Гравітаційний колодязь або гравітаційна яма — концептуальна модель гравітаційного поля, що оточує тіло в просторі. Чим більш масивним є тіло, тим глибшим і ширшим є гравітаційний колодязь, що пов'язаний з ним. Сонце є дуже масивним порівняно з іншими тілами Сонячної системи, тому його гравітаційний колодязь буде «глибоким» і далеко поширеним. Гравітаційні колодязі астероїдів і малих супутників, відповідно, часто зображають дуже дрібними. Вважають, що все, що знаходиться на поверхні планети чи супутника, знаходиться на дні гравітаційного колодязя того небесного тіла, і тому намагання відірватися від гравітації такої планети чи супутника (аби вийти в відкритий космос) іноді називають «здійманням із гравітаційного колодязя». Чим глибшим є гравітаційний колодязь, тим більше енергії будь-якому об'єкту необхідно, аби залишити його.
Прояви В астрофізиці гравітаційний колодязь чітко визначається як поле гравітаційного потенціалу довкола масивного тіла. До інших видів потенціальних ям належать електрична і магнітна потенціальні ями. Фізичні моделі гравітаційних колодязів (ям) іноді використовують з метою проілюструвати орбітальну механіку.
Гравітаційні колодязі, або т. зв. «гравітаційні діри», існують і на поверхні Землі. Зокрема, гравітаційна діра під поверхнею Індійського океану, відома як (IOGL), опускає поверхню океану приблизно на 106 м нижче, ніж у сусідніх районах, а гравітаційне поле в цій області є найслабшим на всій планетіHow the Indian Ocean Geoid Low Was Formed. // Debanjan Pal, Attreyee Ghosh. First published: 05 May 2023Вчені виявили аномальну гравітаційну діру під Індійським океаном. 25.12.2025, 5:57 pm.
Детально
Якщо G є універсальною гравітаційною сталою (G = 6,67×10−11 м3 кг−1 сек−2), зовнішній гравітаційний потенціал сферично-симетричного тіла масою M задається формулою:
Графік цієї функції у двовимірному просторі показано на малюнку. Цей графік виконано з умови, що внутрішній потенціал пропорційний |x|2, відповідно до того, що об'єкт має рівномірну щільність, але цей внутрішній потенціал, як правило, не доречний, оскільки орбіта тестової частинки не може перетнути тіло.
Ця функція потенціалу має гіперболічний перетин; раптове поглиблення в центрі і було причиною появ назви «гравітаційна діра» або «колодязь». Чорна діра не матиме цього «закритого» колодязя, оскільки її розмір визначається тільки її горизонтом подій.
Див. також Вихор
Примітки
Джерела «Lectures in Particle Physics», Dan Green, World Scientific, 1994
Посилання Illustration of gravity wells of some bodies of the Solar System Earth and Moon Gravity Well Comparison — Демонстраційне порівняння гравітаційних ям Землі і Місяця (відео на youtube)