Mitől lesz bolygó egy bolygó?

A Nemzetközi Csillagászati Unió szerint egy égitest akkor bolygó, ha nap körüli pályán kering, elég tömege van ahhoz, hogy csaknem gömb alakúvá formálódjon, és elég gravitációs erővel rendelkezik, hogy megtisztítsa pályája környékét. A legvitatottabb kritérium a harmadik; ez vezetett 2006 augusztusában a Plútó lefokozásához. Ekkor próbálták a csillagászok először meghatározni, mitől lesz egy bolygó az, ami. Eszerint egy bolygónak jóval nagyobbnak kell lennie minden másnál, ami ugyanazon a pályán halad, vagyis gravitációs szempontból uralnia kell saját környezetét. A Neptunusz a Plútót számos egyéb égitesttel együtt kényszeríti hasonló keringési pályára, tehát a Plútó gravitációjánál fogva nem lehet domináns a saját környezetében, így a fentiek alapján nem is lehet a bolygók közé sorolni.

Miből van a gravitáció?

Ez a kérdés sok ártalmatlan éjszakát okoz a fizika génuszainak. A természetnek négy alapvető ereje van: az elektromágnesesség, amitől a fényt, az elektromosságot és a mágnesességet kapjuk, az erős nukleáris erő, amely az atommagokat tartja össze, a gyenge nukleáris erő, amely a radioaktiv bomlás bizonyos formáit irányítja, illetve a gravitáció. A gravitáción kívül a többit  a fizikusok a tünékeny közvetítő részecskékkel magyarázzák, melyek két anyagi részecskék között közvetítik a kölcsönhatást. Azt remélik, a tömegvonzás is a kvantumelmélet törvényeinek megfelelően működik, a részecskék által szállítható - ezeket már el is nevezték gravitonoknak. A baj csak az  hogy az elmélet mögött álló matematika visszataszítóan bonyolult, a gravitációnak pedig nincsen ellenőrizhető kvanumelmélet. A gravitációra adott legjobb magyarázatunk nem a kvantumelméletre épít.

Albert Einstein általános relativitási elmélete a tömegvonzást a téridő
kontinuum geometriájával, mintegy az univerzum képlékeny szöveteként magyarázza. Ez az a váz, amelybenaz összes égitest elhelyezkedik. Mivel képlékeny, minden test tömege hatással van a formájára, innen ered a tér görbületeként ismert jelenség. Ez a görbület a téridő négydimenziós geometriájában való interpretációjában érthető meg, amelyet mi magunk háromdimenziós lények lévén nem érzékelhetünk. Érezhetjük viszont, ahogy egy erő beránt minket az elhajlásba, mintha lejtőn gurulnánk lefelé. Einstein szerint a tömegvonzás nem erő, hanem mindössze következnénye annak, hogy olyan univerzumban élünk, amelynek több dimenziója van, mint amennyit képesek vagyunk érzékelni. Ám Einstein elmélete hiányos, hiszen kivételesen erős gravitációs mezőkbe nem állja meg a helyét,  például a fekete lyukak belsejében, vagy a világegyetem keletkezésének pillanatában. Az új gravitációs elmélete tehát létezik, csak még nem találtuk meg.

Van-e olyan hely a világegyetemben, ahol megváltoznak a fizika törvényei?

A fizika törvényei nézetünk szerint állandóak. Ennek köszönhetően, hogy a kozmosz hatalmas tereit figyelve képesek vagyunk megérteni, amit látunk. Ha a fizika törvényei helyszínről helyszínre változnának, minden felfoghatatlan lenne számunkra-mintha négy ember különböző szabályok szerint játszana egy társasjátékot. Bizonyos megfigyelések mégis azt sugallják, hogy míg a törvények változatlanok, a természet állandóiban a kozmosz történelme alatt változások mehetnek végbe. Ezek a számok határozzák meg az alapvető fizikai tulajdonságokat, mint például a fénysebesség vagy a nagy G - állandó, ámelynek köszönhetően a tárgyak egymásra gyakorolt gravitációs vonzását állapíthatjuk meg. Miután megvizsgálták, hogyan nyelik el a gázfelhők az ibolyántúli sugárzását a kvazárok, egyes csillagászok ma úgy tartják hoogy az atommag körül keringő elektronok pályája kissé moódosult az idők során. Ezt a pályát a finom szerkezeti állandó (Alfa állandó) határozza meg - egy olyan állandó, amely több állandó kombinációjából, köztük a fénysebességből ered. Lehetséges tehát, hogy a fénysebesség a világegyetem korai stádiumában gyorsabb volt, de igen hamar lelassult, és elérte mostani értékét. A csillagászok a távoli galaxisokban ennek a lassulásnak az utolsó momentumait érzékeli. Ez a konklúzió persze még vitatott. Mások a gravitációs állandó változásait keresik, hogy a nehézkedés új értelmezésére használhassák fel azokat. Mostanáig ezekre sincs szilárd bizonyíték.