Πώς η βαρύτητα ας μετρήσουμε τις μάζες των αστρονομικών σωμάτων;

Η βαρύτητα είναι μια θεμελιώδη δύναμη που μας επιτρέπει να μετρήσουμε τις μάζες των αστρονομικών σωμάτων. Δείτε πώς λειτουργεί:

Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα

* Κάθε αντικείμενο στο σύμπαν προσελκύει κάθε άλλο αντικείμενο με δύναμη ανάλογη προς το προϊόν των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους.

Αυτό σημαίνει:

* Τα βαρύτερα αντικείμενα έχουν ισχυρότερα βαρυτικά τραβήγματα.

* Αντικείμενα πιο κοντά ο ένας στον άλλο βιώνουν ισχυρότερη βαρυτική έλξη.

μάζα μέτρησης χρησιμοποιώντας βαρύτητα

1. Orbital Motion:

* Πλανήτες και φεγγάρια τροχιά αστέρια και πλανήτες λόγω βαρύτητας. Παρατηρώντας την τροχιακή περίοδο (πόσο καιρό χρειάζεται για να ολοκληρωθεί μια τροχιά) και η τροχιακή ακτίνα (μέση απόσταση από το κεντρικό σώμα), μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα του κεντρικού σώματος χρησιμοποιώντας τον τρίτο νόμο του Kepler.

2. Βαρυτικές διαταραχές:

* Η βαρυτική έλξη ενός μαζικού σώματος μπορεί να διαταράξει ελαφρώς τις τροχιές άλλων αντικειμένων. Παρατηρώντας αυτές τις αποκλίσεις, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη μάζα του διαταραγμένου σώματος. Έτσι μπορούμε να μετρήσουμε τη μάζα των πλανητών και ακόμη και αόρατα αντικείμενα όπως η σκοτεινή ύλη.

3. Μετατοπίσεις Doppler:

* Η βαρυτική έλξη ενός μαζικού σώματος προκαλεί μια ελαφριά κόκκινη μετατόπιση στο φως που εκπέμπεται από τα κοντινά αστέρια. Αυτό είναι γνωστό ως η βαρυτική redshift. Με τη μέτρηση αυτής της κόκκινης μετατόπισης, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη μάζα του αντικειμένου.

4.

* Τα μαζικά αντικείμενα μπορούν να λυγίσουν τη διαδρομή του φωτός που περνάει κοντά, προκαλώντας την εμφάνισή του παραμορφωμένη ή μεγεθυνμένη. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται βαρυτικό φακό. Με την ανάλυση του σχήματος και του μεγέθους της φακής εικόνας, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη μάζα του αντικειμένου φακού.

Παραδείγματα:

* Μάζα της Γης: Παρατηρώντας την τροχιακή περίοδο και την απόσταση του φεγγαριού, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα της Γης χρησιμοποιώντας τον τρίτο νόμο του Kepler.

* μάζα του Δία: Παρατηρώντας τις τροχιακές περιόδους και τις αποστάσεις των φεγγαριών του Δία, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα του Δία.

* Μάζα μαύρης οπής: Οι μετατοπίσεις βαρύτητας και οι μετατοπίσεις Doppler που παρατηρήθηκαν κοντά σε μαύρες τρύπες επιτρέπουν στους αστρονόμους να εκτιμούν τα μαζικά μεγέθη τους.

Συμπέρασμα

Η βαρύτητα είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση του σύμπαντος. Παρατηρώντας τις βαρυτικές επιδράσεις των ουράνιων σωμάτων, μπορούμε να μετρήσουμε τις μάζες τους και να αποκτήσουμε πληροφορίες για τη σύνθεση και την εξέλιξή τους.