Kaj je gravitacijska sila?

Gravitacijska sila je, najpreprosteje rečeno, privlačna sila med dvema ločenima telesoma. Gravitacija je povezana z maso: večja kot je masa predmeta, večja je gravitacijska sila, ki jo izvaja na druge predmete. Je ena od bistvenih sil, ki predstavljajo strukturo vesolja. Čeprav je ena najlažje opaznih kozmičnih sil, sodobna znanost načel gravitacije še vedno ne razume popolnoma.

Gravitacija je popularno povezana s sirom Isaacom Newtonom, angleškim znanstvenikom iz 17. stoletja, vendar so znanstveniki preučevali gravitacijo že stoletja pred Newtonom. Galileo je nekaj desetletij prej pokazal, da predmeti padajo z enako hitrostjo, ne glede na njihovo težo. Padec jabolka je Newtona navdihnil za preučevanje gravitacijske sile, čeprav mu jabolko dejansko ni udarilo v glavo in prineslo takojšnje razumevanje; na to temo je porabil več kot 20 let. Ugotovil je, da gravitacijska sila drži tudi luno v orbiti okoli Zemlje in je to lahko dokazal z uporabo lunine orbite za preverjanje svojih izračunov.

Newton je spoznal enaka načela, ki veljajo za vse predmete povsod v vesolju; njegova teorija je postala znana kot zakon univerzalne gravitacije. Svobodno pa je priznal, da ne razume, kako se gravitacijska sila prenaša z enega predmeta na drugega, navidezno v trenutku, na velike razdalje. Kljub tej napaki je Newtonov zakon postal uveljavljeno znanstveno načelo v naslednjih treh stoletjih. Večkrat se je izkazalo za pravilno z napovedovanjem, na primer, lokacije planetov, ki še niso bili odkriti.

Čeprav je Newtonov zakon pravilen v večini splošnih aplikacij, je vseboval manjše nedoslednosti, ki so postale očitne, ko je napredovanje znanosti postajalo natančnejše. Einstein, ki je delal v začetku 20. stoletja, je te netočnosti končno pojasnil s svojo splošno teorijo relativnosti. Glede na relativnost gibanje teles skozi prostor ureja učinek teh teles na tkivo samega prostora-časa. Newtonov zakon znanstveniki še vedno uporabljajo, ker ga je lažje izračunati in je pravilen za praktične zadeve, kot je, kolikšna sila potrebuje raketa, da zapusti Zemljino atmosfero.

Tudi Einstein ni v celoti razložil gravitacijske sile. V sodobnem času se razume, da je gravitacija ena od štirih temeljnih sil, ki povezujejo vesolje skupaj z elektromagnetizmom ter šibkimi in močnimi jedrskimi silami. Slednje tri so dokazali z odkritjem subatomskih delcev, ki prenašajo te sile na razdaljo. Podoben delec za gravitacijo, tako imenovani graviton, je ostal nedosegljiv od leta 2010. Tudi druga načela gravitacijske sile sodobna fizika ostaja nepojasnjena.