Тяготение
Тяготение — сила, которая держит планеты у Солнца и звёзды в галактиках: закон всемирного тяготения, приливы и связь с законами Кеплера и относительностью.
Тяготение — притяжение, которое действует между всеми телами, обладающими массой. Это самая слабая из фундаментальных сил природы, но на больших расстояниях главная: она держит нас на Земле, Луну — у Земли, планеты — у Солнца, а звёзды — в галактиках.
Закон всемирного тяготения
Объяснение дал Исаак Ньютон в «Математических началах натуральной философии» (1687). Два тела притягиваются с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: F = G·m₁·m₂/r². Гравитационная постоянная G ≈ 6,674·10⁻¹¹ Н·м²/кг²; впервые её измерил в лаборатории Генри Кавендиш в 1798 году. Все три закона Кеплера следуют из закона Ньютона.
Закон Ньютона позволил предсказывать то, чего ещё никто не видел. По отклонениям в движении Урана Урбен Леверье вычислил положение неизвестной планеты, и в 1846 году Иоганн Галле нашёл Нептун почти там, где он был предсказан.
Приливы
Притяжение Луны и Солнца неодинаково на разных частях Земли: ближняя к Луне сторона притягивается сильнее дальней. Поэтому океан вытягивается в две «горбинки» — к Луне и от неё, — и каждые сутки на побережье дважды бывает прилив. Приливы понемногу замедляют вращение Земли и отодвигают Луну примерно на 3,8 см в год.
Куда дальше
- «Законы Кеплера»: как движутся планеты.
- «Космические скорости»: что нужно, чтобы выйти на орбиту, и как работают гравитационные манёвры.
- «Общая теория относительности»: тяготение как кривизна пространства-времени, гравитационные волны и чёрные дыры.