Miért húz minket a gravitáció lefelé és nem felfelé?

Miért húz minket a gravitáció lefelé és nem felfelé?

A gravitáció az oka annak, hogy a tömeggel vagy energiával rendelkező tárgyak vonzódnak egymáshoz. Ezért esik az alma a Földre, és a bolygók keringenek a csillagok körül.

A mágnesek bizonyos típusú fémeket vonzanak, de másokat is eltolhatnak. Szóval hogyan érzi a gravitáció vonzását?

Albert Einstein 1915-ben fedezte fel a választ, amikor közzétette az általános relativitáselméletet. Az ok, amiért a gravitáció a Föld felé húz, az az, hogy minden tömegű objektum, mint a mi Földünk, valójában meggörbíti és meggörbíti az univerzum szövetét, amelyet téridőnek neveznek. Ez a kanyar olyan, mint a gravitáció.

Mi a téridő?

Mielőtt belépne a gravitáció összetett világába, meg kell értenie a téridőt.

A téridő pontosan az, aminek hangzik: a tér három dimenziója – hosszúság, szélesség és magasság – kombinálva a negyedik dimenzióval – az idővel. Néhány briliáns matematika segítségével Einstein volt az első ember, aki felismerte, hogy a fizika törvényei működnek az univerzumban A tér és az idő összeolvad.

Ez azt jelenti, hogy a tér és az idő összefügg – ha nagyon gyorsan haladsz a térben, az idő lelassul számodra ahhoz képest, hogy valaki lassan mozog. Ezért az űrhajósok – akik nagyon gyorsan mozognak az űrben – Kicsit lassabban öregszenek, mint a Földön élők.

A Föld meghajlítja a téridőt, így inkább a Föld felé esik, mint attól távolodva. forrás: Tokamak / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Az anyag az, amiből gravitációs kutak születnek, nem pedig gravitációs dombok

Ne feledje, a gravitáció az az elképzelés, hogy az univerzumban lévő objektumok vonzódnak egymáshoz, mert a téridő görbült és görbült. Amikor Einstein előállt az általános relativitáselmélettel, megmutatta, hogy az univerzumban minden objektum képes meghajlítani a téridőt – a fizika fogalmai szerint a tárgyak tömegek és energiák.

Mivel az elméd általában három dimenzióban gondolkodik a világról, nagyon nehéz a téridő négy dimenzióját egyetlen gondolatként felfogni. Tehát, hogy könnyebb legyen elképzelni, képzelje el a trambulin felületét. Ha nincs rajta semmi, akkor lapos. De ha a trambulinon állsz, az a lábad köré nyúlik, és völgyet alkot, amikor a közepén vagy. Ha labda van a trambulinon, az a lábad felé gurul.

A gravitáció hasonlóan működik, mint ahogy a tárgyak a lábad felé gördülnek, ha trambulinon állsz.

Ez egy kétdimenziós példa a téridő működésére. A tömeged megfeszíti a trambulint, létrehozva az úgynevezett gravitációs kutat, amelyben a labda gördül. Ez nagyon hasonlít ahhoz, ahogy egy nehéz tárgy – például a Föld – gravitációja magához húzza az olyan tárgyakat, mint te és én.

És még furcsábbá tenni a dolgokat, mivel tér és idő összefügg, Az idő is meghosszabbodik a nehéz tárgyak miatt!

Az Interstellar című filmben a szereplők egy közeli bolygóra mennek Fekete lyukAmíg ott vannak, lassabban öregszenek, mint mindenki más.

Minél nehezebb vagy, annál meredekebbek lesznek a trambulin oldalai. Ezért van az, hogy az univerzumban az igazán nagy tömegű objektumok – mint például a Nap vagy a fekete lyukak – erősebb gravitációs vonzással bírnak, mint a Földé.

Tehát miért húz le a gravitáció, és miért nem taszít el?

Képzeld el, hogy valaki bement egy trambulin alá, és felnyomta. Elgurul a labda! Ez egy gravitációs domb lesz, nem egy gravitációs kút. Amennyire a tudósok tudják, az anyag – vagy a tárgyak – mindig gravitációs kutakat képeznek, nem gravitációs dombokat. A tudósok el tudnak képzelni olyan egzotikus anyagokból vagy energiából készült tárgyakat, amelyek gravitációs lökést okoznának az űrbe, de eddig még senki sem talált olyat, ami gravitációs lökést okozhatna a Földtől.

Írta: Mario Boronda, a fizika docense, Oklahoma State University.

Egy eredetileg ben megjelent cikkből készült Beszélgetés.