Vuorovaikutus

Periaatteessa maailmankaikkeuden kaikki kappaleet ja hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Vuorovaikutuksen suuruuteen vaikuttavat kappaleiden tai hiukkasten välinen etäisyys. Vuorovaikutus voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: etävuorovaikutukseen ja kosketusvuorovaikutukseen.

Etävuorovaikutuksesta hyvinä esimerkkeinä ovat esimerkiksi Maa ja Kuu, jotka eivät ole kosketuksissa toisiinsa - silti niiden välillä on vetovoima. Kyseessä on ns. gravitaatiovuorovaikutus. Vuorovaikutuksen yhteydessä kappaleiden välillä liikkuu hiukkasia, joita kumpikaan kappale ei “omista” enempää. Siten erimassaisten kappaleiden välinen vetovoima on molempiin suuntiin yhtä suuri. Suurempikokoinen Maa vetää yhtä suurella voimalla Kuuta kuin Kuu Maata. Gravitaatiovuorovaikutus on kuitenkin niin suuri, että esim. Maan ja Kuun välinen vetovoima estää Kuun karkaamisen ulkoavaruuteen ja pitää Kuun suunnilleen vakioetäisyydellä koko ajan.

Kosketusvuorovaikutuksesta voidaan puhua esimerkiksi kärpäsen törmätessä ajettaessa autolla tuulilasiin. Vaikka kärpäsen voimavaikutus onkin yhtä suuri kuin tuulilasin vaikutus kärpäseen, ovat seuraukset kärpäseen kohtalokkaammat.

Testi: Kokeile kosketusvuorovaikutusta painamalla sormella poskeen. Mitä havaitset poskessa työnnettäessä eri voimakkuuksilla poskeen?

Vastaus: Mitä kovempaa työnnät, sitä kovemmalta tuntuu poskessa: vaikutus ja vastavaikutus ovat siis yhtä suuret.


Maan ja Kuun välillä vallitsee gravitaatiovuorovaikutus.

Perusvuorovaikutukset

Vuorovaikutus voidaan jakaa myös toisella tavalla. Ympärillämmeolevaa maailmaa voidaan selittää neljän perusvuorovaikuksen avulla:

1. Gravitaatiovuorovaikutus

2. Sähkömagneettinen vuorovaikutus

3. Vahva vuorovaikutus

4. Heikko vuorovaikutus

Gravitaatiovuorovaikutus pitää esimerkiksi taivaankappaleet radoillaan. Gravitaation vaikutuksesta syntyy uusia tähtiä ja muita taivaankappaleita. Myös Ihmisen ja esineiden pysyminen maan pinnalla selittyy gravitaation avulla.

Sähkömagneettinen vuorovaikutus liittyy positiivisesti ja negatiivisesti varattuihin hiukkasiin ja niiden välisiin veto- ja hylkimisvoimiin. Sähkömagneettista säteilyä syntyy esimerkiksi, kun sähkövarausta kiihdytetään, jolloin syntyy fotoneja. Valo on esimerkki sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä, jossa liikkuu fotoneja.

Vahva vuorovaikutus eli värivoima on voima, joka pitää atomiytimen protonit ja neutronit kasassa.

Heikko vuorovaikutus liittyy esimerkiksi radioaktiiviseen hajoamiseen, beetahajoamiseen, jossa neutroni muuttuu protoniksi.