Als de zwaartekracht ooit stopt met werken, zullen er ongelooflijke dingen gebeuren. Zo vliegt alles wat niet aan de aarde vastzit de ruimte in, alle planeten breken los van de aantrekkingskracht van de zon en het universum zoals je dat kent houdt op te bestaan. De zwaartekracht faalt misschien nooit, maar wetenschappers blijven de geheimen ontrafelen van deze mysterieuze onzichtbare kracht die alles bij elkaar houdt.
Universele attractie: de kracht
Zwaartekracht, samen met sterke kernkrachten, zwakke vervalkrachten en elektromagnetische krachten, is een van de fundamentele krachten Het is ook de zwakste, ook al is de zwaartekracht zo sterk dat het ene sterrenstelsel nog eens triljoenen kan aantrekken mijl afstand. Een bekend idee in de theoretische natuurkunde is niet dat de zwaartekracht zwakker is dan de andere krachten, maar dat we niet alle effecten ervan ervaren. Dat zou kunnen gebeuren als er extra dimensies bestaan die ervoor zorgen dat de zwaartekracht zich in die dimensies verspreidt. Zwaartekracht is ook de belangrijkste kracht die structuur geeft aan sterren, sterrenstelsels en andere massieve objecten.
Wanneer objecten vallen
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, bestaat zwaartekracht aan boord van ruimtevaartuigen in een baan om de aarde. In feite is de zwaartekracht aan boord van het internationale ruimtestation is 90 procent van zijn waarde op het aardoppervlak. Astronauten en glazen water lijken gewichtloos op video omdat de zwaartekracht van de planeet toeneemt ze vallen naar de grond, maar ze bereiken nooit de grond vanwege het traject van hun baan. Door deze constante staat van vallen terwijl ze de aarde nooit bereiken, lijkt het alsof ze zweven. Zwaartekracht zorgt ervoor dat alle objecten met dezelfde snelheid versnellen en elke seconde sneller en sneller vallen. Laat een aambeeld en een veer vallen van een gebouw van 30 verdiepingen en ze zouden tegelijkertijd de grond bereiken als luchtweerstand de veer niet zou vertragen.
De wiskunde van aantrekking
De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is een echte entiteit waarvan de waarde wetenschappers aanduiden met de kleine letter 'g'. In een beroemd experiment Galileo ontdekte een verband tussen g en de afstand die een object over een bepaalde periode valt, zoals hieronder weergegeven: vergelijking:
d = 1/2 x g x (t kwadraat)
De letter d staat voor de afgelegde afstand en t is de tijdsduur in seconden dat het object valt. De zwaartekracht tussen twee objecten is evenredig met hun massa en omgekeerd evenredig met de afstand die hen scheidt. Gebruik de volgende vergelijking om die kracht te berekenen:
F = G x ((m1 x m2)/r^2)
De letter F staat voor de zwaartekracht, m1 en m2 zijn de massa's van de twee objecten en r is de afstand ertussen. De hoofdletter G is de universele zwaartekrachtconstante, 6,673 × 10^-11 N·(m/kg)^2. Als een object zijn afstand tot een ander verdubbelt, neemt de zwaartekracht ertussen niet met 50 procent af. In plaats daarvan neemt de kracht af met een factor 2 in het kwadraat - de zwaartekracht neemt af met het kwadraat van de afstand tussen twee objecten.
Onbeantwoorde vragen
Wetenschappers hebben een goed begrip van hoe zwaartekracht werkt op macroscopisch niveau op grote schaal, maar veel processen op microscopisch kwantumniveau stellen hen voor een raadsel. Licht vertoont bijvoorbeeld eigenschappen van een golf en een deeltje - natuurkundigen geloven dat zwaartekracht op dezelfde manier werkt. Tot nu toe heeft echter niemand bewezen dat zwaartekracht klassieke niet-kwantumgolven veroorzaakt. De technologie moet misschien nog wat verder vorderen voordat wetenschappers alle geheimen van de zwaartekracht ontrafelen.