gravitaatiolakia

Gravitaatiolaki kuvaa massojen välistä vetovoimaa. Klassisessa fysiikassa pääasiallinen malli on Newtonin universaali gravitaatiolaki, jonka mukaan kahden massan välinen voima on F = G m1 m2 / r^2, ja suunta on kohti massojen välistä linjaa. G on gravitaatiovakio, noin 6,674×10^-11 N m^2/kg^2. Laki pätee pistekappaleisiin tai spherisesti symmetrisiin kappaleisiin, ja superposition-periaatteen mukaan kokonaisvoima on yksittäisten voimien summa.

Newtonin laki selittää planeettojen kiertoradat, satelliittien liikkeet sekä putoavaan kappaleen kiihtyvyyden ja monia arkipäivän gravitaatioon liittyviä ilmiöitä, kuten vuoroveden vaihteluita. Se on erinomainen likimäärä hyvin pienillä nopeuksilla ja heikoissa gravitaatioalueissa.

Kuumimmissa ja suurempia massoja koskevissa tilanteissa moderni gravitaatiokuvitus rakentuu yleisestä suhteellisuusteoriasta (GR). GR kuvaa gravitaation geometrisesti: massat ja energia saavat tilan ja ajan kaareutumaan, ja tämä kaareutuminen määrittää liikkeet. Newtonin laki on hyvä likimäärä, kun kentät ovat heikkoja ja liikkeet ovat suhteellisen hitaita valonnopeuteen nähden; GR käsittelee paremmin suuria massoja, korkea-energiatilanteita ja voimakasta gravitaatiota.

Käytännössä gravitaatiolakiin perustuvat ilmiöt ilmenevät planeettojen liikkeissä, tähden ympärillä olevissa kiertoradoissa, gravitaatioaalloissa ja massa-energiaa koskevissa havaintoissa. Gravitaatiolaki ja siihen liittyvät teoriat ovat kehittyneet vuosisadan aikana ja niitä testataan yhä eri menetelmin.