Есть в нашей с вами жизни вещи, которые мы принимаем как само собой разумеющееся. Мы настолько к ним привыкли, что даже не спрашиваем себя: а почему так происходит? Например, почему бутерброд вдруг падает со стола на пол, когда вы его задеваете локтем? Или почему ключ от машины вываливается из руки именно в тот самый момент, когда вы его уже почти вставили в замок зажигания? Я уж не говорю про знаменитый кирпич, ставший главным символом предопределенности нашей жизни. У меня, как и положено для развития захватывающего сюжета, есть две новости. Хорошая - причина у всех этих явлений одна, и она давно известна. Сила тяжести, или, выражаясь научным языком, гравитация (от лат. gravitas - «тяжесть»). Плохая - мы все еще очень мало знаем об этой силе. А что мы вообще о ней знаем?Что такое реальность?
Гравитация является одной из четырех известных науке сил. Причем эта мощная сила применима к любому объекту природы, за исключением атомов вещества, где действуют совсем иные силы.
Другое свое название - всемирное тяготение - гравитация получила потому, что благодаря этой силе все тела в природе обладают свойством притягиваться друг к другу.
Необходимым условием для притяжения тел является наличие гравитационной массы. А вот масса как раз является одной из самых интересных и неразгаданных загадок физики. Ее природа до сих пор - как ни странно это звучит - не известна ученым.
Хотя в последнее время у них появилось подозрение, что массой обладают только такие объекты которые находятся во взаимодействии с другими объектами. Нет взаимодействия - нет массы. Но тогда возникает вопрос: а есть ли сам объект? И вообще, что такое реальность?
Но это, конечно, сильно упрощенный взгляд на вещи, переводящий изучение предмета из физики в область философии и мистики. Итак, согласно Ньютону, гравитация присуща любым природным объектам, и чем объект крупнее, тем она сильнее. Чем объекты дальше друг от друга, тем сила тяготения меньше. Причем гравитация оказывает мгновенное воздействие на оба объекта.
Вроде бы все понятно, но есть нестыковка с теорией Эйнштейна, так как последний утверждал, что скорость распространения любой силы, в том числе и силы тяготения, не может превышать скорость света в вакууме. Этот казус сегодня заставляет ученых разрабатывать десятки альтернативных теорий гравитации.
Знаменитое яблоко
Природой притяжения пытливые умы интересовались с древнейших времен, начиная с древнегреческих философов Платона, Эпикура, а может быть, и еще раньше. В годы мрачного Средневековья, конечно, было не до гравитации - бесконечные войны, эпидемии и бесчинства религиозных фанатиков оставляли европейской науке мало шансов для развития.
Но времена менялись. В конце XVI века Николай Коперник создал теорию гелиоцентрической системы мира, основанной на притяжении небесных тел, а немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер развил ее. Скандальная по тем временам теория сразу стала предметом оживленной дискуссии между Кеплером и двумя другими ведущими астрономами Европы - Галилео Галилеем и Тихо Браге.
Современник Коперника, знаменитый французский философ и математик Рене Декарт также активно изучал такие явления, как электричество, магнетизм и тяготение. Однако печальный опыт Галилео Галилея, запуганного инквизицией, заставил Декарта быть осторожным в высказываниях и отложить публикацию своих научных трудов до лучших времен. Тем не менее, благодаря покровительству кардинала Ришелье многие труды Декарта все-таки были опубликованы.
Вскоре на научном небосклоне взошла новая звезда - английский физик, математик и астроном Исаак Ньютон. В 1666 году он открыл закон всемирного тяготения, буквально на шаг опередив своего соотечественника Роберта Гука. Произошло это благодаря событию, описанному биографом ученого Уильямом Стакли и ставшему легендой с легкой руки Вольтера. Когда ученый сидел в задумчивости под яблоней, ему на голову упало яблоко. «Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?» - подумал гений, и его ум озарился догадкой. Кстати, в Кембридже до сих пор трепетно ухаживают за потомком той самой яблони. Но на самом деле ученый потратил долгие годы на расчеты, прежде чем его теория приобрела законченный вид. Ну и, наконец, Альберт Эйнштейн в начале прошлого века выдвинул свою знаменитую общую теорию относительности.
Почему русский медленно запрягает?
Гравитацией интересуются не только физики. Интересный опыт поставил Чарлз Дарвин в начале прошлого столетия. Он поместил растение в горшке в абсолютно темную комнату в горизонтальном положении. Через некоторое время он увидел, что верхушка стебля направлена вертикально вверх, а корень вниз. Из чего ученый сделал заключение, что главный ориентир роста растения - сила тяжести, а не Солнце.
Английский ученый Т.Э. Найт продолжил эксперименты Дарвина, закрепив семена фасоли на ободе колеса водяной мельницы. Колесо продолжало крутиться, а фасоль -расти. Через некоторое время все семена проросли верхушками внутрь, а корнями наружу колеса. Растения просто перепутали центробежную силу колеса с гравитацией. Оба ученых пришли к выводу, что гравитация жизненно необходима для растений. Да и не только для них.
Человек за сотни тысяч лет своего существования настолько адаптировался к гравитации, что если ее убрать из нашей жизни, то мы просто вымрем. Это ясно показывают наблюдения за космонавтами на земной орбите. Внутреннее ухо, лишенное воздействия грави тации, перестает быть «компасом» человека, в результате чего он теряет ориентацию в пространстве. Нарушается течение жидкостей в организме, из костей вымывается кальций, в почках образуются камни, мышцы атрофируются, сердце уменьшается в размере. Правда, из-за уменьшения нагрузки на позвоночник космонавты начинают расти, а в результате изменения циклов сна они храпят реже и тише.
Кстати, данные, полученные со спутников GRACE, запущенных NASA в 2002 году, показали, что сила тяготения отличается в разных местах планеты. Например, в Евразии расположены участки с повышенной гравитацией, и поэтому каждый россиянин весит в среднем на 20 граммов больше, чем, например, американец. Так вот, значит, почему, согласно известной поговорке, русский медленно запрягает - ему просто тяжело. Но потом уж как рванет -не остановишь.
С гравитацией шутки плохи
В 2005 году незадачливый рыболов-любитель из США забрался под свой грузовичок, припаркованный прямо на берегу океана, на ночь и сладко заснул. На следующее утро в полицию сообщили о брошенном автомобиле. Когда приехал эвакуатор и начал поднимать машину, то под ней обнаружили тело мертвого водителя. Бедняга забыл про прилив. Прибывающая вода подмывала песок под колесами, зарывая автомобиль, пока тот не превратился в могильную плиту для своего владельца. В 2007 году в Южной Каролине ранним утром таксист обнаружил на дороге лежащих без сознания мужчину и женщину. Оба были абсолютно голыми, со следами сильных ушибов на теле. Таксист вызвал полицию, которая сначала решила, что парочка была сбита ночным лихачом. Но вскоре на крыше стоящего рядом дома полицейские нашли две горки аккуратно сложенной одежды. Незадачливая парочка просто решила заняться любовью на крыше дома, но крыша оказалась слишком покатой.
В 2005 году в Сиэтле двое подвыпивших мужчин решили поспорить, кто из них провисит дольше на руках. Для соревнования были выбраны перила пешеходного перехода над автострадой. К несчастью, победитель настолько обессилел, что не смог самостоятельно перебраться обратно через перила. Несмотря на усилия соперника, пытавшегося помочь горе-чемпиону, мужчина сорвался и упал прямо на пролетающую под переходом фуру. Скатившись с нее, он угодил под колеса ехавшего за фурой автомобиля.
В 2008 году в горах на севере Италии четверо подвыпивших британских туристов решили прокатиться по горнолыжному склону. Не имея под рукой лыж, они просто оторвали кусок мягкой обивки от заграждения внизу склона, поднялись на подъемнике к началу спуска, уселись всей гурьбой и с громкими радостными криками покатились вниз. По иронии судьбы, компания на огромной скорости влетела в заграждение как раз в том месте, где была оторвана обивка. В результате один труп, двое в тяжелом состоянии доставлены в больницу, а один отказался от помощи и ушел самостоятельно, оставляя за собой кровавый след на снегу.
Такая она коварная - эта самая гравитация.