우리의 설명이 다른 천상의 몸, 주로 태양에 의해 부과 된 중력을 설명하지 않았기 때문에 현실은 그보다 약간 더 복잡하지만 지구의 중력 분야에서 실제 탈출은 없습니다. 지구 밖에서 던진 물체는 태양계 전체의 99%에 이르기 때문에 태양의 중력에 의해 쉽게 영향을받습니다.
Nature 's Umpteen Wonders 중 Cosmos는 우리를 황홀한 박수의 드문 순간으로 끌어 들인 기쁨의 딸랑이 제작을 독점했습니다. 하늘은 고대인들이 동굴에서 들여다 보면서 반짝이는 별들의 자리를 고려하는 고대인들을위한 끝없는 놀라움의 원천이었다. 또는 갈릴레오가 그의 망원경을 어둠을 향해 가리키기 위해 희망의 격렬한 증거를 지적하기 위해. 또는 스타 트렉을보고있는 십대 처음으로.
제 경우에는 아이들을위한 오래된 천문학 책의 표지에 처음으로 토성의 고리를 만났을 때 내 뉴런이 매혹에 빠졌습니다 (그들의 손에 묻을 수없는 인상으로 인해 내 손에 문신을하게되었습니다). 나와 함께 붙어있는 두 번째 순간은 얇은 공기를 통해 수영하는 우주 비행사의 이미지입니다. 이것은 내가 놓친 완전히 새로운 경험이었습니다.
ESA 우주 비행사 Samantha Cristoforetti 국제 우주 정거장의기도 모니터링 조사를 위해 장비를 사용하여 작업합니다. (사진 크레디트 :NASA)
그러나 그 나이와 켄의 모든 어린이들과 아마도 몇몇 성인들과 마찬가지로, 그들을 부유하게 만든 것에 대한 나의 개념은 우주에서 급격한 고도에서 지구의 중력을 끌어 당기면서 비효율적이라는 잘못된 가정에 근거한 것이 었습니다. 따라서, zero-g, 의 상태에서 우주 비행사는 어떤 힘으로도 묶이지 않고 원하는 곳에 떠 다닐 수 있습니다.
이것은 진실과는 거리가 멀다. ISS는 달과 비교하여 지구 표면보다 400km에 불과하며, 이는 약 4,00,000km 떨어져 있습니다. 우주 비행사가 지구의 풀에서 벗어나기 때문에 떠 다니면 달을 우리 주위에 돌려주는 것과 같은 당기기는 어떻습니까?
궤도
달이 우리에게 궤도를 끄는 이유에 대한 문제는 몇 년 동안 뉴턴을 괴롭 혔습니다. 그의 조사는 두 가지 질문을 구성했다. 왜 달이 지구에 충돌하지 않으며, 갈릴레오가 물체가 외부 힘에 의해 행동 할 때까지 방향으로 여행하지 않았다면 달이 직선이 아닌 원으로 이동합니까? 독창적 인 생각 실험으로 그를 그의 대답으로 이끌었습니다.
뉴턴은 지구의 표면에 키가 큰 탑이 다른 속도로 대포를 쏘는 것을 상상했습니다. 대포가 매우 낮은 속도로 촬영되면 지구의 직선 표면을 따라 이동하여 타워에서 멀지 않아 포물선의 궤적을 추적합니다. 그러나 대포가 더 높은 속도로 촬영되면 지구의 수평 표면을 따라 똑바로 이동하고 곡선 보다 약간 위로 이동합니다. 표면.
속도가 점차 증가함에 따라 대포는 더 큰 수평 및 을 이동합니다. 수직 거리. 뉴턴은 대포가 지구 곡선과 같은 속도로 떨어지는 마법 속도가 있어야한다는 것을 깨달았습니다! 그것의 관성은 중력의 당김을 완벽하게 취소하여 결과적인 힘이 원심력으로 전달되도록합니다. 중력의 힘은 주변 원의 돌 스윙에 붙어있는 끈으로 장력을 모방합니다.
일정 속도에서 발사체는 지구 주위에 완전히 떨어지므로 영구적 인 낙하에 있습니다. 마찬가지로 우주 비행사, ISS 및 달은 지구를 향해 영구적으로 떨어지고 있습니다. 그러나 ISS와 우주 비행사는 같은 속도로 떨어지므로 20 층짜리 건물을 통해 들어 올리거나 롤러 코스터의 문장에 떠있는 것처럼 무중력을 느낍니다. 따라서 ISS는 지구의 풀을 전혀 탈출하지 않았습니다. 실제로, 그것은 우리가 표면에있는 중력의 약 90%가 적용됩니다.
무한대 및 그 이상
달은 우리 주변의 으스스에 한 달이 걸리지 만 ISS는 90 분 밖에 걸리지 않습니다. 이 두 거짓말 궤도 사이에서, 특정 속도에서 위성은 24 시간의 랩 타임을 달성하여 그 아래의 단일 영역을 전담으로 조사 할 수 있습니다. 요점은 달과 지구 사이에 지구의 중력이 효과가없는 지점은 없지만 달을 넘어서는 어떤 점은 어떻습니까?
ISS는 27,000km/hr의 속도로 지구 주변의 궤도입니다. (사진 크레딧 :Wikimedia Commons)
글쎄, 아직도. 중력은 비극적으로 약해질 수 있지만 실제로는 효과가 없습니다. 그것은 소스의 거리의 제곱과 함께 강도가 감소하는 역 제곱 법칙을 따릅니다. 더 멀리 떨어진 거리가 힘을 불러 일으킬 수 있지만 그 효과는 여전히 측정 가능합니다. Ligo가 우리를 향한 빛의 속도로 물집이 풍부한 매우 작은 중력파를 보낸 블랙홀의 치명적인 충돌의 여파를 기록하는 Ligo의 성취도를 고려하십시오.
.풀에는 도미노 효과가 있습니다. 예를 들어, 우주의 원격 지점에서 편안한 물체의 당기는 것은 지구 표면에있는 것의 0.001%라고 가정 해 봅시다. 이 당김은 물체를 매우 점차적으로 지구쪽으로 유혹하여 약간의 가속이 물체를 더 가깝게 가져옵니다. 거리가 줄어들 었으므로 풀이 점차 강화됩니다. 그것은 점차적으로 지구로 향할 때까지 물체를 더 뚜렷하게 당기고 마침내 충돌합니다.
따라서 탈출 속도에서 테니스 공이 던져 지더라도 위로 똑바로 다르고 다시는 돌아 오지 않더라도 real 은 없습니다. 지구의 중력 분야에서 탈출합니다. 우리의 설명은 다른 천체, 주로 태양에 의해 부과 된 중력을 설명하지 않았기 때문에 현실은 그것보다 약간 더 복잡합니다.
태양. 크레딧 :Sutichak Yachiangkham/Shutterstock
지구 외부에 던진 물체는 태양의 중력에 의해 쉽게 영향을받습니다. 왜냐하면 질량은 전체 태양계 덩어리의 99%에 해당하기 때문입니다. 이것은 250,000km 미만의 거리에 해당되므로 달 (4,000,000km)이 우리와 함께 그 주위에 회전하는 이유입니다.
그러나 태양과 다른 모든 천체가 아무 말도하지 않는다고 가정하면 지구의 중력의 손이 닿는 것은 실질적으로 무한하며 우주의 가장 먼 구석에서도 떨리는 모든 원자를 당기고 있습니다.
