Тяжіння або гравітація
Два об`єкти притягують один одного з певною силою. Вона отримала назву гравітації. Ісаак Ньютон відкрив три закони руху, грунтуючись на цьому припущенні. Проте, він припускав, що гравітація є властивістю об`єкта.
Альберт Ейнштейн у своїй теорії відносності спирався на те, що закони фізики виконуються у всіх системах відліку. В результаті було виявлено, що простір і час переплетені в єдину систему, відому як «простір-час» або «континуум». Були закладені основи теорії відносності, що включають в себе два постулату.
Перший - це принцип відносності, який говорить про те, що неможливо визначити дослідним шляхом, спочиває чи інерціальна система або рухається. Другий - принцип інваріантності швидкості світла. Він довів, що швидкість світла у вакуумі є постійною величиною. Події, які відбуваються в певний момент для одного спостерігача, можуть відбуватися для решти спостерігачів в інший час. Ейнштейн також зрозумів, що масивні об`єкти викликають спотворення в просторі-часі.
експериментальні дані
Хоча сучасні прилади і не можуть зафіксувати спотворення континууму, вони були доведені непрямим чином.
Світло навколо масивного об`єкта, наприклад, чорної діри, згинається, змушуючи її діяти як лінзу. Астрономи зазвичай використовують цю властивість для вивчення зірок і галактик позаду масивних об`єктів.
Хрест Ейнштейна - квазар в сузір`ї Пегаса, є прекрасним прикладом гравітаційного лінзування. Відстань до нього становить близько 8 мільярдів світлових років. Із Землі квазар видно завдяки тому, що між ним і нашою планетою знаходиться ще одна галактика, яка працює як лінза.
Ще одним прикладом може бути орбіта Меркурія. Вона змінюється з плином часу в зв`язку з кривизною простору-часу навколо Сонця. Вчені з`ясували, що через кілька мільярдів років Земля і Меркурій можуть зіткнутися.
Електромагнітне випромінювання від об`єкта може трохи запізнюватися всередині гравітаційного поля. Наприклад, звук, що виходить від рухомого джерела змінюється, в залежності від відстані до приймача. Якщо джерело рухається в бік спостерігача, амплітуда звукових хвиль знижується. У міру віддалення амплітуда збільшується. Те ж саме явище відбувається з хвилями світла на всіх частотах. Це називається червоним зміщенням.
У 1959 році Роберт Фунт і Глен Ребко провели експеримент, щоб довести існування червоного зсуву. Вони «вистрілили» гамма-променями радіоактивного заліза в сторону вежі Гарвардського університету і з`ясували, що частота коливань частинок на приймачі менше розрахункової за рахунок спотворень, викликаних гравітацією.
Зіткнення двох чорних дір, як вважається, здатні створити «брижі» в континуумі. Це явище отримало назву гравітаційних хвиль. У деяких обсерваторіях встановлені лазерні інтерферометри, які можуть зафіксувати таке випромінювання.
