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.
На удаљености већој од 6 000 светлосних година у односу на Земљу, неутронска звезда која се окреће невероватном брзином, а под именом пулсар Црна удовица, баца огромне количине радијације на свог сапутника, звезду мрког патуљка, док круже једна око друге сваких девет сати. Док стојите на својој планети, можда мислите да сте само посматрач овог силовитог балета. Али, заправо, обе звезде вас привлаче ка себи. А ви одговарате привлачењем, повезани гравитацијом преко неколико билиона километара. Гравитација је сила привлачења између два тела са масом -
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.
било која два тела са масом - што значи да свако тело у универзуму привлачи свако друго тело: свака звезда, црна рупа, људско биће, паметни телефон и атом константно се привлаче међусобно. Па, зашто не осећамо то привлачење у милијарду различитих праваца? Из два разлога: због масе и удаљености.
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.
Изворну једначину која описује силу гравитације између два тела написао је Исак Њутн 1687. године. Разумевање гравитације у научним круговима се развило од тада, али је Њутнов универзални закон гравитације и даље добра апроксимација у већини ситуација. Гласи овако: сила гравитације између два тела једнака је маси једног тела помноженој са масом другог, пута веома мали број који се назива гравитационом константом, и подељено са њиховом удаљеношћу на квадрат. Ако бисте дуплирали масу једног од ових тела, и сила међу њима би се удвостручила. Ако би се њихова удаљеност дуплирала, сила би била за 1/4 већа.
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.
Гравитација између вас и Земље повлачи вас ка њеном центру, што је сила коју доживљавате као своју тежину. Рецимо да ова сила износи 800 њутна док стојите на нивоу мора. Ако бисте путовали до Мртвог мора, сила би се увећала за мајушни део процента. А ако бисте се попели на врх Монта Евереста, сила би се смањила - али, поново, то би било једва уочљиво.
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.
Путовање ка већим висинама умањило би утицај гравитације, али не бисте јој умакли. Гравитација настаје из варијација у закривљености простора-времена - три димензије простора уз време - које се савијају око сваког тела које поседује масу. Земљина гравитација стиже до Интернационалне свемирске станице, 400 километара изнад земље, уз скоро изворни интензитет. Да ова свемирска станица мирује на врху огромног стуба, ипак бисте на њему осетили деведесет посто силе гравитације у односу на ону коју осећате на тлу. Астронаути осећају бестежинско стање само зато што свемирска станица константно пада ка Земљи. Срећом, кружи око планете довољно брзо, па се никада неће сударити са земљом.
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.
Када стигнете до површине Месеца, до удаљености од око 400 000 километара, сила Земљине гравитације ће бити мања од 0,03 посто од оне коју осећате на Земљи. Једина гравитација које ћете бити свесни је Месечева, која износи шестину Земљине гравитације. Ако отпутујете још даље, деловање Земљине гравитације на вас наставиће да се смањује, али никада неће пасти на нулу.
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.
Иако смо чврсто везани за Земљу, на нас ипак делује слабо привлачење удаљених небеских тела и оних са Земље који су нам близу. Сунце утиче на вас силом од пола њутна. Ако сте удаљени неколико метара од паметног телефона, осетићете међусобну силу привлачења од неколико пикоњутна. То је безмало иста сила привлачења између вас и галаксије Андромеда, која је удаљена 2,5 милиона светлосних година, али билион пута масивнија од Сунца.
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.
Међутим, када се ради о избегавању гравитације, постоји изузетак. Ако нас целокупна маса у нашем окружењу привлачи све време, како би се Земљина гравитација променила ако бисте ископали тунел дубоко испод површине, под претпоставком да то можете а да не будете скувани или смрвљени? Ако бисте око центра Земље направили рупу савршено округле Земље - што она није, али рецимо да јесте - искусили бисте једнако привлачење са свих страна. И висили бисте у бестежинском стању док осећате само мајушно привлачење других небеских тела. Тако бисте могли да избегнете Земљину гравитацију у том мисаоном експерименту, али само ако бисте се право тамо и запутили.