Fyzmatik | Pohádka o Newtonovu objevu gravitace

Ani fyzika se vyhne nejrůznějším báchorkám a pověstem. Asi nejznámější pohádka je o Isaacu Newtonovi, který na svůj objev gravitačního zákona přišel po pádu jablka ze stromu nejlépe přímo na svou hlavu. Pravda je však asi někde úplně jinde...

Počátky Newtonova prvního zájmu o povahu gravitace se datují k roku 1666, kdy byl nucen se kvůli morové epidemii uchýlit z Cambridge zpět do rodného Woolsthorpu. A právě k této době se vztahuje historka, která u veřejnosti vyvolá asociaci s Newtonem. Podle ní se procházel po zahradě (podle jiné verze tu popíjel čaj se svým přítelem, ale traduje se ještě několik jiných variant), viděl spadnout jablko ze stromu, zamyslel se, proč padá právě kolmo k zemi a ne třeba šikmo a vymyslel teorii všeobecné gravitace.

Přestože se údajná jabloň pietně uchovávala a ukazovala až do roku 1820,  jsou určitá naivnost příběhu a hlavně jeho populární závěr dosti patrny. Je samozřejmě možné, že "historické jablko" v danou chvíli před Newtonem skutečně spadlo a přivedlo jej k tomu, aby se znovu zamyslel nad problémy přitažlivosti. Podstatné je však to, že problém gravitace byl zrovna v té době nastolen a zřejmě dozrála doba pro jeho řešení.

Podle jedné z  verzí svého životopisu vycházel z myšlenek svých předchůdců a současníků (Bullialda, Borelliho a Hooka) a pohroužil se do úvah o gravitační síle. Protože se tato síla pozorovatelně nezmenšuje ani v největších vzdálenostech od země, jichž mohli tehdy dosáhnout, ani na vrcholcích nejvyšších budov ani na nejvyšších tehdy dostupných vrcholcích hor učinil závěr, že se gravitační síla Země musí rozprostírat daleko více než se obecně myslelo – třeba až k Měsíci!

Srovnával periody oběhu různých planet s jejich vzdálenostmi od Slunce a objevil, že kdyby je na jejich drahách udržovala nějaká síla analogická gravitaci, její intenzita by klesala nepřímo úměrně s druhou mocninou jejich vzdálenosti. K tomuto závěru přišel za předpokladu, že se planety pohybují kolem Slunce po dokonalých soustředných kružnicích. K výpočtům gravitační síly však použil nepřesné rozměry Země a výsledek neodpovídal jeho očekávání – což jej zřejmě odradilo od dalších zpřesňujících úvah.

Později, až v roce 1714, sám Newton uvedl, že při svých úvahách o účincích gravitační síly Země na oběžnou dráhu Měsíce, odvodil 3. Keplerův zákon a zjistil, že síly, které udržují planety na jejich drahách musí být nepřímo úměrné druhé mocnině od středu, kolem něhož se otáčí a srovnávaje sílu potřebnou k udržení Měsíce na jeho dráze s gravitační silou na povrchu Země našel, že si velmi blízce odpovídají.

Rozdíl obou verzí je patrný, obě totiž vznikly s velkým časovým odstupem. Podivné je také, že Newton své převratné výsledky ihned nepublikoval a dokonce na mnoho let opustil tuto problematiku gravitace a věnoval se optice. Gravitací se začal znovu zabývat až na popud svého velkého vědeckého protivníka Roberta Hooka.