jag får ofta e-postmeddelanden som vill veta om gravitation är en lag eller en teori. Den frågan tar upp så många fler frågor som jag tyckte att det skulle vara kul att utforska.

för att prova detta behöver du:

– ett objekt att släppa.

OK, välj ett objekt som inte kommer att bryta, buckla golvet, orsaka en röra eller få någon av oss i trubbel. Håll ut den framför dig och släpp den. Vad händer? Det faller, om du inte valde en heliumballong. I så fall får tyngdkraften att flyta uppåt genom att dra nedåt med mer kraft på luften runt ballongen). Gravitationsattraktionen mellan jorden och objektet drar den mot marken. Men när vi gör detta experiment, ska vi prata om tyngdlagen eller gravitationsteorin?

egentligen borde vi prata om båda. För att förstå varför måste vi förstå den vetenskapliga betydelsen av orden ”lag” och ”teori.”

på vetenskapens språk beskriver ordet” lag ” ett analytiskt uttalande. Det ger oss en formel som berättar vad saker kommer att göra. Till exempel berättar Newtons lag om universell Gravitation oss:

”varje punktmassa lockar varje enskild punktmassa med en kraft som pekar längs linjen som skär båda punkterna. Kraften är direkt proportionell mot produkten av de två massorna och omvänt proportionell mot kvadraten av avståndet mellan punktmassorna.”

Så om vi känner till massan av två objekt och avståndet mellan massans centrum för de två objekten, kan vi beräkna gravitationsdraget mellan jorden och objektet du tappade, mellan solen och Mars, eller mellan mig och en skål med glass.

Vi kan använda Newtons lag om universell Gravitation för att beräkna hur stark gravitationen är mellan jorden och objektet du tappade, vilket skulle låta oss beräkna dess acceleration när den faller, hur lång tid det tar att slå marken, hur snabbt det skulle gå vid påverkan, hur mycket energi det tar att hämta det igen etc.

medan lagen låter oss beräkna en hel del om vad som händer, märker att det inte berättar något om varför det händer. Det är vad teorier är till för. På vetenskapens språk är en teori en förklaring till varför och hur saker händer. För gravitation använder vi Einsteins teori om allmän relativitet för att förklara varför saker faller.

en teori börjar som en eller flera hypoteser, otestade tankar om varför något händer. Till exempel kan jag föreslå en hypotes att objektet som du släppte föll för att det drogs av jordens magnetfält. När vi började testa skulle det inte ta lång tid att ta reda på att min hypotes inte stöddes av bevisen. Icke-magnetiska föremål faller i samma takt som magnetiska föremål. Eftersom det inte stöddes av bevisen får min hypotes inte status som en teori. För att bli en vetenskaplig teori måste en ide testas noggrant och måste vara en korrekt och prediktiv beskrivning av den naturliga världen.

medan lagar sällan förändras förändras teorier ofta när nya bevis upptäcks. Istället för att kasseras på grund av nya bevis, revideras teorier ofta för att inkludera de nya bevisen i deras förklaring. Teorin om allmän relativitet har anpassats som ny teknik och nya bevis har utökat vår syn på universum.

så när vi vetenskapligt diskuterar gravitation kan vi prata om tyngdlagen som beskriver attraktionen mellan två objekt, och vi kan också prata om gravitationsteorin som beskriver varför objekten lockar varandra.