Pertama-tama: "Bagaimana gravitasi bekerja" adalah pertanyaan yang mendalam, dan ilmuwan serius mana pun dengan cepat akan mengakui bahwa yang kita miliki hanyalah model kerja yang tidak lengkap. Anda tentu pernah mendengar tentang Relativitas Umum ; gambar pertama pada halaman adalah trampolin Anda.
Model kerja kami, Relativitas Umum, berfungsi karena menjelaskan banyak pengamatan dengan sangat baik. (Hati-hati, inilah pertanyaan mendalam lain yang masih ada: "Menjelaskan" artinya kita dapat memprediksi beberapa pengamatan dari pengamatan lain dengan model gravitasi yang ada dalam pikiran kita. Itu tidak berarti kita memahami "sifat asli" yang mendasarinya. masalah.) Tapi kami sangat yakin bahwa model ini bekerja dengan berbagai pengamatan. Salah satu pengamatan "pertama kali" terakhir yang mengikuti prediksi dan dengan demikian memberi kami lebih percaya pada model adalah dua lubang hitam bertabrakan akhir-akhir ini. Belakangan ini? Miliaran tahun lalu. Kami baru tahu tentang itu belakangan ini. Berikut ini tautan ke artikel New York Times dengan video yang mengesankan. (Saya pikir orang masih dapat membaca sejumlah artikel Times secara gratis, jadi cobalah.)
Model gravitasi kita tidak lengkap karena tidak terhubung dengan baik dengan model alam yang kita miliki untuk benda lain (partikel elementer, fisika kuantum). Untuk sementara waktu (sekitar 70 tahun atau lebih) tidak terhubung sama sekali; Einstein sendiri sepenuhnya gagal menghubungkan titik-titik, yang mungkin tidak menggembirakan karena ia telah menerima Harga Nobel karena meletakkan salah satu dasar fisika kuantum dan merupakan otoritas yang jelas tentang gravitasi. Jika dia tidak bisa melakukannya, siapa yang bisa?
Jika saya tidak salah, fisikawan hari ini membuat kemajuan, perlahan-lahan. Hubungan antara fisika kuantum dan gravitasi adalah salah satu masalah utama yang tidak terpecahkan dalam fisika modern.
Terakhir, izinkan saya mengatasi kekhawatiran Anda tentang planet yang berputar ke matahari. Ide ini mungkin berasal dari bola yang sebenarnya pada trampolin yang sebenarnya berputar, kurasa. Anda mungkin tahu bahwa bola kehilangan kecepatan karena gesekan, seperti halnya Anda memperlambat sepeda saat berhenti mengayuh sepeda. Sebagian energi kinetik diubah menjadi panas.
Dan tahukah Anda? Kamu benar. Dengan waktu yang cukup, planet-planet itu pada akhirnya akan jatuh ke matahari.Satelit terbang rendah jatuh kembali ke bumi setelah beberapa tahun, karena masih ada jejak atmosfer yang memperlambat mereka di sana. Alasannya adalah bahwa ada "gesekan" dalam arti yang lebih luas yang terlibat dalam semua proses skala besar di alam semesta. Itu sebenarnya adalah salah satu prinsip fisik dasar yang membentuk dunia yang kita kenal. Hanya saja ruang hampa udara di antara planet-planet tidak memberikan banyak gesekan, dan planet-planet ini adalah benda yang cukup masif dengan massa yang sangat besar dan energi kinetik. Akan memakan waktu lama bagi mereka untuk kehilangan energi yang cukup sehingga mereka akan sangat dekat untuk menyentuh matahari. (Mungkin terlalu lama terjadi sama sekali.) Faktanya, selama masa kehidupan manusia, planet, bulan, dan benda-benda adalah contoh sempurna untuk pergerakan tanpa gesekan. Namun dalam skala waktu astronomi- miliaran tahun -, pasti ada gesekan. Sebagai contoh, bulan menunjukkan kita selalu sisi yang sama karena gesekan memperlambat rotasinya sehingga rotasi sekarang "terkunci" dengan orbitnya.
Intinya: Gagasan bahwa gravitasi membengkokkan ruang dan waktu "menjelaskan" semua pengamatan skala besar sejauh ini; "trampolin" adalah model yang bagus untuk "ruang" 2 dimensi, yaitu permukaan, jika Anda mengabaikan gesekan.