Co to jest przyciąganie grawitacyjne?

Rzuć piłką wystarczająco mocno, a ona nigdy nie wróci. Nie widać tego w prawdziwym życiu, ponieważ kula musi podróżować z prędkością co najmniej 11,3 km (7 mil) na sekundę, aby uciec przed przyciąganiem grawitacyjnym Ziemi. Każdy obiekt, niezależnie od tego, czy jest to lekkie piórko, czy gigantyczna gwiazda, wywiera siłę, która przyciąga wszystko wokół siebie. Grawitacja utrzymuje cię zakotwiczonym na tej planecie, księżycu krążącym wokół Ziemi, Ziemi okrążającej słońce, słońce obraca się wokół centrum galaktyki i masywnych gromad galaktycznych pędzących przez wszechświat jako jedność.

Grawitacja i trzy inne podstawowe siły utrzymują wszechświat razem. Silna siła jądrowa zapobiega rozlatywaniu się cząstek w jądrze atomu. Słaba siła jądrowa powoduje promieniowanie w niektórych jądrach, a siła elektromagnetyczna wykonuje krytyczne zadania, takie jak utrzymywanie razem atomów cząsteczki. Chociaż grawitacja słoneczna obejmuje planety oddalone o miliardy mil, grawitacja jest najsłabszą podstawową siłą.

Masa, czasami mylona z wagą, to ilość materii zawartej w obiekcie -- wraz ze wzrostem masy rośnie siła grawitacji. Czarne dziury, obiekty astronomiczne często widywane w filmach science fiction, są tak masywne, że światło nie może z nich uciec. Grawitacja ziarnka soli jest znacznie mniejsza, ponieważ ma mniejszą masę. Waga odnosi się do siły przyciągania grawitacyjnego obiektu wywieranego na inne obiekty. Waga może się wahać, o czym świadczą misje księżycowe, w których astronauci ważyli sześć razy mniej niż na ich masywniejszej planecie Ziemi.

Książki i artykuły mogą mówić o astronautach ze stacji kosmicznych unoszących się w stanie „zerowej grawitacji”. Ziemska grawitacja nadal istnieje w kosmosie i jest w rzeczywistości tylko o 10 procent słabsza w miejscu, w którym krąży stacja kosmiczna. Astronauci unoszą się w powietrzu, ponieważ spadają w kierunku planety i okrążają ją tak szybko, że nigdy nie docierają na powierzchnię. Mimo że przyciąganie grawitacyjne obiektu słabnie wraz z odległością, rozciąga się na zewnątrz do nieskończoności. Innymi słowy, Ziemia wciąż przyciąga ciała na obrzeżach wszechświata.

W 1687 roku Issac Newton poinformował świat, że „grawitacja naprawdę istnieje”. Wcześniej nikt o tym nie wiedział. Dzisiaj teorie Newtona wyjaśniają, w jaki sposób poruszają się ciała niebieskie i pomagają ludziom przewidzieć, w jaki sposób grawitacja wpływa na życie na Ziemi. Na przykład pociski poruszają się po torach przewidywanych przez obliczenia Newtona. Wieki później Einstein wysunął teorię, że obiekty wypaczają przestrzeń, powodując przyciąganie grawitacyjne. Wizualizuj to, umieszczając kulę do kręgli na materacu, aby wywołać depresję. Jeśli położysz kulkę na łóżku, potoczy się w kierunku zagłębienia. W teorii Einsteina masywne Słońce byłoby kulą do kręgli, a Ziemia byłaby kulką, która porusza się w kierunku Słońca wraz ze wszystkimi planetami, asteroidami i kometami.

Gdyby Słońce nagle straciło 95 procent swojej masy, Ziemia nie odczułaby natychmiastowego efektu, mówi Einstein. Przewidział fale grawitacyjne – fale, które przemieszczają się w przestrzeni, powodując jej rozciąganie i ściskanie. Szybko orbitujące gwiazdy podwójne i łączące się masywne czarne dziury to niektóre obiekty astronomiczne, które powodują fale grawitacyjne. Fale te są zbyt małe, aby zmierzyć je z małych obiektów, więc naukowcy próbują je wykryć za pomocą specjalnego obserwatorium. Udowodnienie istnienia fal grawitacyjnych będzie kamieniem milowym w dążeniu do zrozumienia grawitacji.