Lankide:Beñat Arrieta/Grabitazio

Isaac Newton (1642-1727), grabitazio unibertsalaren legeen sortzailea.

Grabitazioa fenomeno natural bat da, zeinaren eraginez masadun objetuek elkar erakartzen duten. Efektu hori erraz ikus daiteke masa handiko objektuen artean, planeta eta izarren artean, adibidez, baina masadun edozein gorputzen gainean du eragina, gorputz subatomikoetatik hasi eta gorputz hipermasiboetaraino. Masa eta energia baliokideak direnez, energiaren edozein formak (argiak barne) grabitatea sortu eta haren eragina jasaten du. Lurrean, grabitateak masadun objektuei pisua ematen die, eta Ilargiaren grabitatea da ozeano eta itsasoetan mareak sortzen dituena. Unibertsoan gas egoeran dagoen materia grabitatearen eraginez kolapsatzen denean sortzen dira izarrak, eta izar horiek grabitatearen eraginez taldekatuz sortzen dira galaxiak; grabitatea da unibertsoan zehar dauden eskala handiko hainbat egitura edo formazioren sortzailea. Honenbestez, grabitazioa laugarren oinarrizko indartzat har aiteke, indar elektromagnetikoarekin, elkarrekintza nuklear ahularekin eta elkarrekintza nuklear bortitzarekin batera. Guztietan ahulena da, hain zuzen ere, grabitazio-indarra eta, hori dela eta, ez du eragin nabarmenik partikula azpiatomikoen higidura aztertzeko orduan. Eskala makroskopikoan, aldiz, indar grabitatorioa nagusitzen da. Besteak beste, gorputz astronomikoen formazioaren eta ibilbidearen arrazoi nagusia da.

Albert Einstein (1879-1955), erlatibitate orokorraren aita.

Bestalde, grabitazioa ulertzeko beste modu bat ere badago: Einstein-ek proposatutako “Grabitazio orokorraren teoria”. Teoria horre arabera, grabitazioa ez da oinarrizko indar bat, masa ezberdineko gorputzek sortutako espazio denboraren kurbaduraren ondorio zuzen bat baizik. Hala eta guztiz ere, aplikazio gehienetarako nahikoa da Newtonen lege unibertsalaz baliatzea, horrek nahiko ondo hurbiltzen baitu aztertu beharreko sistema.

Etorkizunari begira, grabitazioa bere osotasunean ulertu ahal izateko, mekanika kuantikoaren ikuspuntutik garatutako teoria bat osatzen saiatu beharko genuke, orain arteko lana barneratzeaz gain, gaurdaino ulertzeko gai izan ez garen gaietan sakonduko duena: Grabitazio Kuantikoaren Teoria. Zientzialari asko ari dira fisikaren adar honetan lanean, haien helburua izanik orain arteko teoria guztiak eta lau indarrak barne hartuko dituen “Guztiaren Teoria” bat lortzea.

Grabitazioaren historia

Iraultza zientifikoa

Mailua eta lumaren erorketa: David Scott astronauta (pollo 15 misioan) ilargian, Galileoren esperimentua errepikatzen.

16. eta 17. mendeetan Galileo Galilei izan zen grabitazioaren inguruan lehen lan modernoak egin zituen lehen zientzialaria. Azelerazio grabitatorioa gorputz guztientzako berdina zela erakutsi zuen, Pisako dorretik objektuak erortzen utziz egindako esperimentu famatuaz lehendabizi (nahiz eta ez dagoen Galileok esperimetu hau burutu izanaren inongo ebidentziarik), eta plano inlkinatuekin egindako esperimentu zehatzagoez ondoren. Galileoren lanak Newton-ek bere grabitazioaren teoria formulatzeko bidea erraztu zuen.

Newtonen grabitazio unibertsalaren legea

1687an Isaac Newton fisikari ingelesak Principia lan ospetsua argitaratu zuen, grabitazio unibertsalaren alderantzizko karratuen ekuazioa hipotetizatuz. Ekuazioa honakoa da:

${\vec {F}}=-G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}{\hat {u}}$

Non ${\vec {F}}$ indar-bektorea, $G$ grabitazio unibertsalaren konstantea,$m_{1}$ eta $m_{2}$bi gorputzen masak, $r$ bi masen arteko distantzia eta ${\hat {u}}$ bektore unitarioa diren. Ekuazio horretatik erraz ondorioztatu daiteke grabitate indarrak irismen infinitua duen arren, oso urrun dauden objektuek ez dutela ia euren arteko elkarrekintzarik jasaten.

Newtonen teoria gai izan zen Neptuno planetaren existentzia aurresateko, Uranoren higidura aztertuz, planeta horren ibilbidea ezin baitzen azaldu beste planeta batek eragingo ez balio.

Hala ere, Merkurioren orbitaren desadostasun batek zalantzan jarri zuen Newton-en teoria. Izan ere, teoria horrekin ezin zen orbitaren perihelioak erakusten zuen prezesioa azaldu. Geroago,

Mekanika klasikoa

Sartu irudia

Isaac Newton-ek adierazitako Grabitazio unibertsalaren legeak ondokoa dio: masadun partikula puntual batek beste masadun partikula batengan eragiten duen indarra bi masen biderkadurarekiko proportzionala eta euren arteko distantziaren karratuarekiko alderantziz proportzionala da. Hau da:

${\vec {F_{21}}}=-G{\frac {m_{1}m_{2}}{{\left\vert {\vec {r_{2}}}-{\vec {r_{1}}}\right\vert }^{2}}}{\hat {u}}_{21}$

non ${\hat {u}}_{21}$ 1.en partikulatik 2.enera zuzendutako bektore unitarioa den, eta G grabitazio unibertsalaren konstantea; bere balioa 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg²-ekoa izanik, gutxi gorabehera.

Lege enpiriko honek ondoko ondorio garrantzitsuak dakartza:

Grabitazio indarra beti da erakarlea. Planetek Eguzkiaren inguruan orbita itxiak egiten dituztenez, tribiala da ondorioa hau. Izan ere, indar erakarle batek orbita irekiak sor baditzake ere, ezinezkoa da indar alderatzaile batek orbita itxiak sortzea.

Irismen infinitua du. Bi gorputzek, elkarrengandik oso urruti egonagatik, beti jasango dute indar hau, nahiz eta distantzia batetik aurrera indar hau arbuiagarria izan.

Elkarrekintza grabitatorioarekin erlazionatutako indarra zentrala izango da beti.

Distantzia handitu ahala, txikiagoa izango da erakarpen indarra, eta distantzia txikitu ahala, handiagoa.

Lehenengo gorputzak bigarrenari eragiten dion indarra, bigarrenak lehenengoari eragindako indarraren berdina izango da moduluz eta norabidez, baina kontrako noranzkoan.

Gaur egun ere, gorputz astronomikoen mugimendua aztertzerakoan, lege hau erabiltzen jarraitzen dugu; nahiz eta fenomenoa bere osotasunean aztertu ahal izateko beharrezkoa litzatekeen erlatibitate orokorraren teoria erabiltzea.

Mekanika erlatibista

sdfsdaf

Mekanika kuantikoa

sfsdf

Anomaliak eta teoria alternatiboak

sefsdf

Erreferentziak

adsfasdfs