Jordens gravitations afvigelse fra det forventede, under antagelse at jorden er kugleformet. De gul-orange-rød områder har højere gravitation end forventet. De turkis-blå områder har mindre.[1]
Gravitation er en langtrækkendeinteraktion mellem legemer, der harmasse eller mere genereltenergi. Der findes adskilligemodeller, der forsøger at beskrive gravitation kvantitativt, men de tre mest anvendte og anerkendte erGalileis faldlov, der gælder for korte afstande såsom tæt på jordoverfladen, denklassisk mekanisketyngdekraft, hvor gravitation beskrives som entiltrækningskraft mellem legemer med masse, og dengenerelle relativitetsteori, hvor gravitation er en krumning afrumtiden, der også har indflydelse på masseløse legemer.
Iklassisk mekanik antages det at tyngdekraftens virkninger udbreder sig øjeblikkeligt i hele universet. Dette er ikke korrekt, men en god antagelse til mange praktiske formål.
Tyngdekraften holder objekter påplaneternes overflade, og kombineret medinertiens lov er den ansvarlig for at holde objekter ikredsløb om hinanden.
Denengelske fysikerIsaac Newton forklarer,"Ethvert objekt i universet tiltrækker ethvert andet objekt med enkraft med retning langslinjen gennem objekternes centre og som erproportional til produktet af deres masser og omvendt proportional tilkvadratet af afstanden mellem objekterne.":
Til at starte med havde Newton fundet denne formel for uendeligt små, punktformede legemer – som udgangspunkt burde den altså "kun" kunne bruges på himmellegemer hvis disse var "forsvindende små" sammenlignet med afstanden imellem dem. Det hævdes, at Newton tav om sin formel, indtil han havde bevist at formlen også kan bruges direkte på massecentrene i to kugleformede legemer med homogen massetæthed.
To legemer med massernem1 ogm2 i en vis afstandr fra hinanden besidder en vis mængdepotentiel energi ("beliggenhedsenergi"), populært sagt fordi det ene legeme kan "falde ned på" det andet. Størrelsen afden potentielle energi alene er altid negativ, og er givet ved:
De to legemer "skylder" tilsyneladende potentiel energi "væk": Hvis dereshastighed er mindre end den såkaldteundvigelseshastighed, besidder de ikkekinetisk energi ("bevægelsesenergi") nok til at opveje "gælden" i potentiel energi. I den situation vil de to legemer bevæge sig i elliptiske baner omkring hinanden, bundet sammen af tyngdekræfterne imellem dem.
Illustration af en større masses rumtidskrumning, der ikke roterer.
I Einsteinsgenerelle relativitetsteori er gravitationen ikke en kraft, men en egenskab vedrummet – eller mere eksaktrumtiden. Faktisk bliver enhver form for energi i bevægelse (f.eks.fotoner;lys) "bøjet" om enhver form for energi (f.eks. masser)! Det skyldes netop ikke "tyngdekraften", fordi fotoner ikke har masse. Men fordi rummet krummer om enhver form for energi, vil lyset følge rummets krumning.
Illustration af 2neutronstjerner som kredser om deres fælles tyngdepunkt tæt om hinanden og som udsendergravitationsbølger ifølge Einsteins relativitetsteori og som konsekvens falder mod hinanden. Gravitationsbølger blevpåvist 14. september 2015, og opdagelsen offentliggjort 11. februar 2016. Illustrationens bølger burde have aftaget med afstanden fra massecenteret.
Einsteins generelle relativitetsteori er en bedre univers model end denklassiske mekanik, da den er mere konsistent med mange fysiske fænomener – f.eks.:
Man har lige fra1930'erne haft problemer med at få den radiosynlige del af galaksernes masse til at passe med galaksernesrotation. Kombineret med Einsteins generelle relativitetsteori, passer det man ser ikke – galaksernesstjerner burde flyve ud af den, men det gør de ikke.[6][upålidelig kilde]
Et andet problem man har erpioneer anomalien,rumsondernePioneer 10,Pioneer 11 ogUlysses flyver langsommere ud af voressolsystem end de burde, ifølge Einsteins generelle relativitetsteori. Det er ikke meget de flyver langsommere, men nok til at man ved at der er noget galt et eller andet sted.[7][8][9][10][11] I 2012 kom man dog frem til en fuldstændig forklaring for, hvorfor disse rumsonder blev påvirket af en acceleration. Accelerationen skyldes termisk stråling fra rumsondernes systemer. Når der tages højde for accelerationen, denne stråling ville forårsage, er der ingen unormal acceleration på rumsonderne.[kilde mangler]
Der er pt. (2006) følgende formodede løsningsmodeller:
Einsteins generelle relativitetsteori skal modificeres så den passer med det pt. observerede, hvilket betyder at gravitation/rumtidskrumningen aftager mere end den nu gør ifølge relativitetsteorien.[12]
Man påstår, at der udover den radiosynlige ca. 1/25 stof, findes yderligere ca. 24/25 i form afmørkt stof og/ellermørk energi. De ca. 24/25 mere masse "tilføjes", så galaksernes stjerner ikke flyver væk, ifølge dagens modeller.[13]
Der findes betydeligt mere stof end der indtil videre er fundet. F.eks. i form af massive-atomkugler på ca. 20 cm idiameter og vejende ca. 100 mia. tons.[14]
En Einstein-ring fotograferet afHubble-teleskopet.Skitse der illustrerer gravitationslinseeffekten.
Gravitationslinseeffekten betegner afbøjningen afelektromagnetisk stråling (f.eks.lys ogradiobølger) i et stærkt gravitationsfelter eller rettere irumtidskrumningen og kan ses ved fjerne galakser, hvor lyset fra en endnu fjernere galakse kan ses i flere retninger, nogle gange som en såkaldt Einstern-ring, en ring om gravitationslinsen, dvs. den nærmeste galakse (se billederne). Astronomer har observeret i hundredvis af Einstein-ringe.[15]
↑June 19, 2003, sciencedaily.com: Berkeley Lab Physicist Challenges Speed Of Gravity Claim Citat: "...According to Einstein's General Theory of Relativity, light and gravity travel at the same speed, about 186,000 miles (300,000 kilometers) per second. Most scientists believe this is true but the assumption was that it could only be proven through the detection of gravity waves..."
↑BBCNews, 15 May, 2001, Mystery force tugs distant probes Citat: "...The unexplained force appears to be acting on four deep-space probes scattered around the Solar System....The puzzle is that Pioneer 10 is slowing more quickly than it should...."
