Hvad er loven om universel gravitation?

Loven om universal tyngdekraft er et væsentligt princip i fysik. Det blev først kodificeret af Sir Isaac Newton i 1600'erne. Loven om universel tyngdekraft fastslår, at alle genstande tiltrækkes af hinanden af ​​tyngdekraften; tiltrækningskraften afhænger af genstandenes masse og falder afhængigt af afstanden imellem dem. Newtons opdagelse blev afløst af Einsteins teori om generel relativitet. Det er dog stadig nøjagtigt for de fleste praktiske anvendelser.

Newton opdagede ikke tyngdekraften, som den folkelige tro hævder, men udvidede på arbejde fra tidligere forskere som Galileo. Newton henviste til disse videnskabsfolk, da han berømt skrev: "Hvis jeg har set yderligere, er det ved at stå på giganternes skuldre." Et æbles fald inspirerede Newton til at studere tyngdekraften; æblet bragte dog ikke øjeblikkelig forståelse ved at slå sit hoved. I stedet brugte han månens bane rundt om Jorden til at kontrollere og bekræfte sine beregninger over en periode på 20 år. Loven om universal gravitation blev detaljeret i hans banebrydende bog Principia Mathematica , der blev udgivet i 1687.

Newtons bog indeholdt matematiske formler, der beskriver loven om universal tyngdekraft. I det væsentlige hedder det i loven, at alle genstande trækker på alle andre genstande. Objekter med stor masse har stærkere tyngdepladser eller tyngdefelter, og det er grunden til, at objekter og mennesker tiltrækkes af Jorden, men ikke mærkbart til hinanden. Tyngdekraften aftager, når afstanden øges; dette fald kan måles nøjagtigt og er kendt i fysik som en omvendt kvadratisk lov. Universel gravitation er den kraft, der holder planeter og satellitter låst i bane snarere end at rejse frit omkring universet.

I århundrederne efter Newtons levetid blev loven om universalgravitation brugt til at forudsige placeringerne af planeter og naturlige satellitter, der endnu ikke var blevet opdaget. De eventuelle opdagelser af disse himmellegemer bekræftede, at loven var korrekt. Et aspekt af loven, som Newton ikke kunne forklare, var, hvordan tyngdekraft overføres mellem genstande. Andre grundlæggende kræfter, såsom elektromagnetisme, fungerer, fordi subatomære partikler bevæger sig mellem objekterne og tiltrækker dem til hinanden. En lignende partikel til overføring af tyngdekraften, graviton, er blevet beskrevet i teorien, men forbliver uopdaget mere end 300 år efter Newtons arbejde.

I det 20. århundrede havde forskere opdaget mindre uoverensstemmelser i loven om universal gravitation. Disse uoverensstemmelser blev forklaret af Einsteins teori om generel relativitet. Einstein indså, at masserne af himmellegemer faktisk ikke kun påvirker hinanden, men rummet i rummet omkring dem. Disse effekter ses kun ved meget præcise målinger og beregninger. Ved praktiske anvendelser som raketudskydning er loven om universalgravitation stadig nøjagtig og meget lettere at beregne end relativitetens virkninger.