Co je zákon univerzální gravitace?
Zákon univerzální gravitace je základním principem fyziky. Poprvé byl kodifikován sirem Isaacem Newtonem v 16. století. Zákon univerzální gravitace říká, že všechny objekty jsou přitahovány k sobě navzájem gravitací; síla přitažlivosti závisí na hmotnosti objektů a klesá na základě vzdálenosti mezi nimi. Newtonův objev byl nahrazen Einsteinovou teorií obecné relativity. Je však stále přesný pro většinu praktických aplikací.
Newton neobjevil gravitaci, jak si myslí lidová víra, ale rozšířil se o práci dřívějších vědců, jako je Galileo. Newton odkázal na tyto vědce, když skvěle napsal: „Pokud jsem viděl dále, je to postavením se na ramena obrů.“ Pád jablka inspiroval Newtona ke studiu tématu gravitace; jablko však nepřineslo okamžité porozumění zasažením jeho hlavy. Místo toho použil měsíční orbitu kolem Země, aby zkontroloval a potvrdil své výpočty po dobu 20 let. Zákon univerzální gravitace byl podrobně popsán v jeho průkopnické knize Principia Mathematica , publikované v roce 1687.
Newtonova kniha obsahovala matematické vzorce popisující zákon univerzální gravitace. Zákon v podstatě stanoví, že všechny objekty působí gravitačním tahem na všechny ostatní objekty. Předměty s velkou hmotou mají silnější gravitační nebo gravitační pole, a proto jsou objekty a lidé přitahovány k Zemi, ale nikoliv k sobě. Gravitační tah klesá s rostoucí vzdáleností; tento pokles může být přesně změřen a je ve fyzice znám jako inverzní zákon. Univerzální gravitace je síla, která udržuje planety a satelity zamčené na oběžné dráze, spíše než volně cestovat po vesmíru.
Po staletí po Newtonově životě byl zákon předpovědi umístění planet a přírodních satelitů, které dosud nebyly objeveny, používán zákon univerzální gravitace. Případné objevy těchto nebeských těles potvrdily správnost zákona. Jedním aspektem zákona, který Newton nedokázal vysvětlit, bylo, jak je mezi objekty přenášena gravitační síla. Ostatní základní síly, jako je elektromagnetismus, fungují, protože mezi atomy se pohybují subatomární částice a přitahují je k sobě. Podobná částice pro přenos gravitace, graviton, byla popsána teoreticky, ale zůstává neobjevená více než 300 let po Newtonově práci.
Do 20. století objevili vědci drobné rozpory v zákoně univerzální gravitace. Tyto nekonzistence byly vysvětleny Einsteinovou teorií obecné relativity. Einstein si uvědomil, že masy nebeských těles ve skutečnosti ovlivňují nejen sebe, ale také strukturu časoprostoru kolem nich. Tyto účinky jsou patrné pouze ve velmi přesných měřeních a výpočtech. Pro praktické aplikace, jako je odpálení rakety, je zákon univerzální gravitace stále přesný a mnohem jednodušší spočítat než účinky relativity.