Σε περισσότερα από 6.000 έτη φωτός
από την επιφάνειας της Γης
ένας ταχέως περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων
ονόματι Πάλσαρ Μαύρη Χήρα
βομβαρδίζει τον σύντροφό του, φαιό νάνο με ακτινοβολία
καθώς οι δύο τους περιστρέφονται ο ένας γύρω από τον άλλον κάθε 9 ώρες.
Καθώς στεκόμαστε στον πλανήτη μας,
μπορεί να σκέφτεστε ότι είστε απλώς ένας παρατηρητής αυτού του βίαιου χορού.
Όμως στην πραγματικότητα οι δύο αστέρες σάς τραβούν προς το μέρος τους.
Και τραβάτε κι εσείς,
διότι συνδέεστε κατά μήκος τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων
με τη βαρύτητα.
Η βαρύτητα είναι η ελκτική δύναμη ανάμεσα σε δύο αντικείμενα με μάζα --
οποιαδήποτε δύο αντικείμενα με μάζα.
Αυτό σημαίνει ότι κάθε αντικείμενο στο σύμπαν έλκει κάθε άλλο αντικείμενο:
κάθε αστέρας, μαύρη τρύπα,
άνθρωπος, κινητό τηλέφωνο και άτομο,
όλα έλκουν το ένα το άλλο συνεχώς.
Γιατί τότε δεν αισθανόμαστε να μας τραβάνε
από δισεκατομμύρια διαφορετικές κατευθύνσεις;
Για δύο λόγους: μάζα και απόσταση.
Η αρχική εξίσωση, που περιγράφει την βαρυτική δύναμη ανάμεσα σε δύο αντικείμενα
γράφτηκε από τον Ισαάκ Νεύτωνα το 1687.
Από τότε η κατανόηση της βαρύτητας από τους επιστήμονες έχει εξελιχθεί,
αλλά ο Νόμος της Παγκόσμιας Έλξης του Νεύτωνα
είναι ακόμα καλή προσέγγιση στις περισσότερες περιπτώσεις.
Λέει το εξής:
η βαρυτική δύναμη ανάμεσα σε δύο αντικείμενα
ισούται με τη μάζα του ενός
επί τη μάζα του άλλου,
επί έναν πολύ μικρό αριθμό,
που ονομάζεται βαρυτική σταθερά,
και διά το τετράγωνο της απόστασής τους.
Αν διπλασιάσετε τη μάζα του ενός αντικειμένου,
η δύναμη ανάμεσά τους διπλασιάζεται, επίσης.
Αν διπλασιαστεί η απόσταση,
η δύναμη υποτετραπλασιάζεται.
Η βαρυτική δύναμη ανάμεσα σε εσάς και τη Γη σάς τραβάει προς το κέντρο της,
είναι η δύναμη, που αισθάνεστε ως το βάρος σας.
Ας πούμε ότι αυτή η δύναμη είναι περίπου 800 νιούτον
όταν στέκεστε στο επίπεδο της θάλασσας.
Αν ταξιδέψετε στη Νεκρή Θάλασσα,
η δύναμη θα αυξηθεί κατά ένα ελάχιστο ποσοστό.
Και αν σκαρφαλώσετε στην κορυφή του Έβερεστ, η δύναμη θα μειωθεί --
αλλά και πάλι κατά μια μικροσκοπική ποσότητα.
Αν ταξιδεύετε ψηλότερα, η επίπτωση στην επίδραση της βαρύτητας θα είναι μεγαλύτερη
αλλά δεν θα της ξεφύγετε.
Η βαρύτητα παράγεται από στρεβλώσεις της καμπυλότητας του χωροχρόνου --
τις τρεις διαστάσεις του χώρου και τον χρόνο --
που καμπυλώνουν γύρω από όποιο αντικείμενο έχει μάζα.
Η βαρύτητα της Γης φτάνει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό,
400 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη
με σχεδόν την αρχική της ένταση.
Αν ο διαστημικός σταθμός ήταν ακίνητος πάνω σε μια τεράστια κολόνα,
θα αισθανόσασταν εκεί το 90%
της βαρυτικής δύναμης, που αισθάνεστε στο έδαφος.
Οι αστροναύτες βιώνουν την έλλειψη βάρους,
επειδή ο διαστημικός σταθμός πέφτει συνεχώς προς τη Γη.
Ευτυχώς, περιστρέφεται γύρω από τη Γη τόσο γρήγορα, που δεν φτάνει ποτέ στο έδαφος.
Τη στιγμή που θα πάτε στην επιφάνεια της Σελήνης,
περίπου 400.000 χιλιόμετρα μακριά,
η βαρυτική έλξη της Γης θα ήταν
λιγότερη από 0,03% αυτής που αισθάνεστε στη Γη.
Η μόνη βαρύτητα που θα αντιλαμβανόσασταν είναι αυτή της Σελήνης,
που είναι περίπου το ένα έκτο από της Γης.
Αν ταξιδέψετε ακόμα μακρύτερα
η βαρυτική έλξη της Γης θα συνεχίζει να μειώνεται,
αλλά δεν θα γίνει ποτέ μηδέν.
Ακόμα κι όταν είμαστε με ασφάλεια δεμένοι στη Γη,
λαμβάνουμε την αμυδρή έλξη μακρινών ουράνιων και κοντινών γήινων σωμάτων.
Ο Ήλιος σάς ασκεί μια δύναμη περίπου μισού νιούτον.
Αν είστε μερικά μέτρα μακριά από το κινητό σας, θα αισθανθείτε
μια αμοιβαία έλξη μερικών πικονιούτον.
Αυτό είναι περίπου το ίδιο όσο η βαρυτική έλξη
ανάμεσα σε εσάς και τον γαλαξία της Ανδρομέδας,
που βρίσκεται 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά,
αλλά έχει μάζα περίπου 1 τρισεκατομμύριο φορές αυτής του Ήλιου.
Αλλά όσον αφορά στη διαφυγή από τη βαρύτητα της Γης
υπάρχει ένα παραθυράκι.
Αν όλες οι μάζες τριγύρω μας μας έλκουν κάθε στιγμή,
πώς θα άλλαζε η βαρύτητα της Γης,
αν σκάβαμε σε πολύ μεγάλο βάθος από την επιφάνεια
υποθέτοντας ότι θα μπορούσατε να το κάνετε χωρίς να ψηθείτε ή καταπλακωθείτε;
Αν ξεθάβατε το κέντρο μιας τέλεια σφαιρικής Γης --
που δεν είναι αλλά ας πούμε ότι είναι --
θα αισθανόσασταν την ίδια έλξη από όλες τις κατευθύνσεις.
Και θα αιωρούσασταν, αβαρής
αισθανόμενοι μόνο τις ελάχιστες έλξεις των άλλων ουράνιων σωμάτων.
Έτσι θα ξεφεύγατε από τη βαρύτητα της Γης σε ένα τέτοιο νοητικό πείραμα --
αλλά μόνο πηγαίνοντας κατευθείαν μέσα της.