Hvað veldur aðdráttaraflinu og hvers vegna er það mismunandi milli tungla og reikistjarna?

Svar

Samkvæmt þyngdarlögmáli Newtons er þyngdarkraftur milli tveggja hluta í beinu hlutfalli við massa þeirra hvors um sig og í öfugu hlutfalli við fjarlægðina milli þeirra í öðru veldi. Krafturinn á annan hlutinn stefnir á hinn eftir tengilínunni milli þeirra.

Þetta skýrir að krafturinn er mismunandi milli ólíkra hluta og um leið eftir hverju hann fer. Samkvæmt þessu má segja að orsök þyngdarkrafta sé fólgin í massa hlutanna en um það verður sagt sitthvað fleira í svörum við öðrum spurningum.

Massi tunglsins er um það bil 1/82 af massa jarðarinnar. Þyngdarkraftur frá tungli á tiltekinn hlut í tiltekinni fjarlægð frá miðju tunglsins er því 1/82 af þyngdarkrafti frá jörð á samskonar hlut í sömu fjarlægð frá miðju hennar. Geisli eða radíi tunglsins er rúmlega 1/4 (27% eða 1/3,7) af geisla jarðarinnar. Ef jörð og tungl hefðu sama massa væri þyngd hlutar á yfirborði tunglsins því 3,7² = 13,7 sinnum meiri en þyngd hans á jörðinni. En vegna þess að tunglið er 82 sinnum léttara en jörðin eru heildaráhrifin af mismunandi massa og stærð tungls og jarðar þau að þyngd hlutar á yfirborði tunglsins er 82/13,7 = 6 sinnum minni en þyngd sama hlutar á jörðinni.

Talsvert hefur vafist fyrir mönnum, þar á meðal Newton sjálfum, hvernig þyngdarkrafturinn berst milli hlutanna. Lesa má um þá umræðu í bók minni, Heimsmynd á hverfanda hveli II (Reykjavík: Mál og menning, 1986) bls. 248-253.

Þegar litið er á málið frá sjónarhóli afstæðiskenningarinnar stafa þyngdarkraftar af sveigju rúmsins. Um það má lesa nánar í svari Þórðar Jónssonar við spurningunni Hvað er átt við með sveigðu tímarúmi og hvernig tengist það aðdráttarafli?

Lesa má meira um þyngdarkrafta á Vísindavefnum með því að beita viðeigandi leitarorðum í leitarvél, þar á meðal í svörum við eftirtöldum spurningum:

Er massi hlutar ekki sama og þyngd hans? eftir Tryggva Þorgeirsson og Þorstein Vilhjálmsson
Er hægt að búa til andþyngdarafl? eftir Þorstein Vilhjálmsson.