Gravitationen - en kraft som inte förbrukar energi?

Antag att du står mellan två väldigt kompakta bollar (med kompakt massa) som dras till varandra av gravitationskraften. Du håller ut händerna och håller isär bollarna med din muskekraft vilket kostar dig energi. Till slut orkar du inte längre utan blir avlöst av en kompis. Till slut orkar inte han heller utan du tar över igen. Det kostar er en hel del energi att hålla isär bollarna.

Men bollarna ger aldrig upp utan fortsätter att trycka på, med exakt samma kraft. Frågan är: förbrukar denna kraft energi av något slag eller utövar de sin kraft helt utan energiförluster? Och om de tar energi någonstans, varifrån tas energin ifrån?

Istället för två bollar kan du även tänka dig att du lyfter upp ett tungt föremål från jordytan. Det kostar dig mycket energi att lyfta upp föremålet och hindra att den faller ned mot jorden. Men förbrukas det energi, någonstans, för dra föremålet mot jorden?

Visst. Jag har läst om den allmänna relativitetsteorin där gravitationen beskrivs som en krökning av rummet/tiden. Men för symmetrins skull tycker man att om det krävs energi för att hålla två föremål från varandra så bör det krävas energi för att dra ihop dem? Eller det kanske det inte gör?

Energi förbrukas inte, den omvandlas..

Så du menar att mitt bord kommer få slut på energi och inte orka hålla upp min frukost längre?

Nu är vi inne på andra krafter som ser till att ditt bord står där det står (bl.a stark växelverkan). Vad många tror är något kompakt och absolut, är egentligen bara krafter det också.

Och visst, man kan ju fråga sig samma sak även där, fast nu var det främst gravitationen jag funderade över.

Ok. Vad för slags omvandling sker i fallet med gravitationen?

Det spelar ingen roll, det är ingen direkt fundamental skillnad på materialet i mitt bord och i min kropp. Poängen är att det inte behöver kosta energi att hålla emot en kraft, eftersom inget arbete utförs. Likaså med dina bollar, du kan hålla dem på ett sätt som inte kostar dig någon energi.

Att det råkar gå åt energi för en människa att hålla emot krafter i vissa positioner är därför att våra muskler är konstruerade på det sättet. Det är därför vi kan låsa knäna så att vi slipper använda musklerna för att stå upp.

Intressant frågeställning. Eftersom energi inte skapas eller förstörs utan bara omvandlas, vad kommer då gravitationens energi ifrån?

Alla kroppar har en passiv energi, låt säga att dina bollar ligger stilla på ett berg. Då har de ändå en kraft, den energi som blir utlös när de ramlar ner från berget. Så dina bollar har alltid en passiv energi, när de faller mot varandra så utlöstes den. När du sedan inte orkar hålla mot så faller de mot varandra stannar men den potentiella energin är kvar,nästa gång de faller så har de samma energi.

Jag förstår vad du menar. Om man tänker sig att ett material är stumt eller absolut, som vi gör i vardagslivet, så är det lätt att föreställa sig att om man placerar detta material mellan dessa två bollar som jag beskrev i TS så behövs ingen kraft för att hålla isär bollarna.

Men detta fasta material är till en stor del en illusion. Egentligen finns det inte något fast material. Våra ögon lurar oss. Det rör sig bara om andra krafter, som i detta fall är starkare än gravitationen. De tävlar mot varandra och den som utvecklar den starkaste kraften för tillfället vinner. Om man ökar massan på ditt bord mer och mer, kommer det till slut att åka genom golvet och fara iväg mot jordens mitt (om det inte slits sönder innan).

Kostar inte denna kraft energi på något sätt? Varifrån tas denna energi?

Nej, det kostar ingen energi att upprätthålla en kraft som inte utför något arbete. Paradexempel: Jorden cirkulerar runt solen. Ingen kraft behövs för att motverka gravitationen. Ingen energi förbrukas någonstans.

Visst. Fast detta är mer en jordnära förklaring, främst så att man kan räkna matematiskt på detta. Det förklarar dock inte varför bollarna har denna passiva energi. Dvs vad gravitation egentligen är och om själva gravitationskraften använder energi på något sätt.

Svaret får man nog söka inom partikelfysiken / kvantfysiken.

TS blandar ihop kraft, arbete och energi!