คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมคุณมักจะล้มลงกับพื้นด้วยการกระแทกไม่ว่าจะกระโดดสูงแค่ไหน? หลายปีก่อนมีคนถามคำถามเดียวกัน จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อไอแซก นิวตัน ได้ค้นพบแรงโน้มถ่วง
เรื่องราวหรือตำนานที่โด่งดังกล่าวว่าไอแซก นิวตันอยู่ในสวนเมื่อลูกแอปเปิ้ลตกลงบนศีรษะของเขา และเขาเริ่มสงสัยว่าทำไมลูกแอปเปิลจึงตกลงมาและไม่พุ่งขึ้นข้างบนแทน เขาเกิดความคิดที่ว่าพลังที่มองไม่เห็นบางอย่างจะต้องดึงดูดแอปเปิ้ลเข้าหาโลก เขาตั้งชื่อแรงนี้ว่า "แรงโน้มถ่วง" - จากคำภาษาละติน "gravitas" หมายถึง "น้ำหนัก"
นิวตันตระหนักว่าทุกวัตถุในจักรวาลดึงดูดวัตถุอื่น ๆ ในจักรวาล แม้แต่แอปเปิ้ลก็ดึงทุกสิ่งรอบตัวเล็กน้อย แรงโน้มถ่วงของแอปเปิลตัวเล็กเกินไปที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของโลกขนาดใหญ่ ดังนั้นมันจึงตกลงสู่ศูนย์กลางของโลก
แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่พยายามดึงวัตถุสองชิ้นเข้าหากัน สิ่งใดที่มีมวลก็มีแรงดึงดูดเช่นกัน ความแรงของแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับขนาดและความหนาแน่นของวัตถุ – สิ่งที่เราเรียกว่า "มวล" ยิ่งวัตถุมีมวลมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงของมันก็จะยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น
ยิ่งมีสสารมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงของมันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นั่นหมายความว่าวัตถุขนาดใหญ่จริงๆ เช่น ดาวเคราะห์และดาวฤกษ์มีแรงโน้มถ่วงที่แรงกว่า แรงโน้มถ่วงของโลกคือสิ่งที่ทำให้คุณอยู่บนพื้นและทำให้วัตถุตกลงมา มันคือแรงโน้มถ่วงที่ทำให้ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และเป็นแรงโน้มถ่วงที่ทำให้ดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์
แรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงโดยวัตถุจะลดลงตามระยะห่างจากวัตถุ ยิ่งคุณอยู่ใกล้วัตถุมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงของมันก็จะยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น แรงโน้มถ่วงคือสิ่งที่ทำให้คุณมีน้ำหนัก นักปีนเขาบนยอดเขา เอเวอร์เรสต์มีน้ำหนักน้อยกว่าที่ระดับน้ำทะเลเล็กน้อย หากยานอวกาศเดินทางไกลจากโลกมากพอ ในที่สุดยานอวกาศก็จะหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของโลกได้อย่างสมบูรณ์
แรงดึงดูดของวัตถุขึ้นอยู่กับมวลของมันและความใกล้ชิดกับอีกวัตถุหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์มีแรงโน้มถ่วงมากกว่าโลกมาก แต่เราอยู่บนพื้นผิวโลกแทนที่จะถูกดึงเข้าหาดวงอาทิตย์ เพราะเราอยู่ใกล้โลกมากขึ้น
หากไม่มีแรงโน้มถ่วง เราก็ไม่สามารถอยู่บนพื้นผิวโลกได้ วัตถุก็จะลอยหายไปหากไม่มีแรงโน้มถ่วงของโลก
แรงโน้มถ่วงยังเป็นแรงที่ทำให้โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ตลอดจนช่วยให้ดาวเคราะห์ดวงอื่นยังคงอยู่ในวงโคจร
แม้แต่น้ำหนักของวัตถุก็ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง น้ำหนักจริง ๆ แล้วเป็นการวัดแรงโน้มถ่วงที่ดึงวัตถุ ตัวอย่างเช่น น้ำหนักของคุณบนโลกคือแรงดึงดูดที่แรงโน้มถ่วงดึงคุณเข้าหาพื้นผิวโลก ถ้าเราเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น เราจะมีน้ำหนักมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นมีแรงโน้มถ่วงมากหรือน้อยกว่าโลก เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับมวล เราจะมีน้ำหนักน้อยลงบนดาวเคราะห์ดวงเล็กและมากขึ้นบนดาวเคราะห์ขนาดใหญ่
ตัวอย่างเช่น แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เท่ากับ 1/6 ของแรงโน้มถ่วงของโลก ดังนั้นวัตถุบนดวงจันทร์จะมีน้ำหนักเพียง 1/6 ของน้ำหนักของโลก ดังนั้น ถ้าคุณหนัก 60 ปอนด์บนโลก คุณจะหนักประมาณ 10 ปอนด์บนดวงจันทร์
กระแสน้ำสูงและต่ำในมหาสมุทรเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ แรงดึงดูดของดวงจันทร์ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า แรงน้ำขึ้นน้ำลง แรงน้ำขึ้นน้ำลงทำให้โลก—และน้ำ—โปนออกทางด้านที่ใกล้กับดวงจันทร์มากที่สุดและด้านที่ไกลจากดวงจันทร์มากที่สุด ส่วนนูนของน้ำเหล่านี้เป็นกระแสน้ำสูง ขณะที่โลกหมุนรอบ พื้นที่ของโลกของคุณจะผ่านส่วนที่นูนทั้งสองนี้ในแต่ละวัน เมื่อคุณอยู่ในส่วนที่นูน คุณจะประสบกับกระแสน้ำขึ้นสูง เมื่อคุณไม่อยู่ในส่วนที่นูน แสดงว่าน้ำลง วัฏจักรของกระแสน้ำขึ้นสูงและน้ำลงสองรอบนี้เกิดขึ้นเกือบทุกวันบนแนวชายฝั่งส่วนใหญ่ของโลก
มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ในอวกาศ ดังนั้นเราจะไม่มีน้ำหนักถ้าเราลอยออกไปในอวกาศ
วัตถุมีน้ำหนักเล็กน้อยที่ระดับน้ำทะเลมากกว่าบนยอดเขาเล็กน้อย นี่เป็นเพราะว่ายิ่งคุณเว้นระยะห่างระหว่างตัวคุณกับมวลของโลกมากเท่าไร แรงโน้มถ่วงของโลกก็จะยิ่งส่งผลกระทบกับคุณน้อยลงเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งคุณสูงเท่าไหร่ แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งดึงคุณน้อยลง และน้ำหนักของคุณก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
ถ้าคุณต้องการหนีแรงโน้มถ่วงของโลก คุณจะต้องเดินทาง 7 ไมล์ (ประมาณ 11 กิโลเมตร) ต่อวินาที ตัวเลขนี้เรียกว่า "ความเร็วหนี" ของโลก
แรงโน้มถ่วงคือสิ่งที่ยึดดาวเคราะห์ให้โคจรรอบดวงอาทิตย์ และสิ่งที่ทำให้ดวงจันทร์โคจรรอบโลก แรงดึงดูดของดวงจันทร์ดึงทะเลเข้าหามัน ทำให้เกิดกระแสน้ำในมหาสมุทร แรงโน้มถ่วงสร้างดาวและดาวเคราะห์โดยการดึงวัสดุที่ใช้ทำขึ้นเข้าด้วยกัน
หลุมดำเป็นวัตถุที่แปลกประหลาดที่สุดในจักรวาล หลุมดำไม่มีพื้นผิวเหมือนดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ แต่เป็นพื้นที่ของพื้นที่ที่เรื่องยุบตัวลงเอง การล่มสลายอันหายนะนี้ส่งผลให้มวลจำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ แรงดึงดูดของบริเวณนี้มากจนไม่มีอะไรหนีพ้น แม้แต่แสง
