Se la gravità smetterà di funzionare, accadranno cose incredibili. Ad esempio, tutto ciò che non è attaccato alla terra vola nello spazio, tutti i pianeti si liberano dall'attrazione del sole e l'universo come lo conosci cessa di esistere. La gravità potrebbe non fallire mai, ma gli scienziati continuano a svelare i segreti di questa misteriosa forza invisibile che aiuta a tenere tutto insieme.
Attrazione universale: la forza
La gravità, insieme a forti forze nucleari, deboli forze di decadimento e forze elettromagnetiche, è una delle forze dell'universo forze fondamentali È anche il più debole, anche se la gravità è così forte che una galassia può attrarre altri trilioni di lontano miglia. Un'idea ben nota nella fisica teorica non è che la gravità sia più debole delle altre forze, ma che non ne sperimentiamo tutti gli effetti. Ciò potrebbe accadere se esistono dimensioni extra che causano la diffusione della gravità in quelle dimensioni. La gravità è anche la forza principale che dà struttura a stelle, galassie e altri oggetti massicci.
Quando gli oggetti cadono
Contrariamente alla credenza popolare, la gravità esiste a bordo di navi spaziali orbitanti. In effetti, il spinta gravitazionale a bordo della Stazione Spaziale Internazionale è il 90% del suo valore sulla superficie terrestre. Astronauti e bicchieri d'acqua appaiono senza peso in video perché la gravità del pianeta sta facendo cadono verso terra, ma non raggiungono mai il suolo a causa della traiettoria della loro orbita. Questo costante stato di caduta senza mai raggiungere la terra fa sembrare che stiano fluttuando. La gravità fa sì che tutti gli oggetti accelerino alla stessa velocità, cadendo sempre più velocemente ogni secondo. Lascia cadere un'incudine e una piuma da un edificio di 30 piani e raggiungerebbero il suolo contemporaneamente se la resistenza dell'aria non rallentasse la piuma.
La matematica dell'attrazione
L'accelerazione di gravità è un'entità reale il cui valore gli scienziati indicano con la lettera "g" minuscola. In un famoso esperimento, Galileo scoprì una relazione tra g e la distanza a cui un oggetto cade in un periodo di tempo, come mostrato di seguito equazione:
d = 1/2 x g x (t al quadrato)
La lettera d rappresenta la distanza caduta e t è il periodo di tempo in secondi in cui l'oggetto cade. La forza gravitazionale tra due oggetti è proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale alla distanza che li separa. Usa la seguente equazione per calcolare quella forza:
F = G x ((m1 x m2)/r^2)
La lettera F sta per la forza gravitazionale, m1 e m2 sono le masse dei due oggetti e r è la distanza tra loro. La G maiuscola è la costante di gravità universale, 6,673 × 10^-11 N·(m/kg)^2. Se un oggetto raddoppia la sua distanza da un altro, la forza gravitazionale tra di loro non diminuisce del 50 percento. Invece, la forza diminuisce di un fattore 2 al quadrato - la forza gravitazionale diminuisce con il quadrato della distanza tra due oggetti.
Domande senza risposta
Gli scienziati hanno una buona comprensione di come funziona la gravità a livello macroscopico su larga scala, ma molti processi a livello quantistico microscopico li lasciano perplessi. La luce, ad esempio, mostra le proprietà di un'onda e di una particella: i fisici credono che la gravità funzioni allo stesso modo. Tuttavia, finora nessuno ha dimostrato che la gravità crei onde classiche non quantistiche. La tecnologia potrebbe dover avanzare ancora un po' prima che gli scienziati sblocchino tutti i segreti della gravità.