Πώς μετράται η βαρύτητα στο διάστημα;

Η βαρύτητα στο διάστημα μετράται με λίγους διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με το τι θέλετε να μετρήσετε και την κλίμακα με την οποία εργάζεστε:

1. Βαρβική επιτάχυνση:

* Παρακολούθηση διαστημικού σκάφους: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος. Το διαστημικό σκάφος στέλνει συνεχώς σήματα πίσω στη Γη. Με τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει το σήμα και τις μικροσκοπικές αλλαγές στη συχνότητα του σήματος (Doppler Shift), οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν την ταχύτητα και την επιτάχυνση του διαστημικού σκάφους. Αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της βαρυτικής έλξης στο διαστημικό σκάφος.

* Gradiometers Gravity: Αυτά τα όργανα μετρούν τις διαφορές στην βαρυτική έλξη μεταξύ δύο σημείων στο διάστημα. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χαρτογραφήσει το βαρυτικό πεδίο των πλανητών και άλλων ουράνιων αντικειμένων, όπως το γεωειδικό της Γης.

* Πειράματα ελεύθερης πτώσης: Τα αντικείμενα στην ελεύθερη πτώση στο διάστημα δεν επηρεάζονται από άλλες δυνάμεις (όπως η αντίσταση στον αέρα) και θα ακολουθήσουν τη διαδρομή που υπαγορεύεται από τη βαρύτητα. Με την ακριβή μέτρηση της τροχιάς του αντικειμένου, οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν τη δύναμη του βαρυτικού πεδίου.

2. Μάζα:

* Περίοδος τροχιάς: Ο χρόνος που παίρνει ένα αντικείμενο για να τροχιάσει ένα άλλο αντικείμενο σχετίζεται άμεσα με τη μάζα του μεγαλύτερου αντικειμένου. Για παράδειγμα, παρατηρώντας την περίοδο μιας τροχιάς ενός φεγγαριού γύρω από έναν πλανήτη, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα του πλανήτη.

* Διαταραχές: Η βαρυτική έλξη ενός μαζικού αντικειμένου μπορεί να προκαλέσει λεπτές αλλαγές (διαταραχές) στις τροχιές των μικρότερων αντικειμένων γύρω από αυτό. Με τη προσεκτική μέτρηση αυτών των διαταραχών, οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν τη μάζα του μεγαλύτερου αντικειμένου.

3. Βαρυτικά κύματα:

* ligo και Παρθένος: Αυτά είναι παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων που ανιχνεύουν κυματισμούς σε χωροχρόνο που προκαλούνται από μαζικά αντικείμενα όπως μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων που συγκρούονται. Η ανάλυση αυτών των κυμάτων επιτρέπει στους επιστήμονες να κατανοούν τη δύναμη και τη φύση της εμπλοκής της βαρυτικής αλληλεπίδρασης.

Σημαντική σημείωση: Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η έννοια του "βάρους" καθώς το βιώνουμε στη γη δεν έχει σημασία στο διάστημα. Το βάρος είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο λόγω βαρύτητας. Στο διάστημα, ένας αστροναύτης μπορεί να βιώσει μια αίσθηση "έλλειψης βαρύτητας" επειδή βρίσκονται σε ελεύθερη πτώση, αλλά η βαρύτητα εξακολουθεί να ενεργεί πάνω τους.

Οι τεχνικές που αναφέρθηκαν παραπάνω μας βοηθούν να κατανοήσουμε το βαρυτικό περιβάλλον στο διάστημα, αποκαλύπτοντας πληροφορίες σχετικά με τη διανομή της μάζας, τη δύναμη των βαρυτικών πεδίων και τη θεμελιώδη φύση της ίδιας της βαρύτητας.