Vivat príťažlivosť

Gravitácia spôsobuje niekedy dosť nepríjemný jav. Všetko padá na zem - tanierik, brúsený pohárik, krajec chleba, človek, ktorý zakopol... Prečo to tak je? A aké sily vlastne vo vesmíre pôsobia? Veci, ktoré nedržíme, klesajú k zemi. Prvý poznatok. Naši predkovia pred stáročiami alebo skôr tisícročiami verili, že všetky veci majú tendenciu spontánne smerovať ku stredu zemegule, a to tým rýchlejšie, čím väčšia je ich hmotnosť. o zistenie postačovalo i najzvedavejším - fakt, ktorý sa nedal zmeniť.

Až o pár storočí (a pár vedcov) neskôr sa na svete objavil Angličan Isaac Newton. Položil si otázku: ak kameň bez opory klesá k zemi, prečo sa Mesiac, čo je predsa tiež kameň, udrží na oblohe? Začal rátať. V roku 1687 výsledky práce zverejnil v práci Philosophiae naturalis principia mathematica. Jeho teória znela takto: Mesiac je ako každé iné teleso priťahovaný k Zemi, ktorá má väčšiu hmotnosť. Zemská príťažlivosť ho však udržuje na určitej orbitálnej dráhe. Keby naraz prestala pôsobiť, Mesiac by odletel ďaleko do vesmíru. Mesiac teda padá, ale padá do akéhosi nepretržitého oblúku. Newton, pravda, svoju pozornosť nezameral iba na oblohu, zaujímali ho záležitosti oveľa prízemnejšie. Každý školák pozná príbeh o Isaacovi odpočívajúcom pod jabloňou. Je to síce legenda, ale svoj účel splnila - všetci vieme, že platí gravitačný zákon. Dve telesá sa navzájom priťahujú silou, ktorá rastie v závislosti od ich hmoty a klesá s rastúcou vzdialenosťou telies. Výsledkom je, že povestné jablko padá k zemi rýchlosťou 9,81 metra za sekundu, čo je gravitačná konštanta. Preto sa dve jablká ležiace na stole navzájom nepriťahujú, ich hmoty sú v porovnaní s príťažlivosťou Zeme zanedbateľné.

Vedci zdôrazňujú, že hmota zostáva vždy rovnaká, konštantná. Hmotnosť telesa sa však líši v závislosti od gravitačnej sily, ktorá na teleso pôsobí. Inými slovami: závisí od hmoty, ktorá teleso priťahuje, a od polohy stredu tejto hmoty. Jablko je preto o niečo ľahšie v Himalájach než na morskej pláži. Na Mesiaci je dokonca šesťkrát ľahšie, pretože na Mesiaci je šesťkrát slabšia gravitácia než na Zemi.

Rozdielna gravitácia Mesiaca spôsobila nielen preslávený „vesmírny tanček“ Neila Armstronga, ale je zodpovedná aj za zlé pristátie Apolla 11. Loď sa odklonila od plánovaného cieľa o sedem kilometrov. Pri pôsobení gravitačných síl rozhoduje aj hustota pod povrchom. Práve rozdielna hustota Mesiaca zavinila odchýlku vo výpočtoch a Apollo 11 pristálo inde, než pôvodne malo.

Na Zemi sú takého výpočty jednoduchšie, pretože vedci poznajú nielen povrch našej planéty, ale aj jej hlbšie vrstvy. Navyše majú k dispozícii gravimetrickú mapu planéty. Najväčšiu príťažlivosť zaznamenali na dne Indického oceánu. Pôsobenie gravitácie je zrejme každému jasné. Einstein už vnímal gravitáciu nielen ako príťažlivú silu, ale i ako geometrický pojem. Priestorová geometria uvažuje s tromi rozmermi - výškou, šírkou a dĺžkou. Tieto tri údaje definujú pozíciu bodu v priestore. Zo Zeme však vidíme jednoduchý obraz. Ak pozorujeme hviezdu, vidíme jej žiaru, ale svetlo, ktoré dopadá do nášho oka, daná hviezda vyslala pred mnohými rokmi (ešte navyše svetelnými). Odvtedy sa bod, ktorý teraz vidíme na určitom mieste oblohy, dávno presunul. Preto je potrebné uvažovať v priestore času te so štvrtou dimenziou, s časom. Tak vznikol časopriestor, v ktorom pôsobí priestor, čas, svetlo a gravitácia, a ktorý spôsobil zrod teórie relativity.

Vo vesmíre pôsobia štyri sily - gravitačná, elektromagnetická, „slabᓠa „silná“. Hmota je tvorená časticami, ktoré sa pôsobením týchto síl ovplyvňujú. Presne toto tvrdí kvantový model vesmíru. Každej sile - interakcii - zodpovedajú rôzne častice sily, ktoré účinkujú ako sprostredkovateľ - „prenášajú“ túto silu medzi jednotlivými časticami hmoty (napríklad medzi neutrónom, protónom a elektrónom). V prípade elektromagnetickej sily sa prostriedok prenosu nazýva fotón. Problém nastáva pri gravitácii. Dalo by sa logicky predpokladať, že i v prípade gravitačnej sily účinkuje nejaký sprostredkovateľ. Iba ho zatiaľ nikto neobjavil. Vedcom to však nezabránilo, aby si budúcu časticu nepomenovali - vravia jej graviton. Gravitácia sa dnes nechápe ako kvantová sila, ale ako deformácia časopriestoru. Na opísanie vesmíru to vedcom vyhovuje. Existujú oblasti, keď treba rátať i so štvrtým rozmerom. Že je to zložité? Áno, ale ľuďom predsa stačí pochopiť, že jablko im občas zo stromu spadne na hlavu. O zvyšok sa postarajú géniovia...

(kab)