De Zwaartekracht is de kracht die tussen twee massa's werkt. De zwaartekracht is er de oorzaak van dat alles op aarde naar beneden valt. De zwaartekracht werkt ook op hele grote afstand, bijvoorbeeld tussen de aarde en de maan. Zwaartekracht wordt ook gravitatie genoemd. Isaac Newton heeft het belang van de zwaartekracht in de kosmologie als eerste in beeld gebracht. Of hij daarbij inderdaad een appel op zijn hoofd kreeg, toen hij een dutje deed in een boomgaard, is de vraag. In elk geval realiseerde Newton zich dat de Maan als het ware voortdurend naar de Aarde toevalt. Maar door zijn grote snelheid valt de maan niet op de aarde neer, maar om de aarde heen. Ook een kanonskogel die heel hard wordt weggeschoten, zou theoretisch niet meer op de aarde terechtkomen. (Zie: ontsnappingssnelheid)
Gravitatiewet
De door Newton in 1687 (in zijn "Principia Mathematica") gepubliceerde gravitatiewet luidt als volgt:
waar: - F = zwaartekracht tussen twee objecten
- m1 = massa van het eerste object
- m2 = massa van het tweede object
- r = afstand tussen de objecten
- G = Gravitatie constante = 6,673 × 10-11 m3 s-2 kg -1
Dit kleine getal is gelijk aan de kracht in Newton tussen twee objecten met elk een massa van 1 kg, op een afstand van 1 m van elkaar. Alleen de eerste twee cijfers van het getal G zijn met zekerheid bepaald. De constante van de zwaartekracht is een van de minst nauwkeurig bepaalde fysische grootheden.
De formule van Newton geldt voor puntvormige objecten (zonder inhoud). Voor niet-puntvormige objecten moet een integraal worden opgesteld om de totaalkracht als gevolg van zwaartekracht te berekenen. Voor massa's op grote afstand van elkaar is het effect hiervan echter verwaarloosbaar klein.
Snelheid van het zwaartekrachtveld
Newton dacht dat de invloed van de zwaartekracht instantaan werkt. Albert Einstein nam daarentegen aan dat zwaartekracht velden zich voortplanten met de lichtsnelheid. Hierop heeft Einstein in 1915 zijn Algemene relativiteitstheorie op gebaseerd.
Dat Einstein gelijk had is al vaak gebleken, maar op 7 januari 2003 is de snelheid van het zwaartekrachtveld voor het eerst (indirekt) gemeten door Ed Fomalont en Sergei Kopeikin. Met hulp van de planeet Jupiter hebben zij deze metingen verricht. Op 8 september 2002, stond Jupiter namelijk aan het firmament zeer dicht bij een quasar, die heldere radio golven uitzendt. Fomalont and Kopeikin combineerden metingen van een aantal radiotelescopen verspreid over de aarde. Hiermee konden ze de schijnbare verplaatsing van de quasar als gevolg van het zwaartekrachtveld van Jupiter bepalen. Uit deze gegevens konden zij berekenen dat het zwaartekrachtsveld 1.06+/-0.21 keer zo snel beweegt als het licht; hieruit kan dus geen verschil tussen de twee snelheden worden gezien. De resultaten zijn controversieel: er zijn andere wetenschappers die zeggen dat de metingen niets met de snelheid van het zwaartekrachtsveld te maken hebben.
Zwaartekrachtsgolven
De algemene relativiteitstheorie voorspelt dat er ook zwaartekrachtsgolven bestaan. Deze kunnen bijvoorbeeld optreden bij een grote explosie in het heelal. Zwaartekrachtsgolven zijn naar verwachting transversaal, al voorspellen sommige theorieën daarnaast ook longitudinale golven.
Aan de Universiteit van Leiden wordt in het Kamerlingh Onnes Laboratorium gewerkt aan een uiterst gevoelige bolvormige antenne die zwaartekrachtgolven kan waarnemen. De naam van het project is MiniGrail Door de gevoeligheid van deze antenne zullen trillingen met een uitwijking van ongeveer 10-20 meter kunnen worden gededecteerd.
Externe link: Minigrail nds:Gravitatschon
