قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها، ونقول أن للجاذبية اسم آخر وهو الجاذبية، وهي ظاهرة طبيعية تميل فيها كل الأشياء وتتحرك، طاقة أو كتلة، وتشمل المجرات والنجوم، الكواكب والضوء لبعضها البعض.
فوق الأرض، تعمل الجاذبية على إعطاء الأجسام وزنًا من أي وزن، وتتسبب جاذبية القمر الناتجة في حدوث المد والجزر في المحيط.
وتجمعها داخل المجرات، وبالتالي فإن الجاذبية هي سبب العديد من تلك الهياكل الكبيرة داخل الكون، وعلى الرغم من ذلك، فإن للجاذبية تأثيرًا ضعيفًا في أماكن بعيدة عنها.
قوة الجاذبية
- تعمل الجاذبية على إبقاء الكواكب داخل النظام الشمسي في مدار محدد. على سبيل المثال، الوزن هو القوة الناتجة عن جاذبية الأرض، مما يتسبب في عملية التجاذب بسكين الأرض والجسم.
- كان الفيزيائي نيوتن أول شخص طور نظرية الجاذبية، وظلت نظريته قوية ولكن تم استبدالها لاحقًا بآينشتاين بنظريته العامة للنسبية.
- لكن المعادلة التي وضعها نيوتن صحيحة وجيدة وعملية أكثر عندما نتحدث عن حقول الجاذبية الضعيفة.
- مثل عملية إرسال المركبات الفضائية، وبناء الجسور المعلقة، والتطبيقات الهندسية.
انظر أيضًا: بحث حول أهمية الجاذبية للبشر
انتشار مصطلح الجاذبية
- انتشر المصطلح مبكرًا لأن فكرة الجاذبية تم تعريفها وفقًا لوجهة نظر نيوتن.
- فيما بعد انتشرت كلمة الجاذبية كتعميم لظاهرة التجاذب بين جسمين.
- تأتي كلمة “الجاذبية” من معنى “الجاذبية”، وهذا المصطلح يعكس مفهومًا عظيمًا يسمى نظرية النسبية الثقافية.
- بشكل عام، من الأفضل استخدام كلمة الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية، بينما تعمل كلمة “الجاذبية” في إطار ما يسمى النسبية العامة.
مجال الجاذبية
- إنه حقل متجه يصف قوة الجاذبية المؤثرة على المادة في نقطة معينة في الكون.
- لكل وحدة كتلة والتي تساوي في الواقع عجلة الجاذبية عند هذه النقطة.
- إنه أيضًا تعميم لنموذج المتجه، والذي يمكن استخدامه خاصةً عندما يكون هناك أكثر من جسمين (مثل صاروخ بين القمر والأرض).
طبيعة قوة الجاذبية حسب النظريات الفيزيائية
- في الميكانيكا الكلاسيكية، تكون القوة الناتجة عن الجاذبية مباشرة وكذلك بعيدة المدى، مما يعني أنها يمكن أن تعمل من مسافة بدون وسيط.
- تأثيره فوري، لذا فإن أي نوع من التغيير في الموقع المحدد لأحد الجسمين، يتبعه انتقال مؤقت للجاذبية بينه وبين الجسم الثاني.
- لكي يشرح نيوتن هذه الخاصية، حدد مجال الجاذبية الكوني في كل نقطة في الفضاء، هذا المجال الاتجاهي معبرًا عنه بواسطة متجه، في كل نقطة.
- يمثل القوة التي تمارسها الجاذبية (وحدة الكتلة) عند وضعها في تلك النقطة.
انظر أيضًا: ما هو التسارع الناتج عن الجاذبية؟
ماذا تقول نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟
- في موضوع قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها، ناقشنا نص النظرية العامة للنسبية، التي تنص على أن أي شكل من أشكال الزخم أو القوة أو المادة يسبب انحناءًا في الزمكان.
- هنا، تتغير اتجاهات أو انحرافات مسارات الكائنات داخل الإطار المرجعي بالقصور الذاتي بمرور الوقت.
- يظهر هذا الانحراف على أنه تسارع باتجاه الأجسام الكبيرة وفي عمل نيوتن من خلال تعريفه على أنه الجاذبية أو الجاذبية.
- لذا فإن النسبية العامة ترى تسارع الجاذبية أو السقوط الحر كحركة قصور فعلية.
- إنه منتظم وفي نفس الوقت يتحرك المراقب في حركة سريعة، ويسمى مبدأ التكافؤ.
تاريخ نظرية الجاذبية
- من خلال كتب التاريخ يمكننا أن نرى أن العرب في العصور القديمة كانت لديهم معلومات عن الجاذبية وآثارها.
- لكن عمل الجاذبية الحديثة كان في أواخر القرن السادس عشر وأوائل القرن السابع عشر.
- أجرى العالم جاليليو تجربته الشهيرة حيث استخدم كرات ذات كتل مختلفة ألقيت من أعلى برج بيزا المائل.
- وأوضح أن السرعة المطلوبة حتى تصل الكرة إلى الأرض لا علاقة لها بالكتلة، ثم جرب لاحقًا دحرجة الكرات على سطح مائل.
- من تلك التجربة، حدد سبب وصول الجسم الأثقل إلى الأرض قبل الأجسام الأخرى، والتي تكون أخف وزنًا في بعض الأحيان، هو احتكاك الهواء.
دور العلماء العرب
- في سطور موضوع قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها، ذكرنا العلماء العرب.
- من خلال تحديد قوة الجاذبية نتيجة الجاذبية من القرن التاسع عشر الميلادي وأطلقوا عليها اسم القوة الطبيعية.
- يعتبر الحمداني أول من ناقش الجاذبية بشكل واضح، حيث قام بتأليف كتاب (الجوهرة القديمة) حيث قال المعنى كله.
- “لذلك من تحت الأرض يعتبر قويا في الوقوف عليها، وطوله ورجلاه على سطحها السفلي.
- عندما سقط على جزئه العلوي، وثبتت قدمه عليه، بدا وكأنه مغناطيس يجتذب قواه الحديدية من كل جانب “.
- عرف الفلاسفة والعلماء العرب أيضًا أن هذه القوة تزداد مع زيادة حجم مكعب حجم الجسم
- كما قال ابن سينا في القرن الرابع الهجري.
- باختصار (القوة داخل الجسم الأكبر إذا كانت مماثلة لقوة الجسم الأصغر، وعلى الرغم من انفصالها عن الجسم الأكبر باعتبارها أصغر، إلا أنها في الجسم الأكبر أقوى وأقوى، لأنها تمتلك مثل هذه القوة) .
- فيما يتعلق بقصة اكتشاف جاذبية الأرض وقوانينها، فقد قلنا وزدنا هبة العلماء الغربيين والمسلمين بشكل عام على خطورة الأرض.
- قال: (الناس على الأرض قائمون مستقيماً كقطري الكرة المستقيمة وفوقهم الأوزان لأسفل).
- ولما جاء إلى كتابات الخزيني قال بإيجاز: (ربما تكون الأجساد المتساقطة في مركز الأرض.
- الفرق في قوة الجاذبية هو نتيجة المسافة بين المركز والجسم الساقط)، من كتاب ميزان الحكمة.
- وقال أيضًا: (يتحرك الجسم الثقيل دائمًا تلقائيًا إلى مركز العالم، أي أن الوزن لديه الطاقة للتحرك للنقطة المركزية) من كتاب ميزان الحكمة.
- وشبّه الإدريسي الجاذبية بأنها تجاذب المغناطيس بالحديد، إذ قال إن الأرض تجذب الأوزان، ومقلع المغناطيس يجذب الحديد، من كتاب نزهة المشتاق في ثقب الآفاق.
قانون نيوتن للجاذبية
- في عام 1687 نشر نيوتن نظريته الشهيرة بأن الجسم يجذب جسمًا آخر بناءً على الكتلة.
- تعمل الجاذبية كمربع المسافة بين جسمين.
- نناقش بإيجاز ما قاله: “لقد استنتجت أن القوة التي تعمل على إبقاء الكواكب في مداراتها تتناسب مع مربع المسافة بين مراكزها.
- لذلك، فإن القوة التي دفعت القمر إلى مقارنة مساره بالقوى الموجودة على الأرض وصلت إلى نتيجة قريبة جدًا “.
نظرية النسبية
- في بداية القرن العشرين، تم تغيير مفهوم الجاذبية من قبل الفيزيائي أينشتاين.
- وفقًا لنظرية نيوتن، فإن الجاذبية قوة، لكن النسبية تقول إنها تنحني داخل الفضاء بسبب الكتلة.
- كلما زادت كتلة الجسم، زاد الانحناء الناتج للمساحة المحيطة به.
- الأشياء ذات الوزن الأقل تحصل على الانحناء الذي يأتي من الجسم الأول، ومن هنا يكتسب وزنه.
- من خلال تفسير جديد للجاذبية، وعن طريق الجمع بين البعد الزمني الرابع والبعد المكاني الثالث.
- أصبحت النسبية واحدة من أشهر وأهم نظريتين في القرن العشرين.
انظر أيضًا: متى ستختفي جاذبية الأرض؟
وفي نهاية المقال قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها نتمنى أن تنال إعجابكم وأننا قدمنا لكم معلومات مفيدة حول هذا الموضوع بانتظار اقتراحاتكم.