Почему гравитация тянет нас вниз, а не вверх?

Общая теория относительности Эйнштейна объясняет гравитацию как результат искривления пространства-времени из-за массы, что противоречит способности двойного магнетизма притягивать и отталкивать. Эта теория вводит концепцию гравитационных колодцев, которая имеет фундаментальное значение для понимания силы гравитации. Фото: SciTechDaily.com

Почему гравитация тянет нас вниз, а не вверх?

Гравитация — это причина, по которой объекты, обладающие массой или энергией, притягиваются друг к другу. Вот почему яблоки падают на Землю, а планеты вращаются вокруг звезд.

Магниты притягивают одни металлы, но могут и отталкивать другие. Так как же просто почувствовать притяжение гравитации?

В 1915 году Альберт Эйнштейн нашел ответ, опубликовав свою общую теорию относительности. Причина, по которой гравитация тянет вас к Земле, заключается в том, что все объекты с массой, такие как наша Земля, на самом деле сгибают и сгибают ткань Вселенной, называемую пространством-временем. Этот изгиб и есть то, на что похоже гравитация.

Что такое пространство-время?

Прежде чем войти в сложный мир гравитации, вам необходимо понять пространство-время.

Пространство-время — это именно то, на что оно похоже: три измерения пространства — длина, ширина и высота — в сочетании с четвертым измерением — временем. Используя блестящие математические знания, Эйнштейн был первым человеком, который осознал, что во Вселенной действуют законы физики. Пространство и время сливаются воедино.

Это означает, что пространство и время взаимосвязаны: если вы двигаетесь в пространстве очень быстро, время для вас замедляется по сравнению с тем, кто движется медленно. Вот почему астронавты, которые очень быстро перемещаются в космосе, Они стареют немного медленнее, чем люди на Земле.

Земля искривляет пространство-время так, что оно падает к Земле, а не от нее. Фото: Токамак / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Материал – это то, что делает гравитационные колодцы, а не гравитационные холмы.

Помните, гравитация — это идея о том, что объекты во Вселенной притягиваются друг к другу, потому что пространство-время искривлено и искривлено. Когда Эйнштейн придумал общую теорию относительности, он показал, что все объекты во Вселенной могут искривлять пространство-время — с точки зрения физики объекты обладают и массой, и энергией.

Поскольку ваш разум обычно думает о мире в трех измерениях, действительно трудно думать о четырех измерениях пространства-времени как об одной идее. Итак, чтобы было легче представить, представьте себе поверхность батута. Если на нем ничего нет, то он плоский. Но если вы стоите на батуте, он простирается вокруг ваших ног и образует долину, когда вы находитесь в центре. Если на батуте находится мяч, он покатится к вашим ногам.

Гравитация действует аналогично тому, как предметы катятся к вашим ногам, если вы стоите на батуте.

Это двумерный пример того, как работает пространство-время. Ваша масса растягивает батут, создавая так называемый гравитационный колодец, в котором катится мяч. Это очень похоже на то, как гравитация тяжелого объекта, такого как Земля, притягивает к себе такие объекты, как вы и я.

И что еще более странно, поскольку пространство и время связаны, Время также увеличивается из-за тяжелых предметов.!

В фильме «Интерстеллар» герои отправляются на соседнюю планету. Черная дыраПока они есть, они стареют медленнее, чем все остальные.

Чем вы тяжелее, тем круче будут стороны батута. Вот почему действительно массивные объекты во Вселенной — такие как Солнце или черные дыры — имеют более сильное гравитационное притяжение, чем земное.

Так почему же гравитация тянет вас вниз, а не отталкивает?

Представьте, что кто-то зашёл под батут и подтолкнул его вверх. Мяч укатится! Это будет гравитационный холм, а не гравитационный колодец. Насколько известно ученым, материя или объекты всегда образуют гравитационные колодцы, а не гравитационные холмы. Ученые могут представить себе объекты, состоящие из экзотической материи или энергии, которые заставили бы гравитацию вытолкнуть вас в космос, но до сих пор никто не нашел ничего, что могло бы заставить гравитацию оттолкнуть вас от Земли.

Написано Марио Боронда, доцентом физики Университета штата Оклахома.

Адаптировано из статьи, первоначально опубликованной в Беседа.