Kas ir gravitācijas spēks?

Gravitācijas spēks vienkāršākā izteiksmē ir pievilcības spēks starp diviem atsevišķiem ķermeņiem. Gravitācija ir saistīta ar masu: jo lielāka ir objekta masa, jo lielāks gravitācijas spēks iedarbojas uz citiem objektiem. Tas ir viens no būtiskākajiem spēkiem, kas veido Visuma uzbūvi. Lai gan tas ir viens no visvieglāk novērojamajiem kosmiskajiem spēkiem, gravitācijas principus mūsdienu zinātne joprojām pilnībā neizprot.

Gravitācija tautā tiek saistīta ar seru Īzaku Ņūtonu, 17. gadsimta angļu zinātnieku, taču zinātnieki gravitāciju pētīja gadsimtiem pirms Ņūtona. Dažas desmitgades agrāk Galileo bija pierādījis, ka objekti krīt vienādi neatkarīgi no to svara. Ābola krišana iedvesmoja Ņūtonu pētīt gravitācijas spēku, lai gan ābols patiesībā nesasita viņa galvu un nenesa tūlītēju izpratni; viņš šai tēmai pavadīja vairāk nekā 20 gadus. Viņš saprata, ka gravitācijas spēks arī tur Mēnesi orbītā ap Zemi un varēja to pierādīt, izmantojot Mēness orbītu, lai pārbaudītu savus aprēķinus.

Ņūtons saprata tos pašus principus, kas attiecas uz visiem objektiem visur telpā; viņa teorija kļuva pazīstama kā universālās gravitācijas likums. Tomēr viņš brīvi atzina, ka nesaprot, kā gravitācijas spēks tiek pārnests no viena objekta uz otru, šķietami acumirklī, lielos attālumos. Neskatoties uz šo trūkumu, Ņūtona likums kļuva par zinātnisku principu nākamajiem trīs gadsimtiem. Tas vairākkārt tika pierādīts pareizi, prognozējot, piemēram, vēl neatklātu planētu atrašanās vietu.

Lai gan Ņūtona likums ir pareizs vairumā vispārīgo lietojumu, tajā bija nelielas pretrunas, kas kļuva acīmredzamas, pilnveidojoties zinātnei, kas kļuva precīzāka. Einšteins, strādājot 20. gadsimta sākumā, beidzot izskaidroja šīs neprecizitātes ar savu vispārējās relativitātes teoriju. Saskaņā ar relativitātes teoriju ķermeņu kustību telpā nosaka šo ķermeņu ietekme uz paša telpas-laika struktūru. Zinātnieki joprojām izmanto Ņūtona likumu, jo to ir vieglāk aprēķināt, un tas ir pareizs tādām praktiskām lietām kā, cik liels spēks nepieciešams raķetei, lai tā atstātu Zemes atmosfēru.

Pat Einšteins pilnībā neizskaidroja gravitācijas spēku. Mūsdienās tiek saprasts, ka gravitācija ir viens no četriem fundamentālajiem spēkiem, kas saista Visumu kopā ar elektromagnētismu un vājajiem un spēcīgajiem kodolspēkiem. Pēdējie trīs ir pierādīti, atklājot subatomiskās daļiņas, kas pārnes šos spēkus attālumā. Līdzīga gravitācijas daļiņa, tā sauktais gravitons, palika nenotverama 2010. gadā. Arī citi gravitācijas spēka principi mūsdienu fizikā nav izskaidroti.