Was ist eine Gravitationskraft?
Eine Gravitationskraft ist im einfachsten Sinne die Anziehungskraft zwischen zwei getrennten Körpern. Die Schwerkraft hängt mit der Masse zusammen: Je größer die Masse eines Objekts ist, desto größer ist die Schwerkraft, die es auf andere Objekte ausübt. Es ist eine der wesentlichen Kräfte, die für die Struktur des Universums verantwortlich sind. Obwohl es eine der am leichtesten beobachtbaren kosmischen Kräfte ist, werden die Prinzipien der Schwerkraft von der modernen Wissenschaft noch nicht vollständig verstanden.
Die Schwerkraft wird im Volksmund mit Sir Isaac Newton, dem englischen Wissenschaftler des 17. Jahrhunderts, in Verbindung gebracht, doch Wissenschaftler hatten die Schwerkraft schon Jahrhunderte vor Newton untersucht. Einige Jahrzehnte zuvor hatte Galileo gezeigt, dass Objekte unabhängig von ihrem Gewicht mit der gleichen Geschwindigkeit fallen. Der Sturz eines Apfels inspirierte Newton dazu, die Gravitationskraft zu untersuchen, obwohl der Apfel tatsächlich nicht auf den Kopf traf und sofort Verständnis brachte; Er verbrachte mehr als 20 Jahre mit diesem Thema. Er erkannte, dass die Gravitationskraft den Mond auch in einer Umlaufbahn um die Erde hielt und konnte dies beweisen, indem er die Umlaufbahn des Mondes verwendete, um seine Berechnungen zu überprüfen.
Newton verwirklichte die gleichen Prinzipien, die auf alle Objekte überall im Raum angewendet wurden. Seine Theorie wurde als Gesetz der universellen Gravitation bekannt. Er gab jedoch frei zu, dass er nicht verstand, wie die Gravitationskraft scheinbar augenblicklich über weite Entfernungen von einem Objekt zum anderen übertragen wird. Trotz dieses Fehlers wurde Newtons Gesetz für die nächsten drei Jahrhunderte zu einem etablierten wissenschaftlichen Prinzip. Dies wurde wiederholt bewiesen, indem beispielsweise der Standort von Planeten vorhergesagt wurde, die noch nicht entdeckt worden waren.
Das Newtonsche Gesetz war zwar in den meisten allgemeinen Anwendungen korrekt, enthielt jedoch geringfügige Inkonsistenzen, die mit zunehmender Genauigkeit der Wissenschaft offensichtlich wurden. Einstein, der zu Beginn des 20. Jahrhunderts arbeitete, erklärte diese Ungenauigkeiten schließlich mit seiner Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie. Entsprechend der Relativitätstheorie wird die Bewegung von Körpern durch den Raum durch die Wirkung dieser Körper auf das Gefüge der Raumzeit selbst bestimmt. Das Newtonsche Gesetz wird immer noch von Wissenschaftlern angewendet, da es einfacher zu berechnen ist und für praktische Fragen wie die Kraft, die eine Rakete benötigt, um die Erdatmosphäre zu verlassen, richtig ist.
Selbst Einstein hat die Schwerkraft nicht vollständig erklärt. In der heutigen Zeit versteht sich, dass die Schwerkraft neben dem Elektromagnetismus und den schwachen und starken Kernkräften eine von vier fundamentalen Kräften ist, die das Universum zusammenhalten. Die letzten drei wurden durch Entdeckung der subatomaren Teilchen nachgewiesen, die diese Kräfte über die Distanz übertragen. Ein ähnliches Teilchen für die Schwerkraft, das sogenannte Graviton, war ab 2010 schwer fassbar. Auch andere Prinzipien der Gravitationskraft bleiben von der modernen Physik unerklärt.