Nieuws

Hoe werkt de zwaartekracht?


Hoe werkt de zwaartekracht? – Pauline

Onze huizen blijven netjes op aarde staan, de maan doet keurig zijn rondjes om de aarde en de aarde draait vervolgens weer om de zon. En dat allemaal dankzij een wel heel belangrijke natuurkracht: de zwaartekracht. Het makkelijkst gezegd werkt die doordat twee massa’s elkaar aantrekken. Hoe groter de massa van beide én hoe kleiner de afstand tussen de twee, des te sterker de onderlinge zwaartekracht. Dat bedacht Isaac Newton in de 17e eeuw.

Maar zoals alles in de natuurkunde is de werkelijkheid een stuk ingewikkelder. De zwaartekracht van objecten op aarde kun je met Newton’s theorie makkelijk verklaren, maar als je praat over hele planetenstelsels en sterrenstelsels voldoet deze simpele definitie niet meer. Daar kwam men begin 20e eeuw achter, toen bleek dat de baan van de planeet Mercurius om de zon wat onvolkomenheden bevatten die zich niet lieten uitleggen door Newton’s wet.

Gelukkig was daar al snel Albert Einstein die met zijn algemene relativiteitstheorie het een en ander kon verklaren. De theorie heeft iets van doen met de ruimtetijd: de dimensies van ruimte (lengte, breedte, hoogte) en tijd. De zwaartekracht veroorzaakt een kromming in deze ruimtetijd. Dat kan je je het beste als volgt voorstellen. Stel je een bowlingbal (een planeet) op een matras (de ruimtetijd) voor. De bal veroorzaakt een kuil. Als je vervolgens een tennisbal langs de bowlingbal rolt, zal deze afgebogen worden door de kuil. Rol je de tennisbal dicht genoeg langs de bowlingbal, dan zal hij zelfs in de kuil belanden, net als een komeet naar de aarde valt.

Verder geldt nog dat hoe zwaarder de bowlingbal is, hoe dieper de kuil en dus hoe groter het krommingseffect (en daarmee de zwaartekracht). De overtreffende stap hiervan is toch wel een zwart gat. Deze supermassieve plekken in de ruimte zijn zó zwaar dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Daar zou je dus liever niet bij in de buurt willen komen.

Daar hoeven wij ons op aarde gelukkig geen zorgen over te maken. De kromming in de ruimtetijd die de aarde veroorzaakt is ‘slechts’ genoeg om alle objecten hier op aarde te houden en de maan binnen een straal van 400.000 kilometer om ons heen te laten cirkelen.

Illustratie: Johnstone/cc by-sa 3.0

Ook een vraag? Stel hem via het contactformulier.

Follow Faqtman on Twitter