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 6 mil anos-luz da superfície da Terra, uma estrela de nêutrons em rápida rotação chamada Black Widow Pulsar atinge sua companheira estrela anã marrom com radiação quando as duas cruzam as órbitas a cada nove horas. Como habitantes de nosso planeta, podemos pensar que somos apenas observadores desse violento balé, mas, na verdade, ambas as estrelas estão nos puxando em direção a elas, e nós puxamos para trás, ligados a trilhões de quilômetros 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, todo objeto no universo atrai todos os demais: cada estrela, buraco negro, ser humano, smartphone e átomo estão constantemente atraindo uns aos outros. Então, por que não nos sentimos puxados em bilhões de direções diferentes? Por duas razões: massa e 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. A compreensão dos cientistas sobre a gravidade evoluiu desde então, 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, multiplicado por um número muito pequeno chamado constante gravitacional e dividido pela distância entre eles, ao quadrado. Se duplicássemos a massa de um dos objetos, a força entre eles também duplicaria. Se a distância entre eles duplicasse, a força reduziria 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 nos puxa para o centro dela, uma força que sentimos como nosso peso. Digamos que essa força seja de cerca de 800 newtons quando estamos ao nível do mar. Se viajássemos até o Mar Morto, a força aumentaria em uma pequena fração de 1%. Se subíssemos ao topo do Monte Everest, a força diminuiria, também em uma quantidade minúscula.
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 viajássemos mais alto, haveria maior redução na influência da gravidade, mas não escaparíamos dela. A gravidade é gerada por variações na curvatura do espaço-tempo, as três dimensões do espaço mais o tempo, em torno de qualquer objeto com massa. A gravidade da Terra chega à Estação Espacial Internacional, a 400 km acima da superfície da Terra, com quase a intensidade original. Se a estação espacial estivesse parada sobre uma coluna gigante, ainda sentiríamos 90% da força gravitacional que exercemos no solo. Os astronautas só sentem a falta de peso porque a estação espacial está sempre caindo em direção à Terra. Felizmente, ela orbita o planeta rápido o bastante para evitar que atinja o solo. Quando chegássemos à superfície da Lua,
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.
a cerca de 400 mil km de distância, a atração gravitacional da Terra seria menos de 0,03% da que sentimos aqui. A única gravidade que sentiríamos seria a da Lua, cerca de um sexto da gravidade da Terra. Se nos afastarmos ainda mais, a atração gravitacional da Terra sobre nós continuará a diminuir, mas nunca chegará 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 a um leve puxão de corpos celestes distantes e de corpos terrestres mais próximos. O Sol exerce sobre nós uma força de cerca de meio newton. Se estivermos a poucos metros de um smartphone, sentiremos uma força mútua de alguns piconewtons. É quase a mesma atração gravitacional entre nós e a galáxia de Andrômeda, que está a 2,5 milhões de anos-luz de distância, mas cuja massa é 1 trilhão 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, quando se trata de escapar da gravidade, há uma brecha. Se toda a massa ao nosso redor está nos atraindo o tempo todo, como a gravidade da Terra mudaria se perfurássemos a superfície profundamente, presumindo que pudéssemos fazer isso sem sermos cozidos ou esmagados? Se escavássemos o centro de uma Terra perfeitamente esférica, o que ela não é, mas digamos que fosse, sentiríamos uma atração idêntica de todos os lados e ficaríamos suspensos, sem peso, sentindo apenas as minúsculas atrações de outros corpos celestes. Conseguiríamos escapar da gravidade da Terra nesse exercício intelectual, mas apenas indo direto ao centro.