Jak działa grawitacja i czym właściwie jest?
Grawitacja, z tego co wiemy, jest główną siłą, dzięki, której istnieje wszechświat. Gdyby nie ona, nie nie istniałoby nic. Grawitacja sprawiła, że powstały gwiazdy i planety, takie jak słońce i ziemia. Jednak to nie wszystko, czym ona jest.
Dalej nie wiemy do końca, co sprawia, że masa wiąże się z grawitacją. Wiemy, że im bardziej masywne coś jest, tym bardziej oddziałuje na wszystko wokół siebie. Ziemia jest bardziej masywna od księżyca, przez co wszystko na ziemi wydaje się cięższe niż na księżycu, ale masa przedmiotu nie zmienia się, niezależnie od położenia. Więc jak to działa? Czym różni się masa od wagi? I czy na pewno wiem, o czym mówię?
Jedynym pytaniem z prostą odpowiedzią jest ostatnie. Odpowiedź na nie brzmi: nie wiem. Ale naukowcy też nie wiedzą do końca, o co chodzi. Wiemy, że masa daje obiektom pole grawitacyjne. Ale nie mamy do końca pojęcia czemu. Dzięki LHG odkryliśmy istnienie czegoś, co może w jakiś sposób wyjaśnić istnienie masy i pól grawitacyjnych. Nazwano to Bozonem Higgsa. Jest to materialne uosobienie Pola Higgsa. Jednak nawet z tym wyjaśnienie istnienia masy i grawitacji jest trochę chwiejne. Jednak wyjaśnienie działania tego, jest o wiele za trudne dla mnie. Pod postem udostępnię artykuły o tym, dla ciekawskich. W skrócie sądzimy, że ten bozon, a raczej to pole daje masę wszystkiemu, co masę posiada. Wiemy, że masa wiąże się też z zakrzywieniem czasoprzestrzeni.
Dobra, czekaj… Wielkie słowa, o co chodzi?
Już dawno, mój imiennik Albert Einstein określił, że czas podobnie jak wszystko we wszechświecie, jest względny. Grawitacja oddziałuje silniej na rzeczy, które są bliżej centrum masy danego obiektu. Ze względu na to, że ziemia, chociaż nazywana jest kulą, jest bardziej eliptycznego kształtu. Przez co południki mają odrobinę mniejszy obwód niż równik. Co także oznacza, że ważąc się na biegunie, człowiek będzie ważyć więcej niż na równiku. Różnica wagi wynosi mniej więcej 0,3%, ale i tak istnieje. Jednak tak jak pisałem wcześniej, masa obiektu jest niezmienna niezależnie od siły na niego oddziałującej.
Dobra, ale czemu o tym piszę? Grawitacja nie tylko działa przyciągając wszystko wokół do środka masy, działa także na czas. Stąd moje wspomnienie o Einsteinie. Ale większą osobistością kiedy mowa o grawitacji i czasie, moim zdaniem jest Stephen Hawking. Ze względu na to, że on zwiększył naszą wiedzę na temat najdziwniejszego tworu natury, czyli czarnej dziury.
Czarna dziura, ale co mi do tego?
Czarne dziury są, z tego co wiemy, najbardziej masywnymi obiektami we wszechświecie. Są to zapadnięte w sobie zwłoki ogromnie masywnych gwiazd, które zapadły się przez własną grawitację. Siła, z którą działają, jest trudna do wyobrażenia. Nawet światło nie może uciec przez czarnymi dziurami. Są to najbardziej niebezpieczne i najciekawsze obiekty we wszechświecie.
Ale dość na temat samej grawitacji, co takiego ciekawego jest w tym, że ciała przyciągają się do siebie, a jabłka spadają z drzew. Otóż ta siła nie działa jedynie na obiekty, działa także na czas.
Czas, a jabłka, które nikomu nie spadły na głowę.
Teorię grawitacji jako pierwszy przedstawił Isaac Newton, któremu nic nie spadło na głowę, ale zaobserwował to, że rzeczy spadają. Stworzył on zasady działania grawitacji, jak też stwierdził, że zasady, które działają na ziemi, działają także wszędzie indziej. Później jego obserwacje zostały potwierdzone, a część jego teorii została lekko poprawiona, ale ich podstawy zostały takie same. Mimo tego, że trochę czasu minie nim w pełni zrozumiemy, skąd ona się bierze, grawitacja jest wszędzie i ludzie też mają swoje pole grawitacyjne. Siedząc milimetr od drugiej osoby, przyciągacie siebie z tą samą siłą, co słońce w trakcie dnia.
Najlepszym sposobem na wyobrażenie sobie, jak działa grawitacja, jest trampolina, co używane było i jest wszędzie. Jednak trampolina nie jest dobrym przykładem w wypadku czasu. Przynajmniej ja tak uważam. Jak się okazuje, im bardziej masywny jest dany obiekt, tym wolniej wokół niego płynie czas. Gdyby ktoś ustawił zegar na wysokości Everestu (8 848 m) przy powstaniu ziemi (4,6 miliarda lat temu) i jednocześnie na poziomie morza, dzisiaj zegar na szczycie Everestu byłby 39 godzin do przodu. Nawet stojąc przy piramidach egipskich, czas płynie wolniej, tak samo przy górach i innych miejscach skondensowanej masy. Jednak to nie równa się z tym co się dzieje wokół czarnych dziur. Grawitacja, którą odczuwamy na ziemi, nie może się równać z siłą tych dziwnych obiektów, które nie pozwalają na ucieczkę nawet światłu.
Uważa się, że wokół czarnych dziur czas płynie kilkakrotnie wolniej. Jeśli widziałeś Interstellar, to mniej więcej wiesz, o co chodzi. Tam ukazane było to jednak troszeczkę niepoprawnie. Czarne dziury są o wiele bardziej niebezpieczne niż ukazane w filmach, ale mogą w teorii pozwolić ludziom na podróż w czasie. Przyjmuje się, że możliwe jest orbitowanie czarnej dziury, gdzie czas dla orbitującego obiektu płynie 9 razy wolniej niż dla reszty wszechświata. Oznacza to, że osoba, która żyłaby 80 lat, orbitując wokół czarnej dziury, dla innych ludzi przeżyłaby 720 lat. Chwilowo nie mamy zbytnio możliwości na potwierdzenie tego, czarne dziury są zbyt daleko, żebyśmy mogli do nich dolecieć. Nic, oprócz fal radiowych, stworzonego przez człowieka nie opuściło jeszcze naszego układu słonecznego. Nie mamy też pojęcia, jak to zrobić. Jednak może kiedyś, ludzie zbudują prawdziwą kapsułę czasu krążącą wokół czarnej dziury, która może przeniesie wybranych w przyszłość.