ทุกคนน่าจะพอทราบความหมายของแรงโน้มถ่วงกันมาบ้างว่ามันคือแรงที่ดึงดูดระหว่างดาวเคราะห์ไว้ด้วยกัน (เกิดเป็นระบบสุริยะ) หรือในอีกนัยหนึ่งมันคือแรงที่ดึงดูดสิ่งต่าง ๆ รอบตัวเข้าไปสู่ตัวมันเอง (เข้าสู่ศูนย์กลางเมื่อมีการโคจร) ดังนั้นแรงดึงดูดนี้เองที่เป็นเหตุผลของการโคจรของดางเคราะห์ ดาวฤกษ์ ดาวหาง หรือแม้กระทั่งขยะอวกาศรอบ ๆ ดวงอาทิตย์

แล้วแรงโน้มถ่วงทำอะไรอีก?

          คำถามเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงที่เรามักจะได้ยินมาตั้งแต่สมัยเรียนประถม คือ

          “ทำไมเมื่อเรากระโดดลอยตัวขึ้น แทนที่เราจะลอยขึ้นไปเรื่อย ๆ ทำไมเราถึงกลับลงมาที่พื้น”

          “ทำไมสิ่งของถึงร่วงลงสู่พื้นเมื่อเราปล่อยจากที่สูง”

          คำตอบก็คือ เพราะ แรงโน้มถ่วงหรือแรงดึงดูดของโลกที่ทำให้ทุกคนและทุกสิ่งบนโลกไม่ลอยออกไปจากโลกและทำให้ทุกอย่างร่วงลงสู่พื้นดิน

อะไรบ้างที่มีแรงโน้มถ่วง?

          “ทุกสิ่งที่มีมวล (Mass) จะมีแรงโน้มถ่วง ยิ่งมีมวลมากเท่าใด ก็ยิ่งมีแรงโน้มถ่วงมากขึ้น” แต่ทั้งนี้จุดอ่อนของแรงโน้มถ่วงคือ ระยะทาง กล่าวคือ ถ้าระยะห่างจากวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงเพิ่มมากขึ้น แรงโน้มถ่วงที่จะส่งผลต่อสิ่งนั้นจะต่ำลง หรือก็คือ แรงโน้มถ่วงอ่อนแรงลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นในทางกลับกันแรงโน้มถ่วงก็จะมีผลมากถ้าเราดึงดูดสิ่งที่อยู่ใกล้ ๆ ตัวมัน

ภาพที่ 1 Gravity holds the planets in orbit
ที่มา https://pixabay.com, ChadoNihi / 71 images

 แรงโน้มถ่วงของโลก

          แรงโน้มถ่วงของโลกนั้นมาจากมวลโดยรวมทั้งหมดของโลกเอง ซึ่งมวลทั้งหมดของโลกนี้เองที่ทำให้เกิดแรงดึงดูดกับมวลของตัวเรา ทำให้เราสามารถชั่งน้ำหนักตัวบนโลกได้ค่าหนึ่งซึ่งเป็นไปตามมวลของโลก นั่นหมายความว่าคุณจะสามารถลดน้ำหนักได้โดยไม่ต้องควบคุมอาหาร ไม่ต้องออกกำลังกาย หรือลดมวลกล้ามเนื้อ เพราะเพียงแค่คุณเดินทางไปชั่งน้ำหนักตัวบนดาวเคราะห์ที่มีมวลน้อยกว่าโลก น้ำหนักตัวของคุณก็จะลดลงเป็นอย่างมาก (แต่รูปร่างของคุณยังเหมือนเดิม) ยกตัวอย่าง เช่น

          ถ้าคุณหนัก 100 ปอนด์ บนโลก คุณจะชั่งน้ำหนักของคุณด้วยตาชั่งได้

          17 ปอนด์ บนดวงจันทร์

          28 ปอนด์ บนดาวพุทธ

          91 ปอนด์ บนดาวศุกร์

          38 ปอนด์ บนดาวอังคาร

          253 ปอนด์ บนดาวพฤหัส

          107 ปอนด์ บนดาวเสาร์

          91 ปอนด์ บนดาวยูเรนัส และ

          114 ปอนด์ บนดาวเนปจูน

          ซึ่งถ้าดูจากแนวโน้มของเลขเหล่านี้ก็จะเห็นได้ชัดว่าถ้าเราไปชั่งน้ำหนักตัวบนดาวเคราะห์ที่มีมวลมากกว่าโลกเราก็จะชั่งน้ำหนักได้มากขึ้น แต่ถ้าหากว่าเราไปชั่งน้ำหนักบนดาวเคราะห์ที่มีมวลน้อยกว่าโลกเราก็จะชั่งน้ำหนักได้น้อยลง

แล้วร่างกายของเราที่มีมวลมีแรงดึงดูดบ้างมั้ย?

        ต้องบอกก่อนว่าใครที่มีคำถามนี้ขึ้นมาในใจคุณยอดเยี่ยมมาก คิดวิเคราะห์ต่อยอดได้ดี แน่นอนว่าทุกสิ่งที่มีมวลนั้นย่อมต้องมีแรงดึงดูดและแรงดึงดูดของร่างกายเราก็กำลังกระทำกับโลกอยู่ในขณะนี้ เพียงแต่ว่ามวลของโลกนั้นมีขนาดที่มากกว่ามวลของร่างกายคุณมากจึงทำให้แรงดึงดูดจากร่างกายคุณไม่มีผลต่อโลกเลยแม้แต่น้อย

แรงโน้มถ่วงในจักรวาล

          แน่นอนว่าถ้าโลกของเรามีแรงโน้มถ่วง ดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ก็มีเช่นเดียวกัน ซึ่งแรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นในจักรวาลก็เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ เกิดการโคจรของดวงจันทร์รอบโลก ซึ่งแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ก็มีมากพอที่จะดึงมวลน้ำทะเลบนโลกเข้าหามัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลง และที่สำคัญยังเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดดาวเคราะห์และดวงดาวต่าง ๆ เหล่านี้ด้วยเพราะแรงโน้มถ่วงทำให้มันดึงสิ่งต่าง ๆ รอบบริเวณเข้ามาหาตัวมันเกิดการหมุนรอบตัวเองแล้วใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ จนเกิดเป็นดาวเคราะห์

          ทั้งหมดนี้คือเรื่องพื้นฐานของแรงโน้มถ่วง ที่ยังมีอะไรให้เรียนรู้และทำให้เรารู้สึกประหลาดใจได้อีกเยอะ จงอย่าหยุดที่จะเรียนรู้ เพราะความรู้และโลกหมุนไปไม่หยุดนิ่ง อย่าให้แรงโน้มถ่วงใด ๆ มาหยุดการพัฒนาของตัวเราได้

แหล่งที่มา

NASA Science Space Place. (May 4, 2017).  What is gravity?.  Retrieved Aug 10, 2019, From https://spaceplace.nasa.gov/what-is-gravity/en/

Greg Kestin. (Aug 5, 2014).  What Is Gravity Made Of? A "cosmic fingerprint" reveals the universe's beginning and gravity's microscopic secrets.  Retrieved Aug 10, 2019, From https://www.pbs.org/wgbh/nova/video/what-is-gravity-made-of/