Скажите это обычному человеку, и ответ, который вы, вероятно, получите, будет звучать как-то так: «О чем вы говорите? Гравитация - это сила притяжения, которая заставляет предметы падать прямо вниз». Но скажите это физику, и вы получите ответ: «Верно, не знаем».
Предположение, которое делает большинство – все мы - понятно. Если вы не задумываетесь о гравитации, ваш мозг делает то, для чего он развивался: он связывает гравитацию с вашими отношениями с землей под вашими ногами. Но если вы начнете раздумывать над ее сутью, вы сможете понять, что то, что вы «знаете», на самом деле представляет собой вереницу иллюзий. Эти недоразумения делают вселенную более ориентируемой - как физически, так и психологически - а также менее загадочной.
Рассмотрим предположения, лежащие в основе этого распространенного ответа:
«Гравитация - это сила притяжения, которая заставляет предметы падать прямо вниз».
Ну, да - в зависимости от того, что мы подразумеваем под «силой». Мы можем сказать, что гравитация - это одна из четырех фундаментальных сил, но она настолько изолирована, что слово «сила» становится почти бессмысленным. Весомая ядерная сила (которая сохраняет атомные ядра нетронутыми) примерно в 100 раз сильнее электромагнитной (которая создает световой спектр), которая, в свою очередь, в 10 000 раз сильнее, чем слабая ядерная сила (облегчающая субатомные взаимодействия, ответственные за радиоактивный распад). Три силы, все в пределах шести порядков друг от друга. Затем идет гравитация. Она примерно в миллион миллиардов миллиардов миллиардов раз слабее атомной.
Чтобы увидеть это несоответствие в перспективе, вы можете попробовать этот эксперимент дома. Положите скрепку на стол. Она останется неподвижной, привязанной к своему месту благодаря гравитационному взаимодействию со всей планетой под ней. Масса Земли составляет 6 583 003 100 000 000 000 000 тонн. Масса скрепки - 4/100 унции. Теперь возьмите магнит с холодильника и проведите им над скрепкой. Вуаля! Вы противодействовали гравитационной «силе» всей Земли взмахом руки.
Еще больше обескураживает физиков то, что гравитация является единственной силой, которая не имеет квантового решения - теория, которая объясняет силу в терминах субатомных частиц. Открытие гравитона - гипотетической частицы, которая будет взаимодействовать с природой от имени гравитации, помогло бы. Но если он существует, то он избежал обнаружения, проявив хитрость, не имеющей себе аналогов в квантовых экспериментах.
Итак, давайте выбросим «силу» из нашего ответа. В этом случае: «Гравитация - это притяжение, которое заставляет предметы падать прямо вниз».
В целом, верно - в зависимости от того, что мы подразумеваем под «притяжением». Два обладающих массой тела на самом деле не оказывают таинственного воздействия друг на друга. Сам Ньютон пытался избежать слова «притяжение» именно по этой причине. Все, что он пытался сделать - это найти математическую формулу для описания движений как здесь, на Земле, так и наверху, среди планет (одной из которых была Земля, благодаря Копернику, Кеплеру и Галилею). Тем не менее он был беспомощен, как скрепка, как только идея притяжения на расстоянии взбудоражила публику.
