Što je zakon univerzalne gravitacije?

Zakon univerzalne gravitacije osnovni je princip fizike. Prvi ga je kodificirao Sir Isaac Newton u 1600-ima. Kaže da se svi objekti međusobno privlače gravitacijom; sila privlačenja ovisi o masi objekata i smanjuje se na temelju udaljenosti između njih. Newtonovo otkriće zamijenila je Einsteinova teorija opće relativnosti. Međutim, još uvijek je točan za većinu praktičnih primjena.

Newton nije otkrio gravitaciju, kao što je popularno vjerovanje, već je proširio rad ranijih znanstvenika kao što je Galileo. Newton se osvrnuo na te znanstvenike kada je slavno napisao: “Ako sam vidio dalje, to je tako što sam stajao na ramenima divova.” Pad jabuke inspirirao je Newtona da proučava gravitaciju; međutim, jabuka nije donijela trenutno razumijevanje udarcem u glavu. Umjesto toga, koristio je mjesečevu orbitu oko Zemlje kako bi provjerio i potvrdio svoje izračune u razdoblju od 20 godina. Zakon univerzalne gravitacije detaljno je opisan u njegovoj revolucionarnoj knjizi Principia Mathematica, objavljenoj 1687.

Newtonova knjiga uključivala je matematičke formule koje opisuju zakon univerzalne gravitacije. U biti, zakon kaže da svi objekti vrše gravitacijsko privlačenje na sve druge objekte. Objekti velike mase imaju jača područja gravitacije, odnosno gravitacijska polja, zbog čega se objekti i ljudi privlače prema Zemlji, ali ne primjetno jedni prema drugima. Gravitacijska sila se smanjuje kako se udaljenost povećava; ovo smanjenje se može precizno izmjeriti i poznato je u fizici kao zakon inverznog kvadrata. Univerzalna gravitacija je sila koja drži planete i satelite zaključanima u orbiti, umjesto da slobodno putuju svemirom.

U stoljećima nakon Newtonova života, zakon univerzalne gravitacije korišten je za predviđanje položaja planeta i prirodnih satelita koji još nisu bili otkriveni. Konačna otkrića ovih nebeskih tijela potvrdila su da je zakon točan. Jedan aspekt zakona koji Newton nije mogao objasniti bio je kako se gravitacijska sila prenosi između objekata. Druge temeljne sile, kao što je elektromagnetizam, djeluju jer subatomske čestice putuju između objekata, privlačeći ih jedno drugom. Slična čestica za prijenos gravitacije, graviton, opisana je u teoriji, ali ostaje neotkrivena više od 300 godina nakon Newtonovog rada.

Do 20. stoljeća znanstvenici su otkrili manje nedosljednosti u zakonu univerzalne gravitacije. Te nedosljednosti objasnila je Einsteinova teorija opće relativnosti. Einstein je shvatio da, zapravo, mase nebeskih tijela ne utječu samo jedna na drugu, već i na tkivo prostor-vremena oko njih. Ovi učinci vidljivi su samo u vrlo preciznim mjerenjima i izračunima. Za praktične primjene kao što su lansiranje raketa, zakon univerzalne gravitacije je još uvijek točan i mnogo lakši za izračunavanje od učinaka relativnosti.