Gravitaatiokenttävektoreiden

Gravitaatiokenttävektorit kuvaavat painovoiman suuntaa ja voimakkuutta kussakin avaruuden pisteessä. Painovoima on perustavanlaatuinen vuorovaikutus, joka vaikuttaa kaikkiin massallisiin kappaleisiin. Gravitaatiokenttävektori, jota usein merkitään symbolilla G, osoittaa siihen suuntaan, johon kappale kokisi voimakkaimman vetovoiman kyseisessä pisteessä. Vektorin pituus puolestaan edustaa painovoiman voimakkuutta eli kiihtyvyyttä, jonka kappale kokisi ilman muita voimia.

Newtonin gravitaatiolain mukaan gravitaatiokentän voimakkuus on suoraan verrannollinen kappaleen massaan ja kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön. Tämä tarkoittaa, että mitä suurempi massa on, sitä voimakkaampi on sen ympärille muodostuva gravitaatiokenttä. Vastaavasti etäisyyden kasvaessa kentän voimakkuus heikkenee nopeasti. Gravitaatiokenttävektorit ovat aina suuntautuneet kohti massan keskipistettä.

Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatiokenttä ei ole kuitenkaan vektorikenttä perinteisessä mielessä, vaan se on seurausta avaruusajan kaareutumisesta massan ja energian läsnäolosta. Massalliset kappaleet ja energia vääntävät avaruusaikaa ympärillään, ja muiden kappaleiden liikettä tässä kaareutuneessa avaruusajassa tulkitaan painovoimana. Vaikka yleinen suhteellisuusteoria tarjoaa tarkemman kuvauksen painovoimasta, gravitaatiokenttävektorit ovat hyödyllinen ja intuitiivinen tapa visualisoida ja laskea painovoiman vaikutuksia monissa tilanteissa, erityisesti heikoissa gravitaatiokentissä ja alhaisilla nopeuksilla.