Co to jest pole grawitacyjne?

Grawitacja jest siłą przyciągania między wszystkimi masami. Chociaż mówi się, że grawitacja jest wywierana przez wszystko, co ma masę, tylko te obiekty o bardzo dużych masach faktycznie wpływają na wszystko w pobliżu. Pole grawitacyjne to obszar wokół ciała, który wywiera siłę grawitacji. Można go zdefiniować jako siłę grawitacji odczuwaną przez masę jednostki umieszczoną w punkcie w przestrzeni.

Grawitacja ma trzy bardzo ważne efekty. Po pierwsze, wszystko przyspiesza w tym kierunku. Na Ziemi przyspieszenie ziemskie wynosi 9,8 metra na sekundę do kwadratu. Oznacza to, że niezależnie od tego, co spadnie na Ziemię, zrobi to z tym samym przyspieszeniem, chyba że weźmie się pod uwagę opór powietrza.

Po drugie, grawitacja nadaje wszystkim wagę. Ciężar to siła grawitacji ciągnąca coś w kierunku Ziemi. Masa i waga to nie to samo, a masa służy do określania masy czegoś. Masa obiektu jest zawsze taka sama, ale jego waga może się zmieniać w zależności od siły pola grawitacyjnego. Na przykład masa obiektu byłaby taka sama na Księżycu, jak na Ziemi, ale jego waga byłaby inna z powodu różnych sił grawitacyjnych.

Wreszcie grawitacja utrzymuje wszystkie obiekty w Układzie Słonecznym na swoich orbitach. Orbita jest spowodowana przez równowagę ruchu do przodu obiektu i siłę grawitacji ciągnącą go do wewnątrz. Na przykład orbita Ziemi wokół Słońca jest spowodowana ruchem Ziemi do przodu i przyciąganiem grawitacyjnym Słońca. To samo dzieje się z księżycem wokół Ziemi.

Im bliżej jest jeden obiekt do drugiego, tym silniejsze jest pole grawitacyjne. W Układzie Słonecznym planety znajdujące się bliżej Słońca mają znacznie silniejszą siłę przyciągania działającą na nie. Aby temu przeciwdziałać, muszą poruszać się wokół Słońca znacznie szybciej. Pole grawitacyjne maleje bardzo szybko wraz z odległością.

Wielkość siły grawitacji odpowiada odwrotnej zależności kwadratowej. Gdyby zmierzyć grawitację obiektu, a następnie przesunąć go dwa razy dalej od dużego obiektu powodującego pole grawitacyjne, siła grawitacji zostałaby zmniejszona czterokrotnie. Gdyby przenieść je trzykrotnie dalej, siła grawitacji zostałaby zmniejszona o współczynnik 9 lub kwadrat o wartości trzy. Przeciwnie, można by powiedzieć, gdyby obiekt został również przesunięty bliżej, z tym że grawitacja byłaby zwiększona zamiast zmniejszona.