Objev gravitace odstartoval pád jednoho jablka
Podle legendy se Isaac Newton začal gravitací zabývat poté, co mu na hlavu spadlo jedno jablko ze stromu, pod kterým seděl. Objev gravitačního zákona byl pro lidstvo zásadním milníkem. Stal se základním kamenem moderní fyziky a jeho dopad neztrácí sílu ani po staletích. Jeho principy najdeme v provozu letadel i v přesnosti digitálních navigací GPS, které nás dnes bezpečně dovedou na druhý konec světa.
Newtonovi nestačilo vysvětlit pouze padající jablko – fascinovalo ho, proč se to stejné neodehrává s Měsícem. Propojil pozemské dění s pohyby vesmírných těles a přišel s myšlenkou obecné gravitace. Zrodil se zákon, který vystihl neviditelné vlákno přitažlivosti mezi všemi objekty ve vesmíru.
Zákon sjednocující vesmír
Newton ve svých úvahách navázal na poznatky Johanna Keplera, který již dříve popsal pohyb planet sluneční soustavy. Newton si při jejich detailním zkoumání uvědomil, že síla udržující planety na oběžných drahách je totožná s tou, která způsobuje pád předmětů na zem. Tento poznatek Newton převedl do podoby matematického vztahu, v němž je gravitační přitažlivost závislá na hmotnosti těles a jejich vzájemné vzdálenosti.
Newtonův zákon lze spočítat jako:
Fg = G × ((m1 × m2)/(r^2))
kde
Fg je síla působící mezi dvěma hmotnými tělesy
m1 je hmotnost prvního tělesa
m2 je hmotnost druhého tělesa
r je vzdálenost mezi tělesy
G ve vzorci zastupuje gravitační konstantu: G = 6,67 × 10^−11 N m^2 kg^−2
Od Newtona k Einsteinovi
Newtonova teorie sloužila vědcům přes dvě století a i dnes je stále používána v běžné technické praxi. Má však své limity. Ve 20. století Albert Einstein představil obecnou teorii relativity. Ta gravitaci nepopisuje jako sílu mezi dvěma tělesy, ale pracuje se zakřivením časoprostoru. Podle Einsteina Země Měsíc nepřitahuje. Místo toho má Země zakřivovat časoprostor kolem sebe a Měsíc se v tomto zakřivení pohybuje po křivce, jevící se jako oběžná dráha.
Einsteinova teorie popisuje i další související jevy, které Newtonovy teorie vysvětlit nedokázaly. V této fázi je možné vysvětlit už i zakřivení světla při průchodu kolem Slunce, dilatace času nebo existence černých děr. V každodenním životě nám však stále postačí Newtonova jednodušší formulace. Na základě ní lze stavět mosty, počítat dráhu rakety a vyvíjet vozidla.
Gravitace v každodenním životě
Bez gravitace bychom nebyli schopni chodit, pít ze sklenice ani udržet atmosféru kolem Země. Gravitační síla určuje, jaká bude naše hmotnost na povrchu planety – a právě kvůli ní víme, co znamená „padat“.
Gravitace ale ovlivňuje i plynutí času. V místech s vyšší gravitací plyne čas pomaleji – efekt, který musí zohledňovat například systémy GPS, aby nám ukazovaly správnou polohu. Bez korekce na dilataci času by navigace každým dnem nabírala chybu v řádu kilometrů.
Co se (ne)stalo pod jabloní
Příběh o spadlém jablku je krásná legenda, která v sobě skrývá pravdivé jádro. Newton skutečně zvažoval, proč jablko padá kolmo dolů a proč ho k tomu nutí právě Země. Zároveň se ale zamýšlel nad pohybem Měsíce a planet. Jablko tedy bylo možná jen podnětem k hlubší úvaze, ne doslovným impulzem.
To však nic nemění na tom, že Newtonova práce navždy změnila způsob, jakým chápeme vesmír. Jeho gravitační zákon sjednotil Zemi s nebem, dal vzniknout nebeské mechanice a položil základy pro celý vědecký pokrok.
Gravitace je síla, kterou bereme jako samozřejmou, ale bez ní by neexistovalo prakticky nic z toho, co považujeme za běžné. Díky Newtonovi víme, proč věci padají, a díky Einsteinovi víme, že i světlo může být ohýbáno gravitací. A přesto – stále máme mnoho nezodpovězených otázek. Možná jednoho dne přijde další jablko, které posune naše poznání o krok dál.
Zdroje: Cs.wikipedia.org, Astronuklfyzika.cz, National Geographic
