Наследие Альберта Эйнштейна: почему гравитация тянет нас вниз, а не толкает вверх

Как известно, благодаря гравитации любые объекты, которые имеют массу, могут притягиваться друг к другу. Поэтому звезды, имеющие значительную массу притягивают к себе планеты, а людям, чтобы покинуть Землю нужны космические ракеты для преодоления гравитации. Но почему гравитация тянет нас вниз, а не вверх? Об этом рассказывает физик Марио Борунда из Университета штата Оклахома, США, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Еще в 1915 году Альберт Эйнштейн в своей теории относительности описал принцип действия гравитации. Главная причина того, что людей притягивает к поверхности нашей планеты, состоит в том, что все объекты, имеющие массу, в том числе и Земля, искривляют ткань пространства-времени. Именно эта кривизна и является той самой гравитацией, которую ощущают люди.

Название термина пространство-время в принципе говорит само за себя. Оно объединяет в себе три пространственных измерения, то есть высоту, ширину и длину, а также четвертое измерение – время. Альберт Эйнштейн был первым ученым, который понял, что законы физики работают в такой Вселенной, где все четыре измерения являются одним целым.

То есть, и время, и пространство связаны между собой. Например, чем быстрее происходит перемещение человека в пространстве, тем медленнее течет время для него по сравнению с тем, кто двигается более медленно. То есть, если астронавты на космическом корабле улетят с огромной скоростью к другой звезде, то они будут стареть медленнее, чем люди, оставшиеся на нашей планете.

Согласно теории относительности, вся материя во Вселенной представляет собой массу и энергию. А любой объект, имеющий массу искривляет эта материю вокруг себя. Чем больше масса – тем сильнее искривление.

Чтобы легче было понять природу пространства-времени, которые работают как одно целое, представьте себе обычный батут. Если на нем ничего не происходит, то это обычная плоская поверхность. Если встать на батут, то он прогнется вниз. Если рядом будет мяч, то он скатится вниз в эту яму.

Это обычное двухмерное представление о работе пространства-времени. То есть масса человека создала углубление в батуте, которое можно назвать гравитационным колодцем. Это очень похоже на то, как гравитация Земли, которая имеет огромную массу по сравнению с человеком, притягивает к себе людей.

Самое интересное, что, если пространство и время связаны, то последнее также растягивается объектами с большой массой. Для примера, чем больше масса человека, тем глубже будет яма в батуте. Из-за этого самые массивные объекты во Вселенной, такие как звезды, черные дыры, галактики, скопления галактик имеют более сильную гравитацию, чем Земля.

Но почему гравитация тянет вас вниз, а не толкает вверх? Представьте, что кто-то залез под батут и толкнул его снизу. В этом случае мяч, который до этого оказался в яме сразу же выкатится. То есть в этом случае образовался бы не гравитационных колодец, а гравитационный холм. Но, согласно современным законам физики, материя не создает гравитационные холмы. Только гравитационные колодцы.

Возможно, существует какая-то экзотическая форма материи, которая работает по-другому. Поэтому в данном случае такая гравитация могла бы толкать человека вверх с Земли, и он бы улетел в космос. Но до сих пор такой формы материи обнаружено не было, а потому гравитация работает так, как и говорил Эйнштейн.

Как уже писал Фокус, Эйнштейн мог ошибаться и искривление пространства-времени даст ответ, так ли это. Окончательно проверить теорию относительности ученые хотят с помощью нового метода.