Gravitacija je najslabija među poznatim fundamentalnim interakcijama, ali u velikim prostranstvima postaje dominantna sila koja oblikuje svetove i određuje kretanje zvezda i galaksija. Njeno izvorište je masa. Po Isaku Njutnu je sila uzajamnog privlačenja između masa. Po Albertu Ajnštajnu ona ne samo da privlači mase, već savija i sam prostor i vreme, dajući im oblik i tok kroz koje se tela kreću kao da slede skrivene putanje.
Na Zemlji, gravitacija nije svuda ista. Male razlike u raspodeli mase unutar planete dovode do varijacija u njenom gravitacionom polju. Ona oblikuje nivo mora, usmerava kretanje voda i iscrtava njen pravi oblik, geoid.
Upravo kroz ta odstupanja, zahvaljujući merenjima sa satelita GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer- Istraživač gravitacionog polja i stacionarne cirkulacije okeana), postaje vidljivo ono što je inače nevidljivo: kako gravitacija, nečujno i postojano, oblikuje našu planetu.
Satelit GOCE Evropske svemirske agencije je od 2009. do 2012. godine prikupljao podatke za izuzetno precizno mapiranje Zemljinog gravitacionog polja.
Na osnovu tih merenja dobijen je oblik geoida, zamišljene površine na kojoj je gravitacioni potencijal svuda isti. To praktično odgovara nivou mora kada bi okeani bili potpuno mirni, bez plime, vetrova i struja, oblikovani isključivo gravitacijom. Geoid zato predstavlja prirodnu „nultu visinu” u geofizici i geodeziji.
Kako se meri geoid?
GOCE nije direktno „video” oblik geoida. On je merio vrlo sitne promene u jačini gravitacije pomoću izuzetno osetljivog instrumenta, gravitacionog gradijenta (gradiometra). Ovaj uređaj registruje razlike u gravitacionom ubrzanju između blisko postavljenih tačaka u satelitu. Te razlike su izuzetno male, ali nose informaciju o raspodeli mase unutar Zemlje. Na osnovu tih merenja računa se gravitacioni potencijal, a zatim i oblik geoida.
Gravitacija na Zemlji nije svuda ista. Ona zavisi od:
- raspodele mase u unutrašnjosti planete (gušći materijali jače privlače),
- reljefa (planine, okeanski rovovi),
- rotacije Zemlje (centrifugalni efekat smanjuje efektivnu težinu na ekvatoru),
- dinamike unutar plašta i kore.
Zbog toga geoid nije savršena sfera, već „naborana” površina sa blagim uzvišenjima i udubljenjima koja odražavaju neujednačenu raspodelu mase u Zemlji.
GOCE je omogućio određivanje dinamičke topografije okeana i obrazaca njihove cirkulacije sa do tada neviđenom rezolucijom. Kombinovanjem geoida sa stvarnim nivoom mora dobijaju se informacije o kretanju morskih masa, što je ključno za razumevanje klimatskog sistema.
Podaci o gravitaciji koje je prikupio GOCE doprinose i boljem razumevanju procesa u unutrašnjosti Zemlje, uključujući one koji dovode do zemljotresa, jer se promene raspodele mase mogu registrovati kao promene u gravitacionom polju.
Satelit mase oko jedne tone pokretao je jonski motor koji je stvarao veoma male, ali kontinuirane sile, kompenzujući otpor ostataka Zemljine atmosfere na izuzetno niskoj orbiti. Upravo ta niska orbita omogućila je visoku preciznost merenja.
Izvor:; ESA
| SVE JE FIZIKA Miša Bracić |
 |
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
