Sai già che quello che va su, deve venire giù. Se ti butti giu ' uno sgabello, si sa che cadrete a terra. Ecco perché la gravità è una delle realtà più familiari della vita quotidiana. Come banale come sembra, tuttavia, la gravità è più complessa di questo, soprattutto se considerata alla luce delle scoperte della fisica moderna.
Gravità di Newton
Newton ha proposto che tutte le masse dell'universo si attraggono con una forza direttamente proporzionale alla massa di ciascuna e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro. Questa forza tra gli oggetti è chiamata gravità. La teoria di Newton ha dimostrato grande successo nel descrivere fenomeni naturali come il moto dei proiettili o le orbite dei pianeti. Nel tardo XIX secolo, tuttavia, gli astronomi scoprirono che l'orbita di mercurio, il pianeta più vicino al sole..--non corrispondeva a quello che avrebbe potuto prevedere la teoria di Newton. La caccia era per un nuovo modo spiegare la gravità.
Relatività
Nel 1915, Albert Einstein propose la sua teoria della relatività generale, che ha indotto un cambiamento di mare negli scienziati modo pensare a gravità. Relatività generale descrive la gravità non come una forza, ma come una curvatura dello spazio-tempo. Questo concetto può essere un po' difficile da visualizzare. L'analogia più semplice confronta spaziotempo a un foglio di gomma bidimensionale. Se un oggetto pesante viene inserito sul foglio, crea una depressione. La curvatura del foglio attorno all'oggetto causerebbe un marmo rotolamento attraverso il foglio a spirale verso l'oggetto.
Implicazioni
Relatività ha implicazioni profonde e sorprendente per il modo che pensiamo a gravità. In primo luogo, anche se si percepisce la gravità come una forza, questa è solo un'illusione: gli oggetti sono attratti a vicenda perché spaziotempo è deformato, non a causa di una forza misteriosa. Inoltre, non solo può gravità (o curvatura dello spazio-tempo) allungare o accorciare le distanze, può anche rendere tempo sembra passare più lentamente per alcuni osservatori. Se si sta guardando un astronauta cadono in un buco nero, ad esempio, l'astronauta non sembrerebbe mai effettivamente "cadere" il foro; tempo dell'astronauta sembrerebbe hanno rallentato o addirittura diventare congelati rispetto al proprio. L'astronauta che cade nel buco nero, tuttavia, non noterebbe uno qualsiasi di questi effetti; per l'astronauta, il tempo sembra passare come al solito. Infatti, dal punto di vista dell'astronauta sembrerebbe che aveva accelerato il ritmo degli eventi di fuori. Fondamentalmente, un orologio posizionato vicino a un oggetto massivo verrà eseguito più lentamente rispetto a un orologio posizionato ad una distanza.
Considerazioni
Relatività generale ha avuto molto successo in termini di capacità di fare predizioni verificabili. A differenza della teoria newtoniana della gravità, ad esempio, è in grado di prevedere correttamente l'orbita di mercurio. Di conseguenza, la relatività generale è la migliore spiegazione al momento per l'attrazione gravitazionale tra corpi di massa. Tuttavia, relatività generale non è possibile prevedere il comportamento della materia a scale molto piccole-- per esempio, la scala delle particelle all'interno di un atomo. La meccanica quantistica è una teoria che descrive il comportamento delle particelle subatomiche, ma con masse piccole come quelli trovati in un atomo, la gravità è trascurabile e gravità come noi capire attraverso la relatività generale è molto difficile da conciliare con la meccanica quantistica. Le due teorie..--quello che descrive il molto grande e quello che descrive la piccolissima..--non in rete correttamente. I fisici hanno sviluppato teorie come la teoria delle stringhe che tenta di conciliare la relatività generale con la meccanica quantistica, ma finora non ha dimostrato possibile testare queste idee. Se una nuova "teoria del tutto" può essere sviluppata, potenzialmente potrebbe cambiare il modo di che pensare ciò che provoca corpi di massa per attirare.