Πώς είναι η βαρυτική και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη;
1. Και οι δύο είναι θεμελιώδεις δυνάμεις:
Δεν προέρχονται από άλλες δυνάμεις και θεωρούνται θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις στο σύμπαν.
2. Και οι δύο είναι δυνάμεις μεγάλης εμβέλειας:
Δρουν σε μεγάλες αποστάσεις, σε αντίθεση με τις ισχυρές και αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις που είναι αποτελεσματικές μόνο σε πολύ σύντομες περιοχές.
3. Και οι δύο περιγράφονται από αντίστροφα τετράγωνα νόμους:
Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη μεταξύ δύο αντικειμένων μειώνεται αναλογικά με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. Αυτό είναι εμφανές τόσο στον νόμο της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα όσο και στον νόμο του Coulomb για τις ηλεκτροστατικές δυνάμεις.
4. Και οι δύο περιλαμβάνουν πεδία:
Οι δυνάμεις διαμεσολαβούνται από πεδία. Η βαρύτητα προκαλείται από το βαρυτικό πεδίο, ενώ οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις διαμεσολαβούνται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
5. Και οι δύο έχουν συνδεδεμένους νόμους διατήρησης:
- βαρυτική δύναμη συνδέεται με τη διατήρηση της ενέργειας και της ορμής.
- Ηλεκτρομαγνητική δύναμη συνδέεται με τη διατήρηση της φόρτισης και της ενέργειας.
Ωστόσο, υπάρχουν επίσης σημαντικές διαφορές:
1. Δύναμη:
Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις είναι πολύ ισχυρότερες από τις βαρυτικές δυνάμεις. Για παράδειγμα, η δύναμη μεταξύ δύο ηλεκτρονίων είναι τάξεις μεγέθους ισχυρότερη από τη βαρυτική δύναμη μεταξύ τους.
2. Χρέωση εναντίον μάζας:
Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις δρουν σε φορτισμένα αντικείμενα, ενώ οι βαρυτικές δυνάμεις δρουν σε όλα τα αντικείμενα με μάζα.
3. Έλξη και απόρριψη:
Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μπορούν να είναι ελκυστικές (αντίθετες χρεώσεις) και απωθητικές (όπως οι χρεώσεις), ενώ οι βαρυτικές δυνάμεις είναι πάντα ελκυστικές.
4. Αλληλεπιδράσεις πεδίου:
Τα βαρυτικά πεδία είναι πάντα πρόσθετα, ενώ τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία μπορούν να αλληλεπιδρούν με πιο πολύπλοκες τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της ακύρωσης.
5. Σχετικότητα:
Η βαρυτική δύναμη συνδέεται θεμελιωδώς με την καμπυλότητα του χωροχρόνου, όπως περιγράφεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Ο ηλεκτρομαγνητισμός περιγράφεται από τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας, αλλά δεν σχετίζεται άμεσα με την καμπυλότητα του χωροχρόνου.
Παρά τις διαφορές τους, η κατανόηση των ομοιότητας και των διαφορών μεταξύ αυτών των δύο θεμελιωδών δυνάμεων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του σύμπαντος στο οποίο ζούμε.
