Vad är gravitation?
Gravitation är den kraft som drar alla objekt med massa mot varandra. Isaac Newton beskrev den 1687 som beroende av massa och avstånd. Albert Einstein visade 1915 att gravitation egentligen är en krökning av rumtiden orsakad av massa. Den styr planetbanor, tidvatten och galaxers struktur.
Släpp en sten och den faller. Månen kretsar runt jorden. Solen håller hela solsystemet på plats. Bakom allt detta finns samma kraft: gravitation. Den är den svagaste av naturens fyra grundkrafter men den enda som verkar på kosmiska avstånd.
Isaac Newton formulerade 1687 lagen om universell gravitation. Två kroppar drar i varandra med en kraft som ökar med deras massa och minskar med kvadraten på avståndet. Dubblar du avståndet sjunker kraften till en fjärdedel. Jordens massa ger en tyngdacceleration på 9,82 meter per sekund i kvadrat vid havsytan, och det är anledningen till att du väger vad du väger.
Albert Einstein förfinade bilden 1915 med allmänna relativitetsteorin. Gravitation är inte en kraft i traditionell mening, menade Einstein, utan en krökning av rumtiden. Massa böjer rumtiden runt sig, och andra objekt följer den krökningen. Ljus böjs förbi tunga stjärnor, och klockor tickar långsammare ju starkare gravitationsfältet är. GPS-satelliter måste korrigera för den skillnaden med 38 mikrosekunder per dygn, annars skulle navigationen avvika med flera kilometer.
Gravitationen styr tidvatten, planetbanor och galaxers rotation. Månen drar i jordens hav och skapar ebb och flod med ungefär tolv timmars mellanrum. Utan gravitation skulle jorden inte ha en atmosfär, vattnet skulle sväva fritt och livet som vi känner det inte existera.
Trots att gravitation håller ihop galaxer och planetsystem är den enormt svag jämfört med de andra grundkrafterna. En liten kylskåpsmagnet övervinner hela jordens dragningskraft när den håller fast ett papper. Varför gravitation är så svag är en av fysikens stora olösta frågor.
Vanliga frågor
- Varför faller saker till marken?
- Jordens massa skapar ett gravitationsfält som drar alla föremål mot jordytan. Vid havsytan ger detta en acceleration på 9,82 meter per sekund i kvadrat.
- Finns det gravitation i rymden?
- Ja. Astronauter i omloppsbana upplever viktlöshet, men det beror på att de faller runt jorden i samma takt som rymdstationen. Gravitationen på ISS höjd är ungefär 90 procent av den vid jordytan.
- Vad är skillnaden mellan Newtons och Einsteins gravitationsteori?
- Newton beskrev gravitation som en kraft mellan massor. Einstein visade att gravitation är en krökning av rumtiden orsakad av massa. Skillnaden märks vid extrema förhållanden som nära svarta hål.
- Hur påverkar gravitation tiden?
- Klockor tickar långsammare i starkare gravitationsfält. GPS-satelliter korrigerar för detta med 38 mikrosekunder per dygn, annars skulle positioneringen avvika med flera kilometer.