- #0
Vad är gravitation? Hello World presenterar Farby åkt till Marsen junior, programmet där vi besvarar dina frågor om rymden. Jag heter Susanna Levenhout.
- #1
Jag heter Marcus Pettersson.
- #0
Gravitation, eller dragningskraft alltså. Jorden som går runt solen, att saker och ting liksom dras mot jorden, att äpplet faller till marken och så vidare. Men hur funkar det?
- #1
Mm, gravitation är ju en kraft som påverkar oss hela tiden, men som ändå är ganska svår att förstå sig på. Måns Henningson är professor i teoretisk fysik vid Göteborgs universitet och vi har bett honom hjälpa oss. Måns, vad är gravitation?
- #2
Gravitation är väl en tendens för alla materiella kroppar att dras ihop. De påverkar varandra med krafter. Så att varje kropp försöker dra till sig andra kroppar.
- #0
Så när vi sitter här, är det så att vi dras mot varandra?
- #2
Det gör vi.
- #0
Dras vi mot det här bordet?
- #2
Ja, och vi dras mot varandra. Men den effekten är ju väldigt svag jämfört med den mycket starkare effekten att vi alla dras mot jordens centrum. Det är den som dominerar. Men om vi dras mot varandra och mäter det, om man har lite noggrann mätutrustning så kan man mäta upp de krafterna.
- #0
Okej, så gravitation är att saker och ting dras mot varandra. Men det verkar som att kraften som gör att du och jag Marcus dras mot varandra tas ut av jordens dragningskraft. Som ju är mycket starkare. Alltså den gravitation som gör att vi inte svävar ut i rymden.
- #1
Men varför är det så? Varför drar jorden mer i mig än vad Susanna gör?
- #2
Gravitationen är en väldigt speciell växelverkan mellan kroppar för att styrkan på gravitationen är proportionell mot hur tung kroppen är vad den har för massa. Vi har andra växelverkningar, till exempel elektriska krafter. Det är så att vissa föremål har elektrisk laddning och andra har det inte. Så det kan vara lite olika. Vissa är opåverkade av elektriska krafter och andra är mycket påverkade. Men gravitationskraften är alltid proportionell mot föremålets massa.
- #1
Okej, proportionell mot massan. Jorden har större massa än du Susanna och drar därför mer. Men hur funkar det?
- #2
Ja, det vet vi väl egentligen inte riktigt, men vi kan ju beskriva effekterna. Det betyder att om vi har två massiva kroppar så kommer de MC-sidigt att påverka varandra med krafter som är riktade så att de accelererar mot varandra. Och nu är det så att för att accelerera en kropp så måste man påverka den med en kraft. Och ju tyngre kroppen är, desto trögare är den, desto mer kraft behöver man för att få en viss acceleration. Man brukar säga att en kropp har en trög massa. Men gravitationskraften är också proportionell mot hur mycket massa det finns i kroppen. Så de där effekterna matchar varandra precis. Så det betyder att alla föremål accelererar på samma sätt. När de utsätts för ett gravitationsfält. Vi brukar säga att det var Galileo Galilei som mer systematiskt undersökte gravitationskraften. Han kom fram till att alla föremål faktiskt faller lika snabbt. Nu stämmer inte det riktigt. Om man släpper en fjäder från en höna så singlar den ner ganska långsamt. Det beror på att den påverkas väldigt mycket av luftmotståndet. Men Galileo insåg att man skulle kunna idealisera situationen, i alla fall för föremål som inte påverkas speciellt mycket av luftmotstånd, så faller alla föremål lika snabbt.
- #0
Det är några olika begrepp vi måste ha koll på här. Gravitationen påverkas av massan, alltså hur stor vikt ett föremål har. Det tunga föremålet påverkas mer av gravitationen än det lätta föremålet. Accelerationen är förändringen i rörelse, vilken i sig påverkas av föremålets tröghet, som är större ju större massan är. En stor kropp är trögare och behöver påverkas mer för att förändra sin rörelse än en liten.
- #1
Det betyder alltså att två föremål med olika stor massa kan accelerera lika snabbt eftersom de påverkas olika mycket av gravitationen. Är ni med?
- #2
Man har sett fina filmer från astronauter som släpper en fjäder och en blyvikt på månen och de faller precis lika snabbt. Fjädern har en låg massa, den påverkas inte så mycket av gravitationen, men å andra sidan behövs det inte så stor kraft för att ge den en viss acceleration. Blyvikten har en stor massa, den påverkas av mycket gravitationskraft och det är vad den behöver för att få samma acceleration. Så det är en anmärkningsvärd egenskap för gravitationskraften.
- #0
Men vet man någonting om den här kraften, alltså vad den består i, hur den uppkommer?
- #2
Nej, det vet vi egentligen inte så mycket om. Albert Einstein förklarade gravitation så att rum och tid är krökt, men det är en ganska abstrakt förklaring.
- #0
Ja, går det att förtydliga på något sätt?
- #2
Man kan ha en analogi mellan en vanlig yta, till exempel en bordsskiva är ju plan och sen så har vi ytan på en boll, den är ju krökt. Alla som har försökt att platta ut en fotboll som man har tömt på luft ser ju att det går inte riktigt för ytan är ju inte plan, den är inte bara hoprullad utan den är ju envint krökt. Och Einstein sa att på samma sätt så kan hela universum, och då inte bara rummet utan även tiden, vara krökt. Och det är den effekten som vi kallar för gravitation. Så när vi ser någonting beskriva en böjd bana när man kastar iväg det, då skulle man kunna säga att det där föremålet går rakt fram så gott det kan, men det är inte så lätt när själva rumtiden är krökt, för så blir banan som den blir.
- #0
Jaha, hade inte gravitationen funnits så hade såklart bollen fortsatt rakt fram.
- #2
Då kan man säga att den beskriver en krökt bana. Den gör så gott den kan i sin krökta omgivning.
- #0
Och hade nu inte rumtiden varit krökt, hade inte gravitationen funnits, så hade inte bara vi svävat bort från jordens yta. Månen hade släppt taget om jorden och planeterna hade lämnat solen och stuckit iväg på egen hand genom världsskaltet.
- #1
Ja, allt hade sett annorlunda ut. Kaosigt rent ut sagt. Tack och lov för gravitation. Och att gravitationens påverkan på olika föremål beroende på massans vikt och tröghet samverkar så smidigt är ju också smart. Måns, du kanske kan repetera det sambandet som sammanfattning här?
- #2
Mm. Låt oss säga att det ena är dubbelt så tungt som det andra. Då påverkas det av dubbelt så stor gravitationskraft. Men å andra sidan, eftersom det är dubbelt så trögt, en dubbelt så stor trög massa, så behövs det en dubbelt så stor kraft för att ge en viss given acceleration. Så gravitationskraften blir precis så stor på varje föremål för att det föremålet ska få den där given accelerationen. Så det är det som vi kan göra att vi kan säga att universellt här på jorda ytan så accelererar alla föremål mot jordens centrum med ungefär 9,8 meter per sekund kvadrat. Men då kan man ju fråga sig, ligger det något djupsinnigt i det? Naturen borde ju ha två olika massbegrepp. Dels borde de ha det vi kallar den tunga massan. som talar om hur mycket gravitationskraft det blir på ett föremål. Det beror på hur mycket tung massa det har. Dubbelt så stor tung massa ger dubbelt så stor gravitationskraft. Sen borde det finnas ett helt annat massbegrepp som vi brukar kalla för den tröga massan. Det är det som säger att om vi ska få någonting att accelerera, till exempel en bil eller en lastbil, så måste vi ta i med mer kraft ju större och trög massa föremålet har. En lastbil brukar ju ha en starkare motor än en personbil för att de ska kunna accelerera på samma sätt. Och då kan man ju undra varför är det så att den tröga och tunga massan alltid är lika så att de här två begreppen sammanfaller. Det är ju inte uppenbart men så verkar det ju vara och det är det som gör att alla föremål faller lika snabbt om man bortser från luftmotståndet.
- #0
Nu måste jag smälta det här en stund, känner jag. Och eventuellt gå tillbaka och lyssna på Måns en gång till för att förstå hur det funkar. Det är svårt att greppa, men lite klokare tror jag nog att jag har blivit.
- #1
Ja, det är näst intill magiskt, tycker jag. En kraft som håller ihop allting. Som The Force. Men du har rätt. Tillbaka och lyssna om på avsnittet. Ja, och hela serien kanske. Repetition är ju som bekant kunskapens moder. Alla avsnitt hittar du på helloworld.se. Jag heter Marcus Pettersson.
- #0
Jag heter Susanna Levenhaupt.
- #1
Har vi åkt till Marsen Junior produceras för Hello World i samarbete med Rymdstyrelsen.
- #0
Hallå,
- #1
programmet gjordes av Rundfunk Media.
