Гравітація або тяжіння – природне явище, в результаті якого всі об’єкти, що володіють масою або енергією, включаючи планети, зірки, галактики і навіть світло, притягуються (або тяжіють) один до одного.

На Землі гравітація надає вагу фізичним об’єктам, а місячна гравітація викликає припливи. Гравітаційне тяжіння первісної газоподібної матерії у Всесвіті змушує її об’єднуватися, утворюючи зірки, а зірки, у свою чергу, групуються разом у галактики, таким чином гравітація є причиною багатьох великомасштабних структур Всесвіту. Сила тяжіння має необмежений діапазон, але її вплив стає слабшим, коли об’єкти віддаляються один від одного.

Найбільш точно гравітацію описує загальна теорія відносності, запропонована Альбертом Ейнштейном у 1915 році, яка розглядає її не як силу, а як наслідок викривлення простору-часу, викликаного нерівномірним розподілом маси. Найяскравішим прикладом такого спотворення є чорна діра, яку ніщо, навіть світло, не може покинути, коли воно проходить за горизонт подій (межа в астрофізиці, за якою події не можуть вплинути на спостерігача).

Цікаві факти про гравітацію

• У Всесвіті немає жодної точки, де гравітація не діяла б. Ми знаходимося у сфері дії тяжіння Землі, Земля – у сфері тяжіння Сонця, а Сонце – у сфері тяжіння Чумацького Шляху тощо. Суперкластери і скупчення галактик теж мають свою гравітацію.

Чим об’єкт масивніший, тим сильніша його гравітація.

• Перше припущення про те, що гравітація поширюється хвилями, висловив ще Альберт Ейнштейн, але у ті роки ще існувало приладів, здатних перевірити це твердження. Однак пізніші дослідження показали, що Ейнштейн мав рацію.

• Між будь-якими двома небесними тілами є точки, в яких вплив сили тяжіння цих тіл нівелюють один одного, і об’єкт у цій точці може, теоретично, вічно залишатися на тому самому місці. Ці точки називаються точками Лагранжа.

• Сучасна наука вважає, що гравітаційні хвилі не зникають ніколи. Просто на великій відстані вони слабшають до малого рівня.

• У фізиці виділяються чотири фундаментальні взаємодії між усіма тілами у Всесвіті – гравітаційна, електромагнітна, сильна та слабка. Але гравітація є найслабшою з цих сил, і її можуть подолати навіть людські м’язи. Щоб переконатися в цьому, досить просто підстрибнути. Підстрибнули? Вітаємо, ви щойно подолали гравітацію. Додамо, що ведуться пошуки інших типів взаємодій, як в явищах мікросвіту, так і в космічних масштабах, проте поки існування якого-небудь іншого типу взаємодії не знайдено.

• Після тривалого перебування в умовах мікрогравітації багато космонавтів начисто забувають про силу тяжіння. Вони можуть за звичкою залишити предмет у повітрі, забувши про те, що він впаде, а не ширятиме на місці.

• Більшість планет мають не зовсім кулясту форму, тому що їх трохи сплющує обертання навколо своєї осі. На нашій Землі, наприклад, на полюсах сила тяжіння трохи сильніша, ніж на екваторі, тому що полюси знаходяться ближче до центру планети.

• На карликовій планеті Хаумеа, що знаходиться у поясі Койпера, сила тяжіння на полюсах і на екваторі різниться, можливо, у кілька разів. Справа в тому, що через дуже швидке обертання (близько 4 годин) Хаумеа дуже сплющена, вона має форму яйця або веретена, а не форму кулі.

• Вага та маса – поняття різні. Маса незмінна, а вага залежить від того, у полі дії якого небесного тіла знаходиться об’єкт. Відповідно, людина із середньою вагою 68 кг важила б на Плутоні близько 4,5 кг, а на умовній поверхні Юпітера – близько 160,5 кг.

• Через відсутність впливу гравітації вогонь у невагомості розповсюджується не вгору, як на Землі, а на всі боки відразу. Через це пожежі в умовах мікрогравітації ще небезпечніші, ніж на нашій планеті.

• Повної відсутності гравітації на орбіті Землі, наприклад, на борту МКС (Міжнародної космічної станції) немає. Космонавти, перебуваючи там, перебувають під впливом мікрогравітації. Втім, у простому сенсі мікрогравітація не відрізняється від невагомості.

• Саме слово «гравітація» походить від латинського «gravitas». Це слово з латині перекладається як «тяжкість», що, власне, дуже логічно.

• Предмети різної ваги падають з однаковою швидкістю, оскільки гравітація з однаковою силою впливає на тіла незалежно від їхньої маси. Об’єкти однакового розміру та однакової форми, але масою, наприклад, у 10 та 500 кг будуть падати з однаковою швидкістю та однаковим прискоренням.

Для подолання гравітації Землі та виходу в космічний простір потрібна величезна кількість енергії.

• Гравітація впливає на існування будь-яких живих організмів. Як показали дослідження, до мікрогравітації добре пристосовуються, наприклад, кішки. А павуки в подібних умовах починають плести сферичну павутину замість плоскої.

• Вчені стверджують, що люди теоретично можуть пристосуватися до життя при гравітації від 0,33G до 3G, тобто втричі сильнішої чи слабкішої, ніж на Землі. Але в таких умовах людський організм зміниться, і нові покоління, наприклад, на Марсі, виростатимуть помітно вищими за людей на Землі. Втім, це поки що лише теорія.

• Космонавти не відчувають бажання звільнити сечовий міхур, поки він не заповниться майже повністю, тому що через відсутність гравітації сеча, що накопичилася в ньому, не тисне на нього. На Землі людина починає хотіти в туалет, коли її сечовий міхур заповнений приблизно на третину.

• При мікрогравітації не можна вживати газовані напої, тому що в подібних умовах гази в шлунково-кишковому тракті розподіляються інакше, і одна склянка такої рідини легко може спровокувати сильну відрижку або навіть блювоту.

• Як відомо, чорні діри мають настільки потужну силу гравітації, що вона притягує і не випускає назад навіть фотони світла. Але все одно найпотужнішим гравітаційним впливом у Всесвіті володіє Велика стіна Геркулеса – Північної корони (величезна плоска суперструктура з галактик). На це жахливе скупчення припадає близько 10% від діаметра всього спостережуваного Всесвіту, а його довжина оцінюється приблизно у 10 млрд світлових років. Велика стіна є найбільшою з великомасштабних структур, які спостерігаються у Всесвіті.

• У центрі багатьох галактик знаходиться надмасивна чорна діра, гравітація якої в цих галактиках домінує. Маса чорної діри у центрі Чумацького Шляху оцінюється приблизно у 3 мільйони мас Сонця.

• Чим потужніша гравітація того чи іншого небесного тіла, тим більшу швидкість необхідно розвинути космічному апарату, щоб вийти на його орбіту. Це буде перша космічна швидкість (або колова швидкість), і на Землі вона дорівнює 7,91 км/сек. Але щоб покинути земну орбіту космічний корабель повинен розвинути другу космічну швидкість в 11,2 км/сек (при старті з поверхні Землі, оскільки з висотою ця цифра зменшується).

• Прилад для точного виміру сили тяжіння називається гравіметром. Він активно застосовується при пошуку корисних копалин, і за його допомогою можна прямо з земної поверхні виявляти поклади різних мінералів.

• Наші тіла пристосовані природою та еволюцією до життя за певної гравітації. В умовах майже повної її відсутності, тобто при мікрогравітації, кістки швидко втрачають кальцій і стають крихкими, а м’язи атрофуються.

• Вчені виявили в космічному просторі гравітаційні лінзи, особливі області, де гравітація є, так би мовити, згущеною через вплив масивних об’єктів. Гравітаційні лінзи настільки потужно впливають на все довкола, що можуть відхиляти навіть світло.

• Сила гравітації на тій чи іншій планеті визначає граничну висоту гір при перевищенні якої вони руйнуються під власною вагою. Для Землі ця цифра складає близько 15 км, а на Сонці, якби у нього була тверда поверхня, гори не могли б бути вищими за 5 мм.

• Цікаво, що за відсутності гравітації деякі бактерії стають набагато небезпечнішими. У тому числі й деякі мікроби, які на Землі не надто небезпечні, а ось при мікрогравітації вони можуть становити серйозну загрозу.

Підстрибуючи, людина на якийсь час долає вплив земної гравітації.

• За відсутності гравітації полум’я набуває синього кольору замість жовтого. Це відбувається через те, що через відсутність сили тяжіння горіння відбувається прямо біля поверхні речовини, і згоряння є більш щільним.

• Навіть слабкий магніт здатний з легкістю подолати вплив гравітації. Багато хто вішає на холодильники різні сувенірні магнітики, і їхньої сили тяжіння достатньо для того, щоб подолати силу тяжіння Землі.

• Письменники-фантасти часто описують таке явище як антигравітація. Сучасна наука вважає, що воно цілком може існувати, але жодних доказів поки що немає.

• Поверхня нашої планети неоднорідна. До того ж, континенти мають різну товщину в різних ділянках. Тому в різних точках Землі гравітація різна, і найслабшою вона є в районі Гудзонової затоки.

• Саме завдяки гравітації утворюються зірки. Вони починають формуватися, коли великі газові скупчення набувають настільки великої маси, що починають ущільнюватися. Цей процес називається гравітаційним колапсом.

Якщо вам сподобалася стаття, будь ласка, поділіться з друзями в соцмережах!