Indhold
Hvis tyngdekraften nogensinde holder op med at arbejde, vil der ske utrolige ting. For eksempel flyver alt, der ikke er knyttet til jorden, ud i rummet, alle planeter bryder fri fra solens træk, og universet, som du kender det ophører med at eksistere. Tyngdekraften mislykkes måske aldrig, men forskere fortsætter med at afsløre hemmelighederne for denne mystiske usynlige kraft, der hjælper med at holde alt sammen.
Universal Attraktion: The Force
Tyngdekraften er sammen med stærke kernekræfter, svage forfaldskræfter og elektromagnetiske kræfter en af universernes grundlæggende kræfter. Det er også de svageste, selvom tyngdekraften er så stærk, at en galakse kan tiltrække en anden billioner af miles væk. En velkendt idé i teoretisk fysik er ikke, at tyngdekraften er svagere end de andre kræfter, men at vi ikke oplever alle dens virkninger. Det kan ske, hvis der findes ekstra dimensioner, der får tyngdekraften til at sprede sig ud i disse dimensioner. Tyngdekraften er også den vigtigste kraft, der giver struktur til stjerner, galakser og andre massive genstande.
Når objekter falder
I modsætning til hvad der er almindelig tro, eksisterer tyngdekraft ombord i kredsløb omkring rumfartøj. Faktisk er tyngdekraften ombord på den internationale rumstation 90 procent af dens værdi på jordoverfladen. Astronauter og glas vand forekommer vægtløse på video, fordi planeternes tyngdekraft får dem til at falde mod jorden, men de når aldrig jorden på grund af banen til deres bane. Denne konstante faldstilstand, mens den aldrig når jorden, får det til at virke som om de flyder. Tyngdekraften får alle genstande til at accelerere i samme hastighed og falder hurtigere og hurtigere hvert sekund. Slip en ambolt og en fjer fra en bygning på 30 etager, og de ville nå jorden på samme tid, hvis luftmodstand ikke bremser fjeret ned.
Attraktionens matematik
Accelerationen på grund af tyngdekraften er en reel enhed, hvis værdi forskere angiver med små bogstaver "g." I et berømt eksperiment opdagede Galileo et forhold mellem g og afstanden et objekt falder over et tidsrum, som vist i følgende ligning:
d = 1/2 x g x (t kvadratisk)
Bogstavet d repræsenterer faldet afstand, og t er den tid i sekunder, objektet falder. Tyngdekraften mellem to genstande er proportional med deres masser og omvendt proportional med afstanden, der adskiller dem. Brug følgende ligning til at beregne denne kraft:
F = G x ((m1 x m2) / r ^ 2)
Bogstavet F står for tyngdekraften, m1 og m2 er masserne af de to genstande, og r er afstanden imellem dem. Den store bogstav G er den universelle tyngdekraftkonstant, 6,673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. Hvis et objekt fordobler sin afstand fra et andet, mindskes tyngdekraften mellem dem ikke 50 procent. I stedet falder kraften med en faktor på 2 kvadrat - tyngdekraften falder med kvadratet på afstanden mellem to objekter.
Ubesvarede spørgsmål
Videnskabsmænd har en god forståelse af, hvordan tyngdekraften fungerer på det makroskopiske niveau i stor skala, men mange processer på det mikroskopiske kvantniveau efterlader dem forundrede. Lys viser for eksempel egenskaber ved en bølge og en partikel - fysikere mener, at tyngdekraften fungerer på samme måde. Imidlertid har indtil videre ingen bevist, at tyngdekraften skaber klassiske ikke-kvante bølger. Teknologi er muligvis nødt til at gå lidt mere, før forskere låser op for alle tyngdekraftshemmeligheder.