Гравитацията е жизненоважна за нашето съществуване, но знаете ли защо съществува или какво представлява?
Защо нещо, което не можем да видим, е толкова важно за нашето оцеляване и функционирането на слънчевата система?
В тази статия ще разгледаме какво всъщност е гравитацията и как работи.
Какво е гравитацията и какво прави?
Всички знаем, че гравитацията съществува и че тя ни държи на земята, гравитацията е сила, която дърпа обектите към себе си.
Думата гравитация идва от латинската дума тежест което означава тегло.
На Земята гравитацията дава тегло на обектите, докато на Луната гравитацията контролира земните приливи и отливи.
Гравитацията може да има много различни роли в Слънчевата система; това е причината, поради която всички планети остават в орбита около слънцето.
Тук на Земята гравитацията е причината нещата да падат, когато ги пуснем, както когато скачаме, се приземяваме обратно на земята.
Кой откри гравитацията?
Сър Исак Нютон беше английски математик и физик, който разбра какво е гравитацията, когато размишляваше за природните сили и видя ябълка, падаща от дърво.
Той се чудеше защо ябълката падна и след това не помръдна отново и разбра, че сила трябва да я дърпа надолу към Земята.
Мислите на Нютон започнаха да се чудят дали тази сила се простира отвъд земята и дали съществува и в Слънчевата система.
През 1632 г. той представя концепцията за гравитацията и създава закона за гравитационната сила, който помага на други физици по онова време да открият функционирането на Слънчевата система.
Преди да бъде открита гравитацията, гърците вярвали, че слънчевата система се управлява от бог и следва естествен модел.
Как измерваме гравитацията?
Гравитацията се измерва в така наречената гравиметрия и това измерва силата на гравитационното поле.
Инструментът, използван за измерване на това, се нарича гравиметър и казано просто той измерва постоянното ускорение на гравитацията в посока надолу.
Експерименти с използване на гравиметър показват, че гравитационната сила дори варира по земната повърхност с около ±0,5%.
Това се дължи най-вече на постоянните движения на слънцето и луната, които и двете влияят на гравитационното привличане на Земята.
Гравиметрите са предназначени най-вече за измерване на гравитационното поле за геофизични проучвания, проучване на минно дело и сеизмология.
Въпреки че гравиметрите са били използвани само на Земята, те биха могли да се използват и на други повърхности, като например Луната, за измерване на гравитационното поле.
Какво би се случило със Земята без гравитацията?
Въпреки че е много малко вероятно до почти невъзможно гравитацията просто да изчезне, учените все още се опитват да предскажат какво би се случило без нея.
Статия, публикувана от BBC през 2016 г., обяснява, че ако Земята нямаше гравитация, най-вероятно щеше да се разпадне на части и да изплува.
Всичко, което не е физически свързано, ще си тръгне първо, неща като океан, реки, вода просто ще отплуват.
Следвана от самата земя, земята ще се разпадне и ние ще се реем като частици в космоса.
Подобен сценарий би се случил със слънцето, без силата на гравитацията да задържи налягането в ядрото му, то ще експлодира.
Какво би станало с хората без гравитацията?
Както знаем от опита на астронавтите, животът без гравитация е не само труден, но има и отрицателни ефекти върху тялото.
За хората би имало вредни ефекти върху телата ни, защото сме еволюирали заедно с гравитацията.
Определени мускулни групи са предизвикани от гравитацията, прости неща като стоенето изискват мускули, за да ни издържат срещу гравитацията.
Астронавтът и лекар на НАСА Джей Бъки е проучил как телата ни биха реагирали на нулева гравитация.
Когато са в космоса например, където няма гравитация, астронавтите губят костна маса и мускулите им губят сила.
Това е така, защото без сила, която ни дърпа, ние не използваме мускулите си, тъй като просто бихме плавали.
Тази липса на използване на мускулите и необходимостта да се държите изправени могат да причинят и други ефекти върху тялото, като загуба на чувство за баланс.
Човешкото тяло се е адаптирало да работи с гравитация, натоварваща тялото ни всеки ден и без нея бавно бихме се влошили поради липсата на използване на мускулите.
Това е причината астронавтите да имат ограничение във времето за това колко дълго остават в космоса. Защото отслабва тялото им, което има последствия, когато се върнат на Земята.
Проучванията показват, че ако прекарате около три месеца в космоса, без гравитация, ще ви отнеме две до три години, за да си възвърнете загубената костна плътност.
Има ли гравитация под водата?
Може би си мислите, че във водата има малка или никаква гравитационна сила, защото ние плаваме и се чувстваме по-леки, но гравитацията остава същата във водата.
Въпреки че гравитационната сила във водата е същата като на земята, гравитацията трябва да избере какво да привлече.
Когато обект или човек е поставен във вода, гравитацията все още може да действа върху обекта, но само ако равен обем вода може да се издигне нагоре, срещу гравитацията.
Това е известно като изместване и в резултат на това гравитацията трябва да избере кой елемент ще издърпа надолу, водата или обекта.
Плаваемостта кара гравитацията да вземе това решение и в резултат на това тя ще избере това, което има по-голяма маса, по същество по-голямо тегло на даден обем.
Ако обектът, поставен във вода, е по-плътен от водата, тогава той ще потъне и теглото му се намалява от обема вода, който е изместен.
Ако обаче обектът е с по-малка плътност от водата, обектът ще изплува до точката, в която масата на обекта съответства на тази на изместения воден обем.
Всички планети имат ли гравитация?
Гравитацията е навсякъде, но на някои места е по-слаба от други.
Например на Земята, ако тежите 100 фунта (45 кг), ще бъдете с различно тегло на различни планети.
Същият човек би тежал само 17 фунта (7,7 кг) на Луната, 38 фунта (17 кг) на Меркурий и 253 фунта (114 кг) на Юпитер.
Както можете да видите, теглото се променя в зависимост от планетата, но човекът остава същият.
Това е така, защото гравитационната сила варира между планетите и в пространството, което води до различно тегло.
Ако има по-малко гравитационна сила, която ви дърпа към земята, тогава ще се почувствате безтегловни и ще плувате, подобно на плувен басейн.
Гравитацията е много важна за нашето съществуване и за функциите на нашата планета, без нея Земята и Слънчевата система не биха били същите.
Така че следващия път, когато отидете да плувате, използвайте тежести, за да тествате изместването, или следващия път, когато хвърляте топка, гледайте как гравитационната сила я дърпа обратно към земята.