Gravitația este o deformare a spațiu-timpului datorată prezenței unei mase într-un anumit loc. Prezența Pământului determină o deformare a spațiului de numai 1 cm. Gravitația este definită și ca o forță de atracție între orice fel de obiecte care au masă. Jon Bergman, în această lecție TED, ne explică faptul că oricare două corpuri din univers sunt atrase unul către celălalt, însă gravitația devine foarte slabă odată cu mărirea distanței între corpuri.
Nu trebuie să uităm că avem de-a face, in Univers, cu zone de influență în care corpuri mari domină gravitațional ale corpuri, zonă numită sferă Hill, sferă ce ajunge până la 1,5 milioane de kilometri în cazul Pământului și până la 2 ani-lumină în cazul Soarelui.
Sfera Hill este zona în care un corp ceresc poate prinde alte corpuri mai mici în orbită. Grijă mare ca obiectele prinse în orbită să nu cadă pe planetă sau să ajungă la limita Roche, loc unde forțele mareice ar rupe vizitatorul în bucăți și ar crea inele din el în jurul planetei. Asta ar fi soara Lunii dacă ar ajunge la 1,49 raze terestre sau la 3118 km de suprafața planetei.
Gravitația este un lucru ciudat, mai ales că nu s-a descoperit o particulă purtătoare de forță. Fiecare forță cunoscută are o particulă ce transmite acea forță către mediul înconjurător cum sunt fotonii pentru interacțiunile electromagnetice, bosonii W și Z pentru forța nucleară slabă și gluonii pentru forța nucleară tare. Dar pentru gravitațe ce avem? Oamenii de știință caută gravitonii, presupusele particule ce transmit forța gravitațională.
Aici s-ar potrivi numai bine tabloul cu toate particulele cunoscute, detectate sau nu (vezi și teoria câmpurilor cuantice):
Curbura spațiu-timpului este cea care permite apariția gravitației. Un lucru greu de înțeles este faptul că în prezența obiectelor masive timpul este curbat spre corpurile masive (va apărea o accelerație a obiectelor către acel corp masiv) și orice se mișcă în timp spre înainte va avea o traiectorie ce va duce către corpul masiv. Când se discută de curbura spațiu-timp, atunci când ești în mișcare, timpul are o pondere mult mai mare în realizarea acestei curburi decât spațiul, dovadă că Pământul curbează spațiul cu 1 cm, dar curbează mult mai mult timpul în cazul discutat, adică o parte din 10^9 (ori la fiecare secundă, vezi o dilatare a timpului de 1 nanosecunde numai pentru simplul fapt că ești pe suprafața Pământului).
Animația de mai jos face o demnstrație simplă a modului în care spațiul-timpul se contractă și se dilată. Citește în detaliu despre fundamentele spațiu-timpului, fundamente ce se învață importanța punctelor de referință și a liniilor de perspectivă asupra lumii:
Gravitația o calculezi ușor cu formula F = G m1*m2/r^2. Gravitația pe Pământ, din care obții g este aceasta:
g = G M/r^2, G este constanta gravitațională universală 6.67384 × 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2, M este masa Pămîntului 5.972*10^24 kg iar r este raza Pământului, de 6378 km. Când faci calculul obții g = 9.81 m/s^2. Aceeași formulă poate fi folosită pentru a afla gravitația pe alte planete sau pe sateliți. De exemplu, formula de mai sus m-a ajutat să aflu că gravitația pe Lună este gl = 1,47 m/s^2.
Apare întrebarea: dacă nici lumina nu poate scăpa dintr-o gaură neagră, atunci cum de gravitația găurii negre se transmite în jur? Ei bine, de aici aflăm că întrebarea nu are sens, pentru că gravitația este o curbură a spațiu-timpului datorită prezenței unei mase într-un loc anume, așa că nu radiază în același mod în care am crede că o face lumina.
Ok, atunci de ce caută oamenii de știină particula numită graviton? Pentru că se potrivește tabelului de particule și cam atât.