Dieser Artikel konzentriert sich auf die Geschichte der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation. Hier lernen wir biografische Informationen aus dem Leben des Wissenschaftlers kennen, der dieses physikalische Dogma entdeckt hat, betrachten seine wichtigsten Bestimmungen, den Zusammenhang mit der Quantengravitation, den Entwicklungsverlauf und vieles mehr.

Genius

Sir Isaac Newton ist ein ursprünglich aus England stammender Wissenschaftler. Einst widmete er Wissenschaften wie Physik und Mathematik viel Aufmerksamkeit und Mühe und brachte auch viele neue Dinge in die Mechanik und Astronomie. Er gilt zu Recht als einer der ersten Begründer der Physik in ihrem klassischen Modell. Er ist Autor des grundlegenden Werks „Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie“, in dem er Informationen über die drei Gesetze der Mechanik und das Gesetz der universellen Gravitation präsentierte. Isaac Newton legte mit diesen Werken den Grundstein für die klassische Mechanik. Er entwickelte auch einen integralen Typ, die Lichttheorie. Er leistete auch wichtige Beiträge zur physikalischen Optik und entwickelte viele andere Theorien in Physik und Mathematik.

Gesetz

Das Gesetz der universellen Gravitation und die Geschichte seiner Entdeckung reichen bis in die ferne Vergangenheit zurück. Seine klassische Form ist ein Gesetz, das gravitative Wechselwirkungen beschreibt, die nicht über den Rahmen der Mechanik hinausgehen.

Sein Wesen bestand darin, dass der Indikator der Kraft F des Gravitationsschubs, der zwischen zwei Körpern oder Materiepunkten m1 und m2 entsteht, die durch einen bestimmten Abstand r voneinander getrennt sind, die Proportionalität in Bezug auf beide Massenindikatoren beibehält und umgekehrt proportional zu ist Quadrat des Abstands zwischen den Körpern:

F = G, wobei das Symbol G die Gravitationskonstante gleich 6,67408(31).10 -11 m 3 /kgf 2 bezeichnet.

Newtons Schwerkraft

Bevor wir uns mit der Geschichte der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation befassen, machen wir uns genauer mit seinen allgemeinen Merkmalen vertraut.

In der von Newton entwickelten Theorie sollten alle Körper mit großer Masse ein spezielles Feld um sich herum erzeugen, das andere Objekte anzieht. Es wird Gravitationsfeld genannt und es hat Potenzial.

Ein Körper mit Kugelsymmetrie bildet außerhalb seiner selbst ein Feld, ähnlich dem, das von einem materiellen Punkt gleicher Masse im Zentrum des Körpers erzeugt wird.

Die Richtung der Flugbahn eines solchen Punktes im Gravitationsfeld, der von einem Körper mit einer viel größeren Masse erzeugt wird, gehorcht ihr auch, wenn er sich entlang einer Ellipse bewegt, wie zum Beispiel ein Planet oder ein Komet Hyperbel. Die Verzerrung, die andere massive Körper erzeugen, wird mit den Bestimmungen der Störungstheorie berücksichtigt.

Genauigkeit analysieren

Nachdem Newton das Gesetz der universellen Gravitation entdeckt hatte, musste es viele Male getestet und bewiesen werden. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Berechnungen und Beobachtungen durchgeführt. Die experimentelle Form der Auswertung dient nach Übereinstimmung mit ihren Bestimmungen und auf der Grundlage der Genauigkeit ihres Indikators als klare Bestätigung der Allgemeinen Relativitätstheorie. Die Messung der Quadrupolwechselwirkungen eines rotierenden Körpers, dessen Antennen jedoch stationär bleiben, zeigt uns, dass der Prozess der Erhöhung von δ vom Potential r -(1+δ) in einer Entfernung von mehreren Metern abhängt und im Grenzbereich (2,1 ±) liegt 6.2) .10 -3 . Eine Reihe anderer praktischer Bestätigungen ermöglichten es diesem Gesetz, sich zu etablieren und ohne Änderungen eine einheitliche Form anzunehmen. Im Jahr 2007 wurde dieses Dogma in einem Abstand von weniger als einem Zentimeter (55 Mikrometer – 9,59 mm) erneut überprüft. Unter Berücksichtigung der Fehler des Experiments untersuchten die Wissenschaftler den Entfernungsbereich und fanden keine offensichtlichen Abweichungen in diesem Gesetz.

Auch die Beobachtung der Umlaufbahn des Mondes im Verhältnis zur Erde bestätigte seine Gültigkeit.

Euklidischer Raum

Newtons klassische Gravitationstheorie ist mit dem euklidischen Raum verbunden. Die tatsächliche Gleichheit mit einer ziemlich hohen Genauigkeit (10 -9) der Indikatoren des Distanzmaßes im Nenner der oben diskutierten Gleichheit zeigt uns die euklidische Basis des Raums der Newtonschen Mechanik mit einer dreidimensionalen physikalischen Form. An einem solchen Punkt der Materie weist die Fläche der Kugeloberfläche eine exakte Proportionalität zum Quadrat ihres Radius auf.

Daten aus der Geschichte

Betrachten wir eine kurze Geschichte der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation.

Ideen wurden von anderen Wissenschaftlern vorgebracht, die vor Newton lebten. Epikur, Kepler, Descartes, Roberval, Gassendi, Huygens und andere dachten darüber nach. Kepler stellte die Hypothese auf, dass die Schwerkraft umgekehrt proportional zur Entfernung von der Sonne ist und sich nur in den Ekliptikebenen erstreckt; Laut Descartes war es eine Folge der Aktivität von Wirbeln in der Dicke des Äthers. Es gab eine Reihe von Vermutungen, die die richtigen Vermutungen über die Abhängigkeit von der Entfernung widerspiegelten.

Ein Brief von Newton an Halley enthielt Informationen darüber, dass die Vorgänger von Sir Isaac selbst Hooke, Wren und Buyot Ismael waren. Vor ihm war es jedoch niemandem gelungen, mithilfe mathematischer Methoden einen klaren Zusammenhang zwischen dem Gesetz der Schwerkraft und der Planetenbewegung herzustellen.

Die Geschichte der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation ist eng mit dem Werk „Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie“ (1687) verbunden. In dieser Arbeit gelang es Newton, das fragliche Gesetz dank des zu diesem Zeitpunkt bereits bekannten empirischen Gesetzes von Kepler abzuleiten. Er zeigt uns, dass:

• Die Bewegungsform jedes sichtbaren Planeten weist auf die Anwesenheit einer zentralen Kraft hin.
• Die Anziehungskraft des zentralen Typs bildet elliptische oder hyperbolische Bahnen.

Über Newtons Theorie

Eine Untersuchung der kurzen Geschichte der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation kann uns auch auf eine Reihe von Unterschieden hinweisen, die es von früheren Hypothesen unterscheiden. Newton veröffentlichte nicht nur die vorgeschlagene Formel für das betrachtete Phänomen, sondern schlug auch ein vollständiges mathematisches Modell vor:

• Stellung zum Gesetz der Schwerkraft;
• Bestimmung zum Bewegungsgesetz;
• Systematik der Methoden der mathematischen Forschung.

Diese Triade konnte selbst die komplexesten Bewegungen von Himmelsobjekten ziemlich genau untersuchen und so die Grundlage für die Himmelsmechanik schaffen. Bis Einstein mit seiner Arbeit begann, erforderte dieses Modell keine grundlegenden Korrekturen. Lediglich der mathematische Apparat musste deutlich verbessert werden.

Diskussionsgegenstand

Das entdeckte und bewiesene Gesetz wurde im Laufe des 18. Jahrhunderts zu einem bekannten Gegenstand aktiver Debatten und sorgfältiger Überprüfung. Das Jahrhundert endete jedoch mit allgemeiner Zustimmung zu seinen Postulaten und Aussagen. Mithilfe der Berechnungen des Gesetzes war es möglich, die Bewegungsbahnen von Körpern am Himmel genau zu bestimmen. Die direkte Verifizierung erfolgte 1798. Er tat dies mit einer Torsionswaage mit großer Sensibilität. In der Geschichte der Entdeckung des universellen Gesetzes der Schwerkraft ist es notwendig, den von Poisson eingeführten Interpretationen einen besonderen Platz einzuräumen. Er entwickelte das Konzept des Gravitationspotentials und die Poisson-Gleichung, mit der es möglich war, dieses Potential zu berechnen. Diese Art von Modell ermöglichte die Untersuchung des Gravitationsfeldes in Gegenwart einer willkürlichen Materieverteilung.

Newtons Theorie hatte viele Schwierigkeiten. Der Hauptgrund hierfür ist die Unerklärlichkeit weitreichender Maßnahmen. Es war unmöglich, die Frage, wie Gravitationskräfte mit unendlicher Geschwindigkeit durch den Vakuumraum geschickt werden, genau zu beantworten.

„Evolution“ des Rechts

Im Laufe der nächsten zweihundert Jahre und noch länger versuchten viele Physiker, verschiedene Wege zur Verbesserung von Newtons Theorie vorzuschlagen. Diese Bemühungen endeten 1915 mit einem Triumph, nämlich der Schaffung der Allgemeinen Relativitätstheorie, die von Einstein geschaffen wurde. Es gelang ihm, alle Schwierigkeiten zu überwinden. Gemäß dem Korrespondenzprinzip erwies sich Newtons Theorie als eine Annäherung an den Beginn der Arbeit an der Theorie in einer allgemeineren Form, die unter bestimmten Bedingungen angewendet werden kann:

1. Das Potenzial der Gravitationsnatur kann in den untersuchten Systemen nicht zu groß sein. Das Sonnensystem ist ein Beispiel für die Einhaltung aller Regeln für die Bewegung von Himmelskörpern. Das relativistische Phänomen findet sich in einer auffälligen Manifestation der Perihelverschiebung wieder.
2. Die Bewegungsgeschwindigkeit in dieser Systemgruppe ist im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit unbedeutend.

Der Beweis dafür, dass in einem schwachen stationären Gravitationsfeld allgemeine Relativitätsrechnungen die Form von Newtonschen Berechnungen annehmen, ist das Vorhandensein eines skalaren Gravitationspotentials in einem stationären Feld mit schwach ausgeprägten Krafteigenschaften, das die Bedingungen der Poisson-Gleichung erfüllen kann.

Quantenskala

In der Geschichte konnten jedoch weder die wissenschaftliche Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation noch die Allgemeine Relativitätstheorie als endgültige Gravitationstheorie dienen, da beide gravitationsartige Prozesse auf der Quantenskala nicht zufriedenstellend beschreiben. Der Versuch, eine Quantengravitationstheorie zu entwickeln, ist eine der wichtigsten Aufgaben der modernen Physik.

Aus Sicht der Quantengravitation entsteht die Interaktion zwischen Objekten durch den Austausch virtueller Gravitonen. Gemäß dem Unschärfeprinzip ist das Energiepotential virtueller Gravitonen umgekehrt proportional zur Zeitspanne, in der sie existierten, vom Zeitpunkt der Emission durch ein Objekt bis zum Zeitpunkt der Absorption durch einen anderen Punkt.

Vor diesem Hintergrund stellt sich heraus, dass die Wechselwirkung von Körpern auf einer kleinen Distanzskala den Austausch virtueller Gravitonen mit sich bringt. Dank dieser Überlegungen ist es möglich, eine Aussage über das Newtonsche Potentialgesetz und seine Abhängigkeit vom umgekehrten Proportionalitätsindex in Bezug auf den Abstand zu treffen. Die Analogie zwischen den Gesetzen von Coulomb und Newton erklärt sich aus der Tatsache, dass das Gewicht der Gravitonen Null ist. Das Gewicht von Photonen hat die gleiche Bedeutung.

Missverständnis

Im Schullehrplan ist die Antwort auf die Frage aus der Geschichte, wie Newton das Gesetz der universellen Gravitation entdeckte, die Geschichte einer fallenden Apfelfrucht. Der Legende nach fiel es dem Wissenschaftler auf den Kopf. Dies ist jedoch ein weitverbreiteter Irrglaube und in Wirklichkeit wäre alles möglich gewesen, ohne dass es zu einer solchen möglichen Kopfverletzung gekommen wäre. Newton selbst bestätigte diesen Mythos manchmal, aber in Wirklichkeit war das Gesetz keine spontane Entdeckung und entstand nicht in einem Anfall flüchtiger Einsicht. Wie oben geschrieben, wurde es über einen langen Zeitraum entwickelt und erstmals in den Werken zu den „Mathematischen Prinzipien“ vorgestellt, die 1687 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurden.

In der Schule bekommen wir ein grundlegendes Verständnis der Schwerkraft. Dort wird uns normalerweise gesagt, dass es eine so erstaunliche Kraft gibt, die jeden auf der Erde festhält, und nur dank ihr fliegen wir nicht in den Weltraum und gehen nicht kopfüber. Hier endet praktisch der Spaß, denn in der Schule werden uns nur die grundlegendsten und einfachsten Dinge erzählt. In Wirklichkeit gibt es viele Debatten über die universelle Schwerkraft, Wissenschaftler schlagen neue Theorien und Ideen vor und es gibt viel mehr Nuancen, als Sie sich vorstellen können. In dieser Sammlung finden Sie einige sehr interessante Fakten und Theorien zum Einfluss der Schwerkraft, die entweder nicht im Lehrplan der Schule enthalten waren oder vor nicht allzu langer Zeit bekannt wurden.

10. Die Schwerkraft ist eine Theorie, kein bewiesenes Gesetz.
Es gibt einen Mythos, dass die Schwerkraft ein Gesetz sei. Wenn Sie versuchen, online zu diesem Thema zu recherchieren, bietet Ihnen jede Suchmaschine viele Links zum Newtonschen Gesetz der universellen Gravitation. In der wissenschaftlichen Gemeinschaft sind Gesetze und Theorien jedoch völlig unterschiedliche Konzepte. Ein wissenschaftliches Gesetz ist eine unwiderlegbare Tatsache, die auf bestätigten Daten basiert und das Wesen auftretender Phänomene klar erklärt. Eine Theorie wiederum ist eine Art Idee, mit deren Hilfe Forscher versuchen, bestimmte Phänomene zu erklären.

Wenn wir die Gravitationswechselwirkung in wissenschaftlichen Begriffen beschreiben, wird einem relativ gebildeten Menschen sofort völlig klar, warum die universelle Schwerkraft auf einer theoretischen Ebene und nicht als Gesetz betrachtet wird. Da Wissenschaftler immer noch nicht in der Lage sind, die Gravitationskräfte aller Planeten, Satelliten, Sterne, Asteroiden und Atome im Universum zu untersuchen, haben wir kein Recht, die universelle Schwerkraft als Gesetz anzuerkennen.

Die Robotersonde Voyager 1 legte 21 Milliarden Kilometer zurück, doch selbst in so großer Entfernung von der Erde verließ sie unser Planetensystem kaum. Der Flug dauerte 40 Jahre und 4 Monate, und in dieser Zeit erhielten die Forscher nicht viele Daten, um Gedanken über die Schwerkraft aus dem theoretischen Bereich in die Kategorie der Gesetze zu übertragen. Unser Universum ist zu groß und wir wissen immer noch zu wenig ...

9. Es gibt viele Lücken in der Theorie der Schwerkraft

Wir haben bereits festgestellt, dass die universelle Schwerkraft nur ein theoretisches Konzept ist. Darüber hinaus zeigt sich, dass diese Theorie noch viele Lücken aufweist, die deutlich auf ihre relative Unterlegenheit hinweisen. Viele Ungereimtheiten wurden nicht nur innerhalb unseres Sonnensystems, sondern auch hier auf der Erde festgestellt.

Beispielsweise sollte nach der Theorie der universellen Schwerkraft auf dem Mond die Gravitationskraft der Sonne viel stärker zu spüren sein als die Schwerkraft der Erde. Es stellt sich heraus, dass sich der Mond um die Sonne drehen sollte und nicht um unseren Planeten. Aber wir wissen, dass der Mond unser Satellit ist, und dafür reicht es manchmal aus, den Blick zum Nachthimmel zu richten.

In der Schule erzählten wir von Isaac Newton, dem ein verhängnisvoller Apfel auf den Kopf fiel, was ihn auf die Idee der Theorie der universellen Gravitation inspirierte. Sogar Newton selbst gab zu, dass seine Theorie gewisse Mängel aufwies. Einst war es Newton, der zum Autor eines neuen mathematischen Konzepts wurde – Fluxionen (Ableitungen), das ihm bei der Entwicklung dieser Gravitationstheorie half. Fluxionen kommen Ihnen vielleicht nicht so bekannt vor, aber letztendlich haben sie sich in der Welt der exakten Wissenschaften fest etabliert.

Heutzutage wird in der mathematischen Analyse häufig die Methode der Differentialrechnung verwendet, die genau auf den Ideen von Newton und seinem Kollegen Leibniz basiert. Allerdings ist auch dieser Teil der Mathematik eher unvollständig und nicht ohne Mängel.

8. Gravitationswellen

Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie wurde 1915 vorgeschlagen. Etwa zur gleichen Zeit tauchte die Hypothese der Gravitationswellen auf. Bis 1974 blieb die Existenz dieser Wellen rein theoretisch.

Gravitationswellen können mit Wellen auf der Leinwand des Raum-Zeit-Kontinuums verglichen werden, die als Folge großräumiger Ereignisse im Universum entstehen. Solche Ereignisse könnten eine Kollision von Schwarzen Löchern, Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit eines Neutronensterns oder eine Supernova-Explosion sein. Wenn so etwas passiert, breiten sich Gravitationswellen durch das Raum-Zeit-Kontinuum aus, wie Wellen im Wasser, wenn ein Stein hineinfällt. Diese Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum aus. Wir erleben nicht sehr oft katastrophale Ereignisse, daher dauert es viele Jahre, bis wir Gravitationswellen entdecken. Deshalb brauchten Wissenschaftler mehr als 60 Jahre, um ihre Existenz nachzuweisen.

Seit fast 40 Jahren untersuchen Wissenschaftler die ersten Hinweise auf Gravitationswellen. Wie sich herausstellte, entstehen diese Wellen bei der Verschmelzung eines Doppelsternsystems aus sehr dichten und schweren gravitativ gebundenen Sternen, die um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen. Mit der Zeit rücken die Komponenten des Doppelsterns näher zusammen und ihre Geschwindigkeit nimmt allmählich ab, wie Einstein in seiner Theorie vorhergesagt hat. Die Stärke von Gravitationswellen ist so gering, dass sie 2017 für ihren experimentellen Nachweis sogar mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurden.

7. Schwarze Löcher und Schwerkraft

Schwarze Löcher sind eines der größten Geheimnisse im Universum. Sie entstehen beim Gravitationskollaps eines ziemlich großen Sterns, der zu einer Supernova wird. Wenn eine Supernova explodiert, wird eine beträchtliche Masse an Sternmaterial in den Weltraum geschleudert. Das Geschehen kann zur Bildung einer Raum-Zeit-Region im Weltraum führen, in der das Gravitationsfeld so stark wird, dass selbst Lichtquanten diesen Ort (dieses Schwarze Loch) nicht verlassen können. Es ist nicht die Schwerkraft selbst, die Schwarze Löcher bildet, aber sie spielt dennoch eine Schlüsselrolle bei der Beobachtung und Untersuchung dieser Regionen.

Es ist die Schwerkraft von Schwarzen Löchern, die Wissenschaftlern dabei hilft, sie im Universum zu entdecken. Da die Anziehungskraft unglaublich stark sein kann, können Forscher manchmal ihre Auswirkungen auf andere Sterne oder auf die diese Regionen umgebenden Gase bemerken. Wenn ein Schwarzes Loch Gase ansaugt, entsteht eine sogenannte Akkretionsscheibe, in der Materie auf so hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wird, dass sie bei Erwärmung beginnt, intensive Strahlung zu erzeugen. Dieses Leuchten kann auch im Röntgenbereich nachgewiesen werden. Dank des Akkretionsphänomens konnten wir (mit speziellen Teleskopen) die Existenz von Schwarzen Löchern nachweisen. Es stellt sich heraus, dass wir ohne die Schwerkraft nicht einmal von der Existenz von Schwarzen Löchern wüssten.

6. Theorie über schwarze Materie und schwarze Energie

Ungefähr 68 % des Universums bestehen aus dunkler Energie und 27 % sind für dunkle Materie reserviert. In der Theorie. Obwohl der Dunklen Materie und der Dunklen Energie in unserer Welt so viel Platz eingeräumt wird, wissen wir sehr wenig über sie.

Wir wissen vermutlich, dass dunkle Energie eine Reihe von Eigenschaften hat. Basierend auf Einsteins Gravitationstheorie haben Wissenschaftler beispielsweise vorgeschlagen, dass sich die dunkle Energie ständig ausdehnt. Übrigens glaubten Wissenschaftler zunächst, dass Einsteins Theorie ihnen helfen würde zu beweisen, dass der Einfluss der Schwerkraft mit der Zeit die Expansion des Universums verlangsamt. Allerdings gaben 1998 Daten des Hubble-Weltraumteleskops Anlass zu der Annahme, dass sich das Universum nur mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt. Gleichzeitig kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Gravitationstheorie nicht in der Lage ist, die grundlegenden Phänomene in unserem Universum zu erklären. So entstand die Hypothese über die Existenz dunkler Energie und dunkler Materie, die die Beschleunigung der Expansion des Universums rechtfertigen sollte.

5. Gravitonen

In der Schule wird uns gesagt, dass die Schwerkraft eine Kraft ist. Aber es könnte auch etwas mehr sein ... Es ist möglich, dass die Schwerkraft in Zukunft als Manifestation eines Teilchens namens Graviton betrachtet wird.

Hypothetisch sind Gravitonen masselose Elementarteilchen, die ein Gravitationsfeld aussenden. Bisher konnten Physiker die Existenz dieser Teilchen noch nicht beweisen, sie haben jedoch bereits viele Theorien darüber, warum diese Gravitonen tatsächlich existieren müssen. Eine dieser Theorien besagt, dass die Schwerkraft die einzige Kraft (der 4 Grundkräfte der Natur oder Wechselwirkungen) ist, die noch nicht mit einem einzelnen Elementarteilchen oder einer Struktureinheit in Verbindung gebracht wurde.

Es mag zwar Gravitonen geben, aber es ist unglaublich schwierig, sie zu erkennen. Physiker vermuten, dass Gravitationswellen genau aus diesen schwer fassbaren Teilchen bestehen. Um Gravitationswellen nachzuweisen, führten die Forscher viele Experimente durch, in einem davon verwendeten sie Spiegel und Laser. Ein interferometrischer Detektor kann helfen, Spiegelverschiebungen selbst über mikroskopisch kleine Entfernungen zu erkennen, aber leider kann er keine Veränderungen erkennen, die mit so kleinen Teilchen wie Gravitonen verbunden sind. Theoretisch bräuchten Wissenschaftler für ein solches Experiment Spiegel, die so schwer sind, dass bei ihrem Zusammenbruch Schwarze Löcher entstehen könnten.

Im Allgemeinen scheint es nicht möglich zu sein, die Existenz von Gravitonen in naher Zukunft nachzuweisen oder nachzuweisen. Derzeit beobachten Physiker das Universum und hoffen, dass sie dort Antworten auf ihre Fragen finden und irgendwo außerhalb bodengestützter Labore Manifestationen von Gravitonen nachweisen können.

4. Theorie der Wurmlöcher

Wurmlöcher, Wurmlöcher oder Wurmlöcher sind ein weiteres großes Geheimnis des Universums. Es wäre cool, in eine Art Weltraumtunnel zu gehen und mit Lichtgeschwindigkeit zu reisen, um in kürzester Zeit zu einer anderen Galaxie zu gelangen. Diese Fantasien wurden mehr als einmal in Science-Fiction-Thrillern verwendet. Wenn es im Universum tatsächlich Wurmlöcher gibt, könnten solche Sprünge durchaus möglich sein. Derzeit haben Wissenschaftler keine Beweise für die Existenz von Wurmlöchern, aber einige Physiker glauben, dass diese hypothetischen Tunnel durch Manipulation der Schwerkraft geschaffen werden können.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie lässt die Möglichkeit verblüffender Wurmlöcher zu. Unter Berücksichtigung der Arbeit des legendären Wissenschaftlers versuchte ein anderer Physiker, Ludwig Flamm, zu beschreiben, wie die Schwerkraft die Raumzeit so verzerren könnte, dass sich ein neuer Tunnel bilden würde, eine Brücke zwischen einem Bereich des Gefüges der physischen Realität und ein anderer. Natürlich gibt es auch andere Theorien.

3. Planeten haben auch einen gravitativen Einfluss auf die Sonne

Wir wissen bereits, dass das Gravitationsfeld der Sonne alle Objekte in unserem Planetensystem beeinflusst und sie deshalb alle um unseren einzigen Stern kreisen. Nach dem gleichen Prinzip ist die Erde mit dem Mond verbunden, und deshalb dreht sich der Mond um unseren Heimatplaneten.

Allerdings verfügt auch jeder Planet und jeder andere Himmelskörper mit ausreichender Masse in unserem Sonnensystem über eigene Gravitationsfelder, die sich auf die Sonne, andere Planeten und alle anderen Weltraumobjekte auswirken. Die Größe der ausgeübten Gravitationskraft hängt von der Masse des Objekts und dem Abstand zwischen den Himmelskörpern ab.

In unserem Sonnensystem ist es der Gravitationswechselwirkung zu verdanken, dass sich alle Objekte auf ihren vorgegebenen Umlaufbahnen drehen. Die stärkste Anziehungskraft kommt natürlich von der Sonne. Im Großen und Ganzen haben alle Himmelskörper mit ausreichender Masse ein eigenes Gravitationsfeld und beeinflussen andere Objekte mit erheblicher Masse, auch wenn diese mehrere Lichtjahre entfernt sind.

2. Mikrogravitation

Wir alle haben mehr als einmal Fotos von Astronauten gesehen, die in speziellen Schutzanzügen durch Orbitalstationen fliegen oder sogar das Raumschiff verlassen. Sie sind wahrscheinlich daran gewöhnt zu denken, dass diese Wissenschaftler normalerweise durch den Weltraum taumeln, ohne die Schwerkraft zu spüren, weil es dort keine gibt. Und wenn dem so wäre, lägen Sie gewaltig falsch. Auch im Weltraum gibt es Schwerkraft. Es ist üblich, es Mikrogravitation zu nennen, weil es fast nicht wahrnehmbar ist. Dank der Mikrogravitation fühlen sich Astronauten federleicht und schweben so frei im Weltraum. Gäbe es überhaupt keine Schwerkraft, würden sich die Planeten einfach nicht um die Sonne drehen und der Mond hätte die Umlaufbahn der Erde schon vor langer Zeit verlassen.

Je weiter ein Objekt vom Schwerpunkt entfernt ist, desto schwächer ist die Schwerkraft. Auf der ISS wirkt die Mikrogravitation, denn alle Objekte dort sind viel weiter vom Gravitationsfeld der Erde entfernt, als selbst Sie sich jetzt hier befinden. Auch auf anderen Ebenen schwächt sich die Schwerkraft ab. Nehmen wir zum Beispiel ein einzelnes Atom. Dabei handelt es sich um ein so kleines Materieteilchen, dass es auch einer relativ geringen Gravitationskraft ausgesetzt ist. Wenn sich Atome zu Gruppen zusammenschließen, nimmt diese Kraft natürlich zu.

1. Zeitreise

Die Idee der Zeitreise fasziniert die Menschheit schon seit geraumer Zeit. Viele Theorien, darunter auch die Theorie der Schwerkraft, geben Anlass zur Hoffnung, dass solche Reisen eines Tages tatsächlich möglich sein werden. Nach einem der Konzepte bildet die Schwerkraft eine gewisse Krümmung im Raum-Zeit-Kontinuum, die alle Objekte im Universum dazu zwingt, sich entlang einer gekrümmten Flugbahn zu bewegen. Dadurch bewegen sich Objekte im Weltraum etwas schneller als Objekte auf der Erde. Genauer gesagt, hier ein Beispiel: Die Uhren von Weltraumsatelliten gehen Ihren Heimweckern jeden Tag 38 Mikrosekunden (0,000038 Sekunden) voraus.

Da sich Objekte im Weltraum aufgrund der Schwerkraft schneller bewegen als auf der Erde, können Astronauten tatsächlich auch als Zeitreisende gelten. Allerdings ist diese Reise so unbedeutend, dass bei der Rückkehr nach Hause weder die Astronauten selbst noch ihre Angehörigen einen grundlegenden Unterschied bemerken. Dies negiert jedoch nicht eine sehr interessante Frage: Ist es möglich, den Einfluss der Schwerkraft für Zeitreisen zu nutzen, wie in Science-Fiction-Filmen gezeigt?

Wir alle haben in der Schule das Gesetz der universellen Gravitation studiert. Aber was wissen wir wirklich über die Schwerkraft, abgesehen von dem, was uns unsere Schullehrer in den Kopf gesetzt haben? Aktualisieren wir unser Wissen...

Fakt eins

Jeder kennt das berühmte Gleichnis vom Apfel, der Newton auf den Kopf fiel. Tatsache ist jedoch, dass Newton das Gesetz der universellen Gravitation nicht entdeckt hat, da dieses Gesetz in seinem Buch „Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie“ einfach nicht vorhanden ist. Es gibt in diesem Werk keine Formel oder Formulierung, wie jeder selbst sehen kann. Darüber hinaus erscheint die erste Erwähnung der Gravitationskonstante erst im 19. Jahrhundert und dementsprechend hätte die Formel nicht früher erscheinen können. Der Koeffizient G, der das Rechenergebnis um das 600-Milliarden-fache reduziert, hat übrigens keine physikalische Bedeutung und wurde eingeführt, um Widersprüche zu verbergen.

Fakt zwei

Es wird angenommen, dass Cavendish als erster die Schwerkraftanziehung in Laborbarren mithilfe einer Torsionswaage demonstrierte – einem horizontalen Balken mit Gewichten an den Enden, die an einer dünnen Schnur aufgehängt waren. Die Wippe könnte sich über einen dünnen Draht drehen. Der offiziellen Version zufolge brachte Cavendish ein Paar 158-kg-Rohlinge von gegenüberliegenden Seiten zu den Rockergewichten und der Rocker drehte sich in einem kleinen Winkel. Die experimentelle Methodik war jedoch falsch und die Ergebnisse wurden verfälscht, was überzeugend bewiesen wurde. Cavendish verbrachte viel Zeit damit, die Installation zu überarbeiten und anzupassen, damit die Ergebnisse der von Newton ausgedrückten durchschnittlichen Dichte der Erde entsprachen. Die Methodik des Experiments selbst beinhaltete das mehrmalige Bewegen der Rohlinge, und der Grund für die Drehung des Kipphebels waren Mikrovibrationen durch die Bewegung der Rohlinge, die auf die Aufhängung übertragen wurden.

Dies wird durch die Tatsache bestätigt, dass eine so einfache Installation des 18 Gesetz der universellen Gravitation. Die Cavendish-Installation wird jedoch nicht in Bildungsprogrammen verwendet, und sowohl Schüler als auch Studenten gehen davon aus, dass sich zwei Leerstellen gegenseitig anziehen.

Fakt drei

Wenn wir Referenzdaten zu Erde, Mond und Sonne in die Formel des Gesetzes der universellen Gravitation einsetzen, dann wirkt in dem Moment, in dem der Mond zwischen Erde und Sonne fliegt, zum Beispiel im Moment einer Sonnenfinsternis, die Kraft Die Anziehungskraft zwischen Sonne und Mond ist mehr als doppelt so hoch wie zwischen Erde und Mond!

Der Formel zufolge müsste der Mond die Erdumlaufbahn verlassen und beginnen, sich um die Sonne zu drehen.

Schwerkraftkonstante – 6,6725×10 −11 m³/(kg s²).

Die Masse des Mondes beträgt 7,3477 × 10 22 kg.

Die Masse der Sonne beträgt 1,9891×10 30 kg.

Die Masse der Erde beträgt 5,9737 × 10 24 kg.

Entfernung zwischen Erde und Mond = 380.000.000 m.

Abstand zwischen Mond und Sonne = 149.000.000.000 m.

Erde Und Mond:

6,6725×10 -11 x 7,3477×10 22 x 5,9737×10 24 / 380000000 2 = 2,028×10 20 H

Mond Und Sonne:

6,6725 × 10 -11 x 7,3477 10 22 x 1,9891 10 30 / 149000000000 2 = 4,39×10 20 H

2,028×10 20 H

Die Anziehungskraft zwischen Erde und MondDie Anziehungskraft zwischen Mond und Sonne

An diesen Berechnungen ist zu kritisieren, dass die Referenzdichte dieses Himmelskörpers höchstwahrscheinlich nicht korrekt ermittelt wird.

Tatsächlich deuten experimentelle Beweise darauf hin, dass der Mond kein fester Körper, sondern eine dünnwandige Hülle ist. Die renommierte Fachzeitschrift Science beschreibt die Ergebnisse der Arbeit seismischer Sensoren, nachdem die dritte Stufe der Rakete, die das Raumschiff Apollo 13 beschleunigte, die Mondoberfläche traf: „Das seismische Klingeln wurde mehr als vier Stunden lang registriert. Wenn auf der Erde eine Rakete in gleicher Entfernung einschlagen würde, würde das Signal nur wenige Minuten anhalten.“

Seismische Schwingungen, die so langsam abklingen, sind typisch für einen Hohlresonator und nicht für einen festen Körper.

Aber der Mond zeigt unter anderem nicht seine attraktiven Eigenschaften im Verhältnis zur Erde – das Erde-Mond-Paar bewegt sich nicht um den gemeinsamen Massenschwerpunkt, wie es nach dem Gesetz der universellen Gravitation wäre, und die ellipsoide Umlaufbahn der Erde im Widerspruch zu diesem Gesetz wird nicht Zickzack.

Darüber hinaus bleiben die Parameter der Umlaufbahn des Mondes selbst nicht konstant; die Umlaufbahn „entwickelt sich“ in der wissenschaftlichen Terminologie und widerspricht dem Gesetz der universellen Gravitation.

Fakt vier

Wie kann das sein, werden einige einwenden, denn selbst Schulkinder kennen die Gezeiten der Ozeane auf der Erde, die durch die Anziehungskraft von Wasser auf Sonne und Mond entstehen.

Der Theorie zufolge bildet die Schwerkraft des Mondes im Ozean ein Gezeitenellipsoid mit zwei Gezeitenbuckeln, die sich aufgrund der täglichen Rotation entlang der Erdoberfläche bewegen.

Die Praxis zeigt jedoch die Absurdität dieser Theorien. Schließlich soll sich ihrer Meinung nach ein 1 Meter hoher Gezeitenbuckel in 6 Stunden durch die Drake-Passage vom Pazifischen Ozean zum Atlantik bewegen. Da Wasser inkompressibel ist, würde die Wassermasse den Pegel auf eine Höhe von etwa 10 Metern anheben, was in der Praxis nicht vorkommt. In der Praxis treten Gezeitenphänomene autonom in Gebieten von 1000–2000 km auf.

Laplace war auch erstaunt über das Paradoxon: Warum in die Seehäfen Frankreichs nacheinander volles Wasser kommt, obwohl es nach dem Konzept eines Gezeitenellipsoids gleichzeitig dort ankommen sollte.

Fakt fünf

Das Prinzip der Schwerkraftmessung ist einfach: Gravimeter messen die vertikalen Komponenten und die Ablenkung des Lots zeigt die horizontalen Komponenten an.

Der erste Versuch, die Theorie der Massengravitation zu testen, wurde von den Briten Mitte des 18. Jahrhunderts an den Ufern des Indischen Ozeans unternommen, wo sich auf der einen Seite der höchste Felsrücken der Welt, der Himalaya, und auf der anderen Seite befindet , eine Meeresschale, die mit viel weniger massivem Wasser gefüllt ist. Aber leider weicht das Lot nicht in Richtung Himalaya ab! Darüber hinaus erkennen hochempfindliche Instrumente – Gravimeter – keinen Unterschied in der Schwerkraft eines Testkörpers auf gleicher Höhe, weder über massiven Bergen noch über weniger dichten Meeren von kilometertiefer Tiefe.

Um die etablierte Theorie zu retten, haben Wissenschaftler eine Stütze dafür gefunden: Sie sagen, der Grund dafür sei „Isostasie“ – dichtere Gesteine ​​​​befinden sich unter den Meeren und lockeres Gestein unter den Bergen, und ihre Dichte ist genau gleich um alles auf den gewünschten Wert einzustellen.

Es wurde auch experimentell festgestellt, dass Gravimeter in tiefen Minen zeigen, dass die Schwerkraft mit der Tiefe nicht abnimmt. Es wächst weiter, abhängig nur vom Quadrat der Entfernung zum Erdmittelpunkt.

Fakt sechs

Nach der Formel des Gesetzes der universellen Gravitation werden zwei Massen m1 und m2, deren Größen im Vergleich zu den Abständen zwischen ihnen vernachlässigt werden können, angeblich durch eine Kraft zueinander angezogen, die direkt proportional zum Produkt dieser Massen ist und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Tatsächlich ist jedoch kein einziger Beweis dafür bekannt, dass Materie eine gravitativ anziehende Wirkung hat. Die Praxis zeigt, dass die Schwerkraft nicht von Materie oder Massen erzeugt wird; sie ist unabhängig von ihnen und massive Körper gehorchen nur der Schwerkraft.

Die Unabhängigkeit der Schwerkraft von der Materie wird durch die Tatsache bestätigt, dass kleine Körper des Sonnensystems bis auf seltene Ausnahmen überhaupt keine gravitative Anziehungsfähigkeit besitzen. Mit Ausnahme des Mondes zeigen mehr als sechs Dutzend Planetensatelliten keine Anzeichen ihrer eigenen Schwerkraft. Dies wurde sowohl durch indirekte als auch durch direkte Messungen nachgewiesen; seit 2004 fliegt beispielsweise die Cassini-Sonde in der Nähe von Saturn immer wieder in die Nähe ihrer Satelliten, es wurden jedoch keine Änderungen in der Geschwindigkeit der Sonde registriert. Mit Hilfe desselben Casseni wurde auf Enceladus, dem sechstgrößten Saturnmond, ein Geysir entdeckt.

Welche physikalischen Prozesse müssen auf einem kosmischen Stück Eis ablaufen, damit Dampfstrahlen in den Weltraum fliegen?

Aus dem gleichen Grund weist Titan, der größte Saturnmond, aufgrund des atmosphärischen Ausflusses einen Gasschweif auf.

Trotz ihrer großen Anzahl wurden auf Asteroiden keine theoretisch vorhergesagten Satelliten gefunden. Und in allen Berichten über doppelte oder gepaarte Asteroiden, die angeblich um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen, gab es keinen Hinweis auf die Rotation dieser Paare. Die Begleiter befanden sich zufällig in der Nähe und bewegten sich in quasi-synchronen Umlaufbahnen um die Sonne.

Versuche, künstliche Satelliten in die Umlaufbahn eines Asteroiden zu bringen, scheiterten. Beispiele hierfür sind die NEAR-Sonde, die von den Amerikanern zum Asteroiden Eros geschickt wurde, oder die Sonde HAYABUSA, die die Japaner zum Asteroiden Itokawa schickten.

Fakt sieben

Als Lagrange einmal versuchte, das Dreikörperproblem zu lösen, erhielt er für einen bestimmten Fall eine stabile Lösung. Er zeigte, dass sich der dritte Körper in der Umlaufbahn des zweiten bewegen kann, wobei er sich immer an einem von zwei Punkten befindet, von denen einer 60° vor dem zweiten Körper liegt und der zweite um den gleichen Betrag hinter ihm liegt.

Allerdings verließen zwei Gruppen von Begleitasteroiden, die hinter und vor der Umlaufbahn des Saturns gefunden wurden und die Astronomen freudig die Trojaner nannten, die vorhergesagten Gebiete, und die Bestätigung des Gesetzes der universellen Gravitation wurde zu einem Durchschlag.

Fakt acht

Nach modernen Vorstellungen ist die Lichtgeschwindigkeit endlich, daher sehen wir entfernte Objekte nicht dort, wo sie sich gerade befinden, sondern an dem Punkt, von dem aus der Lichtstrahl, den wir sahen, begann. Doch mit welcher Geschwindigkeit breitet sich die Schwerkraft aus? Nach der Analyse der bis dahin gesammelten Daten stellte Laplace fest, dass sich die „Schwerkraft“ um mindestens sieben Größenordnungen schneller ausbreitet als das Licht! Moderne Messungen des Empfangs von Pulsarpulsen haben die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft noch weiter gesteigert – mindestens zehn Größenordnungen schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Somit widerspricht die experimentelle Forschung der allgemeinen Relativitätstheorie, auf die sich die offizielle Wissenschaft trotz ihres völligen Scheiterns noch immer verlässt.

Fakt neun

Es gibt natürliche Anomalien der Schwerkraft, für die es auch in der offiziellen Wissenschaft keine eindeutige Erklärung gibt. Hier sind einige Beispiele:

Fakt zehn

Es gibt eine Vielzahl alternativer Studien mit beeindruckenden Ergebnissen im Bereich der Antigravitation, die die theoretischen Berechnungen der offiziellen Wissenschaft grundsätzlich widerlegen.

Einige Forscher analysieren die Schwingungsnatur der Antigravitation. Dieser Effekt wird in modernen Experimenten deutlich, bei denen aufgrund der akustischen Levitation Tröpfchen in der Luft hängen. Hier sehen wir, wie es mit Hilfe eines Tons einer bestimmten Frequenz möglich ist, Flüssigkeitstropfen souverän in der Luft zu halten ...

Doch der Effekt lässt sich auf den ersten Blick durch das Gyroskopprinzip erklären, doch selbst ein so einfaches Experiment widerspricht größtenteils der Schwerkraft in seinem modernen Verständnis.

Viktor Stepanowitsch starb unter ziemlich seltsamen Umständen und sein Werk ging teilweise verloren, aber ein Teil des Prototyps der Anti-Schwerkraft-Plattform ist erhalten geblieben und kann im Grebennikow-Museum in Nowosibirsk besichtigt werden.

Eine weitere praktische Anwendung der Antigravitation kann in der Stadt Homestead in Florida beobachtet werden, wo es eine seltsame Struktur aus monolithischen Korallenblöcken gibt, die im Volksmund so genannt wird. Es wurde in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts von dem aus Lettland stammenden Edward Lidskalnin erbaut. Dieser schlanke Mann hatte keine Werkzeuge, er hatte nicht einmal ein Auto oder überhaupt irgendeine Ausrüstung.

Es wurde überhaupt nicht mit Strom versorgt, auch weil es keinen Strom gab, und dennoch ging es irgendwie zum Meer hinunter, wo es tonnenschwere Steinblöcke herausschnitt und sie irgendwie an seinen Standort lieferte. Auslegen mit perfekter Präzision.

Nach Eds Tod begannen Wissenschaftler, seine Schöpfung sorgfältig zu untersuchen. Für das Experiment wurde ein leistungsstarker Bulldozer eingesetzt und versucht, einen der 30 Tonnen schweren Blöcke der Korallenburg zu bewegen. Der Bulldozer brüllte und schlitterte, bewegte den riesigen Stein jedoch nicht.

Im Inneren der Burg wurde ein seltsames Gerät gefunden, das Wissenschaftler als Gleichstromgenerator bezeichneten. Es war eine massive Struktur mit vielen Metallteilen. 240 permanente Streifenmagnete wurden außen in das Gerät eingebaut. Aber wie Edward Leedskalnin tatsächlich mehrere Tonnen schwere Blöcke bewegte, bleibt immer noch ein Rätsel.

Bekannt ist die Forschung von John Searle, in dessen Händen ungewöhnliche Generatoren zum Leben erwachten, sich drehten und Energie erzeugten; Scheiben mit einem Durchmesser von einem halben bis zehn Metern stiegen in die Luft und flogen kontrolliert von London nach Cornwall und zurück.

Die Experimente des Professors wurden in Russland, den USA und Taiwan wiederholt. In Russland wurde beispielsweise 1999 eine Patentanmeldung für „Geräte zur Erzeugung mechanischer Energie“ unter der Nr. 99122275/09 registriert. Vladimir Vitalievich Roshchin und Sergei Mikhailovich Godin haben tatsächlich SEG (Searl Effect Generator) reproduziert und eine Reihe von Studien damit durchgeführt. Das Ergebnis war eine Aussage: Sie können 7 kW Strom kostenlos beziehen; Der rotierende Generator verlor bis zu 40 % an Gewicht.

Die Ausrüstung aus Searles erstem Labor wurde während seiner Haftzeit an einen unbekannten Ort gebracht. Die Installation von Godin und Roshchin ist einfach verschwunden; alle Veröffentlichungen über sie, mit Ausnahme der Erfindungsanmeldung, verschwanden.

Bekannt ist auch der Hutchison-Effekt, benannt nach dem kanadischen Ingenieur-Erfinder. Der Effekt äußert sich in der Levitation schwerer Gegenstände, der Legierung unterschiedlicher Materialien (z. B. Metall + Holz) und der anormalen Erwärmung von Metallen, wenn sich keine brennenden Substanzen in ihrer Nähe befinden. Hier ist ein Video dieser Effekte:

Was auch immer die Schwerkraft tatsächlich ist, es sollte anerkannt werden, dass die offizielle Wissenschaft überhaupt nicht in der Lage ist, die Natur dieses Phänomens klar zu erklären.

Jaroslaw Jargin

Basierend auf Materialien:

Hier auf der Erde halten wir die Schwerkraft für selbstverständlich – zum Beispiel entwickelte er die Theorie der universellen Schwerkraft dank eines Apfels, der von einem Baum fiel. Aber die Schwerkraft, die Objekte im Verhältnis zu ihrer Masse zueinander zieht, ist mehr als nur fallende Früchte. Hier sind ein paar Fakten über diese Kraft.

1. Alles ist in deinem Kopf

Die Schwerkraft auf der Erde mag eine ziemlich konstante Kraft sein, aber unsere Wahrnehmung sagt uns manchmal, dass dies nicht der Fall ist. Eine Studie aus dem Jahr 2011 ergab, dass Menschen den Aufprall von Gegenständen auf den Boden besser einschätzen können, wenn sie beispielsweise aufrecht sitzen, als wenn sie auf der Seite liegen.

Das bedeutet, dass unsere Wahrnehmung der Schwerkraft weniger auf visuellen Hinweisen auf die Richtung der Schwerkraft als vielmehr auf der Ausrichtung des Körpers im Raum basiert. Die Erkenntnisse könnten zu einer neuen Strategie führen und Astronauten helfen, mit der Schwerelosigkeit im Weltraum umzugehen.

2. Die Rückkehr zur Erde ist schwierig

Die Erfahrung von Astronauten zeigt, dass der Übergang in die Schwerelosigkeit und aus der Schwerelosigkeit für den Körper schwierig sein kann, da Muskeln verkümmern und Knochen ohne Schwerkraft an Knochenmasse verlieren. Nach Angaben der NASA können Astronauten im Weltraum bis zu 1 % ihrer Knochenmasse pro Monat verlieren.

Wenn Astronauten zur Erde zurückkehren, brauchen ihr Körper und ihr Gehirn einige Zeit, um sich zu erholen. Der Blutdruck, der im Raum gleichmäßig im Körper verteilt ist, muss sich wieder an die irdischen Bedingungen anpassen, bei denen das Herz arbeiten muss, um die Durchblutung des Gehirns sicherzustellen.

Manchmal müssen Astronauten dafür erhebliche Anstrengungen unternehmen: 2006 stürzte die Astronautin Heidemarie Stefanyshyn-Piper bei der Begrüßungszeremonie am Tag nach ihrer Rückkehr von der ISS.

Ebenso schwierig kann die psychologische Anpassung sein. Im Jahr 1973 sagte der Astronaut Jack Lousma von der Raumsonde Skylab 2, dass er während seiner ersten Tage auf der Erde nach einem Monat im Weltraum versehentlich eine Flasche Aftershave zerbrochen habe – er habe die Flasche einfach losgelassen und vergessen, dass sie fallen und zerbrechen würde nicht anfangen, im Raum zu schweben.

3. Verwenden Sie Pluto zur Gewichtsreduktion

Pluto ist nicht nur ein Planet, er ist auch eine gute Möglichkeit, Gewicht zu verlieren: Ein Mensch, der auf der Erde 68 kg wiegt, wird auf einem Zwergplaneten nicht mehr als 4,5 kg wiegen. Auf Jupiter wird der gegenteilige Effekt eintreten – dort wird dieselbe Person 160,5 kg wiegen.

Auch der Planet, den die Menschheit in naher Zukunft besuchen wird, der Mars, wird Forscher mit einem Gefühl der Leichtigkeit begeistern: Die Schwerkraft des Mars beträgt nur 38 % der Erdschwere, was bedeutet, dass unser 68 kg schwerer Mensch dorthin „abnehmen“ wird 26 kg.

4. Die Schwerkraft ist nicht einmal auf der Erde gleich

Selbst auf der Erde ist die Schwerkraft nicht immer gleich, da unser Planet eigentlich keine perfekte Kugel ist, seine Masse nicht gleichmäßig verteilt ist und eine ungleiche Masse eine ungleichmäßige Schwerkraft bedeutet.

Eine der mysteriösen Gravitationsanomalien wird in der Region Hudson Bay in Kanada beobachtet. Dieses Gebiet hat eine geringere Dichte als andere Regionen der Erde, und eine Studie aus dem Jahr 2007 zeigte, dass der Grund dafür das allmähliche Abschmelzen der Gletscher ist.

Das Eis, das dieses Gebiet während der letzten Eiszeit bedeckte, ist längst geschmolzen, die Erde hat sich jedoch noch nicht vollständig davon erholt. Da die Schwerkraft auf einer Fläche proportional zur Masse auf der Oberfläche dieser Region ist, „bewegte“ das Eis einst einen Teil der Erdmasse. Auch geringfügige Verformungen der Erdkruste sowie die Bewegung von Magma im Erdmantel erklären die Abnahme der Schwerkraft.

5. Ohne die Schwerkraft würden manche Bakterien tödlicher werden

Salmonellen, ein Bakterium, das häufig mit Lebensmittelvergiftungen in Verbindung gebracht wird, werden in der Schwerelosigkeit dreimal gefährlicher. Aus irgendeinem Grund veränderte der Mangel an Schwerkraft die Aktivität von mindestens 167 Salmonellen-Genen und 73 ihrer Proteine. Mäuse, denen in der Schwerelosigkeit gezielt Salmonellen-verseuchtes Futter verabreicht wurde, erkrankten deutlich schneller, obwohl sie im Vergleich zu den Bedingungen auf der Erde weniger Bakterien zu sich nahmen.

6. Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien

Schwarze Löcher werden so genannt, weil nichts, nicht einmal Licht, ihrem Gravitationsfeld entkommen kann. Sie sind vielleicht die zerstörerischsten Objekte im Universum. Im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von drei Millionen Sonnen, doch nach der Theorie des chinesischen Universitätswissenschaftlers Tatsuya Inui stellt dieses Schwarze Loch keine Gefahr für uns dar – es ist zu weit entfernt und Im Vergleich zu anderen Schwarzen Löchern ist unser Sagittarius-A relativ klein.

Aber manchmal ist es eine Show: Im Jahr 2008 erreichte ein vor etwa 300 Jahren emittierter Energieblitz die Erde, und vor mehreren tausend Jahren fiel eine kleine Menge Materie (vergleichbar mit der Masse von Merkur) in ein Schwarzes Loch, was dazu führte ein weiterer Blitz.

Die Wissenschaft

Hier auf der Erde halten wir die Schwerkraft für selbstverständlich. Allerdings ist die Schwerkraft, durch die Objekte im Verhältnis zu ihrer Masse zueinander hingezogen werden, viel größer als ein Apfel, der auf Newtons Kopf fällt. Nachfolgend finden Sie die seltsamsten Fakten über diese universelle Kraft.

Es ist alles in unserem Kopf

Die Schwerkraft ist ein konstantes und beständiges Phänomen, unsere Wahrnehmung dieser Kraft ist jedoch nicht so. Laut einer im April 2011 in der Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlichten Studie können Menschen im Sitzen genauere Urteile über herabfallende Gegenstände fällen.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass unsere Wahrnehmung der Schwerkraft weniger auf der tatsächlichen visuellen Richtung der Kraft als vielmehr auf der „Ausrichtung“ des Körpers basiert.

Die Erkenntnisse könnten zu einer neuen Strategie führen, um Astronauten bei der Bewältigung der Schwerelosigkeit im Weltraum zu helfen.

Harter Abstieg zum Boden

Die Erfahrung von Astronauten hat gezeigt, dass der Übergang vom Zustand der Schwerelosigkeit und zurück für den menschlichen Körper sehr schwierig sein kann. Ohne Schwerkraft beginnen die Muskeln zu verkümmern und auch die Knochen beginnen, Knochenmasse zu verlieren. Laut NASA können Astronauten bis zu 1 Prozent ihrer Knochenmasse pro Monat verlieren.

Nach der Rückkehr zur Erde benötigen Körper und Geist der Astronauten eine gewisse Zeit, um sich zu erholen. Der Blutdruck, der im gesamten Körper räumlich gleich wird, sollte zu einer normalen Funktion zurückkehren, bei der das Herz gut funktioniert und das Gehirn ausreichend Nahrung erhält.

Manchmal wirkt sich die Umstrukturierung des Körpers auf Astronauten äußerst schwierig aus, sowohl körperlich (wiederholte Ohnmachtsanfälle usw.) als auch emotional. Zum Beispiel erzählte ein Astronaut, wie er nach seiner Rückkehr aus dem Weltraum zu Hause eine Flasche Aftershave-Lotion zerbrach, weil er vergaß, dass sie herunterfallen und zerbrechen würde, wenn er sie in die Luft freisetzte, und nicht darin schweben würde.

Um Gewicht zu verlieren, „versuchen Sie es mit Pluto“

Auf diesem Zwergplaneten würde ein 68 Kilogramm schwerer Mensch nicht mehr als 4,5 Kilogramm wiegen.

Auf dem Planeten mit der höchsten Schwerkraft, Jupiter, würde dieselbe Person hingegen etwa 160,5 kg wiegen.

Wahrscheinlich wird sich ein Mensch auch auf dem Mars wie eine Feder fühlen, da die Schwerkraft auf diesem Planeten nur 38 Prozent der Schwerkraft auf der Erde beträgt, d. h. ein 68 Kilogramm schwerer Mensch wird spüren, wie leicht sein Gang ist, da er nur wiegt 26 kg.

Unterschiedliche Schwerkraft

Selbst auf der Erde ist die Schwerkraft nicht überall gleich. Da der Globus keine ideale Kugelform hat, ist seine Masse ungleichmäßig verteilt. Daher bedeutet eine ungleichmäßige Masse eine ungleichmäßige Schwerkraft.

In der Hudson Bay in Kanada wird eine mysteriöse Schwerkraftanomalie beobachtet. Diese Region hat eine geringere Schwerkraft als andere, und eine Studie aus dem Jahr 2007 identifizierte die Ursache in schmelzenden Gletschern.

Das Eis, das dieses Gebiet während der letzten Eiszeit einst bedeckte, ist zwar längst geschmolzen, doch ganz frei von seiner Last ist die Erde noch nicht. Da die Schwerkraft einer Fläche proportional zur Masse dieser Region ist und die „Gletscherspur“ einen Teil der Erdmasse verdrängt hat, ist die Schwerkraft hier schwächer geworden. Eine geringfügige Krustenverformung erklärt 25–45 Prozent der ungewöhnlich geringen Gravitationskraft und wird auch auf die Bewegung von Magma im Erdmantel zurückgeführt.

Ohne die Schwerkraft wären manche Viren stärker

Schlechte Nachrichten für Weltraumkadetten: Manche Bakterien werden im Weltraum unerträglich.

Ohne Schwerkraft verändert sich in Bakterien die Aktivität von mindestens 167 Genen und 73 Proteinen.

Mäuse, die Futter mit solchen Salmonellen zu sich nahmen, wurden viel schneller krank.

Mit anderen Worten: Die Gefahr einer Infektion kommt nicht unbedingt vom Weltraum; es ist wahrscheinlicher, dass unsere eigenen Bakterien an Angriffskraft gewinnen.

Schwarze Löcher im Zentrum der Galaxie

Schwarze Löcher werden so genannt, weil nichts, nicht einmal Licht, ihrer Anziehungskraft entkommen kann. Sie gehören zu den zerstörerischsten Objekten im Universum. Im Zentrum unserer Galaxie befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch mit der Masse von 3 Millionen Sonnen. Klingt beängstigend, nicht wahr? Laut Experten der Universität Kyoto ruht dieses Schwarze Loch jedoch derzeit „nur“.

Tatsächlich stellt ein Schwarzes Loch für uns Erdenbürger keine Gefahr dar, da es sehr weit entfernt ist und sich äußerst ruhig verhält. Im Jahr 2008 wurde jedoch berichtet, dass das Loch vor etwa 300 Jahren Energieausbrüche aussendete. Eine weitere 2007 veröffentlichte Studie ergab, dass vor mehreren tausend Jahren ein „galaktischer Schluckauf“ eine kleine Menge Material von der Größe von Merkur in genau dieses Loch schleuste, was zu einer gewaltigen Explosion führte.

Dieses Schwarze Loch mit dem Namen Sagittarius A* hat im Vergleich zu anderen Schwarzen Löchern eine relativ unscharfe Form. „Diese Schwäche bedeutet, dass Sterne und Gas dem Schwarzen Loch selten zu nahe kommen“, sagt Frederick Baganoff, Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology. „Der Appetit ist riesig, aber er wird nicht gestillt.“