Gravitacija je prilično strašna temeljna sila. Da nije Zemljino ugodno 1 g, zbog čega predmeti padaju prema Zemlji brzinom od 9,8 m / s², svi bismo lebdjeli u svemir. I bez njega, sve zemaljske vrste polako bi izumrle i umirale kako bi se naši mišići degenerirali, kosti su postale krhke i slabe, a naši organi prestali su pravilno funkcionirati.
Dakle, bez pretjerivanja se može reći da gravitacija nije samo činjenica života ovdje na Zemlji, već preduvjet za to. Međutim, kako se čini da ljudi imaju namjeru spustiti se s ove stijene - pobjeći od "površnih veza Zemlje", razumijevanje Zemljine gravitacije i onoga što je potrebno da bi se izbjeglo. Koliko je jaka gravitacija Zemlje?
Definicija:
Da bi se razgradila, gravitacija je prirodni fenomen u kojem se sve stvari koje posjeduju masa dovode jedna prema drugoj - tj. Asteroidi, planete, zvijezde, galaksije, super klasteri itd. Što više mase ima objekt, to će gravitacija iskazati više na objektima oko sebe. Gravitaciona sila objekta ovisi i o udaljenosti - tj. Količina koju on djeluje na objekt smanjuje se s povećanjem udaljenosti.
Gravitacija je također jedna od četiri temeljne sile koje upravljaju svim interakcijama u prirodi (zajedno sa slabom nuklearnom silom, jakom nuklearnom silom i elektromagnetizmom). Od tih sila gravitacija je najslabija, i iznosi otprilike 1038 puta slabija od jake nuklearne sile, 1036 puta slabija od elektromagnetske sile i 1029 puta slabija od slabe nuklearne sile.
Kao posljedica toga, gravitacija ima zanemariv utjecaj na materiju u najmanjoj mjeri (tj. Subatomske čestice). Međutim, na makroskopskoj razini - planeta, zvijezda, galaksija itd. - gravitacija je dominantna sila koja utječe na interakcije materije. To izaziva formiranje, oblik i putanju astronomskih tijela i upravlja astronomskim ponašanjem. Također je igrao veliku ulogu u evoluciji ranog Svemira.
Bio je odgovoran za sakupljanje materije, stvarajući oblake plinova koji su podvrgnuti gravitacijskom kolapsu, tvoreći prve zvijezde - koje su tada sastavljene zajedno u tvorbu prvih galaksija. A unutar pojedinih zvijezdanih sustava uzrokovalo je da se prašina i plin sakupljaju i oblikuju planete. Također upravlja orbitama planeta oko zvijezda, mjeseca oko planeta, rotacije zvijezda oko središta njihove galaksije i spajanja galaksija.
Univerzalna gravitacija i relativnost:
Budući da su energija i masa jednaki, svi oblici energije, uključujući svjetlost, također uzrokuju gravitaciju i pod njezinim su utjecajem. To je u skladu s Einsteinovom Općom teorijom relativnosti, koja ostaje najbolje sredstvo za opisivanje gravitacijskog ponašanja. Prema ovoj teoriji, gravitacija nije sila, već posljedica zakrivljenosti prostornog vremena uzrokovanog neravnomjernom raspodjelom mase / energije.
Najekstremniji primjer ove zakrivljenosti svemira je crna rupa iz koje ništa ne može pobjeći. Crne rupe obično su proizvod supermasivne zvijezde koja je otišla u supernovu, a iza sebe ostavila bijeli patuljak, koji ima toliku masu, da je brzina bijega veća od brzine svjetlosti. Povećanje gravitacije također rezultira gravitacijskim dilatacijom vremena, pri čemu prolazak vremena dolazi sporije.
Ipak, za većinu primjena gravitacija najbolje objašnjava Newtonov zakon o univerzalnoj gravitaciji koji kaže da gravitacija postoji kao privlačnost između dvaju tijela. Snaga ove privlačnosti može se izračunati matematički, gdje je privlačna sila izravno proporcionalna proizvodu njihovih masa i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih.
Zemljina gravitacija:
Na Zemlji gravitacija daje težinu fizičkim objektima i uzrokuje plima oceana. Snaga Zemljine gravitacije rezultat je mase i gustoće planeta - 5.97237 × 1024 kg (1.31668 × 1025 lbs) i 5,514 g / cm3, odnosno. Zbog toga Zemlja ima gravitacijsku snagu od 9,8 m / s² blizu površine (poznata i kao 1 g), što se prirodno smanjuje što se dalje nalazi od površine.
Osim toga, sila gravitacije na Zemlji zapravo se mijenja ovisno o tome gdje stojite. Prvi razlog je taj što se Zemlja okreće. To znači da je gravitacija Zemlje na ekvatoru 9.789 m / s2, dok je sila gravitacije na polove 9.832 m / s2, Drugim riječima, više težite na polovima nego na ekvatoru zbog ove centripetalne sile, ali samo neznatno više.
Napokon, sila gravitacije može se promijeniti ovisno o tome što se nalazi ispod Zemlje ispod vas. Veće koncentracije mase, poput stijena visoke gustoće ili minerala, mogu promijeniti silu gravitacije koju osjećate. Ali naravno, ta količina je premala da bi se primijetila. NASA-ine misije preslikale su Zemljino gravitacijsko polje s nevjerojatnom točnošću, pokazujući varijacije u njegovoj jačini, ovisno o lokaciji.
Gravitacija se također smanjuje s nadmorskom visinom, jer ste dalje od središta Zemlje. Pad sile od uspona na vrh planine prilično je minimalan (0,28% manje gravitacije na vrhu Mount Everest-a), ali ako ste dovoljno visoki da stignete do Međunarodne svemirske stanice (ISS), iskusili biste 90% sile gravitacije koju biste osjećali na površini.
Međutim, budući da je stanica u stanju slobodnog pada (a također i u vakuumu prostora), predmeti i astronauti na brodu ISS mogu plutati uokolo. U osnovi, budući da sve što se nalazi na stanici pada jednakom brzinom prema Zemlji, oni na brodu ISS imaju osjećaj da su bestežni - iako još uvijek teže oko 90% onoga što bi imali na Zemljinoj površini.
Zemljina gravitacija odgovorna je i za naš planet koji ima "brzinu bijega" od 11.186 km / s (ili 6.951 mi / s). U suštini, to znači da raketa treba postići ovu brzinu prije nego što se nada da će se osloboditi Zemljine gravitacije i dostići svemir. I pri većini raketa, većina njihovog potiska posvećena je samo ovom zadatku.
Zbog razlike između gravitacije Zemlje i gravitacijske sile na druga tijela - poput Mjeseca (1,62 m / s²; 0,1654g) i Mars (3.711 m / s²; 0.376 g) - znanstvenici nisu sigurni kakvi bi bili učinci na astronaute koji su išli u dugotrajne misije na ova tijela.
Iako su studije pokazale da dugotrajne misije u mikrogravitaciji (tj. Na ISS-u) imaju štetan učinak na zdravlje astronauta (uključujući gubitak koštane gustoće, degeneraciju mišića, oštećenje organa i vida), nisu provedena istraživanja o učincima okoliša niske gravitacije. Ali s obzirom na više prijedloga za povratak na Mjesec i NASA-in predloženi "Putovanje na Mars", te bi informacije trebale biti dolaze!
Kao zemaljska bića, mi ljudi smo blagoslovljeni i prokleti silom Zemljine gravitacije. S jedne strane, ulazak u svemir čini prilično teškim i skupim. S druge strane, osigurava naše zdravlje, budući da je naša vrsta proizvod milijardi godina evolucije vrsta koja se odvijala u 1 g okoliš.
Ako se ikada nadamo da ćemo postati istinski svemirska i međuplanetarna vrsta, bolje ćemo shvatiti kako ćemo se baviti mikrogravitacijom i nižom gravitacijom. Inače, nitko od nas neće dugo izbivati izvan svijeta!
Napisali smo mnogo članaka o časopisu Zemlja za svemir. Evo odakle potječe gravitacija? Tko je otkrio gravitaciju? Zašto je Zemlja okrugla? Zašto Sunce ne krade Mjesec? Možemo li napraviti umjetnu gravitaciju ?, a „Potsdam gravitacijski krompir“ prikazuje varijacije gravitacije Zemlje ,
Želite više resursa na Zemlji? Evo poveznice do NASA-ine stranice o svemirskom letu, i evo NASA-ine vidljive Zemlje.
Također smo zabilježili epizodu Astronomy Cast o Zemlji, kao dio naše turneje Sunčevim sustavom - Epizoda 51: Zemlja i Epizoda 318: Brzina bijega.
izvori:
- Wikipedija - gravitacija
- NASA: Svemirsko mjesto - što je zapravo gravitacija?
- NASA - Gravitacijska sonda B: Misija relativnosti
