Delen:
10 theorieën en feiten die u niet over zwaartekracht wist
Onze relatie met de zwaartekracht brengt ons allemaal terug naar ongeveer het eerste leerjaar, toen we in eerste instantie te weten kwamen over deze verbazingwekkende kracht. Zwaartekracht is echter zoveel meer dan de kracht die ons op aarde houdt.
Op school leren we enkele basisideeën over de zwaartekracht. Maar deze geven aanleiding tot veel misvattingen en lacunes in ons begrip van deze belangrijke fysieke kracht. Hier zijn 10 hersenkrakende theorieën en feiten die u waarschijnlijk niet over zwaartekracht te weten kwam.
10 Zwaartekracht is een theorie, geen wet
Het is een mythe dat zwaartekracht een wetenschappelijke wet is. Als je online zou zoeken naar de zwaartekracht, zou je waarschijnlijk veel artikelen zien verschijnen over de wet van de zwaartekracht. In de wetenschappelijke wereld zijn wetten en theorieën echter heel verschillend. Een wetenschappelijke wet is een feit dat is gebaseerd op gegevens en relaties die precies beschrijven wat er gebeurt. Een theorie daarentegen is een idee dat wordt gebruikt om uit te leggen waarom bepaalde verschijnselen voorkomen.
Wanneer we nadenken over zwaartekracht met behulp van de definities van wetenschappelijke wetten en theorieën, wordt het duidelijk waarom zwaartekracht een theorie is en geen wet. Wetenschappers zijn niet in staat geweest de zwaartekracht te meten voor elke ster, maan, planeet, asteroïde of atoom in het universum.
Voyager 1 (een door de mens gemaakte ruimtesonde) heeft ongeveer 21 miljard kilometer (13 miljard mijl) van de aarde afgelegd. Dit vaartuig heeft ons zonnestelsel verlaten, maar niet veel. Alleen al door te kijken naar de decennia-lange reis van Voyager 1 alleen, is het duidelijk waarom wetenschappers de ernst van elke ster, maan, planeet, asteroïde en atoom niet hebben kunnen bestuderen. Ons universum is net zo groot!
9 Er zijn hiaten in de zwaartekrachtstheorie
Nadat je hebt geleerd dat zwaartekracht slechts een theorie is, wordt een andere curvebal bij sommigen van ons geworpen. Sommige hiaten in de theorie van de zwaartekracht suggereren dat het niet zo geloofwaardig is als we ooit dachten in de eerste klas. Veel van deze hiaten hebben te maken met wat we kunnen zien in ons zonnestelsel, maar sommige kunnen hier op aarde worden gezien.
Volgens de theorie van de zwaartekracht zou de zwaartekracht van de zon bijvoorbeeld veel groter zijn op de maan dan de zwaartekracht van de aarde. Dus de maan zou rond de zon draaien in plaats van de aarde. Wetenschappers hebben bewezen dat de maan rond de aarde draait, wat we kunnen zien door alleen maar naar de nachtelijke hemel te kijken.
Op school leerden we ook over Isaac Newton, de 'ontdekker' van de zwaartekracht die een mogelijke kloof in de theorie erkende. Newton creëerde een nieuwe tak van de wiskunde, fluxions genaamd, die hij gebruikte om de theorie van de zwaartekracht te ontwikkelen. Fluxions klinkt misschien niet bekend voor ons, maar wat uiteindelijk in zal veranderen.
Vandaag noemen we het calculus. Hoewel velen van ons op een bepaald punt in ons leven calculus bestuderen, heeft dit gebied van de wiskunde ook bewezen tekortkomingen te hebben. Er kunnen dus gebreken zijn in hoe Newton zijn theorie van zwaartekracht "heeft" "bewezen".
8 Zwaartekrachtgolven
Albert Einstein's algemene relativiteitstheorie (ook bekend als Einsteins theorie van de zwaartekracht) werd in 1915 voorgesteld. Rond dezelfde tijd werd ook een fenomeen, zwaartekrachtgolven verondersteld, verondersteld. Het was pas in 1974 dat deze theorie werd bewezen.
Zwaartekrachtsgolven zijn rimpelingen in het ruimte-tijd-continuüm veroorzaakt door gewelddadige gebeurtenissen in het universum. Deze gebeurtenissen kunnen van alles zijn, van de botsing van zwarte gaten tot de wiebelende rotatie van neutronensterren tot een supernova. Wanneer een van deze gebeurtenissen zich voordoet, rimpelen zwaartekrachtgolven uit het tafereel zoals golven die van een in water geworpen rots wegbewegen. De golven reizen met de snelheid van het licht door het universum.
Omdat we deze catastrofale gebeurtenissen niet altijd in ons universum zien gebeuren, duurt het vele jaren om gravitatiegolven te observeren. Dat is waarom het bijna 60 jaar duurde om te bewijzen dat zwaartekrachtsgolven bestaan.
Al meer dan 40 jaar monitoren wetenschappers hun eerste vondst van zwaartekrachtsgolven, die bewees dat ze bestonden. Deze golven werden veroorzaakt door twee dichte, zware sterren in een baan om elkaar vanwege zwaartekracht. In de loop van de tijd werd waargenomen dat de sterren steeds dichter bij elkaar in een baan ronddraaiden met de snelheid die voorspeld werd door de theorie van Einstein. Zo werd bewezen dat zwaartekrachtsgolven bestaan.
7 zwarte gaten en zwaartekracht
Zwarte gaten zijn een van de grootste mysteries van het universum. Ze worden gevormd wanneer een ster instort in zichzelf, wat een supernova creëert. Deze supernova blaast delen van de ster de ruimte in en kan een gebied in de ruimte creëren waar de zwaartekracht zo sterk is dat het licht er niet uit kan ontsnappen - het zwarte gat. Zwaartekracht vormt geen zwarte gaten, maar speelt wel een sleutelrol bij het begrijpen en leren ervan.
De zwaartekracht van zwarte gaten helpt wetenschappers om ze in het universum te vinden. Omdat de aantrekkingskracht van de zwaartekracht zo sterk is, zien wetenschappers de zwaartekracht van andere sterren of gassen die om hen heen staan. Het zwarte gat kan zelfs deze gassen aantrekken om een schijf rondom zichzelf te verlichten. Zonder de extreme zwaartekracht van zwarte gaten, hebben we misschien nooit geweten dat ze bestonden.
6 Theory of Dark Matter And Dark Energy
Ongeveer 68 procent van het universum bestaat uit donkere energie en ongeveer 27 procent bestaat uit donkere materie. Hoewel er zoveel duistere materie en donkere energie in ons universum is, weten we daar niet veel van af.
We weten echter wel dat donkere energie veel eigenschappen heeft. Einstein's theorie van de zwaartekracht speelde ook een grote rol bij het helpen van wetenschappers om te zien dat donkere energie in staat is om uit te breiden en meer ruimte te maken. Bij het gebruik van de theorie van Einstein dachten wetenschappers in eerste instantie dat de zwaartekracht uiteindelijk de expansie van het universum moest vertragen naarmate de tijd verstreek.
Toen, in 1998, liet de Hubble Space Telescope zien dat het universum sneller en sneller expandeerde. Daardoor wisten wetenschappers dat de theorie van de zwaartekracht niet in staat was om uit te leggen wat er in ons universum gebeurde.Ze veronderstelden het bestaan van donkere materie en donkere energie om rekening te houden met de manier waarop het universum in de loop van de tijd in toenemende mate expandeerde.
5 Gravitons
Wanneer we leren over zwaartekracht op school, leren we dat het een kracht is. Maar het kan zelfs meer dan dat zijn. Zwaartekracht is misschien een deeltje dat een graviton wordt genoemd.
Gravitons zouden de basiseenheid van de zwaartekracht zijn en een zwaartekracht uitstralen. Natuurkundigen hebben geen gravitonen ontdekt, maar ze hebben veel theorieën over waarom ze zouden moeten bestaan. Een van deze theorieën is dat zwaartekracht de enige kracht is (van de vier fundamentele krachten van de natuur) waarin een basiseenheid niet is gedetecteerd.
Hoewel gravitonen kunnen bestaan, zou het uiterst moeilijk zijn om ze te identificeren. Natuurkundigen theoretiseren dat zwaartekrachtsgolven worden gemaakt van gravitonen. Om te zoeken naar gravitatiegolven, zouden we een eenvoudig experiment kunnen doen waarbij we licht van spiegels stuiteren om verschuivingen in hun scheiding te zien.
Helaas zou dit niet werken voor het detecteren van de kleine afstandsveranderingen veroorzaakt door gravitonen. Natuurkundigen zouden spiegels moeten gebruiken die zo zwaar zijn dat ze zouden instorten en zwarte gaten zouden vormen.
Dus dat zal in de nabije toekomst niet gebeuren. Voor nu kijken natuurkundigen naar het universum (het grootste wat ze kunnen) om hen te helpen de effecten van gravitonen te detecteren.
4 Potentiële creatie van Wormholes
Wormholes zijn een groot mysterie in ons universum. Hoe cool zou het zijn om door een ruimtetunnel te gaan met de snelheid van het licht om naar een ander sterrenstelsel te reizen? Nou, als wormgaten ergens in ons universum bestaan, zou dat mogelijk zijn. Op dit moment is er geen bewijs dat ze bestaan, maar natuurkundigen denken dat een manier om ze te creëren met de zwaartekracht zou zijn.
Door de algemene relativiteitstheorie van Einstein te gebruiken, beschreef natuurkundige Ludwig Flamm hoe de zwaartekracht in staat is om ruimte-tijd te buigen, wat theoretisch wormgaten zou kunnen veroorzaken. Natuurlijk bestaan er ook andere theorieën over de vorming van wormgaten.
3 planeten oefenen een zwaartekracht uit op de zon
We weten dat de zon een zwaartekracht uitoefent op alle planeten in ons zonnestelsel, zodat ze rond de zon draaien. Op dezelfde manier oefent de aarde een zwaartekracht uit op de maan, en daarom draait het ook om de aarde.
Elke planeet of ander object met massa in ons zonnestelsel oefent echter ook een zwaartekracht uit op de zon, andere planeten en elk ander object dat massa heeft. De mate van kracht die wordt uitgeoefend hangt af van de massa van de objecten en de afstand ertussen.
In ons zonnestelsel draait daarom elk object met massa om de zon. Het heeft de grootste aantrekkingskracht. In feite oefent elk object met massa in het universum zijn eigen zwaartekracht uit op elk ander object dat massa heeft, zelfs als ze lichtjaren uit elkaar zijn!
2 Microzwaartekracht
We hebben allemaal foto's gezien of verhalen gehoord over astronauten die rondzweven in de ruimte omdat er geen zwaartekracht is. Ook al is dit een gebruikelijke weergave in films, er is eigenlijk zwaartekracht in de ruimte.
Het wordt microzwaartekracht genoemd omdat het zo weinig is. Deze microzwaartekracht zorgt ervoor dat astronauten gewichtloos lijken in de ruimte. Zonder de zwaartekracht in de ruimte zouden de planeten niet rond de zon draaien en zou de maan niet rond de aarde draaien.
De zwaartekracht breekt af en wordt zwakker met de afstand. In de ruimte is er microzwaartekracht omdat alles veel verder van elkaar verwijderd is dan hier op aarde, waar de zwaartekracht sterker is.
Zwaartekracht wordt ook zwakker op het zeer kleine niveau. Denk aan het atoom. Het is zo klein dat het een zeer zwakke zwaartekracht heeft die daarmee samenhangt. Terwijl atomen samenkomen, wordt hun kracht sterker.
1 tijdreizen
Tijdreizen is een mysterie dat ons al jaren fascineert. Veel theorieën, waaronder de theorie van de zwaartekracht, zouden kunnen verklaren waarom tijdreizen eigenlijk wel kunnen bestaan. Zwaartekracht produceert een bocht in de ruimtetijd, waardoor objecten in een gebogen pad bewegen. Dientengevolge bewegen voorwerpen in de ruimte iets sneller ten opzichte van die op de grond op aarde. Om precies te zijn winnen de klokken op ruimtesatellieten 38 microseconden per dag.
Omdat de zwaartekracht in de ruimte ervoor zorgt dat voorwerpen sneller in de ruimte bewegen dan op aarde, worden astronauten beschouwd als tijdreizigers wanneer ze terugkomen naar de aarde. Het effect op astronauten is zo klein dat je het niet zou opmerken. Maar het roept wel de vraag op: zou de zwaartekracht uiteindelijk de soorten tijdreizen kunnen veroorzaken die we in de films zien?