Sigur, cele două obiecte menționate în titlu, pana și tancul, nu cad cu aceeași viteză pe solul terestru, dar asta se întâmplă pentru că acestea se lovesc de particulele de aer, iar masa diferită face ca deplasarea prin „marea” de molecule de aer să fie diferită. Dar altfel, dacă am înlătura aerul din atmosferă, deci nu ar mai fi nicio barieră în fața celor două obiecte, ele ar cădea cu aceeași viteză și ar atinge solul în exact aceeași fracțiune de secundă. Dar de ce se întâmplă asta?

Nu voi intra în explicații matematice. Am mai scris două articole pe acest subiect aici și aici (unde am inclus și videoclipuri cu demonstrații pe Lună și în laborator, pe Terra). În acest articol vă propun o abordare pur intuitivă, pornind de la ceea ce știm că ar putea fi mecanismul gravitației.

Teoria lui Newton despre gravitație, conform căreia masele din univers se atrag reciproc (Newton nu a știut să explice cum s-ar întâmpla asta), nu este corectă, deși utilă ca aparat matematic.

Einstein vine cu o idee complet nouă, fiind de o opinie că masele și energia au capacitatea de a distorsiona (curba) spațiu-timpul din jurul acestora. Ca urmare, spațiul nu este uniform distribuit, ca o rețea perfect uniformă, în care „ochiurile” rețelei sunt identice, ci este dinamic și distorsionat de masa / energia din univers (mai mult de masa / energia din apropiere, mai puțin de cea de la depărtare).

Dacă dau drumul unui obiect de la înălțimea de 1 km, avem impresia că acesta accelerează. Einstein spune că această accelerație nu este reală. Și are dreptate, pentru că nu știm să justificăm ce ar genera această accelerație. Gravitația nu este o forță, iar fără o forță nu putem avea accelerație. Am scris un articol despre acest subiect aici (dar abordarea va fi puțin diferită în articolul de față).
În acel articol spuneam, pe scurt, că:
• asupra unui corp aflat în cădere liberă într-un câmp gravitațional nu acționează nicio forță.
• accelerația de care vorbim atunci când spunem că un corp lăsat să cadă spre sol va evolua cu o accelerație de 9,8 ms2 - există doar în raport cu suprafața terestră, dar nu este o accelerație propriu-zisă, adică una care ar fi simțită de corpul în cădere.
• în lipsa rezistenței aerului - tot ce vei simți va fi senzația de imponderabilitate.
• corpurile aflate în într-un spațiu-timp curbat de masă/energie par să se miște accelerat, dar acestea urmează liniile geodezice din spațiu-timp (cele „trasate” de efectele gravitației).

Iată un exemplu care, posibil, ajută la înțelegerea mai bună a celor spuse până aici. Să presupunem că ești în costum de astronaut și te deplasezi, fără niciun instrument care să genereze accelerație, prin spațiu. Să spunem că ai fost părăsit de colegii cu care te deplasai prin spațiu; te-au arunca pur și simplu din naveta spațială. Pentru că nu există frecare, vei continua deplasarea prin spațiu la nesfârșit. După o vreme vei ajunge în apropierea unei planete masive, care nu are atmosferă. Ușor ușor vei intra într-un curs de coliziune cu planeta. Pe măsură ce te apropii de aceasta, vei observa că planeta accelerează către tine, apropiindu-se din ce în ce mai rapid de tine. Tu nu ai niciun indiciu că ai accelera, pentru că tu nu simți că ai accelera (senzația pe care o ai atunci când accelerezi mașina); ai aceeași senzație de imponderabilitate pe care ai avut-o în toată perioada în care te-ai aflat în spațiu.

Mecanismul exact al gravitației nu-l cunoaștem. Adică nu știm în detaliu cum face un obiect masiv să modifice structura spațiu-timpului. Pentru că teoria funcționează cu precizie, fiind testată de nenumărate ori, acceptăm că aceasta explică, până la un punct (cel în care nu mai înțelegem ce se întâmplă), realitatea.

Nu ar fi o surpriză prea mare dacă relativitatea generală va fi înlocuită până la urmă de o altă teorie. Așa cum teoria relativității generale a înlocuit teoria gravitației a lui Newton. Că ceva nu este în regulă cu teoria lui Einstein știm deja: nu știm cu s-o armonizăm cu mecanica cuantică. Avem nevoie de o teorie a gravitației cuantice și nu prea facem progrese în această direcție. În prezent nu știm cum să calculăm gravitația la scări foarte mici ori la energii foarte mari. Nu este deloc clar cum se comportă câmpul cuantic răspunzător pentru graviton, particula (teoretică) responsabilă pentru gravitație (conform teoriei câmpurilor cuantice, toate particulele nu au o existență independentă, ci reprezintă fluctuații ale unui câmp cuantic fundamental, care există peste tot în univers).


De unde apariția senzației de accelerație?

Un lucru este, totuși, evident: dacă lăsăm un obiect să cadă într-un câmp gravitațional ca cel al Pământului, vom observa că acesta se apropie de sol cu o viteză din ce în ce mai mare (deci accelerat).

Aici apar dificultățile. Dacă accelerația nu este reală, atunci ce accelerează?

O explicație găsită la unii fizicieni este că planeta accelerează către obiectul aflat în cădere liberă. Dificultatea de reprezentare pe care o avem în această situație este aceea că dacă planeta accelerează către obiect, atunci ea accelerează în toate direcțiile (în toate punctele ce descriu circumferința Terrei). Cum ar veni, planeta se extinde continuu, dar, cu toate acestea, rămâne în aceleași dimensiuni. Nu mi se pare foarte convingător.

Și atunci?

Obiectul aflat în căderea nu accelerează către sol, planeta nu accelerează către obiect. De unde apare accelerația?

A mai rămas o singură variabilă: spațiul. Spațiul accelerează către centrul obiectului masiv.

Care sunt consecințele acestei abordări?

1. Spațiul are o structură, iar obiectele sunt „captive”, până la un punct, în elementele constitutive ale acestei structuri.

2. Este normal ca pana și tancul să ajungă la sol în același timp, de vreme ce acestea se deplasează odată cu spațiul care le conține. Spațiul este cel care se deplasează in corpore către obiectul masiv (în cazul nostru Pământul) în mod accelerat.

3. Ce ne ține pe noi pe scaunul de la birou este opoziția suprafeței terestre la mișcarea către centrul Terrei a spațiului din jurul planetei.


Ce generează structura spațiului?

Lăsat de izbeliște în spațiul interstelar, vei rămâne fixat acolo pentru eternitate. Ești prins în „plasa” spațiului. Dar ce anume te ține acolo?

Întrebarea este, desigur, dificilă și ne plasează la limitele cunoașterii. Putem totuși specula un pic, pornind de la ceea ce știm.

Einstein speculează și el asupra naturii spațiului, afirmând că ceea ce numim „spațiu” este doar o caracteristică a câmpului gravitațional din univers, că spațiul nu există în lipsa materiei și energiei care creează câmpul gravitațional.

Mergând mai departe cu această idee, am afirma că structura spațiului este determinată de toată masa și energia din univers. Dinamica și structura spațiului în fiecare punct din univers trebuie să fie generată de toată masa și energia existente, cu influențe diferite în funcție de cantitate și distanță. Cu alte cuvinte, în fiecare punct din spațiu acesta este astfel structurat și se mișcă în acord cu influența gravitațională a întregului univers.


Chiar stau așa lucrurile în natură?

Nimeni nu poate răspunde cu certitudine la această întrebare. Dar nu cred că există o modalitate mai bună de a reprezenta ce se întâmplă, în acord cu teoria relativității generale.

Credit imagine: depositphotos.com

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.
  • This commment is unpublished.
    Flaviu Pogacian · 1 months ago
    Daca gravitatia este un camp in care perturbarile se propaga cu viteza luminii atunci ar trebui insistat pe ideea ca este de natura electromagnetica (electrodinamica relativista).
  • This commment is unpublished.
    Nelu · 1 months ago
    Corpurile din univers nu se atrag. Corpurile din univers sînt împinse unul spre altul de ceva din spațiu, ceva ce acționează asupra componentele constituente (particulele cele mai mici constituente ale corpului) cu aproape aceiași forță, astfel corpul  e supus unei forțe de deformare extrem de nesemnificative, adică cu o forță ff puțin mai mare asupra  componantelor unui corp aflate înspre corpul celălalt.. Accelerația binecunoscută( un corp  împins de un alt corp): de exemplu un pasager într-o mașină sau avion va fi împins de scaun, iar această forță de împingere deformează corpul, organismul.

Dacă găsești site-ul util, ne poți ajuta cu o DONAȚIE