Contenuto
- Attrazione universale: la forza
- Quando cadono gli oggetti
- La matematica dell'attrazione
- Domande senza risposta
Se la gravità smetterà mai di funzionare, accadranno cose incredibili. Ad esempio, tutto ciò che non è attaccato alla terra vola via nello spazio, tutti i pianeti si liberano dall'attrazione dei soli e l'universo, come sapete, cessa di esistere. La gravità potrebbe non fallire mai, ma gli scienziati continuano a svelare i segreti di questa misteriosa forza invisibile che aiuta a tenere tutto insieme.
Attrazione universale: la forza
La gravità, insieme a forze nucleari forti, forze di decadimento deboli e forze elettromagnetiche, è una delle forze fondamentali dell'universo È anche la più debole, anche se la gravità è così forte che una galassia può attrarre altri trilioni di miglia di distanza. Un'idea ben nota nella fisica teorica non è che la gravità sia più debole delle altre forze, ma che non ne sperimentiamo tutti i suoi effetti. Ciò potrebbe accadere se esistessero dimensioni extra che causano la diffusione della gravità in quelle dimensioni. La gravità è anche la forza principale che dà struttura a stelle, galassie e altri oggetti enormi.
Quando cadono gli oggetti
Contrariamente alla credenza popolare, la gravità esiste a bordo dell'astronave spaziale. In effetti, l'attrazione gravitazionale a bordo della Stazione Spaziale Internazionale è il 90 percento del suo valore sulla superficie terrestre. Astronauti e bicchieri d'acqua appaiono senza peso in video perché la gravità dei pianeti li sta facendo cadere verso il suolo, ma non raggiungono mai il suolo a causa della traiettoria della loro orbita. Questo costante stato di caduta senza mai raggiungere la terra fa sembrare che stiano galleggiando. La gravità fa accelerare tutti gli oggetti alla stessa velocità, cadendo sempre più velocemente ogni secondo. Rilasciate un'incudine e una piuma da un edificio di 30 piani e avrebbero raggiunto il terreno allo stesso tempo se la resistenza dell'aria non avesse rallentato la piuma.
La matematica dell'attrazione
L'accelerazione dovuta alla gravità è un'entità reale il cui valore gli scienziati indicano con la lettera minuscola "g". In un famoso esperimento, Galileo ha scoperto una relazione tra ge la distanza di un oggetto per un periodo di tempo, come mostrato nella seguente equazione:
d = 1/2 x g x (t al quadrato)
La lettera d rappresenta la distanza caduta e t è il periodo di tempo in secondi in cui l'oggetto cade. La forza gravitazionale tra due oggetti è proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale alla distanza che li separa. Utilizzare la seguente equazione per calcolare quella forza:
F = G x ((m1 x m2) / r ^ 2)
La lettera F indica la forza gravitazionale, m1 e m2 sono le masse dei due oggetti e r è la distanza tra loro. La maiuscola G è la costante di gravità universale, 6,673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. Se un oggetto raddoppia la sua distanza da un altro, la forza gravitazionale tra loro non diminuisce del 50 percento. Invece, la forza diminuisce di un fattore di 2 al quadrato - la forza gravitazionale diminuisce con il quadrato della distanza tra due oggetti.
Domande senza risposta
Gli scienziati hanno una buona comprensione di come funziona la gravità a livello macroscopico su larga scala, ma molti processi a livello microscopico quantico li lasciano perplessi. La luce, ad esempio, mostra le proprietà di un'onda e di una particella: i fisici credono che la gravità funzioni allo stesso modo. Tuttavia, finora nessuno ha dimostrato che la gravità crea onde classiche non quantistiche. La tecnologia potrebbe dover avanzare un po 'di più prima che gli scienziati svelino tutti i segreti della gravità.