Përkundër faktit se graviteti është ndërveprimi më i dobët midis objekteve në Univers, rëndësia e tij në fizikë dhe astronomi është e madhe, pasi mund të ndikojë në objektet fizike në çdo distancë në hapësirë.
Nëse jeni të interesuar për astronominë, me siguri keni pyetur veten se çfarë është një koncept i tillë si graviteti apo ligji i gravitetit universal. Graviteti është ndërveprimi themelor universal midis të gjitha objekteve në Univers.
Zbulimi i ligjit të gravitetit i atribuohet fizikantit të famshëm anglez Isaac Newton. Ndoshta shumë prej jush e dinë historinë e mollës që i ra në kokë shkencëtarit të famshëm. Sidoqoftë, nëse shikoni më thellë në histori, mund të shihni se prania e gravitetit u mendua shumë përpara epokës së tij nga filozofët dhe shkencëtarët e antikitetit, për shembull, Epikuri. Sidoqoftë, ishte Njutoni ai që përshkroi i pari ndërveprimin gravitacional midis trupave fizikë brenda kornizës së mekanikës klasike. Teoria e tij u zhvillua nga një shkencëtar tjetër i famshëm, Albert Ajnshtajni, i cili në teorinë e tij të përgjithshme të relativitetit përshkroi më saktë ndikimin e gravitetit në hapësirë, si dhe rolin e tij në vazhdimësinë hapësirë-kohë.
Ligji i gravitetit universal të Njutonit thotë se forca e tërheqjes gravitacionale midis dy pikave të masës të ndara nga një distancë është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës dhe drejtpërdrejt proporcionale me të dyja masat. Forca e gravitetit është me rreze të gjatë. Kjo do të thotë, pavarësisht se si lëviz një trup me masë, në mekanikën klasike potenciali i tij gravitacional do të varet thjesht nga pozicioni i këtij objekti në një moment të caktuar kohor. Sa më e madhe të jetë masa e një objekti, aq më e madhe është fusha e tij gravitacionale - aq më e fuqishme është forca gravitacionale që ka. Objektet hapësinore si galaktikat, yjet dhe planetët kanë forcën më të madhe gravitacionale dhe, në përputhje me rrethanat, fusha gravitacionale mjaft të forta.
Fushat gravitacionale
Fusha gravitacionale e Tokës
Fusha gravitacionale është distanca brenda së cilës ndodh ndërveprimi gravitacional midis objekteve në Univers. Sa më e madhe të jetë masa e një objekti, aq më e fortë është fusha e tij gravitacionale - aq më i dukshëm ndikimi i tij në trupa të tjerë fizikë brenda një hapësire të caktuar. Fusha gravitacionale e një objekti është potencial. Thelbi i deklaratës së mëparshme është se nëse futni energjinë potenciale të tërheqjes midis dy trupave, atëherë ajo nuk do të ndryshojë pasi të lëvizni këtë të fundit përgjatë një laku të mbyllur. Nga këtu vjen një tjetër ligj i famshëm i ruajtjes së shumës së potencialit dhe energjisë kinetike në një lak të mbyllur.
Në botën materiale, fusha gravitacionale ka një rëndësi të madhe. Ajo zotërohet nga të gjitha objektet materiale në Univers që kanë masë. Fusha gravitacionale mund të ndikojë jo vetëm në materie, por edhe në energji. Është për shkak të ndikimit të fushave gravitacionale të objekteve të tilla të mëdha kozmike si vrimat e zeza, kuazarët dhe yjet supermasive që formohen sistemet diellore, galaktikat dhe grupimet e tjera astronomike, të cilat karakterizohen nga një strukturë logjike.
Të dhënat e fundit shkencore tregojnë se efekti i famshëm i zgjerimit të Universit bazohet gjithashtu në ligjet e ndërveprimit gravitacional. Në veçanti, zgjerimi i Universit lehtësohet nga fusha të fuqishme gravitacionale, si nga objektet e tij të vogla ashtu edhe ato më të mëdha.
Rrezatimi gravitacional në një sistem binar
Rrezatimi gravitacional ose vala gravitacionale është një term i futur për herë të parë në fizikë dhe kozmologji nga shkencëtari i famshëm Albert Einstein. Rrezatimi gravitacional në teorinë e gravitetit gjenerohet nga lëvizja e objekteve materiale me nxitim të ndryshueshëm. Gjatë përshpejtimit të një objekti, një valë gravitacionale duket se "shkëputet" prej tij, gjë që çon në lëkundje të fushës gravitacionale në hapësirën përreth. Ky quhet efekti i valës gravitacionale.
Megjithëse valët gravitacionale parashikohen nga teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit, si dhe nga teoritë e tjera të gravitetit, ato kurrë nuk janë zbuluar drejtpërdrejt. Kjo është kryesisht për shkak të vogëlësisë së tyre ekstreme. Megjithatë, në astronomi ka prova indirekte që mund të konfirmojnë këtë efekt. Kështu, efekti i një valë gravitacionale mund të vërehet në shembullin e konvergjencës së yjeve të dyfishtë. Vëzhgimet konfirmojnë se shkalla e konvergjencës së yjeve të dyfishtë varet në një farë mase nga humbja e energjisë nga këto objekte kozmike, e cila supozohet se shpenzohet në rrezatimin gravitacional. Shkencëtarët do të jenë në gjendje të konfirmojnë me besueshmëri këtë hipotezë në të ardhmen e afërt duke përdorur gjeneratën e re të teleskopëve të avancuar LIGO dhe VIRGO.
Në fizikën moderne, ekzistojnë dy koncepte të mekanikës: klasike dhe kuantike. Mekanika kuantike u zhvillua relativisht kohët e fundit dhe është thelbësisht e ndryshme nga mekanika klasike. Në mekanikën kuantike, objektet (kuantet) nuk kanë pozicione dhe shpejtësi të caktuar këtu gjithçka bazohet në probabilitet. Kjo do të thotë, një objekt mund të zërë një vend të caktuar në hapësirë në një moment të caktuar kohor. Se ku do të lëvizë më pas nuk mund të përcaktohet me siguri, por vetëm me një shkallë të lartë probabiliteti.
Një efekt interesant i gravitetit është se ai mund të përkulë vazhdimësinë hapësirë-kohë. Teoria e Ajnshtajnit thotë se në hapësirën rreth një grumbulli energjie ose ndonjë lënde materiale, hapësirë-koha është e lakuar. Prandaj, trajektorja e grimcave që bien nën ndikimin e fushës gravitacionale të kësaj substance ndryshon, gjë që bën të mundur parashikimin e trajektores së lëvizjes së tyre me një shkallë të lartë probabiliteti.
Teoritë e gravitetit
Sot shkencëtarët njohin mbi një duzinë teori të ndryshme të gravitetit. Ato ndahen në teori klasike dhe alternative. Përfaqësuesi më i famshëm i të parës është teoria klasike e gravitetit nga Isaac Newton, e cila u shpik nga fizikani i famshëm britanik në vitin 1666. Thelbi i tij qëndron në faktin se një trup masiv në mekanikë gjeneron një fushë gravitacionale rreth vetes, e cila tërheq objekte më të vogla drejt vetes. Nga ana tjetër, këto të fundit kanë gjithashtu një fushë gravitacionale, si çdo objekt tjetër material në Univers.
Teoria tjetër popullore e gravitetit u shpik nga shkencëtari gjerman me famë botërore Albert Einstein në fillim të shekullit të 20-të. Ajnshtajni ishte në gjendje të përshkruante më saktë gravitetin si një fenomen, dhe gjithashtu të shpjegonte veprimin e tij jo vetëm në mekanikën klasike, por edhe në botën kuantike. Teoria e tij e përgjithshme e relativitetit përshkruan aftësinë e një force të tillë si graviteti për të ndikuar në vazhdimësinë hapësirë-kohë, si dhe trajektoren e grimcave elementare në hapësirë.
Ndër teoritë alternative të gravitetit, ndoshta vëmendjen më të madhe meriton teoria relativiste, e cila u shpik nga bashkatdhetari ynë, fizikani i njohur A.A. Logunov. Ndryshe nga Ajnshtajni, Logunov argumentoi se graviteti nuk është një fushë e forcës gjeometrike, por e vërtetë, mjaft e fortë. Ndër teoritë alternative të gravitetit janë të njohura edhe skalare, bimetrike, kuazilineare dhe të tjera.
- Për njerëzit që kanë qenë në hapësirë dhe janë kthyer në Tokë, në fillim është mjaft e vështirë të mësohen me fuqinë e ndikimit gravitacional të planetit tonë. Ndonjëherë kjo zgjat disa javë.
- Është vërtetuar se trupi i njeriut në gjendje pa peshë mund të humbasë deri në 1% të masës së palcës kockore në muaj.
- Ndër planetët në sistemin diellor, Marsi ka forcën më të vogël gravitacionale, dhe Jupiteri ka forcën më të madhe.
- Bakteret e njohura të salmonelës, të cilat shkaktojnë sëmundje të zorrëve, sillen më aktivisht në një gjendje pa peshë dhe janë të afta të shkaktojnë shumë më tepër dëm në trupin e njeriut.
- Ndër të gjitha objektet astronomike të njohura në Univers, vrimat e zeza kanë forcën më të madhe gravitacionale. Një vrimë e zezë me madhësinë e një topi golfi mund të ketë të njëjtën forcë gravitacionale si i gjithë planeti ynë.
- Forca e gravitetit në Tokë nuk është e njëjtë në të gjitha cepat e planetit tonë. Për shembull, në rajonin e Gjirit Hudson të Kanadasë është më e ulët se në rajonet e tjera të globit.
