Alt har tyngdekraft, unntatt lys

Hvis man henger to kuler i veldig lange snorer og skyver de nærmere hverandre, så vil de på et tidspunkt faktisk tiltrekkes hverandre på grunn av gjensidig gravitasjon (tyngdekraft) og klinke i hop litt før de ville gjort det hvis de kun hang rett ned. Eller som Einstein ville uttrykt det, de ville påvirket hverandres romtidskrumming.

Henry Cavendish utførte et eksperiment på slutten av 1700-tallet som viste at selv små objekter har gravitasjonell tiltrekning på hverandre. Eksperimentet gikk ut på å henge opp ei stang i ei lang snor og henge et lodd i hver ende av stanga. Når stanga hang i ro tilførte man to tunge objekter til siden for hvert endelodd og målte hvor mye vinkelen på stanga endret seg. Her er er en amatørs gjenskaping av Cavendish-eksperimentet, før sidemassen skyves inntil har stanga hengt i ro ei uke.

Gravitasjon begynner ikke å fungere først når materien når en viss minimumsmasse, alt med masse har sitt eget gravitasjonsfelt. Faktisk vil selv enkeltatomer ha sine egne gravitasjonsfelt. Men gravitasjon er den aller svakeste av de kjente naturkreftene, så for de fleste forhold i hverdagen kan man se bort fra at hvert enkelt objekt har hvert sitt gravitasjonsfelt.

Imidlertid kan man avlese effekten på havnivået. Faktisk er ikke havet helt vannrett, men buler opp mot kontinentene og der det er grunt vann. Høydeforskjellen kan faktisk komme opp i flere titalls meter, selv når ser bort fra flo og fjære og vind/stormer. Vannstanden er vesentlig lavere ute over store havdypene der det er lengre ned til tyngre materialer (stein/jordskorpa) enn inne ved land rundt kontinenter og øyer.

Og flo og fjære (tidevann) er jo også en effekt av gravitasjonen fra månen, som er ca 385 000 km ute i verdensrommet, ti ganger så langt ute som de geostasjonære kommunikasjonssatelittene og tusen ganger lengre ute enn romstasjonen ISS. Selv om denne kraften er altfor svak til å påvirke så små masseobjekter som oss (i hvert fall målbart), så påvirkes altså verdenshavene. Og faktisk finnes det en effekt som kalles tidejord også, selve jordas jordskorpe hever og senker seg opptil noen cm når månens gravitasjon påvirker jordas masse.

Så jo, alt med masse har et gravitasjonsfelt. Men gravitasjon er fortsatt en veeeeldig svak kraft. Hvis jeg med en liten magnet plukker opp og løfter et jernstykke fra bakken, så overvinner jo jeg og magneten faktisk hele jordas gravitasjonsfelt.

Men unntatt lys (se overskriften)? Lys-partiklene, fotonene, er faktisk masseløse. Dette er årsaken til at de kan bevege seg i lysets hastighet. Så hvis gravitasjon var en kraft, slik Isaac Newton trodde, så ville ikke lys kunne bli påvirket av gravitasjon. Men målinger viser at jo, lys blir avbøyd i gravitasjonsfelt. Dette stemmer med Albert Einsteins beskrivelse av gravitasjon, nemlig at massen krummer den firedimensjonale romtiden (rom multiplisert med tid). I en slik krummet romtid blir lyset avbøyd fordi rommet selv er avbøyd. Lyset følger altså den retteste mulige linja i et krummet rom. Men det er en annen historie som jeg ikke skal utdype videre her.