забавна наука
5 факта за гравитацията – една от най-мистериозните сили във Вселената
Оби-Уан Кеноби, великият учител джедай от „Междузвездни войни“ казваше, че Силата е около нас и вътре в нас, че тя крепи галактиките. Нещо такова може да се каже и за гравитацията. Нейното свойство да привлича буквално държи звездите в галактиките, и същата тази сила определено се намира и в нас, привличайки ни към Земята. Но за разлика от Силата с нейните тъмни и светли страни, гравитацията не може да е лоша сила – тя само привлича и никога не отблъсква. Но какво още не знаете за гравитацията? Сега ще разберем!
1 Земната гравитация е по-слаба от вашия магнит за хладилник
В света има четири така наречени фундаментални сили: силната ядрена сила, която осигурява стабилността на атомните ядра, слабата ядрена сила, която е отговорна за радиоактивния разпад, електромагнитната сила и нашата любима гравитация. Именно последната предпазва Земята, други планети и звезди, слънчеви системи и галактики от разпадане и разхвърчаване. Е, гравитацията е най-слабата фундаментална сила от всички. И учените не разбират защо. Може да кажете: но гравитацията е това, което движи звезди, галактики и други огромни обекти, как може да е слаба? За сравнение: електрическата сила между електрон и протон в атома е около един квинтилион (това е единица с 30 нули) пъти по-силна от гравитационното привличане между тях.
И това е една от основните мистерии на физиката. Учените имат предположение, че Вселената може да има допълнителни измерения, скрити от нашето възприятие. И гравитацията се разпространява през всички тях, докато електромагнитните сили и силните и слабите ядрени сили са ограничени до нашето четириизмерно пространство-време. Може би дори нашата гравитация влияе на обекти в други вселени, ако съществуват. А нашите обекти от своя страна са засегнати от тяхното привличане. Това може да обясни защо нашата вселена се разширява по-бързо от очакваното. Поне такава теория се предлага от физици, които не харесват теорията за тъмната материя и енергия. Но въпреки всички предположения, в момента няма експериментални доказателства, които да потвърдят или опровергаят това.
2. Гравитацията създава вълни
Представете си, че пространство-времето е опъната тъкан. Или повърхността на езеро. Тъй като масивните обекти се движат като черни дупки или неутронни звезди се сливат, те създават изкривявания в пространство-времето, като гънки в тъканта. Или като вълни, разпространяващи се от мястото, където камъкът е паднал в езерото. Ето как изглеждат гравитационните вълни. Аналогиите, разбира се, са малко неточни, защото и тъканта, и повърхността на езерото са плоски, а Вселената е триизмерна, но учените все още не са измислили по-добри примери. Гравитационните вълни са различни от звуковите вълни или светлината, така че не можем да ги чуем или видим. Въпреки това, с помощта на специални инструменти, наречени лазерни интерферометри, учените могат да ги открият. Това позволява да изследват отдалечени масивни обекти и да изучават космически явления, случващи се в най-отдалечените кътчета на Вселената.
3. Гравитацията на Земята не е еднородна
Гравитационното поле на Земята не е еднородно по няколко причини. Първо, нашата планета не е идеална топка. Тя е леко сплескана на полюсите и разширена на екватора, което води до неравномерно разпределение на масата. Второ, повърхността на Земята е много неравна. Имаме високи планини, дълбоки океански падини и други ландшафтни форми, които имат различна маса. И трето, в рамките на планетата материалите също са неравномерно разпределени. Всички тези фактори карат гравитацията на Земята да варира от място на място.
4. Гравитацията „огъва“ светлината
Лесно е да се види как гравитацията влияе на физическите обекти. Благодарение на нея ние стоим здраво на Земята, а не отлитаме в Космоса, ябълките падат от горе надолу. Но тази сила въздейства не само на материята, но и на светлината. Ето защо черните дупки се наричат така: тяхната гравитация е толкова мощна, че цялата светлина, която привличат, не може да напусне гравитационното им поле. Това явление е известно като гравитационна леща. Това се случва, защото гравитацията изкривява пространството и времето около масивни обекти като звезди и галактики. И в резултат на това светлината, преминаваща покрай тези масивни обекти, следва „крива пътека“, а не права линия.
5. Безтегловността не е липса на гравитация
Ако попитате първия срещнат човек защо астронавтите се носят във въздуха на МКС, той най-вероятно ще отговори, че в космоса няма гравитация. Това, разбира се, не е така, иначе как би могло Слънцето да задържи планетите в техните орбити? Ето защо това твърдение е невярно. Представете си, че сте в самолет и той изведнъж започва да лети рязко надолу. Ако хвърлите топка в този момент, тя, разбира се, ще падне. Но тъй като самолетът също лети надолу, ще ви се струва, че играчката се носи във въздуха. Това е състоянието на безтегловност. Между другото, преди да летят в космоса, астронавтите се адаптират към него в самолети.
Същото се случва и с астронавтите в орбита. Космически кораб или станция непрекъснато се движат към Земята поради гравитацията. Но тъй като те се движат напред достатъчно бързо, те никога не падат, а летят около планетата при всяко завъртане. Това създава илюзията за липса на привличане, въпреки че е по-правилно да наречем това състояние „микрогравитация“.
Всъщност навсякъде има гравитация и няма място в космоса, където да не я има. Учените смятат, че въпреки че скоростта на разпространение е ограничена от скоростта на светлината и силата намалява бързо с разстоянието от източника, самият обхват на действие е безкраен. Тоест сега сте доста засегнати от гравитационни вълни от някаква черна дупка, на които са нужни десетки хиляди години, за да достигнат Земята. Просто тяхната сила е много малка в сравнение с гравитацията на нашата планета.
Вижте още:
