Inhoud
- Universal Attraction: The Force
- Wanneer de herfst tegenkomt
- De wiskunde van aantrekkingskracht
- Onbeantwoorde vragen
Als de zwaartekracht ooit stopt met werken, gebeuren er ongelooflijke dingen. Bijvoorbeeld, alles wat niet gehecht is aan de aarde vliegt de ruimte in, alle planeten breken los van de zonnestralen en het universum zoals je weet houdt op te bestaan. Zwaartekracht zal misschien nooit falen, maar wetenschappers blijven de geheimen ontrafelen van deze mysterieuze onzichtbare kracht die alles bij elkaar houdt.
Universal Attraction: The Force
Zwaartekracht, samen met sterke nucleaire krachten, zwakke vervalkrachten en elektromagnetische krachten, is een van de fundamentele krachten van het universum. Het is ook de zwakste, hoewel de zwaartekracht zo sterk is dat een melkwegstelsel nog eens triljoenen mijlen weg kan trekken. Een bekend idee in de theoretische fysica is niet dat zwaartekracht zwakker is dan de andere krachten, maar dat we niet alle effecten ervaren. Dat kan gebeuren als er extra dimensies bestaan die ervoor zorgen dat de zwaartekracht zich naar die dimensies verspreidt. Zwaartekracht is ook de belangrijkste kracht die structuur geeft aan sterren, sterrenstelsels en andere massieve objecten.
Wanneer de herfst tegenkomt
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, bestaat zwaartekracht aan boord van ruimteschepen. In feite is de aantrekkingskracht van het internationale ruimtestation 90 procent van zijn waarde op het aardoppervlak. Astronauten en glazen water lijken op video gewichtloos omdat de zwaartekracht van de planeten ervoor zorgt dat ze naar de grond vallen, maar ze bereiken nooit de grond vanwege het traject van hun baan. Deze constante staat van vallen terwijl ze de aarde nooit bereiken, lijkt het alsof ze zweven. Zwaartekracht zorgt ervoor dat alle objecten met dezelfde snelheid versnellen en elke seconde sneller en sneller vallen. Laat een aambeeld en een veer vallen uit een gebouw van 30 verdiepingen en ze zouden tegelijkertijd de grond bereiken als luchtweerstand de veer niet zou vertragen.
De wiskunde van aantrekkingskracht
De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is een echte entiteit waarvan de waarde door wetenschappers wordt aangegeven met de kleine letter "g". In een beroemd experiment ontdekte Galileo een relatie tussen g en de afstand die een object gedurende een bepaalde periode valt, zoals weergegeven in de volgende vergelijking:
d = 1/2 x g x (t kwadraat)
De letter d staat voor de afgelegde afstand en t is de tijd in seconden waarin het object valt. De zwaartekracht tussen twee objecten is evenredig met hun massa en omgekeerd evenredig met de afstand die ze scheidt. Gebruik de volgende vergelijking om die kracht te berekenen:
F = G x ((m1 x m2) / r ^ 2)
De letter F staat voor de zwaartekracht, m1 en m2 zijn de massa's van de twee objecten en r is de afstand tussen hen. De hoofdletter G is de universele zwaartekrachtconstante, 6.673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. Als een object zijn afstand van een ander verdubbelt, neemt de zwaartekracht ertussen niet met 50 procent af. In plaats daarvan neemt de kracht af met een factor 2 in het kwadraat - de zwaartekracht neemt af met het kwadraat van de afstand tussen twee objecten.
Onbeantwoorde vragen
Wetenschappers hebben een goed begrip van hoe zwaartekracht werkt op grootschalig macroscopisch niveau, maar veel processen op microscopisch kwantumniveau laten hen in verwarring. Licht vertoont bijvoorbeeld eigenschappen van een golf en een deeltje - natuurkundigen geloven dat zwaartekracht op dezelfde manier werkt. Tot nu toe heeft echter niemand bewezen dat zwaartekracht klassieke niet-kwantumgolven veroorzaakt. De technologie moet mogelijk een beetje verder gaan voordat wetenschappers alle geheimen van de zwaartekracht ontsluiten.