Gravitasjon - Hvor tiltrekkende er du?

De fleste av oss liker nok å tenke at vi er ganske tiltrekkende, og mange forsøker å kvitte seg med overflødige kilo for å øke sin tiltrekningskraft. Men spør du en fysiker, vil hun eller han kanskje si at det er de feteste som er de mest tiltrekkende!

 

Et eple faller ned fra et tre

Det er nemlig slik at tyngdekraften, eller gravitasjonen, ikke bare sørger for at vi mennesker holder oss på jorda og ikke svever ut i rommet. Denne kraften er universell, det vi si at den virker mellom absolutt alt som har masse – også mellom deg og dine omgivelser. Og jo større massen din er (jo flere kg), desto mer tiltrekker du alt omkring deg. Du har en tiltrekningskraft på medpassasjeren din på bussen, men – ikke ta det personlig - jordkloden er omkring en milliard ganger mer tiltrekkende enn du er!

Opphavsmannen til den slags beregninger var Isaac Newton – en engelsk fysiker som levde på 16- og 1700-tallet. Du vet, mannen som ifølge legenden fikk eplet i hodet. Og hva var det for noe viktig Newton skjønte? Ikke bare kunne han beskrive hvordan eplet falt til bakken – det geniale som Newton skjønte, var at eplets fall fra treet til bakken var samme fenomen som at månen gikk rundt jorda og jorda rundt sola. Før Newtons tid hadde man regnet med at det som skjedde på himmelhvelvingen tilhørte en annen og guddommelig sfære som ikke hadde noe med de prosaiske fenomenene på jorda å gjøre. Det var intet mindre enn en revolusjon da Newton hevdet at det faktisk var de samme fysiske lovene som styrte himmellegemenes bevegelser og bevegelsen til ting på jorda. Månens bevegelse, satellitter i bane rundt jorda, epler i fritt fall - alt dette skyldes at legemer tiltrekker hverandre – det er dette den universelle gravitasjonsloven sier, og det er den loven som kan brukes til å beregne hvor mye du tiltrekker dine medmennesker.

Du vet sikkert at månens gravitasjon (tiltrekning) forårsaker tidevannet. Denne forflytningen av vannmasser krever selvsagt energi, og energien må tas fra et sted. Tidebevegelsen fører faktisk til at jordas rotasjon bremses – døgnet blir 0,0016 sekunder lengre hvert 100 år. Samtidig går månen litt fortere, og avstanden fra månen til jorda øker med ca. 4 cm hvert år. Man kan beregne at om 50 milliarder år ville vi ha en situasjon hvor et døgn er det samme som en måned: Jorda roterer én gang om sin egen akse for hver gang månen går én omdreining rundt jorda. Men dette får vi aldri oppleve – lenge før dette inntreffer, vil en langt større katastrofe gjøre ende på oss.

 

Planeter i vårt solsystem

Om "bare" 5 milliarder år, når sola har brukt opp brennstoffet som får den til å lyse, vil den først utvide seg og bli til en rød kjempestjerne; deretter vil gravitasjonskreftene få sola til å trekke seg sammen og sola blir en hvit dverg, bare omtrent på størrelse med jorda. Hadde sola derimot vært 8-10 ganger større, kunne denne sammentrekningen ha blitt så sterk at sola til slutt bare var et lite punkt i verdensrommet – et punkt med nesten uendelig stor tiltrekningskraft (gravitasjon). Den ville vært et sort hull. Du har sikkert hørt om sorte hull? Sorte hull har så sterk gravitasjonskraft at de til og med trekker til seg lys! Det er derfor de kalles sorte. (Lysstråling er energi, og ifølge Einstein er masse og energi to sider av samme sak – ergo trekkes også lyset mot det sorte hullet selv om lys ikke har masse i "vanlig" forstand). Kraften blir sterkere desto nærmere hullet du kommer. Hvis du nærmet deg et sort hull med hodet først, ville gravitasjonskraften på overkroppen din være så mye sterkere enn gravitasjonen på beina at du ble strukket ut omtrent som en seigmann!

Dette høres dramatisk ut, og du tenker sikkert at gravitasjonskraften er en sterk kraft. Det kan føles slik når du detter ned trappa, men faktisk vil en fysiker si at gravitasjonskrefter er svake krefter. Fysikere elsker å forenkle, og de prøver å beskrive alt som foregår i naturen som resultat av færrest mulig typer krefter. I dag regner fysikere med 4 ulike slags krefter i naturen som står bak alle fenomener vi observerer, og gravitasjonen er én av dem. Blant disse er gravitasjonen i en særstilling fordi den er så mye svakere enn de andre kreftene. Men fysikerne gir seg ikke med dette; de drømmer om en såkalt "theory of everything" eller en "grand unifying theory" der disse fire kreftene også blir redusert til fire ulike sider av én og samme underliggende kraft eller prinsipp. Man har kommet et stykke på vei med å forene tre av dem, men gravitasjonskraften er det sorte fåret i denne sammenheng: Man har fortsatt ikke klart å finne en teori som beskriver gravitasjon og de andre kreftene som fire sider av samme sak. Newton startet den moderne fysikken for over 300 år siden med den universelle gravitasjonsloven, Einstein utvidet vårt syn på gravitasjonen for ca 100 år siden, og i dag er det altså fortsatt tyngdekraften som gir teoretiske fysikere noe å plundre med.