Newtonov gravitačný zákon nám pomáha dodnes: Ako vznikol a čo ho nakoniec dostalo z výslnia?
Chápanie gravitácie podľa Newtona funguje len do určitej miery, potom ho nahradila práca Alberta Einsteina.
Legenda hovorí, že keď Isaacovi Newtonovi spadlo na hlavu jablko, pochopil čo je to gravitácia a prečo sa objekty navzájom priťahujú. Či už je tento príbeh pravdiví alebo nie, Newtonov gravitačný zákon sa po prvýkrát objavil v publikácii Philosophiae Naturalis Principia Mathematica v roku 1687.
Zákon popisuje nielen legendárne jablko, no aj to, prečo sme pripútaní k zemi a prečo naša planéta neodletí do vesmíru, no rok čo rok pokračuje v obiehaní okolo Slnka. Newtonov gravitačný zákon pracuje s myšlienkou, že každá častica hmoty má svoju gravitáciu, ktorá ovplyvňuje objekty okolo seba a pomocou Newtonovej rovnice môžeme zistiť, aká silná je gravitácia určitého objektu.
Newtonove chápanie gravitačnej sily
Newton objavil, že objekt pociťuje gravitačnú silu, ktorá je úmerná súčinu hmotností oboch objektov a nepriamo úmerná druhej mocnine ich vzdialenosti. Ide o zákon, ktorý platí v celom vesmíre. Pomocou Newtonovho gravitačného zákonu dokázala NASA poslať ľudí na Mesiac.
Ani Newton sa k tejto formulke nedostal lusknutím prsta. Svoju najznámejšiu prácu založil na dátach, ktoré dávni astronómovia zbierali stovky rokov. Astronómovia strávili tisícročia pozorovaním hviezd a zaznamenávaním ich pohybov. V 17. storočí tieto informácie zozbieral nemecký matematik a astronóm, Johanes Kepler. Jemu sa podarilo popísať geometriu pohybov objektov na oblohe. Kepler študovaním Marsu zistil, že planéty nasledujú eliptickú obežnú dráhu okolo Slnka.
Ako forma kozmických hodiniek, Keplerova práca umožnila astronómom predpovedať polohu planét na základe predchádzajúcich záznamov. Kepler vedel, že sa planéty pohybujú okolo Slnka, nevedel však prečo. Na to prišiel až Newton popísaním zákonov gravitácie.
Neprehliadnite
Prečo teda jablko padá na zem? Hocijaký objekt, ktorý sa z pokoja dostáva do pohybu prechádza zrýchlením a tam kde je zrýchlenie, tam musí byť sila. Newton si uvedomil, že nejaká sila musí priťahovať jablko k zemi – gravitácia.
Newton začal rozmýšľať a netrvalo dlho kým si uvedomil, že aj náš Mesiac musí pociťovať rovnakú silu ako jablko, ktoré padlo na Zem. Prečo teda nepadne aj Mesiac?
Mal na to dobrý príklad. Všimol si, že delová guľa po vystrelení cestuje po krivke. Tvrdil, že ak by existovalo dostatočne silné delo, ktoré by guľu vystrelilo, tá by dokázala obiehať okolo Zeme rovnako ako Mesiac. Guľa by v podstate padala k zemi neustále, no vďaka rýchlosti ktorú má, by sa k zakriveniu planéty dostala v rovnakom pomere, v akom by ju planéta priťahovala k sebe. Inými slovami, našu planétu by jednoducho „netrafila“.
Einstein a teória relativity
Newtonove teórie boli populárne dlhú dobu a dokázali celkom dobre predpovedať pohyb planét a objektov na Zemi. Využívajú sa dodnes, keď vedci potrebujú vypočítať trakejtóriu kozmických rakiet. Newtona však neskôr „nahradil“ Einstein, ktorý vo svojej všeobecnej teórii relativity ponúka o niečo úplnejšie vysvetlenie gravitácie.
Newtonov gravitačný zákon nedokázal napríklad vysvetliť orbitu Merkúru. Dlho sa predpokladalo, že v sústave existuje ďalšia planéta, Vulkán, ktorú paradoxne zabil Einstein svojou relativitou. Einstein vnímal gravitáciu ako zakrivenie časopriestoru, nie ako silu, ktorou k sebe objekty ťahajú iné objekty.
Komentáre