Werfen Sie einen Ball hart genug, und er kehrt nie zurück. Im wirklichen Leben passiert das nicht, weil der Ball mindestens 11,3 Kilometer pro Sekunde zurücklegen muss, um der Anziehungskraft der Erde zu entkommen. Jedes Objekt, sei es eine leichte Feder oder ein gigantischer Stern, übt eine Kraft aus, die alles um sich herum anzieht. Die Schwerkraft hält dich auf diesem Planeten verankert, der Mond umkreist die Erde, die Erde umkreist die Sonne, die Sonne die sich um das Zentrum der Galaxie drehen, und massive Galaxienhaufen, die als eins durch das Universum rasen.
Die mysteriösen Kräfte, die dich binden
Die Schwerkraft und drei weitere fundamentale Kräfte halten das Universum zusammen. Die starke Kernkraft verhindert, dass Teilchen im Atomkern auseinander fliegen. Die schwache Kernkraft verursacht Strahlung in einigen Kernen, und die elektromagnetische Kraft erfüllt kritische Aufgaben wie das Zusammenhalten der Atome eines Moleküls. Obwohl die Schwerkraft der Sonne Milliarden von Kilometern entfernte Planeten erfasst, ist die Schwerkraft die schwächste Grundkraft.
Fügen Sie mehr Masse hinzu, um mehr Schwerkraft zu erhalten
Masse, manchmal mit Gewicht verwechselt, ist die Menge an Materie, die ein Objekt enthält – mit der Masse nimmt auch die Anziehungskraft zu. Schwarze Löcher, astronomische Objekte, die oft in Science-Fiction-Filmen zu sehen sind, sind so massiv, dass ihnen kein Licht entkommen kann. Die Schwerkraft eines Salzkorns ist viel kleiner, weil es weniger Masse hat. Das Gewicht bezieht sich auf die Kraft, die die Anziehungskraft eines Objekts auf andere Objekte ausübt. Das Gewicht kann schwanken, wie es bei Mondmissionen gezeigt wurde, bei denen Astronauten sechsmal weniger wogen als auf ihrem massiveren Heimatplaneten Erde.
Die Reichweite der Schwerkraft: Weiter als du denkst
Bücher und Artikel können von Raumstations-Astronauten sprechen, die in der "Schwerelosigkeit" schweben. Die Schwerkraft der Erde existiert immer noch im Weltraum und ist tatsächlich nur 10 Prozent schwächer, wo die Raumstation umkreist. Astronauten schweben, weil sie auf den Planeten zufallen und ihn so schnell umkreisen, dass sie die Oberfläche nie erreichen. Obwohl die Anziehungskraft eines Objekts mit der Entfernung abnimmt, erstreckt sie sich nach außen bis ins Unendliche. Mit anderen Worten, die Erde zieht immer noch Körper am Rande des Universums an.
Gravitationstheorien, die Sie kennen sollten
1687 informierte Issac Newton die Welt, dass "Schwerkraft wirklich existiert". Das wusste vorher niemand. Heute erklären Newtons Theorien, wie sich Himmelskörper bewegen und helfen den Menschen, vorherzusagen, wie die Schwerkraft das Leben auf der Erde beeinflusst. Projektile folgen beispielsweise Bahnen, wie sie von Newtonschen Berechnungen vorhergesagt werden. Jahrhunderte später stellte Einstein die Theorie auf, dass Objekte den Raum verzerren, was zu einer Anziehungskraft führt. Stellen Sie sich dies vor, indem Sie eine Bowlingkugel auf eine Matratze legen, um eine Depression zu verursachen. Wenn Sie eine Murmel auf das Bett legen, rollt sie in Richtung der Vertiefung. In Einsteins Theorie wäre die massereiche Sonne die Bowlingkugel und die Erde die Murmel, die sich zusammen mit allen Planeten, Asteroiden und Kometen auf die Sonne zubewegt.
Gravitationswellen: Wellen durch den Weltraum
Wenn die Sonne plötzlich 95 Prozent ihrer Masse verlieren würde, würde die Erde den Effekt nicht sofort spüren, sagt Einstein. Er sagte Gravitationswellen voraus – Wellen, die durch den Weltraum wandern und ihn dehnen und zusammendrücken. Schnell umlaufende Doppelsterne und massereiche Schwarze Löcher, die verschmelzen, sind einige astronomische Objekte, die Gravitationswellen verursachen. Diese Wellen sind zu klein, um sie von kleinen Objekten zu messen, daher versuchen Wissenschaftler, sie mit einem speziellen Observatorium zu entdecken. Der Nachweis der Existenz von Gravitationswellen wird einen Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis der Schwerkraft darstellen.