Temel kuvvet
Temel etkileşimlere genel bakış > Kütleçekim Kuvveti

Ana madde: Kütleçekim kuvveti
Çekim Kuvveti, elektromanyetik etkileşimlerin hakim olduğu atom ölçeğindeki dört etkileşimin açık ara en zayıfıdır. Ancak Kütleçekiminin zayıflığının, basit bir mıknatıs (bir buzdolabı mıknatısı gibi) kullanılarak bir pimin askıya alınmasıyla kolayca gösterilebileceği fikri temelde kusurludur. Mıknatısın pimi tüm Dünya'nın kütleçekimine karşı tutabilmesinin tek nedeni, göreceli yakınlığından kaynaklanmaktadır. Mıknatıs ve pim arasında bir kırılma noktasına ulaşıldığı açık bir şekilde kısa bir mesafe vardır ve Dünya'nın büyük kütlesi nedeniyle bu mesafe oldukça küçüktür.
Kütleçekim, iki nedenden dolayı astronomik mesafelerde astronomik nesneler için dört temel kuvvetten en önemlisidir. Birincisi, Kütleçekimi, elektromanyetizma gibi, ancak güçlü ve zayıf etkileşimlerin aksine, sonsuz bir menzile sahiptir. İkincisi, çekim kuvveti her zaman çeker ve asla itmez; aksine, astronomik cisimler neredeyse nötr net elektrik yüküne yönelirler, öyle ki bir tür yükün çekimi ve karşı yükün itmesi çoğunlukla birbirini iptal eder.
Elektromanyetizma Kütleçekiminden çok daha güçlü olsa da, gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi büyük gök cisimleri için elektrostatik çekim geçerli değildir, çünkü bu tür cisimler eşit sayıda proton ve elektron içerir ve dolayısıyla net elektrik yükü sıfırdır. Çekici veya itici olabilen elektrik kuvvetlerinin aksine, yalnızca çekici olduğu için hiçbir şey kütleçekimi "iptal etmez". Öte yandan, kütlesi olan tüm nesneler, yalnızca çekim kuvvetine tabidir. Bu nedenle, evrenin büyük ölçekli yapısında yalnızca kütleçekim önemlidir.
Uzun menzili, galaksilerin ve kara deliklerin yapısı gibi büyük ölçekli fenomenlerden sorumlu kütleçekimi kılar ve evrenin genişlemesini geciktirir. Kütleçekim ayrıca, gezegen yörüngeleri gibi daha mütevazı ölçeklerde astronomik fenomenleri ve ayrıca günlük olayları açıklar. deneyim: nesneler düşer; ağır nesnelerin sanki yere mıhlıymış gibi davranır ve hayvanlar belli bir yüksekliğe zıplayabilir.
Kütleçekim, matematiksel olarak tanımlanan ilk etkileşimdi. Antik çağda Aristoteles, farklı kütlelerdeki nesnelerin farklı oranlarda düştüğünü varsayıyordu. Bilimsel Devrim sırasında, Galileo Galilei deneysel olarak bu hipotezin belirli koşullar altında yanlış olduğunu belirledi - bir atmosfer varsa hava direnci ve kaldırma kuvvetleri nedeniyle oluşan sürtünmeyi ihmal etti (örneğin, havayla doldurulmuş bir balonun düşürülmesi ve su dolu bir balonun durumu)), tüm nesneler aynı oranda Dünya'ya doğru hızlanır. Isaac Newton'un Evrensel Çekim yasası (1687), Kütleçekimi davranışının iyi bir tahminiydi. Bugünkü kütleçekim anlayışımız, Einstein'ın 1915 tarihli Genel Görelilik kuramından kaynaklanmaktadır; bu, Kütleçekiminin uzay-zaman geometrisi açısından daha doğru bir tanımı (özellikle kozmolojik kütleler ve mesafeler için).
Genel görelilik ve kuantum mekaniğini (veya kuantum alan kuramını) daha genel bir kuantum kütleçekimi kuramıyla birleştirmek, aktif bir araştırma alanıdır. Kütleçekiminin graviton adı verilen kütlesiz bir spin-2 parçacığının aracılık ettiği varsayılmaktadır.
Genel görelilik deneysel olarak (en azından zayıf alanlar için, yani kara delikler için değil) en küçük ölçekler dışında tümünde doğrulanmış olsa da, genel göreliliğe alternatifler vardır. Bu kuramlar, belirli bir sınırda genel göreliliğe indirgenmelidir ve gözlemsel çalışmanın odak noktası, genel görelilikten hangi sapmaların mümkün olduğuna dair sınırlar oluşturmaktır.
Önerilen ekstra boyutlar, kütleçekimi kuvvetinin neden bu kadar zayıf olduğunu açıklayabilir.