Dele:
10 Teorier og fakta du ikke visste om tyngdekraften
Vårt forhold til tyngdekraft tar oss alle tilbake til om første klasse, da vi først lærte om denne fantastiske kraften. Gravitasjon er imidlertid så mye mer enn den kraften som holder oss på jorden.
I skolen lærer vi noen grunnleggende ideer om tyngdekraften. Men disse gir opphav til mange misforståelser og hull i forståelsen av denne viktige fysiske kraften. Her er 10 tankebøyende teorier og fakta som du sannsynligvis ikke lærte om tyngdekraften.
10 Gravity er en teori, ikke en lov
Det er en myte at tyngdekraften er en vitenskapelig lov. Hvis du skulle gjøre et online søk om tyngdekraften, ville du sannsynligvis se mange artikler dukker opp om tyngdeloven. Men i den vitenskapelige verden er lover og teorier svært forskjellige. En vitenskapelig lov er et faktum som er basert på data og relasjoner som beskriver nøyaktig hva som skjer. I motsetning er en teori en ide som brukes til å forklare hvorfor visse fenomener oppstår.
Når vi tenker på tyngdekraft ved å bruke definisjonene av vitenskapelige lover og teorier, blir det klart hvorfor tyngdekraften er en teori og ikke en lov. Forskere har ikke vært i stand til å måle tyngdekraften for hver stjerne, månen, planet, asteroide eller atom i universet.
Voyager 1 (en menneskeskapte romprobe) har reist rundt 21 milliarder kilometer fra jorden. Denne båten har forlatt vårt solsystem, men ikke så mye. Bare ved å se på Voyager 1's tiår lange reise alene, er det åpenbart hvorfor forskere ikke har studert tyngdekraften til hver stjerne, månen, planet, asteroide og atom. Vårt univers er like stort!
9 Det er hull i gravitasjonsteorien
Etter å ha lært at tyngdekraften er bare en teori, blir en annen curveball kastet hos noen av oss. Noen hull i tyngdepunkten tyder på at det ikke er så troverdig som vi en gang trodde i første klasse. Mange av disse hullene har å gjøre med det vi ser i vårt solsystem, men noen kan ses her på Jorden.
For eksempel, ifølge tyngdekraften, ville solens gravitasjonskraft være mye større på månen enn jordens tyngdekraft. Månen vil således dreie seg om Solen i stedet for Jorden. Forskere har bevist at månen dreier seg rundt jorden, som vi kan se bare ved å se på nattehimmelen.
I skolen lærte vi også om Isaac Newton, "gravgjennelsens" oppdagelsesviter, som anerkjente et potensielt gap i teorien. Newton opprettet en ny grenen av matematikk kalt fluxions, som han pleide å utvikle tyngdeorienteringen. Fluxions kan ikke høres kjent for oss, men hva det til slutt ble til vilje.
I dag kaller vi det kalkulator. Selv om mange av oss studerer kalkulasjon på et tidspunkt i våre liv, har dette matematikkområdet også vist seg å ha feil i det. Dermed kan det være feil i hvordan Newton "beviset" sin tyngdeorientering.
8 Gravitasjonsbølger
Albert Einsteins generelle relativitetsteori (aka Einsteins tyngdeorientering) ble foreslått i 1915. Rundt samme tid ble også et fenomen som kalles gravitasjonsbølger hypoteset. Det var ikke før 1974 at denne teorien ble bevist.
Gravitasjonsbølger er krusninger i romtidens kontinuum forårsaket av voldelige hendelser i universet. Disse hendelsene kan være alt fra kollisjonen av svarte hull til den wobbly rotasjon av nøytronstjerner til en supernova. Når en av disse hendelsene oppstår, gravitasjonsbølger ripple fra scenen som bølger som beveger seg bort fra en stein kastet i vann. Bølgene reiser med lysets hastighet gjennom universet.
Da vi ikke ser disse katastrofale hendelsene som skjer hele tiden i vårt univers, tar det mange år å observere gravitasjonsbølger. Derfor tok det nesten 60 år å bevise at gravitasjonsbølger eksisterte.
I over 40 år har forskere overvåket sitt første funn av gravitasjonsbølger, den som viste seg at de eksisterte. Disse bølgene ble forårsaket av to tette, tunge stjerner som kretset hverandre på grunn av tyngdekraften. Over tid ble det observert at stjernene gikk rundt og nærmere hverandre i takt med Einsteins teori. Det ble således bevist at gravitasjonsbølger eksisterer.
7 Black Holes And Gravity
Svarte hull er en av verdens største mysterier. De dannes når en stjerne kollapser i seg selv, noe som skaper en supernova. Denne supernovaen vil eksplodere deler av stjernen ut i rommet og kan skape et område i rommet hvor tyngdekraften er så sterk at lyset ikke kan flykte fra det - det svarte hullet. Gravity danner ikke svarte hull, men det spiller en nøkkelrolle for å hjelpe oss å forstå og lære om dem.
Gravheten i sorte hull hjelper forskere å finne dem i universet. Siden tyngdekraften er så sterk, ser forskerne tyngdekraften på andre stjerner eller gasser som er rundt dem. Det svarte hullet kan til og med trekke disse gassene for å belyse en plate rundt seg selv. Uten ekstreme tyngdekraften til sorte hull, kan vi aldri ha visst at de eksisterte.
6 Teorien om mørk materie og mørk energi
Omtrent 68 prosent av universet består av mørk energi, og om lag 27 prosent består av mørk materie. Selv om det er så mye mørkt materie og mørk energi i vårt univers, vet vi ikke mye om dem.
Men vi vet at mørk energi har mange egenskaper. Einsteins tyngdeorientering spilte også en stor rolle i å hjelpe forskere til å se at mørk energi er i stand til å utvide og gjøre mer plass. Når man brukte Einsteins teori, trodde forskere først at tyngdekraften måtte forsinke universets utvidelse etter hvert som tiden gikk.
Så i 1998 viste Hubble Space Telescope at universet vokste raskere og raskere. Dermed visste forskere at tyngdekraften ikke kunne forklare hva som skjedde i vårt univers.De hypoteserte eksistensen av mørk materie og mørk energi for å redegjøre for hvordan universet vokste til en økende grad over tid.
5 Gravitoner
Når vi lærer om gravitasjon i skolen, lærer vi at det er en styrke. Men det kan være enda mer enn det. Gravity kan faktisk være en partikkel kalt en graviton.
Gravitoner ville være den grunnleggende tyngdekraften og avgir en tyngdekraft. Fysikere har ikke oppdaget noen gravitoner, men de har mange teorier om hvorfor de burde eksistere. En av disse teoriene er at tyngdekraften er den eneste kraften (av de fire grunnleggende kreftene i naturen) der en grunnleggende enhet ikke er oppdaget.
Selv om gravitoner kan eksistere, ville det være ekstremt vanskelig å identifisere dem. Fysikere teoretisere at gravitasjonsbølger er laget av gravitoner. For å søke etter gravitasjonsbølger kan vi gjøre et enkelt eksperiment der vi spretter speil for å se skift i separasjonen.
Dessverre ville dette ikke fungere for å oppdage minuttavstandsendringene forårsaket av gravitoner. Fysikere må bruke speil som er så tunge at de vil kollapse og danne sorte hull.
Så det kommer ikke til å skje i nær fremtid. For tiden ser fysikere mot universet (det største de kan) for å hjelpe dem med å oppdage effekter av gravitoner.
4 Mulig oppretting av ormhuller
Wormholes er et flott mysterium i vårt univers. Hvor kult ville det være å gå gjennom en romtunnel med lysets hastighet for å reise til en annen galakse? Vel, hvis ormhuller eksisterer et sted i vårt univers, kan det være mulig. Akkurat nå er det ingen bevis på at de eksisterer, men fysikere tror at en måte å skape dem ville være med tyngdekraften.
Ved å bruke Einsteins generelle relativitetsteori beskrev fysikeren Ludwig Flamm hvordan tyngdekraften er i stand til å bøye romtiden, noe som teoretisk kan forårsake at ormhullene dannes. Selvfølgelig finnes det også andre teorier om dannelse av ormhuller.
3 Planeter utøver en tyngdekraft på solen
Vi vet at solen utøver en tyngdekraften på alle planeter i vårt solsystem, slik at de kretser rundt solen. På samme måte utøver jorden en gravitasjonskraft på månen, og det er derfor den også veksler rundt jorden.
Men hver planet eller et annet objekt med masse i vårt solsystem utøver også en gravitasjonskraft på Solen, andre planeter og ethvert annet objekt som har masse. Graden av kraft som utøves avhenger av objektets masse og avstanden mellom dem.
I vårt solsystem, det er derfor hvert objekt med masse dreier seg rundt solen. Den har størst gravitasjonskraft. Faktisk utøver hvert objekt med masse i universet sin egen tyngdekraft på alle andre gjenstander som har masse selv om de er lysår fra hverandre!
2 mikrogravity
Vi har alle sett bilder eller hørt historier om astronauter som flyter rundt i rommet fordi det ikke er tyngdekraften. Selv om dette er en vanlig skildring i filmer, er det faktisk tyngdekraften i rommet.
Det kalles mikrogravity fordi det er så lite beløp. Denne mikrograviteten skaper den effekten som astronautene ser ut til å være vektløse i rommet. Uten tyngdekraften i rommet ville planene ikke bane om solen, og månen ville ikke bane jorden.
Gravity bryter ned og blir svakere med avstand. I rommet er det mikrogravity fordi alt er mye lenger fra hverandre enn det er her på jorden, hvor tyngdekraften er sterkere.
Gravity blir også svakere på svært lite nivå. Tenk på atomet. Det er så lite at det vil ha en svært svak gravitasjonskraft forbundet med den. Som atomer kombinerer blir deres styrke sterkere.
1 Time Travel
Tidsreise er mysterium som har fascinert oss i årevis. Mange teorier, inkludert tyngdeorienteringen, kan forklare hvorfor reisen kan eksistere. Gravity produserer en bøyning i romtid, noe som gjør at objekter beveger seg i en buet sti. Som et resultat beveger objekter i rommet noe raskere forhold til de på jorden på jorden. For å være nøyaktig, får klokkene på verdens satellitter 38 mikrosekunder om dagen.
Siden tyngdekraften i rommet forårsaker at objekter beveger seg raskere i rommet enn på jorden, anses astronauter for å være tidsreisende når de kommer tilbake til jorden. Effekten på astronautene er så liten at du ikke vil legge merke til det. Men det løfter spørsmålet: Kan tyngdekraften til slutt føre til de slags tidsreiser som vi ser i filmene?