Dela med sig:
10 Teorier och fakta du inte visste om tyngdkraft
Vår relation med gravitation tar oss tillbaka till ungefär första klass när vi först lärde oss om denna fantastiska kraft. Tyngdkraften är dock så mycket mer än den kraft som håller oss på jorden.
I skolan lär vi oss några grundläggande idéer om gravitation. Men dessa ger upphov till många missuppfattningar och luckor i vår förståelse för denna viktiga fysiska kraft. Här är 10 tankböjande teorier och fakta som du förmodligen inte lärde dig om tyngdkraften.
10 Gravity är en teori, inte en lag
Det är en myt att gravitationen är en vetenskaplig lag. Om du skulle göra en online-sökning om gravitation skulle du förmodligen se många artiklar som dyker upp om tyngdlagen. Men i den vetenskapliga världen är lagar och teorier väldigt olika. En vetenskaplig lag är ett faktum som bygger på data och relationer som beskriver exakt vad som händer. Däremot är en teori en ide som används för att förklara varför vissa fenomen uppträder.
När vi tänker på gravitation med definitionerna av vetenskapliga lagar och teorier, blir det tydligt varför gravitationen är en teori och inte en lag. Forskare har inte kunnat mäta gravitationen för varje stjärna, mån, planet, asteroid eller atom i universum.
Voyager 1 (en konstgjord rymdprov) har rest cirka 21 miljarder kilometer från jorden. Denna båt har lämnat vårt solsystem men inte så mycket. Bara genom att titta på Voyager 1s årtiondena långa resa ensam är det uppenbart varför forskare inte har kunnat studera all stjärnans, månens, planetens, asterets och atomens allvar. Vårt universum är bara så stort!
9 Det finns luckor i gravitationsteorin
Efter att ha läst den gravitationen är bara en teori, kastas en annan curveball hos några av oss. Några luckor i gravitationsteori tyder på att det inte är lika trovärdigt som vi en gång trodde i första klassen. Många av dessa luckor har att göra med vad vi kan se i vårt solsystem, men vissa kan ses här på jorden.
Till exempel, enligt gravitationsteori, skulle solens gravitationskraft vara mycket större på månen än jordens gravitationskraft. Månen skulle sålunda rotera runt solen i stället för jorden. Vetenskapsmän har bevisat att månen kretsar runt jorden, vilket vi kan se bara genom att titta på nattskyen.
I skolan lärde vi oss också om Isaac Newton, "gravareens" upptäckare som erkände ett potentiellt gap i teorin. Newton skapade en ny gren av matematik som kallas fluxioner, som han brukade utveckla gravitationsteorin. Fluxioner kanske inte låter bekant för oss, men vad det äntligen blev till vilje.
Idag kallar vi det för calculus. Även om många av oss studerar kalkylen någon gång i våra liv, har detta matematikområde också visat sig ha brister i det. Således kan det finnas brister i hur Newton "bevisade" sin tyngdpunkts teori.
8 Gravitationsvågor
Albert Einsteins generella relativitetsteori (aka Einsteins gravitationsteori) föreslogs 1915. Vid samma tidpunkt förutsågs också ett fenomen som kallades gravitationsvågor. Det var inte förrän 1974 att denna teori bevisades.
Gravitationsvågor är krusningar i rymdtidens kontinuum som orsakas av våldsamma händelser i universum. Dessa händelser kan vara allt från kollisionen av svarta hål till den wobbly rotation av neutronstjärnor till en supernova. När en av dessa händelser uppstår, vågar gravitationsvågor från scenen som vågor som rör sig bort från en sten som kastas i vatten. Vågorna reser med ljusets hastighet genom universum.
Eftersom vi inte ser dessa katastrofala händelser som händer hela tiden i vårt universum, tar det många år att observera gravitationella vågor. Det var därför som det tog nästan 60 år att bevisa att gravitationella vågor existerar.
I över 40 år har forskare övervakat sin första upptäckt av gravitationella vågor, den som bevisade att de existerade. Dessa vågor orsakades av två täta, tunga stjärnor som kretsar varandra på grund av gravitationstryck. Över tiden observerades det att stjärnorna kretsade närmare och närmare varandra i takt med Einsteins teori. Det visade sig således att gravitationella vågor existerar.
7 svarta hål och tyngdkraft
Svarta hål är ett av världens största mysterier. De bildas när en stjärna kollapsar i sig, vilket skapar en supernova. Denna supernova spränger delar av stjärnan ut i rymden och kan skapa en region i rymden där tyngdkraften är så stark att ljuset inte kan fly från det-det svarta hålet. Gravity bildar inte svarta hål, men det spelar en nyckelroll för att hjälpa oss att förstå och lära oss om dem.
Graviten hos svarta hål hjälper forskare att hitta dem i universum. Eftersom gravitationens drag är så stark ser forskare gravitationsdragen på andra stjärnor eller gaser som ligger runt dem. Det svarta hålet kan till och med dra dessa gaser för att belysa en skiva runt sig själv. Utan de svarta hålens extrema gravitation kan vi aldrig ha vetat att de fanns.
6 Teorin om mörk materia och mörk energi
Ungefär 68 procent av universum består av mörk energi och cirka 27 procent består av mörk materia. Även om det finns så mycket mörk materia och mörk energi i vårt universum, vet vi inte mycket om dem.
Men vi vet att mörk energi har många egenskaper. Einsteins gravitationsteori spelade också en stor roll för att hjälpa forskare att se att mörk energi kan expandera och göra mer utrymme. När man använde Einsteins teori, ansåg forskare att gravitationen så småningom skulle sakta ner universums expansion när tiden gick vidare.
Sedan 1998 visade Hubble Space Telescope att universum växte snabbare och snabbare. Således visste forskare att gravitationsteorin inte kunde förklara vad som hände i vårt universum.De hypotesiserade förekomsten av mörk materia och mörk energi för att redogöra för hur universum växte i en ökande takt över tiden.
5 Gravitons
När vi lär oss om gravitation i skolan lär vi oss att det är en kraft. Men det kan vara ännu mer än så. Gravity kan faktiskt vara en partikel som kallas en graviton.
Gravitoner skulle vara den grundläggande tyngdkraften och avge en gravitationskraft. Fysiker har inte upptäckt några gravitoner, men de har många teorier om varför de borde finnas. En av dessa teorier är att tyngdkraften är den enda kraften (av de fyra grundläggande krafterna i naturen) där en grundläggande enhet inte har detekterats.
Även om gravitoner kan existera, skulle det vara extremt svårt att identifiera dem. Fysiker teorisera att gravitationella vågor är gjorda av gravitoner. För att leta efter gravitationsvågor kunde vi göra ett enkelt experiment där vi studsar backspeglar för att se skift i deras separation.
Tyvärr skulle det inte fungera för att upptäcka de minutdistansförändringar som orsakas av graviton. Fysiker skulle behöva använda speglar som är så tunga att de skulle kollapsa och bilda svarta hål.
Så det kommer inte att hända inom en snar framtid. För närvarande ser fysiker ut mot universum (det största de kan) för att hjälpa dem att upptäcka gravitons effekter.
4 Potentiellt skapande av maskhål
Wormholes är ett fantastiskt mysterium i vårt universum. Hur coolt skulle det vara att gå genom en rymd tunnel vid ljusets hastighet för att resa till en annan galax? Tja, om maskhål finns någonstans i vårt universum, kan det vara möjligt. Just nu finns det inget bevis på att de existerar, men fysiker tror att ett sätt att skapa dem skulle vara med gravitation.
Genom att använda Einsteins generella relativitetsteori beskrev fysikern Ludwig Flamm hur gravitationen kan böja rymdtid, vilket teoretiskt skulle kunna orsaka maskhål att bilda. Naturligtvis finns också andra teorier om bildandet av maskhål.
3 planeter utövar en gravitationskraft på solen
Vi vet att solen utövar en gravitationskraft på alla planeter i vårt solsystem så att de kretsar runt solen. På samma sätt utövar jorden en gravitationskraft på månen, varför den också kretsar runt jorden.
Emellertid utövar varje planet eller annat objekt med massa i vårt solsystem också en gravitationskraft på Solen, andra planeter och alla andra objekt som har massa. Graden av kraft som utövas beror på objektens massa och avståndet mellan dem.
I vårt solsystem, det är därför varje objekt med massa kretsar runt solen. Den har störst gravitationsdrag. Faktum är att varje föremål med massa i universum utövar sin egen gravitationskraft på alla andra objekt som har massa, även om de är ljusår sönder!
2 Microgravity
Vi har alla sett bilder eller hört historier om astronauter som flyter runt i rymden eftersom det inte finns någon tyngdkraft. Även om detta är en vanlig skildring i filmer, är det faktiskt gravitation i rymden.
Det kallas mikrogravity eftersom det är så liten mängd. Denna mikrogravity skapar den effekt som astronauterna tycks vara viktlösa i rymden. Utan gravitation i rymden skulle planeterna inte bana solen och månen skulle inte bana jorden.
Gravity bryts ner och blir svagare med avstånd. I rymden finns det mikrovågor eftersom allt är mycket längre ifrån varandra än det är här på jorden, där tyngdkraften är starkare.
Gravity blir också svagare på den mycket lilla nivån. Tänk på atomen. Den är så liten att den kommer att ha en mycket svag gravitationskraft i samband med den. När atomer kombineras blir deras kraft starkare.
1 Time Travel
Tidsresor är mysterium som fascinerat oss i åratal. Många teorier, däribland gravitationsteorin, kan förklara varför tidsresor faktiskt finns. Gravity ger en böja i rymdtid, vilket gör att föremål rör sig i en krökt bana. Som ett resultat rör objekten i rymden något snabbare i förhållande till de på jorden på jorden. För att vara exakt, får klockorna på rymdsatelliterna 38 mikrosekunder per dag.
Eftersom tyngdkraften i rymden orsakar att föremål rör sig snabbare i rymden än på jorden, anses astronauterna vara tidsresenärer när de kommer tillbaka till jorden. Effekten på astronauterna är så liten att du inte skulle märka den. Men det ställer upp frågan: Kan gravitation i slutändan orsaka de typer av tidsresor som vi ser i filmerna?