Tutaj, na bladoniebieskiej kropce, którą nazywamy domem, grawitacja jest czymś, czego wszyscy doświadczamy w każdej sekundzie każdego dnia.
„Grawitacja to klej, który powoduje powolne zapadanie się rozproszonej materii między gwiazdami i tworzenie nowych maszyn do syntezy wodoru (zwanych też gwiazdami), to klej, który spaja galaktyki razem i jest odpowiedzialny za naszą własną Ziemię krążącą wokół Słońca każdego roku - mówi Cara Battersby, astrofizyk z University of Connecticut w e-mailu.
Grawitacja odegrała również kluczową rolę w słynnej opowieści o jabłkach Sir Isaaca Newtona. Wiesz, o której mówimy.
Pewnego dnia Newton spędzał czas w Lincolnshire w Anglii, kiedy patrzył, jak jabłko spada z drzewa. (A przynajmniej tak twierdził.)
W nadchodzących latach opowiadał wielu znajomym - takim jak Voltaire i biograf William Stukeley - że jego wspaniałe pisma o naturze grawitacji były inspirowane tym prozaicznym, małym wydarzeniem. Asystent Newtona, John Conduitt , napisał:
W ten sposób położono podwaliny pod Prawo Powszechnej Grawitacji Newtona . Centralnym elementem którego jest zjawisko zwane stałą grawitacyjną, zwane też „Wielkim G” lub po prostu „G”.
Równanie
Pierwsza rzecz. Zanim zajmiemy się Wielkim G, powinniśmy cofnąć się i wyjaśnić Prawo Powszechnej Grawitacji Newtona.
Jak Katie Mack - astrofizyk i autorka książki „ The End of Everything (Astrophysically Speaking) ” - mówi w e-mailu, grawitacja jest „mechanizmem, dzięki któremu rzeczy, które mają masę, przyciągają się do siebie”.
Newton zdał sobie sprawę, że siła tego przyciągania między danym zbiorem obiektów zależy od (a) ich masywności i (b) odległości od siebie. To dynamika, którą jego Prawo Powszechnej Grawitacji przedstawia w terminach matematycznych.
Oto odpowiednie równanie :
Litera „F” oznacza „siłę grawitacji”; „m1” oznacza masę pierwszego przedmiotu; „m2” oznacza masę drugiego obiektu; a „r2” jest skrótem określającym odległość podniesioną do kwadratu między środkami masy obiektu pierwszego i drugiego.
A „G”? Cóż, przyjaciele, to jest Wielkie G: Stała grawitacji.
"Kurcze, G!"
„W przypadku dowolnych dwóch mas, niezależnie od tego, czy są to kule do kręgli, czy planety, siła grawitacji między nimi jest określona przez ich masy, odległość i liczbę G” - mówi Mack.
Dzięki eksperymentom przeprowadzonym przez Henry'ego Cavendisha w latach dziewięćdziesiątych XVIII wieku wiemy, że stała grawitacyjna ma wartość liczbową około 6,67 x 10 -11 niutonów (m2 / kg2).
W tym kontekście termin „niutony” odnosi się do jednostki miary. Jeden niuton to siła potrzebna do przyspieszenia czegoś o masie 2,2 funta (1 kilogram) z prędkością 3,28 stopy (1 metr) na sekundę.
Podobnie jak Anders Celsius i Charles F. Richter, Sir Isaac Newton zasłużył na miejsce na słynnej liście naukowców, którym jednostki zostały nazwane na ich cześć . Dobrze dla niego.
Newton kontra Einstein
Teraz jest warstwa niuansów, które powinniśmy tutaj uwzględnić. Widzisz, Prawo Uniwersalnej Grawitacji nie jest tak „uniwersalne”, jak sugeruje nazwa.
Według Battersby, „nasz klasyczny obraz grawitacji” - który Newton wyartykułował w XVII wieku - jest „dokładnym przybliżeniem rzeczywistości fizyki w większości miejsc w całym wszechświecie (z pewnością na Ziemi)”.
„Jednak”, dodaje, „teoria ta została zastąpiona przez teorię ogólnej teorii względności Einsteina , która jest ulepszeniem„ grawitacji Newtona ”, która zakłada, że materia deformuje samą czasoprzestrzeń (jak ciężka kula tworząca dołek na gumie arkusz)."
To prowadzi nas do czarnych dziur .
Zdolne do osiągnięcia masy ponad milion razy większej niż nasze Słońce, czarne dziury wpływają na grawitację w sposób, którego prawo Newtona po prostu nie potrafi wyjaśnić. Wykazano, że ogólna teoria względności daje dokładniejsze przewidywania na ich temat.
„Musisz zacząć poprawiać fakt, że opis grawitacji Newtona nie działa dokładnie dla ekstremalnie silnej grawitacji lub bardzo szybkiego ruchu” - mówi Mack. "W takich przypadkach musimy przejść do obrazu grawitacji Einsteina ... Ale dopóki nie patrzysz na jeden z tych ekstremalnych przypadków, równanie, które Izaak Newton zapisał w 1686 r. Dla tego, co nazwał 'prawem Uniwersalna grawitacja „naprawdę jest uniwersalna”.
może zarobić niewielką prowizję od linków partnerskich w tym artykule.
Teraz to jest interesujące
Przędza Sir Isaaca Newtona o jabłoni może mieć podstawy w rzeczywistości . Niezależnie od tego twierdzenie, że uderzył go w głowę spadający owoc, jest uważane za nowoczesną ozdobę.
