More than six thousand light years from the surface of the earth, a rapidly spinning neutron star called the Black Widow pulsar blasts its companion brown dwarf star with radiation as the two orbit each other every 9 hours. Standing on our own planet, you might think you’re just an observer of this violent ballet. But in fact, both stars are pulling you towards them. And you’re pulling back, connected across trillions of kilometers by gravity.
A mais de seis mil anos-luz da superfície da Terra, uma estrela de neutrões a girar rapidamente, chamada pulsar Viúva Negra, atinge a sua companheira anã com radiações sempre que as duas cruzam as órbitas de nove em nove horas. Enquanto habitantes do nosso planeta podíamos pensar que somos apenas observadores deste bailado violento. Mas, na verdade, ambas as estrelas estão a puxar-nos para elas. E nós puxamos para trás, ligados a biliões de quilómetros pela gravidade.
Gravity is the attractive force between two objects with mass— any two objects with mass. Which means that every object in the universe attracts every other object: every star, black hole, human being, smartphone, and atom are all constantly pulling on each other. So why don’t we feel pulled in billions of different directions? Two reasons: mass and distance.
A gravidade é a força de atração entre dois objetos com massa, quaisquer dois objetos com massa. Ou seja, todos os objetos no universo atraem todos os outros objetos: cada estrela, cada buraco negro, cada ser humano, cada smartphone e cada átomo estão constantemente a atrair-se uns aos outros. Então, porque é que não nos sentimos puxados em milhares de milhões de diferentes direções? Por duas razões: a massa e a distância.
The original equation describing the gravitational force between two objects was written by Isaac Newton in 1687. Scientists’ understanding of gravity has evolved since then, but Newton’s Law of Universal Gravitation is still a good approximation in most situations. It goes like this: the gravitational force between two objects is equal to the mass of one times the mass of the other, multiplied by a very small number called the gravitational constant, and divided by the distance between them, squared. If you doubled the mass of one of the objects, the force between them would double, too. If the distance between them doubled, the force would be one-fourth as strong.
A equação original que descreve a força gravitacional entre dois objetos foi escrita por Isaac Newton em 1687. Desde então, a compreensão dos cientistas quanto à gravidade evoluiu mas a Lei da Gravitação Universal de Newton ainda é uma boa aproximação na maioria das situações. É assim: A força gravitacional entre dois objetos é igual à massa de um deles vezes a massa do outro. multiplicada por um número muito pequeno chamado a constante gravitacional e dividido pela distância entre eles ao quadrado. Se duplicarmos a massa de um dos objetos, a força entre eles também duplica. Se a distância entre eles duplicar, a força reduzirá para um quarto.
The gravitational force between you and the Earth pulls you towards its center, a force you experience as your weight. Let’s say this force is about 800 Newtons when you’re standing at sea level. If you traveled to the Dead Sea, the force would increase by a tiny fraction of a percent. And if you climbed to the top of Mount Everest, the force would decrease— but again, by a minuscule amount.
A força gravitacional entre nós e a Terra puxa-nos para o seu centro, uma força que sentimos como o nosso peso. Digamos que esta força é de cerca de 800 newtons quando estamos ao nível do mar. Se formos até ao Mar Morto, a força aumentará numa pequena fração de 1%. Se subirmos ao cume do Monte Evereste, a força diminuirá também numa minúscula quantidade.
Traveling higher would make a bigger dent in gravity’s influence, but you won’t escape it. Gravity is generated by variations in the curvature of spacetime— the three dimensions of space plus time— which bend around any object that has mass. Gravity from Earth reaches the International Space Station, 400 kilometers above the earth, with almost its original intensity. If the space station was stationary on top of a giant column, you’d still experience ninety percent of the gravitational force there that you do on the ground. Astronauts just experience weightlessness because the space station is constantly falling towards earth. Fortunately, it’s orbiting the planet fast enough that it never hits the ground.
Se viajarmos mais alto, haverá uma redução maior na influência da gravidade, mas não nos livraremos dela. A gravidade é gerada por variações na curvatura do espaço-tempo — as três dimensões do espaço mais o tempo — que se curva em volta de qualquer objeto que tenha massa. A gravidade da Terra chega à Estação Espacial Internacional, a 400 km acima da superfície da Terra com quase toda a sua intensidade original. Se a estação espacial estivesse parada no topo duma coluna gigantesca, ainda sentiríamos 90% da força gravitacional que sentimos no solo. Os astronautas sentem falta de peso porque a estação espacial está sempre a cair na direção da Terra. Felizmente, está a orbitar o planeta tão depressa que nunca chega ao solo.
By the time you made it to the surface of the moon, around 400,000 kilometers away, Earth’s gravitational pull would be less than 0.03 percent of what you feel on earth. The only gravity you’d be aware of would be the moon’s, which is about one sixth as strong as the earth’s. Travel farther still and Earth’s gravitational pull on you will continue to decrease, but never drop to zero.
Quando chegamos à superfície da Lua, a cerca de 400 000 km de distância, a atração gravitacional da Terra será menos 0,03% do que a que sentimos na Terra. A única gravidade que sentiríamos será a da Lua que é cerca de um sexto da gravidade da Terra. Se nos afastarmos ainda mais a força da gravidade da Terra` sobre nós continua a diminuir mas nunca chega a zero.
Even safely tethered to the Earth, we’re subject to the faint tug of distant celestial bodies and nearby earthly ones. The Sun exerts a force of about half a Newton on you. If you’re a few meters away from a smartphone, you'll experience a mutual force of a few piconewtons. That’s about the same as the gravitational pull between you and the Andromeda Galaxy, which is 2.5 million light years away but about a trillion times as massive as the sun.
Mesmo presos à Terra, com toda a segurança, estamos sujeitos ao leve puxão de corpos celestes distantes e de outros mais próximos da Terra. O Sol exerce uma força sobre nós de cerca de meio newton. Se estivermos a poucos metros de distância dum smartphone, sofremos uma força mútua de uns piconewtons. É sensivelmente a mesma força da atração gravitacional entre nós e a Galáxia de Andrómeda, que está a 2,5 milhões de anos-luz de distância, mas tem uma massa um bilião de vezes maior do que o Sol.
But when it comes to escaping gravity, there’s a loophole. If all the mass around us is pulling on us all the time, how would Earth’s gravity change if you tunneled deep below the surface, assuming you could do so without being cooked or crushed? If you hollowed out the center of a perfectly spherical Earth— which it isn’t, but let’s just say it were— you’d experience an identical pull from all sides. And you’d be suspended, weightless, only encountering the tiny pulls from other celestial bodies. So you could escape the Earth’s gravity in such a thought experiment— but only by heading straight into it.
Mas, no que respeita a fugir à gravidade, há uma falha. Se todas as massas à nossa volta estão sempre a atrair-nos, como é que a gravidade da Terra mudaria se perfurássemos a superfície profundamente, assumindo que o podíamos fazer sem ficarmos cozidos ou esmagados? Se escavássemos um túnel até ao centro da Terra, numa Terra perfeitamente esférica — que não é, façamos de conta que é — sentiríamos uma atração idêntica de todos os lados. Ficaríamos suspensos, sem peso, sentido apenas as diminutas forças dos outros corpos celestes. Conseguiríamos escapar à gravidade da Terra neste exercício intelectual