Graviteit

Graviteit is de interactie waardoor objecten met massa elkaar aantrekken. In het dagelijks taalgebruik wordt vaak gesproken van zwaartekracht, de kracht die voorwerpen naar de aarde laat vallen en planeten in hun banen houdt. In de moderne natuurkunde kan graviteit ook worden gezien als de vervorming van ruimtetijd veroorzaakt door massa en energie.

De klassieke beschrijving is gegeven door Isaac Newton in de wet van de universale zwaartekracht. F = G m1 m2 / r^2, waarbij G de gravitatieve constante is. Een object onder invloed van dit veld ondervindt een versnelling die afneemt met de afstand tot de massieve bron. Op aarde leidt dit tot de gangbare waarde van g ≈ 9,81 m/s^2.

De algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1915 beschrijft graviteit niet als een kracht, maar als de kromming van ruimtetijd door massa-energie. Deze theorie voorspelt onder meer buiging van licht rond massieve objecten, tijdsdilatatie in zwaartekrachtsvelden en zwaartekrachtsgolven, die sinds 2015 direct zijn gemeten.

Praktische toepassingen omvatten ruimtevaartbanen en satellietnavigatie, waarbij zowel Newtoniaanse wetten als relativistische correcties nodig zijn voor precisie. Gravitatiegolven geven ons informatie over catastrofale gebeurtenissen in het universum, terwijl getijden en de opbouw van structuren in grote mate afhangen van gravitatieve interacties.

Graviteit blijft een centraal onderwerp in de natuurkunde. De huidige beschrijving in de algemene relativiteit werkt goed voor de meeste macroniveau-toepassingen, terwijl wetenschappers nog steeds zoeken naar een duidelijke kwantumtheorie van zwaartekracht. De termen graviteit en zwaartekracht verwijzen naar verwante aspecten van dezelfde interactie tussen massa’s.