Гравитация жизненно важна для нашего существования, но знаете ли вы, почему она существует и что это такое?
Почему то, чего мы не видим, так важно для нашего выживания и функционирования Солнечной системы?
В этой статье мы рассмотрим, что такое гравитация на самом деле и как она работает.
Что такое гравитация и что она делает?
Все мы знаем, что гравитация существует и что она удерживает нас на земле, гравитация — это сила, которая притягивает предметы к себе.
Слово гравитация происходит от латинского слова авторитет что означает вес.
На Земле гравитация придает вес объектам, тогда как на Луне гравитация контролирует земные приливы и отливы.
Гравитация может играть множество разных ролей в Солнечной системе; это причина, по которой все планеты остаются на орбитах вокруг Солнца.
Здесь, на Земле, гравитация является причиной падения вещей, когда мы их роняем, например, когда мы прыгаем, мы приземляемся обратно на Землю.
Кто открыл гравитацию?
Сэр Исаак Ньютон был английским математиком и физиком, который понял, что такое гравитация, когда размышлял о силах природы и увидел, как яблоко упало с дерева.
Он задался вопросом, почему яблоко упало, а затем больше не сдвинулось с места, и понял, что какая-то сила, должно быть, тянет его на Землю.
Мысли Ньютона начали задаваться вопросом, простирается ли эта сила за пределы Земли и существует ли она также в Солнечной системе.
В 1632 году он выдвинул концепцию гравитации и создал закон силы тяготения, который помог другим физикам того времени открыть устройство Солнечной системы.
До того, как была открыта гравитация, греки верили, что Солнечная система управляется богом и подчиняется естественным закономерностям.
Как мы измеряем гравитацию?
Гравитация измеряется методом так называемой гравиметрии, который измеряет силу гравитационного поля.
Прибор, используемый для этого измерения, называется гравиметром, и, проще говоря, он измеряет постоянное ускорение силы тяжести в направлении вниз.
Эксперименты с использованием гравиметра показали, что сила гравитации даже варьируется по земной поверхности примерно на ±0,5%.
В основном это происходит из-за постоянных движений Солнца и Луны, которые влияют на гравитационное притяжение Земли.
Гравиметры в основном предназначены для измерения гравитационного поля для геофизических исследований, горноразведочных работ и сейсмологии.
Хотя гравиметры использовались только на Земле, их можно было бы использовать и на других поверхностях, таких как Луна, для измерения гравитационного поля.
Что случилось бы с Землей без гравитации?
Хотя маловероятно, что гравитация просто исчезнет, ученые все еще пытаются предсказать, что произошло бы без нее.
В статье, опубликованной BBC в 2016 году, объяснялось, что, если бы у Земли не было гравитации, она, скорее всего, распалась бы на части и улетела бы прочь.
Все, что физически не прикреплено, уйдет первым, такие вещи, как океан, реки, вода просто уплывут.
Вслед за самой Землей земля распадется на части, и мы будем плавать как частицы в космосе.
Похожий сценарий произошел бы и с Солнцем: без силы гравитации, сдерживающей давление в его ядре, оно взорвалось бы.
Что случилось бы с людьми без гравитации?
Как мы знаем из опыта космонавтов, жизнь без гравитации не только тяжела, но и оказывает негативное воздействие на организм.
Для людей это будет иметь пагубные последствия для наших тел, потому что мы развивались вместе с гравитацией.
Определенные группы мышц подвергаются воздействию гравитации. Простые вещи, такие как стояние, требуют, чтобы мышцы удерживали нас против гравитации.
Астронавт и врач НАСА Джей Бакки исследовал, как наши тела будут реагировать на невесомость.
Например, находясь в космосе, где нет гравитации, космонавты теряют костную массу, а их мышцы теряют силу.
Это потому, что без притягивающей нас силы мы не задействуем наши мышцы, так как мы бы просто парили.
Отсутствие использования мышц и необходимость держать себя в вертикальном положении могут вызвать и другие последствия для организма, например, потерю чувства равновесия.
Человеческое тело приспособилось работать с силой тяжести, которая ежедневно напрягает наше тело, и без нее мы бы медленно деградировали из-за недостаточного использования мышц.
По этой причине у астронавтов есть ограничение по времени пребывания в космосе. Потому что это ослабляет их тело, что имеет последствия, когда они возвращаются на Землю.
Исследования показывают, что если бы вы провели в космосе около трех месяцев в условиях отсутствия гравитации, то для восстановления утраченной плотности костей потребовалось бы два-три года.
Есть ли гравитация под водой?
Вы можете подумать, что сила гравитации в воде практически отсутствует, потому что мы плаваем и чувствуем себя легче, но гравитация в воде остается прежней.
Хотя сила гравитации в воде такая же, как и на земле, гравитации приходится выбирать, что она притягивает.
Когда объект или человек помещается в воду, гравитация по-прежнему может действовать на объект, но только в том случае, если равный объем воды может подняться вверх против силы тяжести.
Это известно как смещение, и в результате гравитация должна выбирать, какой элемент она будет тянуть вниз: воду или объект.
Плавучесть заставляет гравитацию принять это решение, и в результате она выберет то, что имеет большую массу, то есть больший вес на данный объем.
Если объект, помещенный в воду, плотнее самой воды, он утонет, и его вес уменьшится на объем вытесненной воды.
Однако, если объект менее плотен, чем вода, он будет плавать до тех пор, пока масса объекта не совпадет с массой вытесненного объема воды.
Все ли планеты обладают гравитацией?
Гравитация присутствует повсюду, но в некоторых местах она слабее, чем в других.
Например, если на Земле вы весите 100 фунтов (45 кг), на разных планетах ваш вес будет разным.
Один и тот же человек будет весить всего 17 фунтов (7,7 кг) на Луне, 38 фунтов (17 кг) на Меркурии и 253 фунта (114 кг) на Юпитере.
Как видите вес меняется в зависимости от планеты, но человек остаётся прежним.
Это связано с тем, что сила гравитации различается на разных планетах и в космосе, из-за чего наш вес разный.
Если сила гравитации, притягивающая вас к земле, меньше, вы почувствуете невесомость и будете плавать, как будто находитесь в бассейне.
Гравитация очень важна для нашего существования и функций нашей планеты, без нее Земля и Солнечная система не были бы одинаковыми.
Поэтому в следующий раз, когда вы пойдете плавать, используйте гири, чтобы проверить смещение, или в следующий раз, когда вы будете бросать мяч, наблюдайте, как сила гравитации притягивает его обратно на землю.
