Понять связь между земной силой тяжести и вселенской силой тяготения можно на таком примере. Представим мальчика, который стоит на горке и швыряет камешки. Если он просто бросит камень вниз, тот притянется силой тяжести Земли и упадет на ее поверхность с равномерным ускорением. Если паренек со всего размаху запустит камень вдаль, тот изначально получит хорошее ускорение и некоторое время пролетит по прямой. Но поскольку сопротивление воздуха постепенно будет убавлять скорость камешка, Земля своей силой тяжести в конце концов притянет его к себе по дуговой траектории. Если же воздух не станет препятствовать движению камня, тот по инерции захочет полететь прямо, по касательной к поверхности Земли, однако сила ее тяготения (гравитация) завернет снаряд к себе. Возникнет взаимодействие центробежной и центростремительной сил — камень полетит по круговой орбите, параллельно земной поверхности. То же самое происходит и со всеми небесными телами.
Таким образом, Ньютон смог математически доказать кеплеровские законы движения планет, сформулированные только лишь на основе наблюдений, и подвести под них теоретическую базу в виде собственного закона всемирного тяготения. Это окончательно объединило земное и небесное в единую целостную систему.
Теория расширения Вселенной и законы Хаббла
Об американском астрономе Эдвине Хаббле (1889–1953) слышали абсолютно все: его именем назван телескоп, летающий в космосе и передающий прямо оттуда фото разнообразных космических объектов и разноцветных причудливых туманностей. Однако мало кому известно, почему телескоп получил фамилию именно этого ученого, а ведь Хаббл и был тем, кто открыл другие галактики (помимо нашего Млечного Пути) и высказал догадку о расширении Вселенной.
В начале 1920-х Хаббл работал в калифорнийской обсерватории Маунт-Вильсон, расположенной почти на двухкилометровом возвышении и оборудованной мощным телескопом с 2,5-метровым зеркальным объективом. Разглядывая три разные туманности — Андромеды, Треугольника и Барнарда, — молодой ученый высмотрел там отдельные звездочки и пришел к ошеломительному заключению: эти облака — не просто аморфные скопления газа и пыли, а целые галактики, подобные Млечному Пути! Ориентируясь на звезды, систематически меняющие яркость, Хаббл сумел определить расстояние до найденных галактик и заключить, что они больше Млечного Пути. Данное открытие сразу же принесло Хабблу известность и уважение в научных кругах, а потом он сделал еще одно — и прославился на весь мир. Речь идет о законе, также названном в его честь, — законе красного смещения.