Graviti adalah kekuatan asas fizik, yang biasa kita anggap oleh Bumi. Anda tidak boleh menyalahkan kami. Setelah berkembang selama berbilion tahun di lingkungan Bumi, kita terbiasa hidup dengan tarikan 1 g yang stabil (atau 9,8 m / s²). Namun, bagi mereka yang telah pergi ke angkasa atau menjejakkan kaki di Bulan, graviti adalah perkara yang sangat lemah dan berharga.
Pada asasnya, graviti bergantung pada jisim, di mana semua benda - dari bintang, planet, dan galaksi hingga zarah cahaya dan sub-atom - saling tertarik satu sama lain. Bergantung pada ukuran, jisim dan ketumpatan objek, daya graviti yang diberikannya berbeza-beza. Dan ketika datang ke planet-planet dari Sistem Suria kita, yang bervariasi dalam ukuran dan jisim, kekuatan graviti di permukaannya sangat berbeza.
Sebagai contoh, graviti Bumi, seperti yang telah diperhatikan, bersamaan dengan 9,80665 m / s² (atau 32,174 kaki / s²). Ini bermaksud bahawa objek, jika dipegang di atas tanah dan dilepaskan, akan memecut ke permukaan dengan kelajuan sekitar 9,8 meter untuk setiap saat jatuh bebas. Ini adalah standard untuk mengukur graviti pada planet lain, yang juga dinyatakan sebagai g tunggal.
Sesuai dengan hukum gravitasi universal Isaac Newton, daya tarikan graviti antara dua badan dapat dinyatakan secara matematik sebagai F = G (m¹m² / r²) - di manaF adalah kekuatan, m1 dan m2 adalah jisim objek yang berinteraksi, r adalah jarak antara pusat massa dan G ialah pemalar graviti (6.674 × 10-11 N m2/ kg2 ).
Berdasarkan ukuran dan jisimnya, graviti di planet lain sering dinyatakan dalam bentuk g unit dan juga dari segi kadar pecutan jatuh bebas. Oleh itu, bagaimana sebenarnya planet Sistem Suria kita bertumpu dari segi graviti mereka berbanding Bumi? Seperti ini:
Graviti pada Merkuri:
Dengan radius min sekitar 2.440 km dan jisim 3.30 × 1023 kg, Merkuri adalah kira-kira 0.383 kali ukuran Bumi dan hanya 0.055 besar. Ini menjadikan Mercury sebagai planet terkecil dan paling besar di Sistem Suria. Namun, berkat ketumpatan tinggi - 5.427 g / cm yang kuat3, yang sedikit lebih rendah daripada 5.514 g / cm Bumi3 - Merkuri mempunyai graviti permukaan 3,7 m / s², yang setara dengan 0,38 g.
Graviti di Venus:
Venus mirip dengan Bumi dalam banyak cara, itulah sebabnya ia sering disebut sebagai "Bumi kembar". Dengan radius min 4.6023 × 108 km2, jisim 4.8675 × 1024 kg, dan ketumpatan 5.243 g / cm3, Venus setara dengan 0,9499 Bumi, 0,815 kali lebih besar, dan kira-kira 0,95 kali lebih padat. Oleh itu, tidak hairanlah mengapa graviti di Venus sangat dekat dengan Bumi - 8,87 m / s2, atau 0.904 g.
Graviti di Bulan:
Ini adalah satu badan astronomi di mana manusia telah dapat menguji pengaruh graviti yang berkurang secara langsung. Pengiraan berdasarkan radius rata-rata (1737 km), jisim (7.3477 x 10²² kg), dan ketumpatan (3.3464 g / cm³), dan misi yang dilakukan oleh angkasawan Apollo, graviti permukaan di Bulan telah diukur menjadi 1.62 m / s2 , atau 0.1654 g.
Graviti di Marikh:
Marikh juga serupa dengan Bumi dalam banyak aspek utama. Namun, jika dilihat pada ukuran, jisim dan kepadatan, Mars relatif kecil. Sebenarnya, radius rata-rata 3.389 km adalah bersamaan dengan kira-kira 0.53 Bumi, sedangkan jisimnya (6.4171 × 1023 kg) hanya 0.107 Bumi. Ketumpatannya, sementara itu, kira-kira o.71 Bumi, masuk pada kadar 3.93 g / cm³ yang agak sederhana. Oleh kerana itu, Marikh mempunyai 0,38 kali graviti Bumi, yang mencapai 3,711 m / s².
Graviti pada Musytari:
Musytari adalah planet terbesar dan paling besar di Sistem Suria. Jejari rata-rata, pada 69,911 ± 6 km, menjadikannya 10,97 kali ukuran Bumi, sementara jisimnya (1,8986 × 1027 kg) adalah bersamaan dengan 317.8 Bumi. Tetapi sebagai gergasi gas, Musytari secara semula jadi kurang padat daripada Bumi dan planet-planet daratan yang lain, dengan kepadatan rata-rata 1.326 g / cm3.
Lebih-lebih lagi, sebagai gergasi gas, Musytari tidak mempunyai permukaan yang sebenarnya. Sekiranya seseorang berdiri di atasnya, mereka akan tenggelam sehingga akhirnya mereka sampai pada intinya yang kukuh (berteori). Akibatnya, graviti permukaan Musytari (yang ditakrifkan sebagai gaya graviti di puncak awannya), adalah 24,79 m / s, atau 2,528 g.
Graviti pada Zuhal:
Seperti Musytari, Saturnus adalah gergasi gas besar yang secara signifikan lebih besar dan lebih besar daripada Bumi, tetapi jauh lebih padat. Ringkasnya, radius minnya ialah 58232 ± 6 km (9.13 Bumi), jisimnya ialah 5.6846 × 1026 kg (95.15 kali lebih besar), dan mempunyai ketumpatan 0.687 g / cm3. Akibatnya, graviti permukaannya (sekali lagi, diukur dari puncak awannya) sedikit lebih tinggi daripada Bumi, iaitu 10,44 m / s² (atau 1,065 g).
Graviti pada Uranus:
Dengan radius min 25,360 km dan jisim 8,68 × 1025 kg, Uranus kira-kira 4 kali ukuran Bumi dan 14.536 kali lebih besar. Walau bagaimanapun, sebagai gergasi gas, ketumpatannya (1.27 g / cm3) jauh lebih rendah daripada Bumi. Oleh itu, mengapa graviti permukaannya (diukur dari puncak awannya) sedikit lebih lemah daripada Bumi - 8,69 m / s2, atau 0.886 g.
Graviti pada Neptunus:
Dengan radius min 24,622 ± 19 km dan jisim 1.0243 × 1026 kg, Neptune adalah planet keempat terbesar di Sistem Suria. Semua diberitahu, ia adalah 3.86 kali ukuran Bumi dan 17 kali lebih besar. Tetapi, sebagai gergasi gas, ia mempunyai ketumpatan rendah 1.638 g / cm3. Semua ini berlaku pada permukaan graviti 11,15 m / s2 (atau 1,14 g), yang sekali lagi diukur di puncak awan Neptunus.
Secara keseluruhan, graviti menjalankan gamut di sini di Sistem Suria, mulai dari 0.38 g di Mercury dan Mars hingga 2.528 g yang kuat di atas awan Musytari. Dan di Bulan, jika angkasawan telah berani, itu adalah 0.1654 g yang sangat ringan, yang memungkinkan dari beberapa eksperimen yang menyeronokkan dalam keadaan tanpa berat badan!
Memahami kesan graviti sifar pada tubuh manusia sangat mustahak untuk perjalanan angkasa, terutama ketika misi jangka panjang di orbit dan ke Stesen Angkasa Antarabangsa telah dibimbangkan. Dalam beberapa dekad yang akan datang, mengetahui bagaimana mensimulasikannya akan sangat berguna apabila kita mula menghantar angkasawan dalam misi angkasa lepas.
Dan tentu saja, mengetahui betapa kuatnya planet ini adalah mustahak untuk misi berawak (dan mungkin juga penyelesaian) di sana. Memandangkan kemanusiaan berkembang dalam lingkungan 1 g, mengetahui bagaimana kita akan menumpang di planet yang hanya mempunyai sebilangan kecil graviti dapat berarti perbezaan antara hidup dan mati.
Kami telah menulis banyak artikel menarik mengenai graviti di sini di Space Magazine. Inilah Seberapa Cepat Graviti ?, Dari Mana Beratnya Graviti? dan Bagaimana Kita Mengetahui Graviti Bukan (Hanya) Kekuatan.
Dan inilah Bolehkah Kami Membuat Graviti Buatan? dan Adakah "Aksi Seram" Menentukan Graviti?
Untuk maklumat lebih lanjut, lihat halaman NASA yang bertajuk "Tarik Kekal Graviti" dan undang-undang graviti Newton.
Astronomy Cast juga mempunyai episod, berjudul Episode 102: Gravity.
