[Giải đáp] Lực hấp dẫn là gì? Tại sao lại cần đến lực hấp dẫn?

lực hấp dẫn là gì

Xung quanh cuộc sống của con người luôn tồn tại một loại lực mang tên lực hấp dẫn. Nhờ có nó mà cuộc sống của con người trở lên cân bằng hơn. Những có rất nhiều người không hiểu luật hấp dẫn là gì? Ngay bây giờ chúng tôi sẽ đưa đến cho mọi người thông tin thú vị liên quan đến luật hấp dẫn. 

Lực hấp dẫn là gì?

Lực hấp dẫn thuộc một trong bốn loại lực cơ bản cùng với lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu. Nhờ có lực hấp dẫn mà khiến cho các vật có trọng lượng. Khi bạn leo lên một bàn cân thì bàn cân sẽ cho biết trọng lượng tác dụng lên cơ thể là bao nhiêu. Trên Trái Đất, hằng số trong trường thường có giá trị là 9.8m/s2. 

lực hấp dẫn là gì
Lực hấp dẫn thuộc một trong bốn lực cơ bản nhất

Những nhà triết học như Aristotle nói rằng vật nặng thu gia tốc về hướng mặt đất nhanh hơn. Tuy nhiên các thí nghiệm sau này cho thấy điều đó không đúng. Nguyên nhân khiến lông chim rơi chậm hơn quả bóng tennis do lực cản không khí. Khi đó lực tác dụng theo chiều ngược lại so với gia tốc trọng trường. 

Lực hấp dẫn hình thành như thế nào?

Chắc chắn qua lời giải thích bên trên, mọi người đã biết lực hấp dẫn là gì? Còn về sự hình thành của lực hấp dẫn có thể hiểu như sau. Khi một vật thể chịu tác động từ ngoại lực sẽ làm vật bị lệch khỏi quỹ đạo chuyển động. Xét theo hệ quy chiếu quán tính thì khi ấy các vật di chuyển tự do với vận tốc không hề thay đổi. 

Từ quỹ đạo của chúng sẽ hình thành đường trắc địa hay còn được gọi là độ cong của không gian. Hai vật thể sẽ cùng chịu những tác động rồi sinh ra lực hút được người ta gọi là lực hấp dẫn. Khi ấy lực này sẽ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật. Chúng còn có tỷ lệ thuận với khối lượng của vật.

Tại sao lại cần đến lực hấp dẫn?

lực hấp dẫn là gì
Lực hấp dẫn không thể thiếu trong cuộc sống con người

Có khi nào bạn thắc mắc có thứ gì đó đang giữ cho chúng ta luôn đứng vững ở trên mặt đất hay không? Đó chính là nhờ lực hấp dẫn tạo ra trọng lực giúp con người có thể đứng được. Tuy nhiên, lực hấp dẫn chũng khiến con người đập mạnh xuống sàn nhà khi ngã. Nó cũng là lý do khiến các viên bi lăn xuống nếu ở trên một đoạn dốc. 

Ngay cả khi một người nhảy trên một tấm bạt lò xo. Khi nhảy lên ở không trung cánh tay của bạn sẽ vô cùng nhẹ nhàng, tóc sẽ bay khỏi đầu. Lúc đó cảm giác sẽ nhẹ tựa lông hồng nhưng nó không tồn tại lâu. Trở lại bạt sẽ thấy bản thân nặng hơn khiến cho bạt lò xo bị xẹp xuống. 

Tất cả đều là tác dụng từ lực hấp dẫn gây ra nhưng chúng ta cần đến lực hấp dẫn. Nếu không có nó mọi thứ sẽ đảo lộn, không thứ gì có thể đứng yên trên đất được nữa. Nói theo cách khác, lực hấp dẫn khiến cho cuộc sống con người trở nên cân bằng hơn. 

Một số thực tế về lực hấp dẫn

lực hấp dẫn
Xoay quanh lực hấp dẫn còn nhiều điều mà chúng ta chưa biết

Qua những nội dung trên, mọi người có thể hiểu phần nào về lực hấp dẫn. Tuy nhiên khoa học còn rất nhiều điều cần khám phá. Sau đây sẽ kể cho mọi người nghe về 6 thực tế “nặng ký” liên quan đến lực hấp dẫn. 

Lực hấp dẫn yếu nhất trong các loại lực

Lực hấp dẫn đủ mạnh để giữ các thiên hà lại với nhau. Thế nhưng nó lại quá yếu nên con người dễ dàng vượt qua nó mỗi ngày. Khi bạn cầm một quyển sách trên tay tức là đang có thể chế ngự lực hấp dẫn tác dụng lên nó. 

Người ra so sánh lực hút điện giữa electron và một proton trong nguyên tử mạnh. Khi đó thu được kết quả mạnh hơn một nghìn tỉ tỉ lần so với lực hấp dẫn. Có thể kết luận lực hấp dẫn quá yếu và vẫn chưa thế xác nhận nó yếu đến mức nào.

Lực hấp dẫn không phải trọng lượng

Các nhà du hành tại trạm vũ trụ trôi nổi sẽ ở trong tình trạng không trọng lực. Lực hấp dẫn tác động lên mỗi nhà du hành bằng khoảng 90% lực mà họ sẽ chịu trên mặt đất. Thế nhưng khi ở ngoài không gian họ không trọng lượng vì trong lượng là lực mà mặt đất tác dụng ngược lại khi họ trên mặt đất. 

trọng lượng là gì
Trọng lượng có sự thăng giảm nhưng lực hấp dẫn thì không

Khi lấy một lò xo đặt trên thang máy rồi đứng lên nó lúc thang máy đi lên và đi xuống. Trọng lượng sẽ có sự thăng giáng, con người sẽ cảm nhận được thang máy tăng tốc và giảm tốc. Nhưng lực hấp dẫn không có sự thay đổi. Mặt khác trên quỹ đạo, nhà du hành chuyển động theo trạm vũ trụ. Không có gì đẩy họ đứng trên sàn phi thuyền để tạo ra trọng lượng. Những điều này đã được Einstein kết hợp cùng thuyết tương đối hẹp để tạo thành thuyết tương đối rộng. 

Lực hấp dẫn tạo ra sóng hấp dẫn truyền đi với tốc độ ánh sáng

Thuyết tương đối rộng đã dự đoán ra sóng hấp dẫn. Trường hợp có hai ngôi sao. sao lùn hoặc lỗ đen bị khoá chặn quỹ đạo. Lúc ấy chúng sẽ từ từ tiến lại gần hơn khi sóng hấp dẫn mang năng lượng truyền đi xa. Như vậy Trái Đất sẽ phát ra sóng hấp dẫn khi quay xung quanh Mặt trời. Nhưng năng lượng tiêu hao sẽ quá nhỏ nên không đáng lưu tâm. 

Đã có những bằng chứng gián tiếp cho sóng hấp dẫn. Thế nhưng tại Đài thiên văn sóng hấp dẫn giao thao chỉ mới xác nhận hiện tượng này. Các nhà khoa học đã phát hiện xung sóng hấp dẫn tạo ra trên sự va chạm hai lỗ đen ở xa 1 tỷ năm ánh sáng. 

lực hấp dẫn là gì
Sóng hấp dẫn sẽ được phát ra khi Trái Đất quay xung quanh Mặt trời

Hệ quả của thuyết tương đối chỉ ra không gì chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng.

Lực hấp dẫn cũng như thế, khi có điều kịch tính xảy ra với Mặt trời thì hiệu ứng hấp dẫn sẽ đi tới. Và nó cùng lúc với ánh sáng phát ra từ phần sự kiện đó. 

Hành trạng vi mô của lực hấp dẫn khiến các nhà vật lý lao đao

Khi ba lực cơ bản trong tự nhiên được mô tả bởi thuyết lượng tử ở bậc thang vi mô. Nhưng con người vẫn chưa giải thích được lý thuyết hoạt động trọn vẹn của lực hấp dẫn. Một hướng nghiên cứu được ra đời với tên lực hấp dẫn lượng tử vòng. Nó đã sử dụng kỹ thuật vật lý lượng tử để mô tả cấu trúc không gian và thời gian. 

Vật chất sẽ bị hạn chế di chuyển từ điểm này sang điểm khác tại một cấu trúc linh hoạt kiểu mạng lưới. Điều này cho phép lực hấp dẫn lượng tử được mô tả tác dụng lực hấp dẫn ở cấp độ nhỏ hơn. Lực hấp dẫn được trung chuyển bởi hạt không khối lượng graviton. 

hành trạng vi mô của lực hấp dẫn
Hành trạng mô hình của lực hấp dẫn vẫn là ẩn số với các nhà khoa học

Ở mô hình chuẩn, các hạt tương tác với nhau thông qua hạt mang lực. Hạt graviton được xem như hạt giả định chứa lực hấp dẫn. Từ đó đã có một số khái niệm liên quan đến thuyết tương đối rộng. Tương tự proton thì hạt graviton cũng có khả năng không có khối lượng. 

Khẳng định như thế bởi nếu có khối lượng các thí nghiệm đã nhìn thấy được điều gì đó. 

Lực hấp dẫn lượng tử xuất hiện ở độ dài nhỏ nhất

Lực hấp dẫn vô cùng yếu, khi chúng ở càng gần nhau thì lực hấp dẫn càng mạnh hơn nữa. Cuối cùng khi nó đạt tới cường độ của các lực khác ở khoảng cách nhỏ vô cùng. Nó nhỏ hơn nhiều lần so với hạt nhân của một nguyên tử. Đó là nơi khiến các hiệu ứng hấp dẫn lượng tử đủ mạnh để đo. Nhưng nó vẫn quá nhỏ để bất cứ thí nghiệm nào có thể thăm dò.

lực hấp dẫn lượng tử
Khi lực hấp dẫn càng gần nhau thì càng mạnh

Có một số đề xuất các lý thuyết cho lực hấp dẫn lượng tử trình hiện với cấp độ milimet. Tuy nhiên đến nay vẫn chưa cho thấy bất kỳ hiệu ứng nào. Một số nhà khoa học khác thì tìm cách khéo léo hơn khuếch đại hiệu ứng hấp dẫn lượng tử. Họ sử dụng các dao động trong thanh kim loại lớn hoặc các tập hợp lệnh ở nhiệt độ cực lạnh.

>>> Xem thêm:

Hạt hạ nguyên tử là gì? Các hạt lý giải mọi thứ trong vũ trụ cần biết

Vũ trụ rộng bao nhiêu? Những sự thật thú vị về vũ trụ bao la

Như vậy, những thông tin trên thietbiruaxegiare.net chia sẻ nhằm khiến bạn đọc hiểu hơn lực hấp dẫn là gì? Bên cạnh đó bài viết đưa đến những kiến thức liên quan khác. Hy vọng qua bài viết mọi người có thêm nhiều hiểu biết về loại lực này.