Hvad er tyngdekraften?

Road Runner -tegnefilmene spiller hurtigt og løst med tyngdekraften. I betragtning af muligheden, Wile E. Coyote jager normalt sin hurtigfodede fjende ud for kanten af ​​en klippe-men styrter kun ned, når han indser, at han kører på tynd luft.

Det er overflødigt at sige, tyngdekraften virker ikke sådan i virkeligheden. Men hvad sker der, når kampesten eller Acme -ambolter styrter ned til jorden? Lad os starte med dine fødder og arbejde os op til, åh, hele universet. Tag en stol, fordi det vil tage en hel side at forklare.

Tyngdekraften holder dine fødder nede mod jorden, fordi planetens masse udøver et tyngdekraft på din kropsmasse. Faktisk, tyngdekraften vækker tiltrækning mellem to objekter i universet:måner, støvpletter, prærieulve - you name it. Uanset hvor du finder noget, du finder tyngdekraften. Du kunne aldrig rejse til en tyngdekraftsfri planet, kun en med større eller mindre masse, der resulterer i større eller mindre tyngdekraft.

I større skala, tyngdekraften arrangerer kosmiske kroppe i kredsløb og får endda drivende rumpartikler til at trække langsomt sammen til større og større klumper, der til sidst bliver til planeter, stjerner og galakser. Tilbage i 1600'erne, Isaac Newton definerede tyngdekraften som en universel kraft, der virker på al materie. Ifølge hans teori, det nøjagtige udtryk for tyngdekraften kom ned til masse og afstand. Jo længere fra hinanden to partikler er, og jo mindre massive de er, jo mindre tyngdekraften.

Det er Newtons lov om universel gravitation i en nøddeskal, og den stod uimodsagt i tre århundreder. Derefter, i 1900'erne, en vildhåret fysiker ved navn Albert Einstein trådte i ringen og lod flyve med sin generelle relativitetsteori.

Einstein hævdede, at tyngdekraften var langt mere end bare en kraft; det var en kurve i den fjerde dimension af rum og tid. I betragtning af tilstrækkelig masse, et objekt kan få en ellers lige lysstråle til at kurve. Astronomer kalder denne effekt gravitationslinse , og det er en af ​​de primære metoder til at opdage uobserverbare kosmiske fænomener, såsom sorte huller. Tilsvarende jo mindre tyngdekraft der er, jo hurtigere tiden går, et fænomen kendt som tyngdekraftstidsudvidelse . For eksempel, et ur ombord på en kredsende satellit går lidt hurtigere frem end en pendant på Jordens overflade.

Mens Einsteins teori bragte tyngdekraften op i hast med moderne videnskab, vi ved stadig ikke alt om tyngdekraften. Nogle forskere tilskriver tyngdekraften hypotetiske partikler kaldet gravitoner , som - i teorien - får objekter til at blive tiltrukket af hinanden.

Endelig, der er feltet kvantegravitation , hvor forskere forsøger at forene generel relativitet med kvanteteori. Kvanteteorien omhandler, hvordan universet fungerer på de mindste subatomære niveauer. Feltet har hjulpet forskere med at udvikle standardmodellen for partikelfysik, som beskriver de fleste af universets indre funktioner - med en bemærkelsesværdig undtagelse. Standardmodellen forklarer ikke tyngdekraften.

Så mens kvanteteori og relativitet sammen forklarer det meste af det observerbare univers, de modsiger også hinanden til tider, såsom i studiet af sorte huller eller det tidlige univers. Ikke overraskende, mange forskere fortsætter med at arbejde hen imod en samlet teori.

Uanset hvilke teorier vi i sidste ende vedtager, det er svært at overvurdere betydningen af ​​tyngdekraften. Det er limen, der holder kosmos sammen, selvom det stadig vækker ubesvarede spørgsmål om universet.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Hvordan virker tyngdekraften?
• Hvordan kan dele af Canada "mangle" tyngdekraften?
• Hvilke tyngdekraftshemmeligheder er blevet afsløret i de sidste 50 år?
• Hvad har tyngdekraften at gøre med big bang?
• Sådan fungerer Quantum Suicide

Flere store links

• Perimeter Institute for Theoretical Physics:Quantum Gravity

Kilder

• "Gravitationslinsering:Astronomer udnytter Einsteins teleskop." Science Daily. 24. februar kl. 2009. (9. august, 2010) http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090220172053.htm
• "Quantum Gravity" Perimeter Institute for Theoretical Physics. 2010. (9. august, 2010) http://www.perimeterinstitute.ca/Outreach/What_We_Research/Quantum_Gravity
• "Quantum Gravity 'Stanford Encyclopedia of Philosophy. 26. december, 2005. (9. august, 2010) http://plato.stanford.edu/entries/quantum-gravity/