La gravità mantiene la luna dove dovrebbe essere:in orbita. Peepo / Getty Images Ogni volta che salti, sperimenti la gravità. Ti riporta a terra. Senza gravità, fluttuare nell'atmosfera, insieme a tutta l'altra materia sulla Terra.
Vedi la gravità all'opera ogni volta che lasci cadere un libro, salire su una bilancia o lanciare una palla in aria. È una presenza così costante nelle nostre vite, raramente ci meravigliamo del mistero di esso, ma anche con diverse teorie ben accolte là fuori che tentano di spiegare perché un libro cade a terra (e alla stessa velocità di un sassolino o di un divano, a quel), sono ancora solo teorie. Il mistero della forza di gravità è praticamente intatto.
Quindi cosa sappiamo della gravità? Sappiamo che fa sì che due oggetti nell'universo siano attratti l'uno dall'altro. Sappiamo che la gravità ha aiutato a formare l'universo, che mantiene la luna in orbita intorno alla Terra, e che può essere sfruttato per applicazioni più banali come motori a gravità o lampade a gravità.
Per quanto riguarda la scienza dietro l'azione, sappiamo che Isaac Newton ha definito la gravità come una forza che attrae tutti gli oggetti su tutti gli altri oggetti. Sappiamo che Albert Einstein disse che la gravità è il risultato della curvatura dello spazio-tempo. Queste due teorie sono le spiegazioni più comuni e ampiamente accettate (sebbene incomplete) della gravità.
In questo articolo, esamineremo la teoria della gravità di Newton, La teoria della gravità di Einstein e toccheremo anche una visione più recente del fenomeno.
Sebbene molte persone avessero già notato che la gravità esiste, Newton è stato il primo a sviluppare una spiegazione coerente per la gravità, quindi inizieremo da lì.
Newton espose l'idea che la gravità fosse una forza prevedibile. Il suo lavoro cumulativo gli è valso un monumento all'Osservatorio Griffith (a sinistra c'è l'astronomo William Herschel). Stephen Dunn/Getty Images Nel 1600, un fisico e matematico inglese di nome Isaac Newton era seduto sotto un melo, o almeno così ci dice la leggenda. Apparentemente, una mela gli cadde in testa, e ha iniziato a chiedersi perché la mela fosse attratta a terra in primo luogo.
Newton pubblicò la sua Teoria della Gravitazione Universale nel 1680. Fondamentalmente enunciava l'idea che la gravità fosse una forza prevedibile che agisce su tutta la materia nell'universo, ed è funzione sia della massa che della distanza. La teoria afferma che ogni particella di materia attrae ogni altra particella (ad esempio, le particelle di "Terra" e le particelle di "tu") con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro.
Quindi più distanti sono le particelle, e/o meno massicce sono le particelle, minore è la forza gravitazionale.
La formula standard per la legge di gravitazione va [fonte:UT]:
Forza gravitazionale =(G * m1 * m2) / (d 2 )
dove G è la costante gravitazionale, m1 e m2 sono le masse dei due oggetti per cui stai calcolando la forza, e D è la distanza tra i baricentri delle due masse.
G ha il valore di 6,67 x 10E-8 dyne * cm 2 /gm 2 . Quindi se metti due oggetti da 1 grammo a 1 centimetro di distanza l'uno dall'altro, si attrarranno l'un l'altro con la forza di 6,67 x 10E-8 dyne. UN dyne è pari a circa 0,001 grammi di peso, il che significa che se hai una dine di forza disponibile, può sollevare 0,001 grammi nel campo gravitazionale terrestre. Quindi 6,67 x 10E-8 dyne è una forza minuscola.
Quando hai a che fare con corpi enormi come la Terra, però, che ha una massa di 6E+24 chilogrammi (vedi Quanto pesa il pianeta Terra?), si aggiunge a una forza gravitazionale piuttosto potente. Ecco perché non stai fluttuando nello spazio in questo momento.
La forza di gravità che agisce su un oggetto è anche il peso di quell'oggetto. Quando sali su una bilancia, la scala legge quanta gravità agisce sul tuo corpo. La formula per determinare il peso è [fonte:Kurtus]:
peso =m * g
dove m è la massa di un oggetto, e G è l'accelerazione di gravità. Accelerazione dovuta alla gravità sulla Terra, è 9,8 m/s² -- non cambia mai, indipendentemente dalla massa di un oggetto. Ecco perché se dovessi far cadere un sassolino, un libro e un divano su un tetto, sarebbero caduti a terra nello stesso momento.
Per centinaia di anni, La teoria della gravità di Newton era praticamente l'unica nella comunità scientifica. Ciò è cambiato all'inizio del 1900.
Albert Einstein definì la gravità una distorsione nella forma dello spazio-tempo. Foto di Keystone/Getty Images Albert Einstein, che vinse il Premio Nobel per la Fisica nel 1921, ha contribuito a una teoria alternativa della gravità nei primi anni del 1900. Faceva parte della sua famosa Teoria della Relatività Generale, e offriva una spiegazione molto diversa dalla Legge di Gravitazione Universale di Newton. Einstein non credeva affatto che la gravità fosse una forza; ha detto che era una distorsione a forma di spazio-tempo, altrimenti noto come "la quarta dimensione" (vedi Come funziona la relatività speciale per conoscere lo spazio-tempo).
La fisica di base afferma che se non ci sono forze esterne al lavoro, un oggetto viaggerà sempre nella linea più dritta possibile. Di conseguenza, senza una forza esterna, due oggetti che viaggiano lungo percorsi paralleli rimarranno sempre paralleli. Non si incontreranno mai.
Ma il fatto è che si incontrano. Le particelle che iniziano su percorsi paralleli a volte finiscono per scontrarsi. La teoria di Newton dice che questo può accadere a causa della gravità, una forza che attrae quegli oggetti l'uno verso l'altro o verso un singolo, terzo oggetto. Einstein dice anche che questo accade a causa della gravità, ma nella sua teoria, la gravità non è una forza. È una curva nello spazio-tempo.
Secondo Einstein, quegli oggetti stanno ancora viaggiando lungo la linea più dritta possibile, ma a causa di una distorsione nello spazio-tempo, la linea più dritta possibile è ora lungo un percorso sferico. Quindi due oggetti che si muovevano lungo un piano piatto ora si muovono lungo un piano sferico. E due percorsi rettilinei lungo quella sfera terminano in un unico punto.
Teorie ancora più recenti della gravità esprimono il fenomeno in termini di particelle e onde. Un punto di vista afferma che le particelle chiamate gravitoni fa sì che gli oggetti vengano attratti l'uno dall'altro. I gravitoni non sono mai stati effettivamente osservati, anche se. E nessuno dei due onde gravitazionali , a volte chiamata radiazione gravitazionale, che presumibilmente vengono generati quando un oggetto viene accelerato da una forza esterna [fonte:Scientific American].
Gravitoni o non gravitoni, sappiamo che ciò che sale deve scendere. Forse un giorno, sapremo esattamente perché. Ma fino ad allora, possiamo essere soddisfatti solo sapendo che il pianeta Terra non si precipiterà verso il sole in qualunque momento presto. La gravità lo tiene al sicuro in orbita.
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