потенциала силы тяжести применяются при решении геологоразведочных и геодезич. задач. Вертикальный градиент силы тяжести, соответствующий нормальной части Г. п. 3., от полюса к экватору изменяется всего на 0,1% от его полной величины, равной в среднем для всей Земли 3086 этвеш. Намного меньше по абс. величине нормальные горизонтальные градиенты силы тяжести и вторые производные потенциала силы тяжести, характеризующие кривизну уровенной поверхности Земли. Аномальная часть вторых производных потенциала позволяет судить о плотностных неоднородностях в верхних частях земной коры. По величине она достигает в равнинных местах десятков, а в горных - сотен этвеш. В гравиметрической разведке, помимо вторых производных потенциала силы тяжести, используются третьи производные потенциала, получаемые путём пересчёта по аномалиям силы тяжести. Сила тяжести измеряется гравиметрами и маятниковыми приборами, а вторые производные потенциала силы тяжести - гравитационными вариометрами.
Лит.: Жонголович И., Внешнее гравитационное поле Земли и фундаментальные постоянные, связанные с ним, "Тр. Ин-та теоретической астрономии", 1952, в. 3; Бровар В. В., Магницкий В. А., Шимбирёв Б. П., Теория фигуры Земли, М., 1961; Грушинский Н. П., Теория фигуры Земли, М., 1963.
М. У. Сагитов, В. А. Кузиванов.
ГРАВИТАЦИОННОЕ СМЕЩЕНИЕ, изменение частоты электромагнитного излучения при его распространении в гравитац. поле; см. Красное смещение.
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ, поперечные волны, излучаемые ускоренно движущимися массами и распространяющиеся со скоростью света; см. Гравитационное излучение.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ВАРИОМЕТР, прибор для измерения вторых производных потенциала силы тяжести, характеризующих кривизну поверхности равного потенциала силы тяжести и изменение (градиент) силы тяжести в горизонтальном направлении (см. Гравитационное поле Земли). Г.в., измеряющие только градиенты силы тяжести, наз. градиентометрами (см., напр., Градиентометр гравитационный горизонтальный). Г.в. изобретён в кон. 19 в, венг. физиком Л. Этвешем. Г.в. состоит из лёгкого горизонтального или наклонного коромысла с укреплёнными или подвешенными на его концах на разной высоте массами; коромысло подвешивается на тонкой упругой крутильной нити. В неоднородном гравитац. поле Земли возникает действующий на массы коромысла момент гравитац. сил. Коромысло поворачивается вокруг нити до тех пор, пока момент сил притяжения не уравновесится моментом упругих сил закрученной нити Производные потенциала силы тяжести определяются по углу поворота коромысла Г.в., корпус к-poro последовательно устанавливается под различными углами к меридиану (в разных азимутах). Применяется фотографич. или визуальная регистрация. Конструкция Г. в. обеспечивает устранение влияния темп-ры, магнитного и электростатич. полей. Точность измерения Г.в. вторых производных потенциала силы тяжести ±(1 - 2)*10-9 сек-2. Г. в. применяют для изучения распределения неоднородностей плотности верхних слоев земной коры с геологоразведочными целями (см. Гравиметрическая разведка). Поскольку показания Г.в. зависят также от действия масс, составляющих рельеф земной поверхности, для учёта их влияния необходимо детально знать рельеф в ближайшей окрестности места проведения измерений.
М. У. Сагитов.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КАРОТАЖ, измерения гравиметрами силы тяжести в буровых скважинах с целью определения средних значений плотности горных пород на различной глубине в их естеств. залегании. Изменения плотности связаны с литологией пород, а в ряде случаев могут и непосредственно указывать на местоположение залежи полезного ископаемого (нефти, газа, угля, кам. соли, рудных тел). Г. к. вместе с электрич. каротажем позволяет с большей надёжностью дифференцировать геол. разрез, определять пористость пород и т. д.
Учёт притяжения толщи горных пород, плотность к-рых определена Т.к., обеспечивает также повышение точности интерпретации гравитац. аномалий, выявленных в результате наземных гравиметровых съёмок, особенно при изучении глубинного строения земной коры.
Г.к. производится гравиметрами, приспособленными для измерений приращения силы тяжести в буровых скважинах. Управление гравиметром дистанционное, отсчёты снимаются с пульта управления на поверхности Земли. Результаты определения плотности предоставляются в виде таблиц, графически в виде кривых (денсиграмм). При наличии неск. скважин, расположенных на одном профиле, строятся карты линий равных значений плотности (изоденс) в вертикальной плоскости, проходящей через эти скважины. Когда скважины распределены на площади, кроме карт изоденс в вертикальной плоскости, возможно построение карт изоденс в горизонтальных плоскостях для различных стратиграфич. горизонтов. См. также ст. Гравиметрическая разведка.
Лит.: Справочник геофизика, т. 5, М., 1968. П. И. Лукавченко.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС, см. Коллапс гравитационный.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПАРАДОКС, один из космологических парадоксов.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, потенциал силы притяжения. Частные производные Г.п. по направлениям равны составляющим силы притяжения по этим направлениям. Использование Г. п. иногда упрощает изучение свойств силового поля. Это обусловлено тем, что Т.п., будучи скалярной величиной, для своего задания требует знания только его величины, в то время как для определения силы необходимо знать ещё и её направление.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ РАДИУС, в общей теории относительности (см. Тяготение) радиус сферы, на к-рой сила тяготения, создаваемая массой т, целиком лежащей внутри этой сферы, стремится к бесконечности. Г. р. определяется массой тела т и равен rg = 2G т/с2, где G - гравитационная постоянная, с - скорость света. Г.р. обычных астрофиз. объектов ничтожно малы по сравнению с их действительными размерами; так, для Земли rg=0,9 см, для Солнца rg=3 км.
Если тело сжать до размеров Г.р., то никакие силы не смогут остановить его дальнейшего сжатия под действием сил тяготения. Такой процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом, может происходить с достаточно массивными звёздами (как показывает расчёт, с массой больше двух солнечных масс) в конце их эволюции: если, исчерпав ядерное "горючее", звезда не взрывается и не теряет массу, то, сжимаясь до размеров Г. р., она должна испытывать релятивистский гравитационный коллапс. При гравитационном коллапсе из-под сферы радиуса rg не может выходить никакое излучение, никакие частицы. С точки зрения внешнего наблюдателя, находящегося далеко от звезды, с приближением размеров звезды к гg время неограниченно замедляет темп своего течения. Поэтому для такого наблюдателя радиус коллапсирующей звезды приближается к Г. р. асимптотически, никогда не становясь меньше его.
И. Д. Новиков.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ТЕКТОГЕНЕЗ, 1) формирование структур земной коры в результате медленного сползания под влиянием силы тяжести масс горных пород по склонам крупных тектонич. поднятий. Исходными процессами, обусловливающими Г.т., являются вертикальные движения земной коры, приводящие к образованию поднятий и прогибов. Соскальзывая вниз, слоистые осадочные толщи сминаются сами и сминают в складки породы, залегающие у подножья растущих поднятий. 2) Любые движения масс внутри земной коры под действием силы тяжести, в т. ч. всплывание относительно лёгких пород из-под более тяжёлых.
Последний процесс ведёт, в частности, к образованию диапировых складок. Многие исследователи предполагают, что перемещения вещества в недрах Земли под влиянием силы тяжести лежат в основе всех тектонич. деформаций (см. также Тектоника). Е. М. Рудич.
ГРАВИТАЦИЯ (от лат. gravitas - тяжесть), то же, что тяготение.
ГРАВИТОН, квант поля тяготения, имеющий нулевую массу и спин 2. Экспериментально пока не обнаружен. См. Тяготение.
ГРАВЮРА (от франц. gravure), 1) печатный оттиск на бумаге (или на сходном материале) с пластины ("доски"), на к-рой вырезан рисунок; 2) вид иск-ва графики, включающий многообразные способы ручной обработки досок (см. Гравирование) и печатания с них оттисков. В зависимости от того, какие части доски покрываются краской при печати, различаются выпуклая и углублённая Г.; нередко к Г. относят и литографию ("плоская Г."), создание к-рой не связано с процессами гравирования. Г. использует присущие графич. иск-вам средства художеств. выразительности (контурная линия, штрих, пятно, тон, иногда также цвет) и применяется в характерных для графики целях - для выполнения иллюстраций, шрифта и украшений в книгах и др. печатных изданиях, альбомов, станковых листов (эстампов), лубков, листовок, экслибрисов, произв. прикладного назначения и т. д. Специфич. особенности Г. заключаются в её тиражности (т. е. в возможности получать значит. число равноценных оттисков), а также в её своеобразной стилистике, связанной с работой в б. или м. твёрдых материалах.
В выпуклой Г. все свободные от рисунка участки доски с помощью ножей, стамесок, долот или резцов (штихелей) углубляются на 2-5 мм. Рисунок, т. о., возвышается над фоном, образуя рельеф с плоской поверхностью. Краска на неё накладывается тампонами или накатывается валиком, после чего к доске вручную или прессом равномерно придавливается бумага, на к-рую переходит изображение. К выпуклой Г. относятся Г. на дереве (ксилография) и на линолеуме (линогравюра), а также применявшаяся до кон. 15 в. рельефная Г. на металле (пластины из меди, латуни, олова или свинца обрабатывались штихелем). "Обрезной" ксилографии (где на досках продольного распила из мягких пород дерева линии и пятна рисунка обрезаются ножом, а дерево между ними выбирается долотом) присущи контрастные соотношения белого и чёрного, обобщённость рисунка, зачастую приобретающего повышенно эмоциональное звучание. В "торцовой" ксилографии (где на досках поперечного распила из твёрдых пород дерева прорезаются штихелем тонкие штрихи, выходящие белыми в оттиске) комбинации штрихов позволяют создавать тон разной насыщенности, что часто использовалось для репродуцирования живописи и тонального рисунка. Сходная по технике линогравюра обычно более контрастна и часто имеет крупный неровный штрих.
В углублённой Г. рисунок механич. или хим. (протравливание кислотой) средствами углубляется в металлич. пластине (из меди, латуни, цинка, железа, стали); краска набивается тампонами в углубления, и доска, покрытая влажной бумагой, прокатывается между валами печатного станка. Чёткую чисто линейную структуру имеет резцовая гравюра (прорезание штихелем линий в поверхности металла), причём направлением линий и их меняющейся толщиной выразительно передаётся пластика изображаемого предмета. Свободная, живописная игра линий в офорте (процарапывание рисунка гравировальной иглой в покрывающем доску кислотоупорном лаке с последующим травлением доски) и Г. сухой иглой (процарапывание рисунка иглой прямо на доске) позволяет выразить движение, становление, тонкие свето-воздушные, эмоциональные, психологич. нюансы; возможность непринуждённого выражения замысла привлекала к этим видам Г. живописцев, скульпторов, |
