Kas yra gravitacinė jėga?

Gravitacinė jėga, paprasčiausiai tariant, yra traukos jėga tarp dviejų atskirų kūnų. Gravitacija yra susijusi su mase: kuo didesnė objekto masė, tuo didesnę gravitacijos jėgą jis veikia kitus objektus. Tai viena iš esminių jėgų, lemiančių visatos struktūrą. Nors tai viena iš lengviausiai stebimų kosminių jėgų, gravitacijos principai šiuolaikiniam mokslui vis dar nėra visiškai suprantami.

Gravitacija populiariai siejama su seru Isaacu Newtonu, XVII amžiaus anglų mokslininku, tačiau mokslininkai gravitaciją tyrinėjo šimtmečius iki Niutono. „Galileo“ prieš kelis dešimtmečius įrodė, kad objektai krinta tuo pačiu greičiu, nepaisant jų svorio. Obuolio kritimas įkvėpė Niutoną tyrinėti gravitacijos jėgą, nors obuolys iš tikrųjų nesusitrenkė į galvą ir neatnešė akimirksniu supratimo; šiai temai jis skyrė daugiau nei 17 metų. Jis suprato, kad gravitacinė jėga taip pat laiko Mėnulį orbitoje aplink Žemę ir sugebėjo tai įrodyti naudodamas Mėnulio orbitą, kad patikrintų savo skaičiavimus.

Niutonas suvokė tuos pačius principus, taikomus visiems objektams visur erdvėje; jo teorija tapo žinoma kaip visuotinės gravitacijos dėsnis. Tačiau jis laisvai prisipažino, kad nesupranta, kaip gravitacinė jėga yra perduodama iš vieno objekto į kitą, atrodo, akimirksniu, dideliais atstumais. Nepaisant šio trūkumo, Niutono dėsnis tapo nusistovėjusiu moksliniu principu per ateinančius tris šimtmečius. Tai ne kartą buvo įrodyta teisinga, numatant, pavyzdžiui, dar neatrastų planetų išsidėstymą.

Nors Niutono dėsnis buvo teisingas daugumoje bendrų pritaikymų, jame buvo nedidelių neatitikimų, kurie tapo akivaizdūs, kai mokslas tobulėjo. Einšteinas, dirbęs XX amžiaus pradžioje, pagaliau paaiškino šiuos netikslumus savo bendrosios reliatyvumo teorijoje. Remiantis reliatyvumo teorija, kūnų judėjimą erdvėje valdo tų kūnų poveikis pačiam erdvėlaikio audiniui. Niutono dėsnį vis dar naudoja mokslininkai, nes jį lengviau apskaičiuoti ir jis yra teisingas sprendžiant tokius praktinius dalykus kaip, kiek jėgos reikia raketai palikti Žemės atmosferą.

Net Einšteinas iki galo nepaaiškino gravitacijos jėgos. Šiais laikais suprantama, kad gravitacija yra viena iš keturių pagrindinių jėgų, jungiančių visatą kartu su elektromagnetizmu ir silpnomis bei stipriomis branduolinėmis jėgomis. Pastarosios trys buvo įrodytos atradus subatomines daleles, kurios perduoda šias jėgas per atstumą. Panaši gravitacijos dalelė, vadinamasis gravitonas, liko nepastebimas 2010 m. Kiti gravitacinės jėgos principai taip pat lieka nepaaiškinti šiuolaikinei fizikai.