มีตำนานมากมายในโลก ฉันไม่ได้พูดถึงคนที่เกิดในกรีกโบราณ แต่เกี่ยวกับคนที่ยังคงคิดขึ้นมาด้วยความไม่รู้ บ่อยครั้ง ข้อมูลบางอย่างถูกบิดเบือนหรือเพียงแค่เข้าใจผิดโดยบุคคลหนึ่งและเผยแพร่ในหมู่ผู้อื่น ปรากฎว่าเรารู้เกี่ยวกับวัตถุและปรากฏการณ์ที่ไม่มีอยู่จริง เพื่อปัดเป่าตำนานดังกล่าว เราเผยแพร่บทความ "เปิดเผย" เป็นระยะซึ่งเราบอกลักษณะที่แท้จริงของสิ่งต่าง ๆ และวิธีการทำงาน ในการทำเช่นนี้ เรารวบรวมความคิดเห็นของนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย และสามัญสำนึก ทั้งหมดนี้ช่วยให้คุณเข้าใจธรรมชาติของสิ่งต่าง ๆ และอย่างที่พวกเขาพูดก็ฉลาดขึ้น คราวนี้เราจะพูดถึงแรงโน้มถ่วงซึ่งทำให้เกิดความขัดแย้งมากมาย และภาพยนตร์ฮอลลีวูดก็ทำลายความคิดของเราอย่างมากว่ามันคืออะไร
อันไหนแรงกว่า - แม่เหล็กไฟฟ้าหรือแรงโน้มถ่วง
หลายคนคิดว่าเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แรงกว่าแรงโน้มถ่วง โดยทั่วไปแล้ว หากคุณไม่พบข้อผิดพลาดในรายละเอียดปลีกย่อยบางอย่าง สิ่งนี้ก็เป็นความจริง แต่เช่นเคย มี "แต่" อยู่บ้าง
แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแรงที่เกิดขึ้นในระดับจุลภาคมากที่สุดและเป็นพื้นฐานของกลศาสตร์ทั้งหมดซึ่งสร้างแรงพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น อะตอมของบางสิ่ง (สมมุติว่าไฮโดรเจน) มีโปรตอนที่บินรอบอิเล็กตรอน เป็นผลให้เรามีประจุไฟฟ้าและมวล อันแรกกำหนดความแรงของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและอันที่สองหมายถึงแรงโน้มถ่วงแล้ว
กองกำลังเหล่านี้ได้รับการพิจารณาแยกจากกันเนื่องจากมีอิทธิพลในระดับต่างๆ ไม่เป็นความลับเลยที่อนุภาคแม่เหล็กไฟฟ้าของประจุหนึ่งตัวจะถูกผลักออก ในขณะที่อนุภาคแม่เหล็กไฟฟ้าของประจุหนึ่งตัวจะถูกดูดกลับเข้าไป หากเรากำลังจัดการกับระบบที่มีอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบ เราสามารถสันนิษฐานได้ว่ามันเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง ตัวอย่างคืออะตอมที่อยู่ในสภาวะสมดุล
หากเราใช้อะตอมจำนวนมากและเริ่มพิจารณา เช่น ดาวเคราะห์ การเรียงตัวของกองกำลังก็จะเปลี่ยนไป ในกรณีนี้ ร่างกายทั้งหมดจะมีประจุเป็นกลางบวกหรือลบ และแรงโน้มถ่วงจะพุ่งไปข้างหน้า นั่นคือแม่เหล็กไฟฟ้ามีความแข็งแรงมาก แต่เมื่อกล่าวถึงการเชื่อมต่อของอนุภาคมูลฐาน ในระดับนี้ มันแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงจริงๆ เมื่อพูดถึงวัตถุขนาดใหญ่ แรงโน้มถ่วงมีความสำคัญมากกว่า
ในระดับจุลภาค ทุกอย่างสมดุลโดยกองกำลังของเราเอง
ขบวนพาเหรดของดาวเคราะห์สามารถลดแรงโน้มถ่วงได้หรือไม่?
มีความเห็นว่าขบวนพาเหรดของดาวเคราะห์สามารถลดแรงโน้มถ่วงบนโลกของเราได้ แต่นี่เป็นนิยายบริสุทธิ์ เอ๊ะ หรือแค่ภาพลวงตา
ขบวนพาเหรดของดาวเคราะห์เป็นปรากฏการณ์ดังกล่าวเมื่อดาวเคราะห์เรียงแถวสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์เป็นเส้นเดียว จริงอยู่ พวกมันจะไม่ลงเอยด้วยเส้นตรงเส้นเดียว และจะมีความเบี่ยงเบนเล็กน้อยตามแกน แต่นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เล็กน้อย
ถ้าคุณไม่อยู่ในสูตรทางกายภาพ เราสามารถพูดได้ว่าแรงโน้มถ่วงยิ่งมากขึ้น วัตถุที่อยู่ใกล้กันมากขึ้นหรือขนาดของพวกมันยิ่งใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น ดาวศุกร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อโลกเนื่องจากดาวศุกร์อยู่ใกล้ อย่างไรก็ตามมันไม่ใหญ่มาก ดาวเสาร์อยู่ไกลแต่มีขนาดมหึมา จึงสามารถมีอิทธิพลต่อโลกได้เช่นกัน
เมื่ออยู่บนพื้นผิวโลกโดยแรงโน้มถ่วง เรามักจะไม่ได้หมายถึงแรงโน้มถ่วง แต่หมายถึงน้ำหนักของเรา เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่นเราตกอยู่กับโลกตลอดเวลา แต่น้ำหนักของเราไม่เปลี่ยนแปลง
ดาวเคราะห์ไม่ได้เรียงกันแบบนั้น ยังคงมีการเบี่ยงเบน
อย่างไรก็ตาม ยังมีผลกระทบจากขบวนพาเหรดของดาวเคราะห์อยู่บ้างแต่เราก็ยังบอกว่ามันไม่มีอยู่จริง เนื่องจากความเบี่ยงเบนนั้นน้อยมาก ถ้าเราพูดถึงคนๆ หนึ่ง เขาจะ “รู้สึก” ว่าเป็นน้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไปประมาณหนึ่งในล้านกรัม ง่ายกว่าที่จะบอกว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าการคำนวณค่านี้
ค่อนข้างเป็นอีกเรื่องหนึ่งถ้าเราพูดถึงอิทธิพลที่มีต่อดาวเคราะห์ยักษ์ของเราเมื่อเปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ที่อยู่ใกล้เรามาก เทห์ฟากฟ้าทั้งสองนี้สามารถส่งผลกระทบต่อโลกได้จนถึงลักษณะที่ปรากฏของการขึ้นและลง แต่ในกรณีของดาวเคราะห์ ไม่จำเป็นต้องพูดถึงผลกระทบดังกล่าว
จะเกิดอะไรขึ้นกับศพใกล้หลุมดำ
ความเข้าใจผิดบางอย่างชี้ให้เห็นว่าวัตถุที่อยู่ใกล้หลุมดำจะต้องถูกแยกออกจากกัน ไม่ต้องกังวลมันจะไม่เกิดขึ้น
เมื่อวัตถุเข้าใกล้หลุมดำ แรงโน้มถ่วงและแรงน้ำขึ้นน้ำลงจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ไม่จำเป็นเลยที่แรงน้ำขึ้นน้ำลงจะมีขนาดใหญ่มากเมื่อเข้าใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์
หลุมดำไม่จำเป็นต้องแยกร่างออกจากกัน
แรงน้ำขึ้นน้ำลงคือแรงที่เกิดขึ้นในร่างกายที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในสนามแรงที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ดูเหมือนว่าการกระทำของกองกำลังดังกล่าวอาจส่งผลต่อการขึ้นและลงของโลกได้ และก็เป็นเช่นนี้จริงๆ อันที่จริง ชื่อของกองกำลังเหล่านี้มาจากสิ่งนี้
แรงน้ำขึ้นน้ำลง ขึ้นอยู่กับระยะห่างของร่างกายและขนาดของมัน สิ่งสำคัญคือต้องคำนวณระยะทางจากจุดศูนย์กลาง ไม่ใช่จากขอบ ขนาดของหลุมดำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของมัน จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าหากวัตถุเดียวกันตกลงไปในหลุมดำที่มีขนาดต่างกัน แรงน้ำขึ้นน้ำลงจะขึ้นอยู่กับมวลของหลุมดำเท่านั้น และจากสิ่งที่กล่าวไว้เกี่ยวกับมวลและขนาด เราสามารถสรุปได้ว่ายิ่งหลุมใหญ่เท่าใด แรงน้ำขึ้นน้ำลงก็จะยิ่งน้อยลงบนขอบฟ้า
นั่นคือถ้าหลุมดำมีขนาดค่อนข้างเล็กก็สามารถส่งผลกระทบต่อร่างกายที่บินขึ้นไปได้ แต่ถ้าขนาดของหลุมดำนั้นใหญ่มาก มันก็จะกลืนร่างกายเข้าไปนั่นเอง ภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์บางเรื่องมีพื้นฐานมาจากเรื่องนี้ โดยที่เหล่าฮีโร่ตกลงไปในหลุมดำและไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับพวกเขา
ในภาพยนตร์เรื่อง Interstellar เหล่าฮีโร่สามารถเดินผ่านหลุมดำได้เนื่องจากขนาดของมัน
มีแรงโน้มถ่วงในอวกาศหรือไม่?
เมื่อเราดูหนังเกี่ยวกับอวกาศหรือดูการออกอากาศจาก ISS ซึ่งนักบินอวกาศต้องบินด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ พวกเราหลายคนคิดว่าไม่มีแรงโน้มถ่วง นี่คือความผิดพลาด
อันที่จริง แรงโน้มถ่วงในวงโคจรไม่ใช่สิ่งที่เป็นอยู่ แต่ก็แทบไม่ต่างจากสิ่งที่เรารู้สึกบนโลกเลย หากเราเอาระยะทางจากศูนย์กลางโลกไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ก็จะมากกว่าระยะทางจากศูนย์กลางของโลกถึงพื้นผิวประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ หากเราจำได้ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุและระยะห่างจากกันและกัน จะเห็นได้ชัดเจนว่าแรงโน้มถ่วงในวงโคจรนั้นน้อยกว่าโลกมาก
นักบินอวกาศสามารถรู้สึกไร้น้ำหนักได้ ไม่ใช่เพราะไม่มีแรงโน้มถ่วงในวงโคจร แต่เพราะพวกเขาตกอยู่กับเรือหรือสถานีอวกาศอย่างอิสระตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม หากเราขึ้นบันไดขั้นขนาดใหญ่และปีนขึ้นไปบนขั้นบันได ซึ่งจะอยู่ที่ระดับความสูงของวงโคจรของ ISS เราจะไม่บินขึ้น แต่จะยืนบนนั้น แรงโน้มถ่วงของเราจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยแต่ไม่เพียงพอที่จะบินขึ้น
นี้ไม่ได้เกิดจากการไม่มีแรงโน้มถ่วง แต่ในทางกลับกันเนื่องจากความจริงที่ว่ามันเป็น
ค่อนข้างง่าย สถานีอวกาศในวงโคจรเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมหาศาลและพยายามบินผ่านโลกอย่างต่อเนื่องเหมือนเดิม ในทางกลับกันแรงโน้มถ่วงของมันทำให้สถานี "บินหนีไป" เป็นผลให้นักบินอวกาศที่มียานอวกาศของพวกเขาโคจรรอบโลกและเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักที่สมดุล ปรากฎว่ามีแรงโน้มถ่วงในวงโคจร และยิ่งไปกว่านั้น มันทำให้นักบินอวกาศได้สัมผัสกับความไร้น้ำหนัก ไม่ว่ามันจะฟังดูขัดแย้งแค่ไหนก็ตาม
ดาวเทียมสามารถบินรอบโลกได้นานแค่ไหน
เป็นที่เชื่อกันว่าดาวเทียมเทียมของโลกหรือเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ สามารถโคจรรอบโลกของเราได้ตลอดไป สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด แม้ว่าจะมีความจริงบางประการในการให้เหตุผลนี้
ทุกอย่างขึ้นอยู่กับวงโคจรของดาวเทียม หากอยู่ในวงโคจรต่ำ อย่างน้อยก็มีความต้านทานบรรยากาศเล็กน้อย เป็นผลให้ความเร็วที่เขาได้รับซึ่งชดเชยแรงโน้มถ่วงเนื่องจากแรงเหวี่ยงจะค่อยๆลดลง เมื่อความเร็วลดลง วงโคจรของดาวเทียมจะค่อยๆ ลดลง และความเร็วจะลดลงอีก เป็นผลให้ไม่ช้าก็เร็วเขาจะล้มลง แน่นอน หากคุณไม่ตั้งเครื่องยนต์ให้เคลื่อนที่ตลอดเวลา แต่เรากำลังพิจารณาตัวอย่างที่มันบินได้ด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่น ถ้าวันสิ้นโลกได้เกิดขึ้นแล้วและไม่มีใครควบคุมมันได้
มีหลายสิ่งหลายอย่างในวงโคจร แต่เมื่อเวลาผ่านไป มันจะล้างตัวเองออกจากเศษซากและวัตถุอื่นๆ
หากคุณยกดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรที่ไม่มีอิทธิพลของชั้นบรรยากาศ ปัจจัยอื่นๆ จะเริ่มต้นขึ้นที่นั่น และดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ดวงอื่นจะส่งผลกระทบโน้มถ่วงต่อดาวเทียม ผลกระทบแต่ละอย่างจะมีน้อย แต่ถ้าเรากำลังพูดถึงเวลาในระดับจักรวาล แรงดังกล่าวจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่วุ่นวายในวงโคจรของดาวเทียม ส่งผลให้ความเร็วของดาวเทียมเปลี่ยนไปไม่ว่าระยะห่างจากโลกจะเป็นอย่างไร ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่ความไม่สมดุลของแรงที่เก็บไว้ในวงโคจรและจะบินไปในที่โล่งหรือเข้าสู่วงโคจรที่ต่ำกว่าและมีบรรยากาศการต่อต้านและการลาก่อน
ส่งผลให้ดาวเทียมสามารถบินรอบโลกได้นานแต่ไม่มีกำหนด เราจะพูดอะไรได้แม้ว่าดวงจันทร์จะค่อยๆ "วิ่งหนี" จากเราไปสู่ที่โล่งและไม่ช้าก็เร็วก็จะออกจากสนามโน้มถ่วงของโลกโดยสิ้นเชิง?