Περιεχόμενο
Εάν η βαρύτητα σταματήσει να λειτουργεί, θα συμβούν απίστευτα πράγματα. Για παράδειγμα, ό, τι δεν συνδέεται με τη γη πετάει στο διάστημα, όλοι οι πλανήτες σπάζουν ελεύθερα από τον ήλιο και το σύμπαν, όπως ξέρετε, παύει να υπάρχει. Η βαρύτητα δεν μπορεί ποτέ να αποτύχει, αλλά οι επιστήμονες συνεχίζουν να ξετυλίγουν τα μυστικά αυτής της μυστηριώδους αόρατης δύναμης που βοηθά να κρατηθούν τα πάντα μαζί.
Η παγκόσμια έλξη: η δύναμη
Η βαρύτητα, μαζί με τις ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις, τις αδύναμες δυνάμεις αποσύνθεσης και τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις, είναι ένας από τους θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος. Είναι επίσης ο ασθενέστερος, ακόμα κι αν η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή ώστε ένας γαλαξίας μπορεί να προσελκύσει άλλα τρισεκατομμύρια μίλια μακριά. Μια γνωστή ιδέα στη θεωρητική φυσική δεν είναι ότι η βαρύτητα είναι ασθενέστερη από τις άλλες δυνάμεις, αλλά ότι δεν βιώνουμε όλα τα αποτελέσματά της. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί αν υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις που προκαλούν τη διάβρωση της βαρύτητας σε αυτές τις διαστάσεις. Η βαρύτητα είναι επίσης η κύρια δύναμη που δίνει δομή στα αστέρια, τους γαλαξίες και άλλα τεράστια αντικείμενα.
Όταν το Obects Fall
Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, η βαρύτητα υπάρχει σε τροχιά γύρω από την τροχιά. Στην πραγματικότητα, η βαρυτική έλξη στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό είναι 90% της αξίας του στην επιφάνεια της γης. Οι αστροναύτες και τα ποτήρια νερού φαίνονται βαρύτατα στο βίντεο επειδή οι βαρύτες των πλανητών τους κάνουν να πέφτουν προς το έδαφος, αλλά ποτέ δεν φτάνουν στο έδαφος εξαιτίας της τροχιάς της τροχιάς τους. Αυτή η σταθερή κατάσταση πτώσης, χωρίς ποτέ να φθάσει στη γη, το κάνει να φαίνεται σαν να επιπλέουν. Η βαρύτητα προκαλεί επιτάχυνση όλων των αντικειμένων με τον ίδιο ρυθμό, μειώνοντας ταχύτερα και ταχύτερα κάθε δευτερόλεπτο. Πετάξτε ένα άκμονα και ένα φτερό από ένα κτίριο 30 ιστοριών και θα φτάσουν στο έδαφος ταυτόχρονα αν η αντίσταση αέρα δεν επιβραδύνει το φτερό.
Τα Μαθηματικά της έλξης
Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα είναι μια πραγματική οντότητα της οποίας οι επιστήμονες αξίας υποδηλώνουν με το μικρό γράμμα "g". Σε ένα διάσημο πείραμα, ο Galileo ανακάλυψε μια σχέση μεταξύ g και της απόστασης ενός αντικειμένου που πέφτει σε μια χρονική περίοδο, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εξίσωση:
d = 1/2 x g x (t τετράγωνο)
Το γράμμα d αντιπροσωπεύει την απόσταση που έχει πέσει και το t είναι το χρονικό διάστημα σε δευτερόλεπτα που πέφτει το αντικείμενο. Η βαρυτική δύναμη μεταξύ δύο αντικειμένων είναι ανάλογη προς τις μάζες τους και αντιστρόφως ανάλογη με την απόσταση που τις χωρίζει. Χρησιμοποιήστε την ακόλουθη εξίσωση για να υπολογίσετε τη δύναμη:
F = Gx ((m1 χ m2) / r2)
Το γράμμα F αντιπροσωπεύει τη βαρυτική δύναμη, m1 και m2 είναι οι μάζες των δύο αντικειμένων και r είναι η απόσταση μεταξύ τους. Το κεφαλαίο G είναι η σταθερά γενικής βαρύτητας, 6.673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. Εάν ένα αντικείμενο διπλασιάζει την απόσταση από την άλλη, η βαρυτική δύναμη μεταξύ τους δεν μειώνεται κατά 50 τοις εκατό. Αντίθετα, η δύναμη πέφτει με συντελεστή 2 τετραγώνων - η βαρυτική δύναμη μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ δύο αντικειμένων.
Αναπάντητες ερωτήσεις
Οι επιστήμονες έχουν καλή αντίληψη για το πώς λειτουργεί η βαρύτητα σε μακροσκοπικό επίπεδο μεγάλης κλίμακας, αλλά πολλές διαδικασίες στο μικροσκοπικό κβαντικό επίπεδο τις αφήνουν αμηχανία. Το φως, για παράδειγμα, παρουσιάζει ιδιότητες ενός κύματος και ενός σωματιδίου - οι φυσικοί πιστεύουν ότι η βαρύτητα λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Ωστόσο, μέχρι στιγμής κανείς δεν έχει αποδείξει ότι η βαρύτητα δημιουργεί κλασικά μη κβαντικά κύματα. Η τεχνολογία μπορεί να χρειαστεί να προχωρήσει λίγο περισσότερο πριν οι επιστήμονες ξεκλειδώσουν όλα τα μυστικά της βαρύτητας.