Казалось бы, что о гравитации слышал абсолютно каждый человек еще со школы и, пожалуй, каждый помнит красивую легенду, как Ньютону на голову упало яблоко, и он после этого открыл закон Всемирного тяготения.
Все же это крайне поверхностные знания и мы решили попытаться простым языком максимально исчерпывающе объяснить, что же такое гравитация.
Основы
Если крайне простыми словами, то гравитация — это притяжение между объектами во Вселенной. Показатель гравитации между двумя телами можно определить, имея в распоряжении массу этих тел и зная расстояние между ними.
Из этого следует, что чем сильнее гравитационное поле, тем больше масса тела и выше его ускорение. Сила гравитационного поля напрямую зависит от размера объекта. Так как лунная сила притяжения в 6 раз ниже земной, то и вес объекта на поверхности Луны будет в 6 раз меньше, чем на Земле. Впервые это обосновал и доказал при помощи математических вычислений английский ученый Исаак Ньютон в далеком XVII веке.
Было ли яблоко?
Ньютон стал основоположником новой эпохи в естественных науках и тому поспособствовал его труд «Математические начала натуральной философии», где он описывает закон тяготения и другие важные законы механики, открытые им же. На создание этого труда у ученого ушло более 20 лет.
Вероятно, что легенда об упавшем фрукте имеет под собой какое-то основание, но яблоко точно не рухнуло на голову ученому и не стало причиной многолетней работы.
До Ньютона ученые из разных стран мира изучали и описывали законы притяжения, но сформулировать математическую связь между тяготением и движением небесных тел смог только Исаак Ньютон.
Говоря проще, между падением яблока с ветви дерева и вращением Луны вокруг Земли лежит одна и та же сила — гравитация, которая распространяется на все объекты в мире. То, что сегодня кажется общеизвестным фактом, в свое время заложило основу небесной механики и дало начало развитию динамики. Ньютоновская модель мира считалась совершенной более двух столетий, пока не появилась Общая теория относительности и квантовая механика.
Современная наука
Из четыре известных на сегодняшний день фундаментальных взаимодействий, гравитация является самым слабым. Все частицы и составленные из них тела, подвергаются не только гравитационному взаимодействию, но сильному (связь нуклонов в ядре и ядерные силы), электромагнитному и слабому (ответственность за некоторые виды ядерных процессов).
Иногда, рассматривая какие-то частные случаи взаимодействия при небольшой гравитации, ученые все еще применяют теорию Ньютона, но когда речь о сильной гравитации и о больших масштабах, то тут не обходится без Общей теории относительности Эйнштейна. Ученые говорят, что для понимания гравитации на квантовом уровне, описание взаимодействий будет происходить по средствам квантовой теории (которая еще не существует).
Мифы и заблуждения
Как же обойтись без мифов в науке? Гравитации они коснулись тоже.
Искусственные спутники будут находиться на земной орбите вечно
Это ложь. Кроме земного притяжения на спутники воздействуют и другие факторы, которые напрямую влияют на их положение: атмосфера на низкой орбите, гравитация Луны и планет.
Если не контролировать спутник и отпустить его в свободное «плавание», то он скорее всего улетит в открытый космос или же рухнет на Землю.
В космосе нет гравитации
Ложь. Гравитация есть везде, и даже парящие на борту МКС астронавты испытывают сильную земную гравитацию (чуть меньше, чем на поверхности).
Объект вблизи черной дыры будет разорван
Сила притяжения черной дыры увеличится по мере приближения к ней, но это не означает, что приливные силы могут быть настолько катастрофически сильными для объекта.
Вся мощь черной дыры сосредоточена в ее центре, так что в большинстве случаев, чтобы быть разорванным черной дырой, объекту придется миновать горизонт событий.
