Gravity

Today’s post subject is gravity.  It all begun yesterday morning, when I wanted to see a pictue of David Hockney’s, and run by accident into Garrowby Hill, the picture you see below.

I immediately felt the instinctive need to jump on the winding road and let gravity do the rest of the work, propelling me down the twisted path without regard for time and speed. It was after this delirium that lasted for a few seconds that I started thinking about gravity.

This took me back to Newton’s theory of gravity: gravity is a force, that is directly proportional to the mass of the objects involved.

Newton’s law of universal gravitation states that every massive particle in the universe attracts every other massive particle with a force which is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them.

The second theory is Einstein’s General Theory of Relativity. Einstein realized that Newton’s theory of gravity had problems. He knew, for example, that Mercury’s orbit showed unexplained deviations from that predicted by Newton’s laws. However, he was worried about a much more serious problem. As the force between two objects depends on the distance between them, if one object moves closer, the other object will feel a change in the gravitational force. According to Newton, this change would be immediate, or instantaneous, even if the objects were millions of miles apart. Einstein saw this as a serious flaw in Newtonian gravity. Einstein assumed that nothing could travel instantaneously, not even a change in force. Specifically, nothing can travel faster than light in a vacuum, which has a speed of approximately 186,000 mi/s (300,000 km/s). In order to fix this problem, Einstein had not only to revise Newtonian gravity, but to change the way we think about space, time, and the structure of the Universe. He stated this new way of thinking mathematically in his general theory of relativity.

In a nutshell, Einstein set forward the hypothesis that “Gravity” is a curve in space-time.   

Many of the predictions of general relativity, such as the bending of starlight by gravity and a tiny shift in the orbit of the planet Mercury, have been quantitatively confirmed by experiment.

Einstein said that a mass bends space, like a heavy ball making a dent on a rubber sheet. Further, Einstein contended that space and time are intimately related to each other, and that we do not live in three spatial dimensions and time (all four quite independent of each other), but rather in a four-dimensional space-time continuum, a seamless blending of the four. It is thus not “space,” naively conceived, but space-time that warps in reaction to a mass. This, in turn, explains why objects attract each other. Consider the Sun sitting in space-time, imagined as a ball sitting on a rubber sheet. It curves the spacetime around it into a bowl shape. The planets orbit around the Sun because they are rolling across through this distorted space-time, which curves their motions like those of a ball rolling around inside a shallow bowl. (These images are intended as analogies, not as precise explanations.) Gravity, from this point of view, is the way objects affect the motions of other objects by affecting the shape of space-time.

Without matter, space-time is flat (left), but it curves when matter is present (right).

Einstein’s general relativity makes predictions that Newton’s theory of gravitation does not. Since particles of light (photons) have no mass, Newtonian theory predicts that they will not be affected by gravity. However, if gravity is due to the curvature of space-time, then light should be affected in the same way as matter. This proposition was tested as follows: During the day, the Sun is too bright to see any stars. However, during a total solar eclipse the Sun’s disk is blocked by the Moon, and it is possible to see stars that appear in the sky near to the Sun. During the total solar eclipse of 1919, astronomers measured the positions of several stars that were close to the Sun in the sky. It was determined that the measured positions were altered as predicted by general relativity; the Sun’s gravity bent the starlight so that the stars appeared to shift their locations when they were near the Sun in the sky. The detection of the bending of starlight by the Sun was one of the great early experimental verifications of general relativity; many others have been conducted since.

One can imagine how many measurements have ben carried out in order to validate and/or refute einstein’s theory and its components, one of which is “frame-dragging”.

I quote one of the reports on such measurements (BBC NEWS):

“Frame-dragging” is the effect wherein a massive body like Earth drags space-time around with it as it spins.”Frame-dragging” is the effect wherein a massive body like Earth drags space-time around with it as it spins.

Ignazio Ciufolini and Erricos Pavlis measured frame-dragging by studying the movements of two satellites in Earth orbit over a period of 11 years.

Ciufolini, from the University of Lecce, Italy, and Erricos Pavlis from the Joint Center for Earth Systems Technology in Baltimore, US, analysed millions of laser range-finding signals that are reflected by the satellites Lageos and Lageos 2.

These reflected signals are normally used to map variations in the Earth’s gravitational field.

But the researchers analysed them for evidence that the satellites’ orbits were altered by frame-dragging, also known as the Lense-Thirring effect after the Austrian physicists who predicted it in 1918.

Ciufolini and Pavlis say their result is 99% of the value predicted by Einstein’s theory, plus or minus 5%. This result has an uncertainty of about 10% say the scientists.

Commenting on the research, Neil Ashby of the University of Colorado, US, said the result was “the first reasonably accurate measurement of frame dragging.”

He added: “Further analysis is anticipated as additional geodesy missions are undertaken to improve our knowledge of Earth’s gravity field.”

The same researchers reported preliminary findings in 1998, which were roundly criticised. But reaction to the latest measurements has been broadly positive. The new work is based on a new gravity map released last year.

And so the story goes. the good news for Newton’s theory is that it is still good for most cases, as it starts having problems when the mass involved is huge. So we can continue having Newton in our everyday lifes, while Einstein is waving at us from a distant star, riding a light beam.

P.S. I am not going to join Albert this time. I return to Garrowby Hill to visit David Hockney and have a beer at the local inn. And now that we talk about it, I have a small contribution to make to the theories of gravity. I have noticed that after the third pint of ale, my feet are heavier. I have therefore prepared an amendment to the Newtonian theory: the force of gravity is also directly proportional ot the alcohol content of the masses involved. Cheers!!!

Gravity booster

34 comments

  1. Το διαβαζω και συγγινουμαι. Που το ξεσκαρταρατε αυτο; Πριν μερικα χρονια οταν βγηκε το νεο ειχαν γινει πανω απο 200 δημοσιευσεις σε ολο τον κοσμο. Μαλλον δεν ειναι δυσκολο. Εκεινο που δεν φαινεται πουθενα και θα το πω με καμαρι ειναι οτι το “σοφτγουεαρ” που εγινε η αναλυση το εχω γραψει εγω. Γνωριζοντας προσωπικα και τον Ιγνατιο και τον Ερρικο, δηλωνω οτι ειναι εκτος απο ενα εξαιρετικο επιστημονικο τημ και καλα παιδια και μπον βιβερ και ωραιοι (με την ευτυτερη εννοια) ανθρωποι. Και επι πλεον τον Ιγνατιο τον λατρευω γιατι εχει την Ελλαδα σαν δευτερη πατριδα του. Μολις βρει ευκαιρια τρεχει στα νησια μας.
    Το σημερινο σας αρθρο με συγκινησε πολυ και θα στειλω το λινκ στον Ερρικο που αυτες τις μερες οργωνει το ομπζερβατουαρ ντε Παρι. Θα χαρει (και ιδιεταιρα με το μπυρονι). Την αγαπη μου στο ατελιε. Εχω μεινει σπητσλες.

    1. Μα δεν μπορεις να φανταστεις τη χαρα μου οταν κλεινοντας το αρθρο εκανα μια ερευνα για το φρειμ ντραγκινγκ, επειδη μου αρεσε σαν ιδεα οτι η περιστρεφομενη σφαιροειδης μαζα συμπαρασυρει τον χωροχρονο και τον σερνει μαζι της σαν σε χορο. Που να φανταστω οτι θα βρω μπροστα μου τον Ερρικο και μετα και το Δεσποιναριον;;;;;; Να μια στιγμη που η ζωη διαθετει μια απεραντη ομορφια, το χατηκα κι εγω σαν μικρο παιδι, γιατι ειστε φιλοι και ειμαι περηφανος για σας.

      1. Να εισαι καλα. Να σου πω την αληθεια ειχα διαβασει αρθρο και σε αλλο ενα μπλογκ http://kalopaido.blogspot.com/2009/06/blog-post_24.html
        αλλα δεν ειπα τιποτα γιατι ξερεις τωρα δε μιλαω για τη δουλεια μου. Παντως χαιρομαι που το βρηκες εσυ γιατι εχεις διαφορετικη εκτιμση του πραγματος. Ακριβως επειδη γνωριζομαστε. :)))

      2. Κι εγω χαιρομαι που το βρηκες και με τοση αγαπη εκανες αυτη την αναρτηση. Γιατι με ξερεις εμενα, δε μιλαω για τετοια γενικα. Ξερεις πριν κανενα χρονο ειχα βρει κι αλλο ενα μπλογκ που ειχε σχετικη αναρτηση
        http://kalopaido.blogspot.com/2009/06/blog-post_24.html
        αλλα το προσπερασα. Εδω ομως ειμαι .. σα στο σπιτι μου. Και μπορω να πω ευχαριστω σε ανθρωπους που τους ξερω και με ξερουν. Φιλια!

    1. οι πορτες του ναου ειναι ανοικτες για ολο το ποιμνιο, ανεξαρτητως επιστημονικων δεξιοτητων και ποσοφαιρικων προτιμησεων ….
      προσελθετε αγαπητε εν ατελιε αδελφε ανευ φοβου και παθους…. θα βρεθει ενας δορυφορος, εστω μια καμπυλη και για σενα… κι ας μην καταλαβαινεις τι ειναι ….

  2. Αν και δεν πίνω, σήμερα ειδικά με την ανάρτησή σας θα πιω στην υγειά σας, του Ερρίκου και του Δεσποινάριον! Συγκινήθηκα και εγώ με την αναφορά, τη διάβασα και τη ματαξαναδιάβασα ουκ ολίγες φορές. Θα το πανηγυρίσω βάζοντας και γω πολλές περισπωμένες σαν τον Γαβριήλ!!! 🙂
    Εὖγε Ἐρρῖκο, εὖγε Δεσποινάριον!!!
    Φέρνω και μια μηλόπιτα για να γιορτάσουμε τη βαρύτητα και τον Νεύτωνα που έχει ταυτιστεί καθήμενος κάτω από τη μηλιά.
    υγ. μετά από τόσες αναφορές στο χωροχρόνο σε αυτό το μπλογκ η ανάρτηση ἦρθε και έδεσε!

      1. αυτο ακουστηκε σαν η φωνη του πριγκηπα των περισπωμενών!!!!!

    1. σαμπανια και μηλοπιττα για τα καμαρια μας τα παιδια μας τον ερρικον και το δεσποιναριον!!!!!
      ευγε, ευγε, ευγε!!!!!!
      υγ. και να πεφτουν οι περισπώμενες παρακαλω!!!!!

      1. πάνω στο τσακίρ κέφι ημείς θα κάνωμεν ρίψιν περισπωμενῶν αντί πινακίων!

        1. η ουσια παραμενει! οι ελληνες τα σπαμε οταν εχομεν κεφι!

  3. Είπεν ο Καρτέσιος: “Η όλη (φιλο)σοφία είναι όπως ένα δέντρο, οι ρίζες του είναι η μεταφυσική, ο κορμός η φυσική, και τα κλαδιά του όλες οι άλλες επιστήμες.”

    Κορμοί λοιπόν του δέντρου οι πρίγκιπες του χωροχρόνου, ο Ερρίκος και η Δέσποινα. Θερμά συγχαρητήρια!

    1. Κι εμεις ευχαριστουμε τον Μανωλη και τον Καρτεσιο και προτιμουμε το δικο του συστημα συντεταγμενων ως απλουστερο εκεινου του Κεπλερ.

  4. Εγω τωρα τι να πω… Πολυ ξαφνικο και αναπαντεχο, μιας και τελευταια εχουμε αφησει στην ακρη την ερευνα και προσπαθουμε να εκτοξευσουμε πιο γρηγορα τον δικο μας δορυφορο (LARES – LAser Relativity and Earth Science satellite), που σχεδιασαμε ειδηκα για να μας βοηθησει για μια πιο ακριβη μετρηση του φαινομενου L-T (Lense-Thirring). Ελπιζουμε να γινει η εκτοξευση στα μεσα το 2011 και ετσι σε 3-4 χρονια να εχουμε ενα αποτελεσμα με ακριβεια ~1%. Παντως οπως και να εχει το πραγμα, εμεις με μηδενικη χρηματικη υποστηριξη εχουμε τη μετρηση του 10% ενω η αποστολη της NASA Gravity Probe B (GP-B) που στοιχισε καπου $1 δις δεν τα καταφερε και εμεινε σε κατι που με τα βιας ειναι ακριβες στο 53%!!!
    Εδω Παρισι; και μιας και το κρασι βρισκεται σε πιο περιοπτη θεση για τους Γαλατες, αδειασαμε αποψε μερικες κασες κατα τη διαρκεια μιας δεξιωσης σε Bateaux Mouches πανω στον Σηκουανα! …και δεν ειχαμε και προβλημα με τη βαρυτητα μιας και η επιφανεια του ποταμου ειναι και “εντελως” οριζοντια. Καμια σχεση με τον Garrowby Hill road του David Hockney, αλλα η πολη ηταν φωτισμενη και πολυχρωμη οπως ακριβως και οι πινακες του Hockney. Ακομα και ο ταλαιπορος ο πυργος του Αϊφελ που τελευταια εχει πιο πολλους πανοπλους φανταρους απο επισκεπτες, αποψε ειχε την τιμητικη του με πυροτεχνηματα και λαϊτ σοου!

    à santé λοιπον!

    1. καλως ηλθες Ερρικο! (με δασεια)…
      κατ’αρχας θερμα συγχαρητηρια, η δουλεια που εχεις ηδη κανει ειναι αξιομνημονευτη και διακεκριμενη.
      για μια ακομη φορα η φαντασια η ικανοτητα η επιμονη η σκληρη δουλεια φερνει αποτελεσματα εις πεισμα της ελλειψεως των πορων και των επιστημονικων στραβισμων.
      αναμενω τα νεωτερα και ευχομαι καθε επιτυχια.
      ειχα κατι διαβασει και για την αποστολη της νασα, αλλα παρολον οτι ασχετος, οταν διαβασα τα δικα σου αντεληφθην την διαφορα.
      να περνας καλα εις το παρισι και μακρυα απο τον πυργο, μπορει να καμπυλωσει αποτομα και να πεσει!

  5. Λοιπον νομιζω οτι δυο σχολια που εγραψα πηγαν στα σπαμ γιατι ειχα ενα λινκ. Αν τα βρεις αγαπητωτατε βαλε το ενα. Αν οχι σ’ευχαριστω παρα πολυ για την σημερινη αναρτηση. Ξερω οτι χαρηκες γιατι εισαι τετοιος ανθρωπος, καλος. Κι εγω χαιρομαι που το γουεμπ σε εφερε στο δρομο μου.

    1. ευρεθησαν, ευρεθησαν και αναρτηθηκαν αμφοτερα χαριν πληροτητος…
      και οπως ξερουμε, ακομη και οι παραλληλες τροχιες τελικα συγκλινουν!

  6. Επισης ο Ερρικος παιρνει δασεια και οχι ψιλη, η δε ρουλα με περισπωμενη κονταινει, της αφαιρει υψος.

      1. νομιζω οτι κατοπιν του σαματα η ρουλα πρεπει να μας πει πως επιθυμει να αναγραφεται τουδε…

    1. η δασεια του Ερρικου οφειλεται μαλλον στο “Η” το λατινικο που απαλειφεται απο την ελληνικη γραφη και αντικαθισταται απο την δασεια…
      η περισπωμενη της ρουλας σαφως ειναι ποιητικη…

      1. για ένα λεπτό!
        από ποῦ κι ως ποῦ ο Ἐρρίκος με δασεία παρακαλώ;;
        δε λέμε π.χ. Herick Clapton. λέμε Erick Clapton!
        Οὐέρ ἴζ δέ “H” ??

        @Δέσποινάριον, εν ολίγοις περί βαρύτητος μπορεί να σκίζεις, αλλά μετά δασεινομένου Ἑρρίκεως μόνο εσύ ἐνυμφεύθης. Οι υπόλοιποι εἶναι ψιλοί, σόρρυ.
        🙂

  7. Εὐχαριστῶ που σημαιοστολίσατε το ὂνομά μου!
    Θα έχω πλέον πολλές φορεσιές για κάθε περίσταση, θα φοράω την ποιητική και βαθύτατα ἑλληνιστική περισπωμένη μου σαν να φοράω αθλητικά παπούτσια και θα πηγαίνω στο γυμναστήριο ως εξαρτημένη που είμαι από αυτό, την ψιλή μου θα τη φοράω σαν να φοράω τακούνια για να ψηλώνω, όσο δε για τη δασεία,την ωραία καμπύλη, θα τη φοράω ως κόσμημα!!!
    υγ. σας το είπα, δεν πίνω η ξενέρωτη και με το λίγο ελάλησα, χαλάλι όμως, ήτο για ιερό σκοπό από τη χαρά μου για τον Ἑρρίκο και το Δεσποινάριον!

  8. εισαγωγικό σημείωμα
    Το σχόλιο που είχα γράψει ως Ῥούλα με δασεία περιμένει υπομονετικά την έγκριση του διαχειριστή, προφανώς μπερδεύτηκε από τη δασεία το θεώρησε μεταμφίεση, δεν τις πάει τις δασείες, το έπιασα το υπονοούμενο και το αναδημοσιεύω αμεταμφίεστη με την ελπίδα να το δεχθεί!

    Εὐχαριστῶ που σημαιοστολίσατε το ὂνομά μου!
    Θα έχω πλέον πολλές φορεσιές για κάθε περίσταση, θα φοράω την ποιητική και βαθύτατα ἑλληνιστική περισπωμένη μου σαν να φοράω αθλητικά παπούτσια και θα πηγαίνω στο γυμναστήριο ως εξαρτημένη που είμαι από αυτό, την ψιλή μου θα τη φοράω σαν να φοράω τακούνια για να ψηλώνω, όσο δε για τη δασεία,την ωραία καμπύλη, θα τη φοράω ως κόσμημα!!!
    υγ. σας το είπα, δεν πίνω η ξενέρωτη και με το λίγο ελάλησα, χαλάλι όμως, ήτο για ιερό σκοπό από τη χαρά μου για τον Ἑρρίκο και το Δεσποινάριον!

    1. τελικα με την περισπωμενη της Ρουλας η βαρυτητα ηρθε πανω κατω – μαλλον πρεπει να τροποποιηθει η θεωρια της σχετικοτητας για να συμπεριλαβει την περισπωμενη και τις χαρες της!

  9. Λαθος. Το Ερρικος προερχεται απο το Λατινικο Henry. Πολλοι εριξαν το εητς και εμεινε το Ε. Heinrich Henry et Henri

    Eric Enrico Ερρικος μετα την απλοποιηση. Αλλα στη θεση του εητς εμεινε μια δασεια στην ελληνικη γλωσσα. Βλεπε Ηλιος, Εκτωρ, Ελλας, Ελενη, Ομηρος. Της ιδιας συνομοταξιας. Ολα με δασεις λογω λατινικου Εητς!
    Και βαρυτητα σκαμπαζομεν και πολυτονικον. (ασχετα αν δε το εφαρμοζωμεν) Φςςςςς!
    Η Ρουλα ειτε στολιστει ειτε οχι με δασειες στολιδι ειναι μονη της παναθεμα το μποϊ της!

    1. ετσι τα ηξερα κι εγω, αλλα ο κυριος δικηγορος ειναι αγυριστο κεφαλι!

    1. το παιρνω πισω το αγυριστο κεφαλι, καταπικραμενο αλλα γυρισμενο ειναι!!!
      γεια σου Γαβριηλ με τα ωραια σου!!!!

Comments are closed.