Czym jest grawitacja?

Bajki Road Runner grają szybko i swobodnie z grawitacją. Mając okazję, Wile E. Coyote zwykle goni swojego szybkonędznego wroga z krawędzi urwiska – ale spada tylko wtedy, gdy zdaje sobie sprawę, że biegnie w rozrzedzonym powietrzu.

Nie trzeba dodawać, że grawitacja nie działa w ten sposób w prawdziwym życiu. Ale co się dzieje, gdy głazy lub kowadła Acme spadają na Ziemię ? Zacznijmy od twoich stóp i idźmy do, och, całego wszechświata. Weź krzesło, ponieważ wyjaśnienie tego zajmie całą stronę.

Grawitacja trzyma twoje stopy na ziemi, ponieważ masa planety wywiera grawitacyjny wpływ na masę twojego ciała. W rzeczywistości grawitacja wzbudza przyciąganie między dwoma dowolnymi obiektami we wszechświecie: księżycami , drobinkami kurzu, kojotami – co tylko chcesz. Gdziekolwiek znajdziesz materię, znajdziesz grawitację. Nigdy nie można podróżować na planetę pozbawioną grawitacji, tylko taką, która ma większą lub mniejszą masę, co skutkuje większą lub mniejszą grawitacją.

Na większą skalę grawitacja układa ciała kosmiczne na orbitach, a nawet powoduje, że dryfujące cząstki kosmiczne łączą się powoli w coraz większe skupiska, które ostatecznie stają się planetami, gwiazdami i galaktykami . W XVII wieku Isaac Newton zdefiniował grawitację jako uniwersalną siłę działającą na całą materię. Według jego teorii dokładne wyrażenie grawitacji sprowadzało się do masy i odległości. Im dalej od siebie znajdują się dwie cząstki i im są mniej masywne, tym mniejsza jest siła grawitacji.

To jest prawo powszechnego ciążenia Newtona w pigułce, które pozostawało niekwestionowane przez trzy stulecia. Następnie, w latach 1900, na ring wkroczył szaleniewłosy fizyk Albert Einstein, który wypuścił swoją ogólną teorię względności .

Einstein twierdził, że grawitacja to znacznie więcej niż tylko siła; była to krzywa w czwartym wymiarze przestrzeni i czasu. Przy wystarczającej masie obiekt może spowodować zakrzywienie prostej wiązki światła. Astronomowie nazywają ten efekt soczewkowaniem grawitacyjnym i jest to jedna z podstawowych metod wykrywania nieobserwowalnych zjawisk kosmicznych, takich jak czarne dziury. Podobnie im mniejsza grawitacja, tym szybciej upływa czas, zjawisko znane jako grawitacyjna dylatacja czasu . Na przykład zegar na pokładzie orbitującego satelity porusza się nieco szybciej niż jego odpowiednik na powierzchni Ziemi.

Podczas gdy teoria Einsteina przyspieszyła grawitację wraz ze współczesną nauką, wciąż nie wiemy wszystkiego o grawitacji. Niektórzy naukowcy przypisują grawitację hipotetycznym cząsteczkom zwanym grawitonami , które teoretycznie powodują przyciąganie się obiektów.

Wreszcie jest dziedzina grawitacji kwantowej , w której naukowcy próbują pogodzić ogólną teorię względności z teorią kwantową. Teoria kwantowa zajmuje się tym, jak wszechświat działa na najmniejszych poziomach subatomowych. Dziedzina ta pomogła naukowcom w opracowaniu standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych, który szczegółowo opisuje większość wewnętrznych mechanizmów wszechświata – z jednym godnym uwagi wyjątkiem. Model standardowy nie wyjaśnia grawitacji.

Tak więc, chociaż teoria kwantowa i teoria względności razem wyjaśniają większość obserwowalnego wszechświata, czasami są ze sobą sprzeczne, na przykład w badaniach nad czarnymi dziurami lub wczesnym wszechświatem. Nic dziwnego, że wielu naukowców nadal pracuje nad ujednoliconą teorią.

Jakiekolwiek teorie ostatecznie przyjmiemy, trudno przecenić znaczenie grawitacji. To klej, który spaja kosmos, nawet jeśli wciąż budzi pytania o wszechświat bez odpowiedzi.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków