แรงโน้มถ่วงคืออะไร?

แรงโน้มถ่วงในแง่ที่ง่ายที่สุดคือแรงที่น่าดึงดูดระหว่างสองร่างกายที่แยกจากกันแรงโน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับมวล: ยิ่งมวลวัตถุมากขึ้นเท่าใดแรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งออกแรงวัตถุอื่น ๆมันเป็นหนึ่งในกองกำลังสำคัญที่อธิบายถึงโครงสร้างของจักรวาลแม้ว่ามันจะเป็นหนึ่งในกองกำลังจักรวาลที่สังเกตได้ง่ายที่สุด แต่หลักการของแรงโน้มถ่วงยังไม่เป็นที่เข้าใจกันโดยวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

แรงโน้มถ่วงมีความเกี่ยวข้องกับเซอร์ไอแซคนิวตันนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในศตวรรษที่ 17 แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาแรงโน้มถ่วงมานานหลายศตวรรษมานานหลายศตวรรษก่อนนิวตันกาลิเลโอเมื่อหลายสิบปีก่อนได้แสดงให้เห็นว่าวัตถุตกในอัตราเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงน้ำหนักของพวกเขาการล่มสลายของแอปเปิ้ลเป็นแรงบันดาลใจให้นิวตันศึกษาแรงโน้มถ่วงแม้ว่าแอปเปิ้ลจะไม่ได้ตีหัวของเขาและนำความเข้าใจทันทีเขาใช้เวลามากกว่า 20 ปีในเรื่องนี้เขาตระหนักถึงแรงโน้มถ่วงยังถือดวงจันทร์ในวงโคจรรอบโลกและสามารถพิสูจน์สิ่งนี้ได้โดยใช้วงโคจรของดวงจันทร์เพื่อตรวจสอบการคำนวณของเขา

นิวตันตระหนักถึงหลักการเดียวกันนี้ที่ใช้กับวัตถุทั้งหมดทุกที่ในอวกาศทฤษฎีของเขากลายเป็นที่รู้จักในฐานะกฎของแรงโน้มถ่วงสากลอย่างไรก็ตามเขายอมรับได้อย่างอิสระว่าเขาไม่เข้าใจว่าแรงโน้มถ่วงจะถ่ายทอดจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้อย่างไรโดยทันทีในระยะทางไกลแม้จะมีข้อบกพร่องนี้กฎหมายของนิวตันก็กลายเป็นหลักการทางวิทยาศาสตร์ในอีกสามศตวรรษข้างหน้ามันได้รับการพิสูจน์ซ้ำแล้วซ้ำอีกโดยการทำนายตัวอย่างเช่นที่ตั้งของดาวเคราะห์ที่ยังไม่ได้ค้นพบ

กฎหมายของนิวตันในขณะที่ถูกต้องในแอปพลิเคชันทั่วไปส่วนใหญ่มีความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยไอน์สไตน์ทำงานในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในที่สุดก็คิดว่าเป็นความไม่ถูกต้องเหล่านี้ด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาตามสัมพัทธภาพการเคลื่อนไหวของร่างกายผ่านอวกาศถูกควบคุมโดยผลของร่างกายเหล่านั้นต่อโครงสร้างของอวกาศ-เวลาเองนักวิทยาศาสตร์ยังคงใช้กฎของนิวตันเพราะมันง่ายกว่าที่จะคำนวณและถูกต้องสำหรับเรื่องจริงเช่นเดียวกับแรงที่จรวดต้องออกจากบรรยากาศของโลก

แม้แต่ Einstein ก็ไม่ได้อธิบายแรงโน้มถ่วงอย่างเต็มที่ในยุคปัจจุบันเป็นที่เข้าใจกันว่าแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่กองกำลังพื้นฐานที่ผูกจักรวาลเข้าด้วยกันพร้อมกับแม่เหล็กไฟฟ้าและกองกำลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอและแข็งแกร่งสามหลังได้รับการพิสูจน์จากการค้นพบอนุภาคย่อยอะตอมที่ถ่ายทอดกองกำลังเหล่านี้ในระยะไกลอนุภาคที่คล้ายกันสำหรับแรงโน้มถ่วงที่เรียกว่า graviton ยังคงเข้าใจยากในปี 2010 หลักการอื่น ๆ ของแรงโน้มถ่วงยังคงไม่ได้อธิบายโดยฟิสิกส์สมัยใหม่