Co je to gravitační síla?

Gravitační síla je v nejjednodušším smyslu přitažlivou silou mezi dvěma samostatnými těly. Gravitace souvisí s hmotou: čím větší je hmota objektu, tím větší gravitační síla působí na jiné objekty. Je to jedna ze základních sil, které odpovídají za strukturu vesmíru. Ačkoli je to jedna z nejsnadněji pozorovatelných kosmických sil, moderní věda stále ještě zcela nerozumí principům gravitace.

Gravitace je populárně spojena se Sirem Isaacem Newtonem, anglickým vědcem ze 17. století, ale vědci studovali gravitaci po staletí před Newtonem. Galileo, před několika desetiletími, prokázal, že objekty padají stejně rychle, bez ohledu na jejich hmotnost. Pád jablka inspiroval Newtona ke studiu gravitační síly, ačkoli jablko ve skutečnosti nenarazilo do jeho hlavy a nepřineslo okamžité porozumění; na tomto tématu strávil více než 20 let. Uvědomil si, že gravitační síla také udržovala Měsíc na oběžné dráze kolem Země a byl schopen to dokázat pomocí měsíční oběžné dráhy ke kontrole svých výpočtů.

Newton si uvědomil stejné principy aplikované na všechny objekty všude ve vesmíru; jeho teorie stala se známá jako zákon univerzální gravitace. Volně však připustil, že nechápe, jak je gravitační síla přenášena z jednoho předmětu na druhý, zdánlivě okamžitě, na velké vzdálenosti. Přes tuto chybu se Newtonův zákon stal vědeckým principem pro příští tři století. Opakovaně se ukázalo jako správné předpovídáním, například, umístění planet, které dosud nebyly objeveny.

Newtonův zákon, i když ve většině obecných aplikací správný, obsahoval drobné nekonzistence, které se staly zřejmými, protože postupující věda rostla přesněji. Einstein, pracující na počátku 20. století, nakonec tyto nepřesnosti vysvětlil svou teorií obecné relativity. Podle relativity je pohyb těl prostorem řízen účinkem těchto těl na strukturu samotného časoprostoru. Newtonův zákon stále používají vědci, protože je jednodušší spočítat a je správný pro takové praktické záležitosti, kolik síly musí raketa opustit zemskou atmosféru.

Ani Einstein nevysvětlil gravitační sílu. V moderní době se rozumí, že gravitace je jednou ze čtyř základních sil, které spojují vesmír spolu s elektromagnetismem a slabými a silnými jadernými silami. Poslední tři byly prokázány objevem subatomických částic, které přenášejí tyto síly na vzdálenost. Podobná částice pro gravitaci, tzv. Graviton, zůstala od roku 2010 nepolapitelná. Další principy gravitační síly také zůstávají nevysvětleny moderní fyzikou.