Η βαρύτητα δεν υπήρχε πάντα..

Η βαρύτητα βοηθάει στον σχηματισμό των άστρων - Από, ESO.

Πόσο καιρό υπάρχει η βαρύτητα;

Μάθετε πώς μια φευγαλέα στιγμή αναμόρφωσε τα πάντα: Η βαρύτητα είναι  μια δύναμη  μεταξύ δύο μαζών, επομένως η βαρύτητα υπάρχει όπου υπάρχει μάζα. Για να ανακαλύψουμε πότε άρχισε να υπάρχει η βαρύτητα, πρέπει να κατανοήσουμε τι είναι η μάζα και πότε άρχισε να υπάρχει.

Ας ξεκινήσουμε αμέσως: η «μάζα» είναι αυτό που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε πόση «ύλη» υπάρχει. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν  τον όρο «ύλη»  για να περιγράψουν πράγματα όπως αστέρια, πλανήτες, ωκεανούς, βράχους, μόρια, άτομα, σωματίδια όπως ηλεκτρόνια και πρωτόνια που αποτελούν άτομα, ακόμη και τα σωματίδια που αποτελούν ηλεκτρόνια και πρωτόνια.

Σχεδόν όλα όσα συναντάμε στην καθημερινή ζωή μετράνε ως «ύλη»: ένα βιβλίο, ένα ποτήρι νερό, ένα πουλί - οτιδήποτε θα μπορούσαμε επίσης να αποκαλέσουμε «πράγμα».

Υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις : για παράδειγμα, ούτε το φως ούτε ο ήχος είναι ύλη, ούτε τα συναισθήματα. Το φως μπορεί ακόμη και να ταξιδέψει μέσα σε εντελώς κενό χώρο, όπου δεν υπάρχει καθόλου ύλη.

Αν ένα φτερό και μια μπάλα ποδοσφαίρου είναι και τα δύο φτιαγμένα από ύλη, ίσως αναρωτιέστε γιατί είναι τόσο διαφορετικά. Λοιπόν, μια μπάλα ποδοσφαίρου έχει πολύ περισσότερη ύλη από ένα φτερό, οπότε θα λέγαμε ότι η «μάζα» της είναι μεγαλύτερη.

Από την άλλη πλευρά, ένα κιλό φτερών και ένα κιλό σιδήρου έχουν την ίδια μάζα επειδή ζυγίζουν το ίδιο - παρόλο που τα φτερά καταλαμβάνουν πολύ περισσότερο χώρο.

Αν μπορούσατε να μετρήσετε κάθε σωματίδιο στο σώμα σας, τότε θα μπορούσατε να προσθέσετε όλες τις μάζες τους και θα είχατε ένα μέτρο της δικής σας μάζας.

Μάζα, βάρος και βαρύτητα

Φυσικά, αυτός δεν είναι ο τρόπος με τον οποίο μετράμε τις μάζες στην πραγματική ζωή. Εδώ στη Γη, μετράμε τη μάζα μέσω του βάρους. Η μάζα και το βάρος δεν είναι ακριβώς το ίδιο πράγμα, αλλά σχετίζονται.

Αν πηγαίνατε μια ζυγαριά στο φεγγάρι και ζυγιζόσασταν σε αυτήν, ο αριθμός που θα έδειχνε θα ήταν μικρότερος από ό,τι όταν ζυγιζόσασταν στη Γη - παρόλο που η μάζα σας παραμένει η ίδια, το βάρος σας θα άλλαζε. Αυτό συμβαίνει επειδή η ζυγαριά που χρησιμοποιείτε στην πραγματικότητα δεν μετρά άμεσα τη μάζα σας, αλλά μάλλον τη βαρυτική δύναμη που αισθάνεται η μάζα σας από τη Γη ή τη σελήνη.

Ζυγίζετε λιγότερο στη Σελήνη - Από: NASA.

Το πόσο ισχυρή είναι η βαρύτητα  εξαρτάται από  τη μάζα και των δύο αντικειμένων, καθώς και από την απόσταση μεταξύ τους. Επειδή η Γη έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τη Σελήνη, η δύναμη της βαρύτητας που βιώνετε στη Γη είναι ισχυρότερη. Γι' αυτό ζυγίζετε περισσότερο στη Γη παρά στη Σελήνη.

Μια κοσμική δημιουργία

Πότε, λοιπόν, εμφανίστηκε για πρώτη φορά η μάζα; Με βάση την καλύτερη κατανόησή μας για τη φυσική του σύμπαντος, η πρώτη μάζα δημιουργήθηκε με τη μορφή μικροσκοπικών σωματιδίων (πολλών από αυτά) αμέσως μετά την αρχή του ίδιου του σύμπαντος, περίπου  13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. 

Η δημιουργία της ύλης συνέβη τόσο γρήγορα μετά τη δημιουργία του σύμπαντος που θα μπορούσαν να χωρέσουν περισσότερες από ένα εκατομμύριο από αυτές τις στιγμές στον χρόνο που χρειάζεται για να ανοιγοκλείσει κανείς τα μάτια του. Και από εκείνη τη στιγμή, η βαρύτητα άρχισε να λειτουργεί, τραβώντας την ύλη, συγκεντρώνοντας άτομα και μόρια σε πυκνά σύννεφα που τελικά σχημάτισαν αστέρια, γαλαξίες και πλανήτες.

Φυσικά, υπάρχουν  πολλές δυνάμεις  στη φύση, και η βαρύτητα είναι μόνο μία από αυτές. Οι άλλες δυνάμεις ασκούνται επίσης στην ύλη, επομένως υπήρχε πάντα ένας κοσμικός χορός μεταξύ των διαφορετικών δυνάμεων στο σύμπαν, γεγονός που το κάνει να φαίνεται όπως είναι.

Η βαρύτητα μπορεί να είναι η δύναμη με την οποία είμαστε όλοι πιο εξοικειωμένοι, επειδή όλοι την έχουμε νιώσει από τη στιγμή που γεννηθήκαμε, αλλά στην πραγματικότητα σε σύγκριση με πολλές από τις άλλες δυνάμεις δεν είναι ιδιαίτερα ισχυρή.

Αλλά επειδή η βαρύτητα βρίσκεται οπουδήποτε υπάρχει μάζα, είναι ουσιαστικά παντού, ανά πάσα στιγμή.

Η ίδια βαρύτητα που σας κρατά στο έδαφος εδώ στη Γη, κρατάει επίσης τη Γη ενωμένη, κρατά τη Γη σε τροχιά γύρω από τον ήλιο και κρατά τον ήλιο σε τροχιά γύρω από τον υπόλοιπο γαλαξία.

Η βαρύτητα υπάρχει από τότε που υπάρχει το σύμπαν και θα συνεχίσει να υπάρχει, για όσο καιρό θα υπάρχει κι εμείς, και μετά.

Η βαρύτητα δεν είναι δύναμη (Αϊνστάιν):  είναι η καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από τη μάζα και την ενέργεια, όπως περιγράφεται από τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν. Ογκώδη αντικείμενα όπως οι πλανήτες κάμπτουν τον χωροχρόνο και άλλα αντικείμενα ακολουθούν αυτές τις καμπύλες, δημιουργώντας αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως βαρυτική έλξη.

 Brooke Simmons - Λέκτορας Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ

https://www.universal-sci.com/headlines/2019/5/30/curious-kids-how-long-has-gravity-existed#google_vignette