Co to jest siła grawitacji?
Siła grawitacji, najprościej mówiąc, jest siłą przyciągającą między dwoma oddzielnymi ciałami. Grawitacja jest związana z masą: im większa masa obiektu, tym większa siła grawitacji wywiera on na inne obiekty. Jest to jedna z podstawowych sił, które odpowiadają za strukturę wszechświata. Chociaż jest to jedna z najłatwiejszych do zaobserwowania sił kosmicznych, zasady grawitacji wciąż nie są w pełni zrozumiałe przez współczesną naukę.
Grawitacja jest popularnie kojarzona z Sir Isaacem Newtonem, siedemnastowiecznym angielskim naukowcem, ale naukowcy badali grawitację od stuleci przed Newtonem. Kilkadziesiąt lat wcześniej Galileusz wykazał, że przedmioty spadają w tym samym tempie, niezależnie od ich masy. Upadek jabłka zainspirował Newtona do badania siły grawitacyjnej, chociaż jabłko tak naprawdę nie uderzyło go w głowę i nie przyniosło natychmiastowego zrozumienia; spędził na ten temat ponad 20 lat. Uświadomił sobie, że siła grawitacji utrzymuje księżyc na orbicie wokół Ziemi i był w stanie to udowodnić, używając orbity księżyca do sprawdzenia swoich obliczeń.
Newton zrozumiał te same zasady, które obowiązują wszystkie obiekty w przestrzeni kosmicznej; jego teoria stała się znana jako prawo powszechnej grawitacji. Przyznał jednak swobodnie, że nie rozumie, w jaki sposób siła grawitacji jest przenoszona z jednego obiektu na drugi, pozornie natychmiastowo, na duże odległości. Mimo tej wady prawo Newtona stało się naukową zasadą na następne trzy stulecia. Wielokrotnie udowodniono, że jest poprawne, przewidując na przykład lokalizację planet, które nie zostały jeszcze odkryte.
Prawo Newtona, choć poprawne w większości ogólnych zastosowań, zawierało niewielkie niespójności, które stały się oczywiste, gdy postęp nauki stał się bardziej precyzyjny. Einstein, pracujący na początku XX wieku, ostatecznie wyjaśnił te nieścisłości swoją teorią ogólnej teorii względności. Zgodnie z teorią względności ruch ciał w przestrzeni jest regulowany przez wpływ tych ciał na strukturę samej czasoprzestrzeni. Prawo Newtona jest nadal używane przez naukowców, ponieważ łatwiej jest je obliczyć i jest poprawne w takich praktycznych kwestiach, jak siła, z jaką rakieta musi opuścić atmosferę Ziemi.
Nawet Einstein nie w pełni wyjaśnił siłę grawitacji. W dzisiejszych czasach rozumie się, że grawitacja jest jedną z czterech podstawowych sił, które wiążą wszechświat razem, wraz z elektromagnetyzmem oraz słabymi i silnymi siłami jądrowymi. Te trzy ostatnie zostały udowodnione przez odkrycie cząstek subatomowych, które przenoszą te siły na odległość. Podobna cząsteczka grawitacji, tak zwany grawiton, pozostawała nieuchwytna od 2010 roku. Inne zasady siły grawitacji również pozostają niewyjaśnione przez współczesną fizykę.