La gravità, chiamata anche gravitazione, è una forza che esiste tra tutti gli oggetti materiali nell'universo. Per due oggetti o particelle con massa diversa da zero, la forza di gravità tende ad attrarli l'uno verso l'altro. La gravità opera su oggetti di tutte le dimensioni, dalle particelle subatomiche agli ammassi di galassie. Funziona anche su tutte le distanze, non importa quanto piccole o grandi.
La gravitazione è uno dei fenomeni più studiati in fisica. Isaac Newton ha definito il suo comportamento con la sua famosa Legge di Gravitazione Universale. Newton ipotizzò che la forza di gravità tra due oggetti sferici di densità uniforme fosse direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro centri. Secondo questa legge, se m1 e m2 sono le masse di due oggetti, e se i loro centri sono separati da una distanza d, allora la forza gravitazionale (f) tra di loro è data dalla seguente formula:
f = km1m2 / d2
dove k è una costante che dipende dalle unità specificate per m1, m2, d e f.
Le teorie di Newton sulla gravitazione furono modificate nel XX secolo, quando Albert Einstein sviluppò la teoria generale della relatività. Einstein vide che la natura della forza di gravità è la stessa della natura della forza esercitata su qualsiasi oggetto che subisce un'accelerazione. Questo è noto come il principio di equivalenza. Ha anche dimostrato matematicamente che i campi gravitazionali causano distorsioni nello spazio e nel tempo. Queste ipotesi sono state convalidate dalla sperimentazione.
Ogni oggetto nell'universo è circondato da un campo gravitazionale. L'intensità del campo è direttamente proporzionale alla massa dell'oggetto e inversamente proporzionale al quadrato della distanza dal suo centro (per qualsiasi punto esterno all'oggetto stesso). Pertanto, il campo gravitazionale del sole è complessivamente più forte di quello della terra, e il campo gravitazionale della terra è più forte nelle vicinanze di una persona in piedi sulla superficie rispetto all'altitudine di un satellite in orbita. Tuttavia, il campo gravitazionale che circonda qualsiasi oggetto si estende indefinitamente in tutte le direzioni. Ogni particella dell'intero universo è attratta gravitazionalmente da ogni altra particella. Questa è una considerazione importante nello sviluppo di teorie su come si è formato l'universo, come si sta evolvendo e quale destino lo attende alla fine.
A lungo ritenuto esistere prima che venissero rilevate, le onde gravitazionali furono ipotizzate per la prima volta nella teoria della relatività generale di Einstein, che prevedeva che una massa in accelerazione avrebbe irradiato onde gravitazionali mentre perdeva energia. L'11 febbraio 2016, David Reitze, direttore esecutivo di LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ha riferito che i ricercatori avevano rilevato onde gravitazionali. Reitze ha detto che le onde sono state create dalla fusione di due buchi neri, uno dei quali aveva la massa di 29 soli e l'altro di 36. La scoperta dovrebbe fornire una grande quantità di informazioni sull'universo e sulla materia e l'energia al suo interno e per portare anche a un gran numero di applicazioni pratiche.