Τι είναι το βαρυτικό τράβηγμα;

Πετάξτε μια μπάλα αρκετά σκληρά και δεν επιστρέφει ποτέ. Δεν βλέπετε ότι συμβαίνει στην πραγματική ζωή, επειδή η μπάλα πρέπει να ταξιδεύει τουλάχιστον 11,3 χιλιόμετρα (7 μίλια) ανά δευτερόλεπτο για να ξεφύγει από τη βαρυτική έλξη της Γης. Κάθε αντικείμενο, είτε είναι ένα ελαφρύ φτερό είτε ένα τεράστιο αστέρι, ασκεί μια δύναμη που προσελκύει τα πάντα γύρω του. Η βαρύτητα σας κρατά αγκυροβολημένο σε αυτόν τον πλανήτη, το φεγγάρι σε τροχιά γύρω από τη Γη, τη Γη που περιβάλλει τον ήλιο, τον ήλιο περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία και ογκώδεις γαλαξιακές συστάδες που περνούν μέσα από το σύμπαν ως ένα.

Η βαρύτητα και τρεις άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις συγκρατούν το σύμπαν μαζί. Η ισχυρή πυρηνική δύναμη εμποδίζει τα σωματίδια στον πυρήνα ενός ατόμου να πετάξουν μακριά. Η ασθενής πυρηνική δύναμη προκαλεί ακτινοβολία σε ορισμένους πυρήνες και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη εκτελεί κρίσιμα καθήκοντα όπως η συγκράτηση των ατόμων ενός μορίου. Αν και η βαρύτητα του ήλιου πιάνει πλανήτες δισεκατομμύρια μίλια μακριά, η βαρύτητα είναι η ασθενέστερη θεμελιώδης δύναμη.

Η μάζα, μερικές φορές συγχέεται με το βάρος, είναι η ποσότητα της ύλης που περιέχει ένα αντικείμενο - καθώς η μάζα αυξάνεται, το ίδιο κάνει και η βαρυτική έλξη. Οι μαύρες τρύπες, αστρονομικά αντικείμενα που φαίνονται συχνά σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας, είναι τόσο μαζικές που το φως δεν μπορεί να τα ξεφύγει. Ένας κόκκος βαρύτητας αλατιού είναι πολύ μικρότερος επειδή έχει λιγότερη μάζα. Το βάρος αναφέρεται στη δύναμη που ασκεί η βαρυτική έλξη ενός αντικειμένου σε άλλα αντικείμενα. Το βάρος μπορεί να κυμαίνεται, όπως μαρτυρούν οι σεληνιακές αποστολές, όπου οι αστροναύτες ζύγιζαν έξι φορές λιγότερο από ό, τι στον πλανήτη τους, τον πιο ογκώδη σπίτι τους, τη Γη.

Τα βιβλία και τα άρθρα μπορεί να μιλάνε για διαστημικούς αστροναύτες που επιπλέουν στο "μηδενικό βάρος". Η βαρύτητα της Γης εξακολουθεί να υπάρχει στο διάστημα και στην πραγματικότητα είναι μόλις 10 τοις εκατό πιο αδύναμη όταν ο διαστημικός σταθμός περιστρέφεται. Οι αστροναύτες επιπλέουν επειδή πέφτουν προς τον πλανήτη και τον κυκλώνουν τόσο γρήγορα που ποτέ δεν φτάνουν στην επιφάνεια. Παρόλο που η βαρυτική έλξη ενός αντικειμένου εξασθενεί με την απόσταση, εκτείνεται προς τα έξω έως το άπειρο. Με άλλα λόγια, η Γη προσελκύει ακόμα σώματα στην άκρη του σύμπαντος.

Το 1687, ο Issac Newton ενημέρωσε τον κόσμο ότι «η βαρύτητα πραγματικά υπάρχει». Πριν από αυτό, κανείς δεν το ήξερε. Σήμερα, οι θεωρίες του Νεύτωνα εξηγούν πώς κινούνται τα ουράνια σώματα και βοηθούν τους ανθρώπους να προβλέψουν τον τρόπο με τον οποίο η βαρύτητα επηρεάζει τη ζωή στη Γη. Τα βλήματα, για παράδειγμα, ακολουθούν διαδρομές όπως προβλέπονται από τους Νεύτωνες υπολογισμούς. Αιώνες αργότερα, ο Αϊνστάιν θεωρούσε ότι αντικρίζει το χώρο στημονιού, με αποτέλεσμα τη βαρυτική έλξη. Οραματιστείτε αυτό τοποθετώντας μια μπάλα μπόουλινγκ σε ένα στρώμα για να προκαλέσετε κατάθλιψη. Εάν βάλετε ένα μάρμαρο στο κρεβάτι, κυλά προς την κατάθλιψη. Στη θεωρία του Αϊνστάιν, ο τεράστιος ήλιος θα ήταν η μπάλα μπόουλινγκ και η Γη θα ήταν το μάρμαρο που κινείται προς τον ήλιο μαζί με όλους τους πλανήτες, τους αστεροειδείς και τους κομήτες.

Εάν ο ήλιος χάσει ξαφνικά το 95 τοις εκατό της μάζας του, η Γη δεν θα αισθανόταν το αποτέλεσμα αμέσως, λέει ο Αϊνστάιν. Προέβλεψε κύματα βαρύτητας - κυματισμούς που ταξιδεύουν στο διάστημα προκαλώντας τέντωμα και συμπίεση. Ταχεία περιστροφή δυαδικών αστεριών και μαζικές μαύρες τρύπες συγχώνευσης είναι μερικά αστρονομικά αντικείμενα που προκαλούν βαρυτικά κύματα. Αυτά τα κύματα είναι πολύ μικρά για να μετρήσουν που προέρχονται από μικρά αντικείμενα, έτσι οι επιστήμονες προσπαθούν να τα εντοπίσουν χρησιμοποιώντας ένα ειδικό παρατηρητήριο. Η απόδειξη της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων θα σηματοδοτήσει ένα ορόσημο στην προσπάθεια κατανόησης της βαρύτητας.