Gravitatea este o forță fundamentală destul de minunată. Dacă nu a fost confortabil pentru Pământ 1 g, ceea ce face ca obiectele să cadă spre Pământ cu o viteză de 9,8 m / s², toti vom pluti în spațiu. Și fără ea, toate speciile terestre ne-ar fi încetul cu încetul să moară pe măsură ce mușchii noștri au degenerat, oasele noastre au devenit fragile și slabe, iar organele noastre au încetat să funcționeze corect.
Așadar, se poate spune, fără exagerări, că gravitația nu este doar un fapt al vieții aici pe Pământ, ci o condiție prealabilă pentru aceasta. Cu toate acestea, întrucât ființele umane par intenționate să se desprindă de această stâncă - scăparea „legăturilor surly ale Pământului”, așa cum s-a întâmplat - înțelegerea gravității Pământului și a ceea ce este nevoie pentru a scăpa este necesară. Deci cât de puternică este gravitația Pământului?
Definiție:
Pentru a o descompune, gravitația este un fenomen natural în care toate lucrurile care posedă masă sunt aduse unul către celălalt - adică asteroizi, planete, stele, galaxii, super aglomerații, etc. Cu cât este mai mare un obiect, cu atât gravitația va exercita. pe obiecte din jurul său. Forța gravitațională a unui obiect depinde și de distanță - adică cantitatea pe care o exercită asupra unui obiect scade odată cu distanța crescută.
Gravitatea este, de asemenea, una dintre cele patru forțe fundamentale care guvernează toate interacțiunile din natură (împreună cu forța nucleară slabă, forța nucleară puternică și electromagnetismul). Dintre aceste forțe, gravitația este cea mai slabă, fiind de aproximativ 1038 ori mai slab decât forța nucleară puternică, 1036 ori mai slab decât forța electromagnetică și 1029 ori mai slab decât forța nucleară slabă.
În consecință, gravitația are o influență neglijabilă asupra materiei la cea mai mică dintre scale (adică particule subatomice). Cu toate acestea, la nivel macroscopic - cel al planetelor, stelelor, galaxiilor etc. - gravitația este forța dominantă care afectează interacțiunile materiei. Aceasta provoacă formarea, forma și traiectoria corpurilor astronomice și guvernează comportamentul astronomic. De asemenea, a jucat un rol major în evoluția Universului timpuriu.
A fost responsabilă pentru ca materia să se grupeze pentru a forma nori de gaz care au suferit colaps gravitațional, formând primele stele - care au fost apoi trase împreună pentru a forma primele galaxii. Și în cadrul sistemelor individuale de stele, a provocat creșterea prafului și gazului pentru a forma planetele. De asemenea, guvernează orbitele planetelor din jurul stelelor, lunile în jurul planetelor, rotirea stelelor în jurul centrului galaxiei lor și contopirea galaxiilor.
Gravitația universală și relativitatea:
Deoarece energia și masa sunt echivalente, toate formele de energie, inclusiv lumina, provoacă, de asemenea, gravitație și sunt sub influența acesteia. Aceasta este în concordanță cu teoria generală a relativității a lui Einstein, care rămâne cel mai bun mijloc de a descrie comportamentul gravitației. Conform acestei teorii, gravitația nu este o forță, ci o consecință a curburii spațiu-timpului cauzată de distribuția neuniformă a masei / energiei.
Cel mai extrem exemplu al acestei curburi a spațiului este o gaură neagră, din care nimic nu poate scăpa. Găurile negre sunt de obicei produsul unei stele supermasive care a trecut de supernova, lăsând în urmă o rămășiță pitică albă care are atâta masă, viteza de evacuare este mai mare decât viteza luminii. O creștere a gravitației are ca rezultat și dilatarea timpului gravitațional, unde trecerea timpului se produce mai lent.
Cu toate acestea, pentru majoritatea aplicațiilor, gravitația este explicată cel mai bine prin Legea gravitației universale a lui Newton, care afirmă că gravitația există ca atracție între două corpuri. Forța acestei atracții se poate calcula matematic, unde forța atractivă este direct proporțională cu produsul maselor lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Gravitatea Pământului:
Pe Pământ, gravitația dă greutate obiectelor fizice și provoacă valurile oceanului. Forța gravitației Pământului este rezultatul masei și densității planetelor - 5.97237 × 1024 kg (1.31668 × 1025 lbs) și 5.514 g / cm3, respectiv. Aceasta are ca rezultat faptul că Pământul are o rezistență gravitațională de 9,8 m / s aproape de suprafață (cunoscută și sub denumirea de 1 g), care scade în mod natural cu cât este mai departe de suprafață.
În plus, forța gravitației pe Pământ se schimbă de fapt în funcție de locul în care stai pe el. Primul motiv este pentru că Pământul se rotește. Aceasta înseamnă că gravitația Pământului la ecuator este de 9.789 m / s2în timp ce forța de gravitație la poli este de 9.832 m / s2. Cu alte cuvinte, cântăriți mai mult la poli decât faceți la ecuator din cauza acestei forțe centripetale, dar doar puțin mai mult.
În cele din urmă, forța gravitației se poate schimba în funcție de ceea ce este sub Pământul de sub tine. Concentrații mai mari de masă, cum ar fi roci sau minerale de densitate înaltă, pot schimba forța de gravitație pe care o simțiți. Dar, desigur, această sumă este prea mică pentru a fi sesizată. Misiunile NASA au cartografiat câmpul gravitațional al Pământului cu o acuratețe incredibilă, arătând variații ale puterii sale, în funcție de locație.
De asemenea, gravitația scade odată cu altitudinea, deoarece vă aflați mai departe de centrul Pământului. Scăderea forței de la urcarea la vârful unui munte este destul de minimă (cu o greutate mai mică cu 0,28% în partea de sus a Muntelui Everest), dar dacă ești suficient de mare pentru a ajunge la Stația Spațială Internațională (ISS), ai experimenta 90% a forței gravitației pe care o vei simți la suprafață.
Cu toate acestea, deoarece stația se află într-o stare de cădere liberă (și, de asemenea, în vidul spațiului), obiectele și astronauții la bord ISS sunt capabili să plutească. Practic, având în vedere că tot ce se află la bordul stației scade în același ritm către Pământ, cei de la ISS au senzația de a nu avea greutate - chiar dacă aceștia au încă o greutate de aproximativ 90% din ceea ce ar face pe suprafața Pământului.
Gravitatea Pământului este responsabilă și de planeta noastră având o „viteză de evadare” de 11.186 km / s (sau 6.951 mi / s). În esență, aceasta înseamnă că o rachetă trebuie să atingă această viteză înainte de a putea spera să se elibereze de gravitația Pământului și să ajungă la spațiu. Și cu cele mai multe lansări de rachetă, majoritatea tragerii lor sunt dedicate numai acestei sarcini.
Din cauza diferenței dintre gravitația Pământului și forța gravitațională asupra altor corpuri - cum ar fi Luna (1,62 m / s²; 0,1654g) și Marte (3.711 m / s; 0,376 g) - oamenii de știință nu sunt siguri care ar fi efectele pentru astronauți care au mers pe termen lung în aceste corpuri.
În timp ce studiile au arătat că misiunile de lungă durată în microgravitate (adică pe ISS) au un efect dăunător asupra sănătății astronautului (inclusiv pierderea densității osoase, degenerare musculară, deteriorarea organelor și a vederii) nu s-au efectuat studii privind efectele medii de gravitație inferioară. Dar, având în vedere multiplele propuneri făcute pentru a reveni pe Lună și NASA a propus „Călătorie spre Marte”, aceste informații ar trebui să fie viitoare!
Ca ființe terestre, noi, oamenii, suntem binecuvântați și blestemați de forța gravitației Pământului. Pe de o parte, este dificil și costisitor să ajungi în spațiu. Pe de altă parte, ne asigură sănătatea, deoarece specia noastră este produsul a miliarde de ani de evoluție a speciilor care a avut loc într-un 1 g mediu inconjurator.
Dacă sperăm vreodată să devină o specie cu adevărat spațială și interplanetară, ne dăm seama mai bine cum vom face față microgravității și gravitației mai mici. În caz contrar, niciunul dintre noi nu este probabil să plece de pe lume de foarte mult timp!
Am scris multe articole despre Earth for Space Magazine. Iată de unde vine gravitația ?, cine a descoperit gravitația ?, de ce este rotund Pământul? .
Vrei mai multe resurse pe Pământ? Iată un link către pagina Spaceflight umană a NASA și aici este Pământul vizibil al NASA.
De asemenea, am înregistrat un episod din Astronomy Cast despre Earth, ca parte a turneului nostru prin Sistemul Solar - Episodul 51: Pământ și Episodul 318: Escape Velocity.
surse:
- Wikipedia - Gravity
- NASA: Space Place - Ce este gravitatea într-adevăr?
- NASA - Gravity Sbe B: Misiunea Relativității
