Isaac Newton prostě nenapsal fyzikální rovnici. Spojil vesmír dohromady. V roce 1687 navrhl jednoduché pravidlo, které změnilo naše vnímání vesmíru. Jakékoli dva objekty s hmotností se navzájem přitahují. Síla této přitažlivosti podléhá přísnému matematickému zákonu.
Vzorec vypadá na první pohled děsivě.
F = G (m 1m 2)/R 2
Ale rozpadá se na tři jasné myšlenky. Síla, F, se zvyšuje, když se hmotnosti (m 1 a m 2) zvětšují. Slábne, když se vzdálenost (R ) mezi nimi zvětšuje. Konkrétně se zmenšuje úměrně druhé mocnině této vzdálenosti. Pokud se vzdálenost zdvojnásobí, přitažlivost se čtyřikrát oslabí. G uprostřed je gravitační konstanta. Jeho přesná číselná hodnota se liší v závislosti na systému jednotek, ale fyzická realita, kterou představuje, se nemění. Toto je univerzální konstanta.
Proč je to důležité?
Před Newtonem strávil Johannes Kepler desítky let mapováním drah planet na počátku 17. století. Objevil formy. Elipsy. Určité rychlosti. Ale úplně nevysvětlil proč se pohybovali tak, jak se pohybovali. Newton vzal Keplerova matematická pozorování a dal jim fyzikální důvod. Gravitace. Stejná síla, která táhne jablko k Zemi, udržuje Měsíc na oběžné dráze. To způsobuje, že planety obíhají kolem Slunce.
Toto spojilo nebe a zemi. Pro nebeská tělesa již neexistovala samostatná pravidla. Veškerou hmotu ve vesmíru řídí jeden zákon.
Newtonův zákon univerzální gravitace říká, že jakákoli částice hmoty ve vesmíru přitahuje jakoukoli jinou silou přímo úměrnou součinu jejich hmotností a nepřímo úměrnou druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi.
Nejde jen o historickou drobnost. To je základ cestování vesmírem. Dráhy satelitů. Trajektorie střel. Pochopení přílivu a odlivu. Vše staví na tomto poznatku z roku 1687. Když spočítáte, kde na Marsu přistane sonda, použijete Newton. Když předpovídáte zatmění, použijete Newton.
Elegance spočívá v jednoduchosti. Hmota přitahuje hmotu. Vzdálenost oslabuje přitažlivost. Kvadratický zákon. Funguje to od jablek po galaxie.
Udělal Newton všechno správně?
Vlastně ne. Einstein později obrázek zdokonalil pomocí obecné teorie relativity a ukázal, že gravitace je ve skutečnosti zakřivením časoprostoru. Ale pro většinu praktických účelů stále platí Newton. Je dostatečně přesný pro inženýrství, navigaci a každodenní fyziku. Kvadratický vztah zůstává základním kamenem klasické mechaniky.
Až budete příště sledovat průlet satelitu nad hlavou, pamatujte si. Tato drobná tečka padá kolem Země, vedená vzorcem napsaným před více než třemi stoletími.
