20 фактов, которых вы не знали о гравитации

1. Оби-Ван Кеноби из Звёзных Войн говорил, что Сила «вокруг нас и проникает в нас; она скрепляет галактику». Он вполне мог бы сказать это про гравитацию. Её свойства притяжения буквально скрепляют галактику, и она «проникает» в нас, физически притягивая нас к Земле.

2. Однако в отличие от Силы с её тёмной и светлой сторонами, гравитация не дуальна; она только притягивает, и никогда не отталкивает.

3. NASA пытается разработать притягивающий луч, который сумеет перемещать физические объекты, создавая притягивающую силу, превосходящую силу действия гравитации.

4. Пассажиры американских горок и астронавты на Космической станции испытывают микрогравитацию – которую некорректно называют нулевой гравитацией – поскольку они падают с той же скоростью, что и судно, в котором они находятся.

5. Тот, кто весит на Земле 60 килограмм, весил бы на Юпитере (если бы это было возможно – встать на газовый гигант) 142 килограмма. Большая масса планеты означает и большую силу притяжения.

6. Чтобы покинуть гравитационный колодец Земли, любой объект должен достигнуть скорости 11,2 километра в секунду – это скорость убегания нашей планеты.

7. Гравитация, как это ни странно — самая слабая из четырёх фундаментальных сил вселенной. Три других – это электромагнетизм, слабое ядерное взаимодействие, которое определяет распад атомов; и сильное ядерное взаимодействие, которое держит ядра атомов вместе.

8. Магнитик размером с монетку имеет достаточную силу электромагнитного взаимодействия, чтобы преодолеть всю гравитацию Земли и приклеиться к холодильнику.

9. Яблоко не падало на голову Исааку Ньютону, но оно заставило его задуматься, влияет ли сила, заставляющая яблоко падать, на движение Луны вокруг Земли.

10. Это самое яблоко привело к появлению первого в науке закона обратной квадратичной пропорциональности F = G * (mM)/r2. Это означает, что объект, удалённый в два раза, оказывает лишь четверть прежнего гравитационного притяжения.

11. Закон обратной квадратичной пропорциональности также означает, что технически, гравитационное притяжение имеет неограниченную дальность действия.

12. Другое значение слова «гравитация» – которое означает «нечто тяжелое или серьёзное» — появилось раньше, и произошло от латинского «gravis», что значит «тяжёлый».

13. Сила гравитации ускоряет все объекты в равной степени, независимо от веса. Если вы уроните с крыши два мячика одного размера, но разного веса, они ударятся о землю одновременно. Большая инерция более тяжёлого объекта аннулирует любую дополнительную скорость, которую он мог бы иметь по сравнению с более лёгким.

14. Общая теория относительности Эйнштейна была первой теорией, рассматривающей гравитацию как искривление пространства-времени — «ткани», которая составляет физическую вселенную.

15. Любой объект, обладающий массой, искривляет пространство-время вокруг себя. В 2011 году эксперимент «Гравитационного зонда В» NASA показал, что Земля закручивает вселенную вокруг себя, как деревянный шар в патоке – в точности, как это предсказывал Эйнштейн.

16. Искривляя пространство-время вокруг себя, массивный объект иногда перенаправляет лучи света, которые проходят через него, как это делает стеклянная линза. Гравитационные линзы могут с лёгкостью увеличивать видимый размер далёких галактик или смазывать их свет в странные формы.

17. «Проблема трёх тел», описывающая все возможные паттерны, которыми три объекта могут вращаться друг вокруг друга только под действием гравитации, занимала учёных в течение трёхсот лет. На сегодняшний день найдено всего 16 её решений – и 13 из них были получены не далее как в марте этого года.

18. Хотя три остальные фундаментальные силы хорошо уживаются с квантовой механикой – наукой о сверхмалом – гравитация отказывается с ней сотрудничать; квантовые уравнения нарушаются при любой попытке включить в них гравитацию. Как примирить эти два абсолютно точных и совершенно противоположных друг другу описания вселенной является одной из крупнейших проблем современной физики.

19. Чтобы лучше понять гравитацию, учёные ищут гравитационные волны – рябь в пространстве-времени, которая происходит от событий вроде столкновений чёрных дыр и взрывов звёзд.

20. Как только им удастся обнаружить гравитационные волны, учёные смогут взглянуть на космос так, как не делали этого никогда прежде. «Каждый раз, когда мы смотрим на Вселенную по-новому», говорит физик из Гравитационно-волновой обсерватории Луизианы Амбер Стувер, «это производит революцию в нашем понимании её».