zwaartekracht

Zwaartekracht is de aantrekkingskracht tussen massa’s in het universum. Volgens Newtons wet van de zwaartekracht is de kracht tussen twee puntmassa’s F = G m1 m2 / r^2, waarbij G de gravitatieconstante is en r de afstand tussen de massa’s. Het zwaartekrachtsveld kan worden beschreven als een versnelling g die een object ervaart nabij een grote massa; op het aardoppervlak is g circa 9,81 m/s^2. Zwaartekracht werkt hierdoor overal waar massa aanwezig is en werkt over lange afstanden.

In de klassieke mechanica bepaalt zwaartekracht de banen van hemellichamen, projectielen en satellieten. Voorpuntstelsels met een centrale aantrekkingskracht leveren ellipsen, parabolische of hyperbolische trajecten op, afhankelijk van de initiële snelheid en afstand. Gravitatiepotentiaalenergie U(a) = - G m1 m2 / r geeft de energie gerelateerd aan de afstand tussen de massa’s. Zwaartekracht beïnvloedt ook getijden, atmosferische effecten en de structuur van sterrenstelsels.

In de algemene relativiteit wordt zwaartekracht niet langer gezien als een kracht, maar als de kromming van ruimtetijd veroorzaakt door massa en energie. Massa-energie bepaalt de meetkundige structuur van de ruimte en tijd, en bewegende objecten volgen geodesics in deze gekromde ruimte. Dit verklaart onder meer de buiging van licht rondom zware objecten, tijdsdilatatie in sterke zwaartekrachtsvelden en gravitatiegolven, die door LIGO en andere observatoria zijn waargenomen.

Zwaartekracht is een fundamenteel begrip in de natuurkunde en astronomie; zij bepaalt de beweging van hemellichamen, de vorming van structuren in het universum en de werking van vele technologische systemen, zoals satellietnavigatie en ruimtevaart.