Jeśli grawitacja kiedykolwiek przestanie działać, wydarzą się niesamowite rzeczy. Na przykład wszystko, co nie jest związane z ziemią, odlatuje w kosmos, wszystkie planety uwalniają się od przyciągania słońca i wszechświat, jaki znasz, przestaje istnieć. Grawitacja może nigdy nie zawodzi, ale naukowcy wciąż odkrywają tajemnice tej tajemniczej niewidzialnej siły, która pomaga utrzymać wszystko razem.
Uniwersalna atrakcja: Moc
Grawitacja, wraz z silnymi siłami jądrowymi, słabymi siłami rozpadu i siłami elektromagnetycznymi, jest jednym z elementów wszechświata fundamentalne siły Jest to również najsłabsze, mimo że grawitacja jest tak silna, że jedna galaktyka może przyciągnąć kolejne biliony mile stąd. Dobrze znanym pomysłem w fizyce teoretycznej nie jest to, że grawitacja jest słabsza niż inne siły, ale że nie doświadczamy wszystkich jej skutków. Może się tak zdarzyć, jeśli istnieją dodatkowe wymiary, które powodują rozprzestrzenienie się grawitacji na te wymiary. Grawitacja jest również główną siłą nadającą strukturę gwiazdom, galaktykom i innym masywnym obiektom.
Kiedy spadają obiekty
Wbrew powszechnemu przekonaniu grawitacja istnieje na pokładzie statku kosmicznego na orbicie. W rzeczywistości przyciąganie grawitacyjne na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej 90 procent jej wartości na powierzchni Ziemi. Astronauci i szklanki z wodą wydają się być nieważkie na filmie, ponieważ grawitacja planety się zwiększa spadają na ziemię, ale nigdy nie dosięgają ziemi z powodu trajektorii ich orbita. Ten ciągły stan opadania bez dotarcia do ziemi sprawia wrażenie, jakby się unosiły. Grawitacja powoduje, że wszystkie obiekty przyspieszają w tym samym tempie, spadając coraz szybciej z każdą sekundą. Zrzuć kowadło i pióro z 30-piętrowego budynku i dosięgłyby one jednocześnie ziemi, gdyby opór powietrza nie spowolnił pióra.
Matematyka przyciągania
Przyspieszenie grawitacyjne to rzeczywisty byt, którego wartość naukowcy określają małą literą „g”. W słynnym eksperymencie Galileusz odkrył zależność między g a odległością, na jaką obiekt spada w pewnym okresie czasu, jak pokazano poniżej równanie:
d = 1/2 x g x (t do kwadratu)
Litera d reprezentuje odległość, na którą spadł, a t to czas w sekundach, w którym obiekt spada. Siła grawitacyjna między dwoma obiektami jest proporcjonalna do ich mas i odwrotnie proporcjonalna do odległości, która je dzieli. Użyj następującego równania, aby obliczyć tę siłę:
F = G x ((m1 x m2)/r^2)
Litera F oznacza siłę grawitacji, m1 i m2 to masy dwóch obiektów, a r to odległość między nimi. Wielka litera G to uniwersalna stała grawitacyjna, 6,673 × 10^-11 N·(m/kg)^2. Jeśli obiekt podwaja swoją odległość od drugiego, siła grawitacyjna między nimi nie zmniejsza się o 50%. Zamiast tego siła zmniejsza się o czynnik 2 do kwadratu – siła grawitacyjna zmniejsza się wraz z kwadratem odległości między dwoma obiektami.
Pytania bez odpowiedzi
Naukowcy dobrze rozumieją, jak działa grawitacja na makroskopowym poziomie wielkoskalowym, ale wiele procesów na mikroskopijnym poziomie kwantowym wprawia ich w zakłopotanie. Na przykład światło wykazuje właściwości fali i cząstki – fizycy uważają, że grawitacja działa w ten sam sposób. Jednak jak dotąd nikt nie udowodnił, że grawitacja tworzy klasyczne fale niekwantowe. Być może technologia będzie musiała nieco się rozwinąć, zanim naukowcy odkryją wszystkie tajemnice grawitacji.