2001: A Space Odyssey

Hal, deschide trapa de intrare.”
Deși a fost făcută înainte de aterizarea pe Lună, această capodoperă cinematografică a lui Stanley Kubrick și Arthur C Clarke reprezintă o descriere surprinzător de realistă a călătoriei în spațiu.
Filmul proiecteză nave spațiale interplanetare care folosesc o varietate de tehnici pentru a le permite oamenilor să supraviețuiască la gravitație 0 – unele secțiuni ale navei se rotesc pentru a genera gravitație artificială, altele au pereții acoperiți cu Velcro (sau ceva asemănător) astfel încât membrii echipajului poartă pantofi adecvați pentru deplasarea pe aceștia. Mai mult, noi îi putem vedea pe membrii echipajului încercând să facă față plictiselii și rutinei unei îndelungate călătorii prin spațiul cosmic.

Printre detaliile corecte ale filmului se numără:
– toate scenele în care acțiunea are loc în spațiul cosmic sunt silențioase – zgomotul nu călătorește în vid
– stelele nu se mișcă pe lângă navă – pentru ca mișcarea stelelor să fie vizibilă de pe navă, aceasta ar trebui să călătorească cu o viteză apropiată de viteza luminii
– echipajul consumă mâncare sub formă de pastă și bea numai lichide cu paiul
Fizica newtoniană este respectată de comportamentul navei și de acele mici ” capsule” în care astronauții obișnuiesc să călătorească în afara ei. Problemele apar atunci când un transmițător radio aliniat perfect, prin care echipajul comunica cu cei de pe Pământ, începe să se miște încet din poziția inițială.

Anunțuri

Universul lui Newton

De la Newton şi până la sfârşitul secolului XIX se credea că exista un cadru de referinţă absolut, imobil, umplut cu un mediu invizibil numit „eter”. În raport cu acesta se măsurau mişcările obiectelor din Spaţiu.

Dar, în 1987 a avut loc un experiment, prin care s-a încercat măsurarea mişcării Pământului prin acest eter, prin detectarea variaţiilor vitezei luminii trimise în direcţii diferite. Rezultatele experimentului au fost că eterul nu există şi că lumina călătoreşte cu aceeaşi viteză faţă de un observator, oricare ar fi mişcările acestuia.

Greutatea şi căderea liberă

Greutatea este mărimea forţei gravitaţionale, care acţionează asupra unui obiect. Deşi masa de rapaus a unui obiect (măsurată în kg) este constantă, greutatea lui (măsurată în Newton) variază în funcţie de gravitaţie. De exemplu, o masă de un kg cântăreşte 9.8 N pe Pământ, dar numai 1.65 N pe Lună.

Senzaţia de greutate poate fi încercată numai când gravitaţiei i se opune o a doua forţă. Un om care stă pe Pământ nu simte greutatea datorită atracţiei gravitaţionale. Cauza senzaţiei este forţa de împingere opusă, pe care o exercită solul asupra picioarelor sale. Dar, o persoană aflată pe orbita Pământului cade spre Pământ sub acţiunea gravitaţiei. Este în „cădere liberă„, care nu se datorează gravitaţiei, ci unei forţe opuse acesteia.

Legile mişcării lui Newton

Pornind de la studiile lui Galilei, Isaac Newton a formulat tre legi ale mişcării.

În prima lege a mişcării, Newton afirmă că un corp rămâne în mişcare uniformă sau în repaus dacă asupra lui nu acţionează o forţă netă (suma tuturor forţelor care acţionează asupra corpului).

A doua lege a lui Newton spune că o forţă netă care acţionează asupra unui obiect îl face să accelereze (să-şi schimbe viteza) direct proporţional cu mărimea lui. Astfel, cu cât masa unui obiect este mai mică, cu atât acceleraţia lui este mai mare şi invers.

A treia lege susţine că pentru o acţiune există o reacţiune, opusă şi egală. De exemplu, propulsia unei rachete este reacţiala avacuarea jetului de gaze rezultat din arderea combustibilului.

Legea gravitaţiei a lui Newton

În 1590 Galileo Galilei a demonstrat că obiectele cu greutăţi diferite cad pe Pământ cu aceeaşi acceleraţie.

Mai puţin de un secol mai tarziu, în 1666, Isaac Newton a analizat mişcările mai multor obiecte cosmice şi a formulat legea gravitaţiei universale : fiecare corp din Univers exercită o forţă de atracţie (gravitaţie) asupra tuturor celorlalte corpuri, care variază în funcţie de masele corpurilor şi de distaţa dintre ele. Această lege se aplică şi astăzi.

Două corpuri sunt atrase de o forţă gravitaţională proporţională cu masa unuia inmulţită cu masa celuilalt. Dar ,forţa este invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele.
Gravitaţia este cea care menţine stelele şi galaxiile laolaltă. Deşi este mai slabă decât celelalte forţe fundamentale din natură, ea acţionează la distanţe mari între toate corpurile cu masă şi a jucat un rol important în formarea Universului. Gravitaţia are un rol crucial în formarea orbitelor şi producerea unor fenomene precum inelele planetelor şi găurile negre. În imaginea alăturată se pot observa inelele lui Saturn.