Hvis tyngdekraften nogensinde holder op med at virke, vil der ske utrolige ting. For eksempel flyver alt, der ikke er knyttet til jorden, ud i rummet, alle planeterne bryder fri fra solens træk, og universet, som du kender det, ophører med at eksistere. Tyngdekraften svigter måske aldrig, men forskere fortsætter med at opklare hemmelighederne i denne mystiske usynlige kraft, der hjælper med at holde alt sammen.
Universel tiltrækning: Kraften
Tyngdekraften er sammen med stærke atomkræfter, svage henfaldskræfter og elektromagnetiske kræfter et af universets grundlæggende kræfter Det er også den svageste, selvom tyngdekraften er så stærk, at en galakse kan tiltrække endnu en billioner af mil væk. En velkendt idé inden for teoretisk fysik er ikke, at tyngdekraften er svagere end de andre kræfter, men at vi ikke oplever alle dens effekter. Det kunne ske, hvis der findes ekstra dimensioner, der får tyngdekraften til at sprede sig ud i disse dimensioner. Tyngdekraften er også den vigtigste kraft, der giver struktur til stjerner, galakser og andre massive genstande.
Når objekter falder
I modsætning til hvad mange tror, findes tyngdekraften om kredsen af rumfartøjer. Faktisk er det tyngdekraft ombord på den internationale rumstation er 90 procent af dens værdi på jordens overflade. Astronauter og glas vand ser ud til at være vægtløse på video, fordi planetens tyngdekraft gør dem falder ned mod jorden, men de når aldrig jorden på grund af deres bane kredsløb. Denne konstante tilstand af fald, mens den aldrig når jorden, får det til at virke som om de flyder. Tyngdekraften får alle objekter til at accelerere i samme hastighed og falder hurtigere og hurtigere hvert sekund. Kast en ambolt og en fjer fra en bygning på 30 etager, og de når jorden samtidig, hvis luftmodstanden ikke bremser fjederen ned.
Matematik af tiltrækning
Accelerationen på grund af tyngdekraften er en reel enhed, hvis værdi forskere angiver med små bogstaver "g." I et berømt eksperiment, Galileo opdagede et forhold mellem g og afstanden, som et objekt falder over en periode, som vist i det følgende ligning:
d = 1/2 x g x (t kvadrat)
Bogstavet d repræsenterer faldet afstand og t er længden af tid i sekunder objektet falder. Gravitationskraften mellem to objekter er proportional med deres masser og omvendt proportional med afstanden, der adskiller dem. Brug følgende ligning til at beregne den kraft:
F = G x ((m1 x m2) / r ^ 2)
Bogstavet F står for tyngdekraften, m1 og m2 er masserne af de to objekter og r er afstanden mellem dem. Den store bogstav G er den universelle tyngdekraftskonstant, 6,673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. Hvis et objekt fordobler afstanden fra et andet, mindskes tyngdekraften mellem dem ikke med 50 procent. I stedet falder kraften af med en faktor på 2 kvadrat - tyngdekraften falder med kvadratet for afstanden mellem to objekter.
Ubesvarede spørgsmål
Forskere har en god forståelse af, hvordan tyngdekraften fungerer på det store skala makroskopiske niveau, men mange processer på det mikroskopiske kvante-niveau lader dem forbløffe. Lys udviser for eksempel egenskaber for en bølge og en partikel - fysikere mener, at tyngdekraften fungerer på samme måde. Imidlertid har ingen hidtil bevist, at tyngdekraften skaber klassiske ikke-kvantebølger. Teknologi skal muligvis komme lidt mere frem, før forskere låser op for alle tyngdekraftens hemmeligheder.