Τι είναι ο νόμος της παγκόσμιας έλξης;

Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης είναι μια βασική αρχή της φυσικής. Κωδικοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Sir Isaac Newton το 1600. Δηλώνει ότι όλα τα αντικείμενα έλκονται μεταξύ τους από τη βαρύτητα. η δύναμη της έλξης εξαρτάται από τη μάζα των αντικειμένων και μειώνεται με βάση την μεταξύ τους απόσταση. Η ανακάλυψη του Νεύτωνα αντικαταστάθηκε από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι ακριβές για τις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές.

Ο Νεύτωνας δεν ανακάλυψε τη βαρύτητα, όπως υποστηρίζει η δημοφιλής πεποίθηση, αλλά επεκτάθηκε στο έργο παλαιότερων επιστημόνων όπως ο Γαλιλαίος. Ο Νεύτων αναφέρθηκε σε αυτούς τους επιστήμονες όταν έγραψε περίφημα: «Αν έχω δει περαιτέρω, είναι στέκομαι στους ώμους γιγάντων». Η πτώση ενός μήλου ενέπνευσε τον Νεύτωνα να μελετήσει το θέμα της βαρύτητας. Ωστόσο, το μήλο δεν έφερε άμεση κατανόηση χτυπώντας το κεφάλι του. Αντίθετα, χρησιμοποίησε την τροχιά του φεγγαριού γύρω από τη Γη για να ελέγξει και να επιβεβαιώσει τους υπολογισμούς του σε διάστημα 20 ετών. Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης περιγράφηκε λεπτομερώς στο πρωτοποριακό βιβλίο του Principia Mathematica, που δημοσιεύτηκε το 1687.

Το βιβλίο του Νεύτωνα περιελάμβανε μαθηματικούς τύπους που περιγράφουν τον νόμο της παγκόσμιας έλξης. Ουσιαστικά, ο νόμος ορίζει ότι όλα τα αντικείμενα ασκούν βαρυτική έλξη σε όλα τα άλλα αντικείμενα. Τα αντικείμενα με μεγάλη μάζα έχουν ισχυρότερες περιοχές βαρύτητας, ή βαρυτικά πεδία, γι’ αυτό τα αντικείμενα και οι άνθρωποι έλκονται από τη Γη, αλλά όχι αισθητά μεταξύ τους. Η βαρυτική έλξη μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση. αυτή η μείωση μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια και είναι γνωστή στη φυσική ως νόμος αντίστροφου τετραγώνου. Η παγκόσμια βαρύτητα είναι η δύναμη που κρατά πλανήτες και δορυφόρους κλειδωμένους σε τροχιά, αντί να ταξιδεύουν ελεύθερα γύρω από το σύμπαν.

Στους αιώνες μετά τη ζωή του Νεύτωνα, ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας χρησιμοποιήθηκε για να προβλέψει τις θέσεις των πλανητών και των φυσικών δορυφόρων που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Οι τελικές ανακαλύψεις αυτών των ουράνιων σωμάτων επιβεβαίωσαν ότι ο νόμος ήταν σωστός. Μια πτυχή του νόμου που ο Νεύτωνας δεν μπορούσε να εξηγήσει ήταν το πώς η βαρυτική δύναμη μεταφέρεται μεταξύ των αντικειμένων. Άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις, όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός, λειτουργούν επειδή τα υποατομικά σωματίδια ταξιδεύουν μεταξύ των αντικειμένων, προσελκύοντάς τα το ένα προς το άλλο. Ένα παρόμοιο σωματίδιο για τη μεταφορά της βαρύτητας, το graviton, έχει περιγραφεί θεωρητικά, αλλά παραμένει ανεξερεύνητο περισσότερα από 300 χρόνια μετά το έργο του Newton.

Μέχρι τον 20ο αιώνα, οι επιστήμονες είχαν ανακαλύψει μικρές ασυνέπειες στο νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας. Αυτές οι ασυνέπειες εξηγήθηκαν από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Ο Αϊνστάιν συνειδητοποίησε ότι, στην πραγματικότητα, οι μάζες των ουράνιων σωμάτων δεν επηρεάζουν μόνο η μία την άλλη, αλλά και τον ιστό του χωροχρόνου γύρω τους. Αυτά τα φαινόμενα είναι ορατά μόνο σε πολύ ακριβείς μετρήσεις και υπολογισμούς. Για πρακτικές εφαρμογές όπως οι εκτοξεύσεις πυραύλων, ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας εξακολουθεί να είναι ακριβής και πολύ πιο εύκολος να υπολογιστεί από τα αποτελέσματα της σχετικότητας.