Gravitace

Gravitace je síla, která působí na všechny hmotné objekty ve vesmíru. U jakýchkoli dvou objektů nebo částic s nenulovou hmotností má gravitační síla tendenci přitahovat je k sobě. Gravitace působí na objekty všech velikostí, od subatomárních částic až po shluky galaxií.

Co přesně je gravitace?

Gravitace je jedním z nejstudovanějších jevů ve fyzice. Isaac Newton definoval její chování svým slavným zákonem všeobecné gravitace. Newton předpokládal, že gravitační síla mezi libovolnými dvěma kulovými objekty o stejné hustotě je přímo úměrná součinu jejich hmotností a nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti mezi jejich středy.

Newtonovy teorie o gravitaci byly modifikovány ve 20. století, kdy Albert Einstein vytvořil obecnou teorii relativity. Einstein viděl, že povaha gravitační síly je stejná jako povaha síly působící na jakýkoli objekt, který podléhá zrychlení. To je známé jako princip ekvivalence. Matematicky také prokázal, že gravitační pole způsobuje zkreslení prostoru a času. Tyto hypotézy byly potvrzeny experimentálně.

Charakteristika gravitačních sil

Gravitační síla je v podstatě centrální síla, která působí přes přímku spojující středy dvou těles. Tato síla je vždy silou s velkým dosahem. Síla se projevuje i tehdy, když hovoříme o značné vzdálenosti.

Je to také síla konzervativní. To znamená, že práce, kterou gravitační síla vykoná při přemístění tělesa z jednoho bodu do druhého, závisí pouze na počáteční a konečné poloze tělesa. Rovněž je nezávislá na dráze, po které se pohybuje.

Podstatné je vědět, že na rozdíl od elektrostatických a magnetických sil je gravitační síla vždy přitažlivá.

Co je to gravitační vlna?

O gravitačních vlnách víme již dlouho. Před více než 100 lety přišel významný vědec Albert Einstein s mnoha myšlenkami o gravitaci a vesmíru.

Einstein předpověděl, že se děje něco zvláštního, když dvě tělesa, například planety nebo hvězdy, obíhají kolem sebe. Domníval se, že tento druh pohybu může způsobovat vlnění v prostoru. Tyto vlny by se šířily podobně jako vlnění v rybníku, když do něj hodíte kámen. Vědci tyto vlny v prostoru nazývají gravitační vlny.

Gravitační vlny jsou neviditelné. Jsou však neuvěřitelně rychlé, jelikož se pohybují rychlostí světla. Gravitační vlny při průchodu kolem sebe mačkají a roztahují vše, co jim stojí v cestě.

Co způsobuje gravitační vlny?

Nejsilnější gravitační vlny vznikají, když se objekty pohybují velmi vysokou rychlostí. Příklady událostí, které mohou způsobit gravitační vlny, jsou následující:

Jak vznikají gravitační vlny?

• Když hvězda asymetricky exploduje
• Když kolem sebe obíhají dvě velké hvězdy
• Když kolem sebe obíhají dvě černé díry a spojí se

Jak víme, že gravitační vlny existují?

V roce 2015 vědci poprvé detekovali gravitační vlny. Použili k tomu velmi citlivý přístroj LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). K těmto prvním gravitačním vlnám došlo, když do sebe narazily dvě černé díry. Ke srážce došlo před 1,3 miliardy let. Vlny se však na Zemi dostaly až v roce 2015!

Gravitace v relativistické mechanice

Podle relativistické mechaniky je gravitace výsledkem deformace časoprostoru. Einsteinova relativistická mechanika se v některých oblastech rozešla s Newtonovou teorií , zejména v těch, které se vztahují k prostorovým úvahám.

Klasické zákony ztrácejí účinnost ve vzdálenostech, jako jsou vzdálenosti mezi hvězdami, a bez univerzálního a stabilního vztažného bodu, protože celý vesmír je v pohybu.

Podle relativistické mechaniky gravitační síla neexistuje jako interakce, která se jednoduše objeví, když jsou dva hmotné objekty blízko sebe, ale je výsledkem geometrické deformace časoprostoru způsobené velkými hmotnostmi hvězd. To znamená, že gravitace ovlivňuje i čas.

Přejeme Vám příjemný den.

Máme pro Vás odměnu:

Pokladnice šperků