كيف اكتشف نيوتن الجاذبية، لأن الجاذبية هي أحد أهم قوانين الفيزياء الكلاسيكية، فهي تشرح وتتوقع بدقة علاقة الجاذبية بين الأجسام بناءً على كتلة كل جسم اقترحه العالم على نيوتن.
كانت هذه النظرية الأهم حتى ظهر العالم أينشتاين وأعلن عن نظرية النسبية التي غيرت مفهوم الفيزياء الكلاسيكية، وخلال السطور القادمة سنتعرف بالتفصيل على نظرية الجاذبية وكيف كشف عنها العالم نيوتن، حتى بجانبنا.
كيف اكتشف نيوتن الجاذبية؟
يقول كثير من الناس أن إسحاق نيوتن كان جالسًا تحت شجرة، وفجأة سقطت تفاحة على رأسه، وذلك في عام 1666.
حيث بدأ العالم نيوتن في معرفة أسباب سقوطه من على السطح، ولماذا لم يسقط من على السطح وسقط.
بحث العالم نيوتن حتى اكتشف أن هناك قوة على الأرض تجذب الأشياء إلى أسفل.
لمدة 20 عامًا، بحث في هذه المسألة حتى وصل إلى قانون الجاذبية، وهنا الجواب على سؤال قارئنا، كيف اكتشف نيوتن مجال الجاذبية.
انظر هنا: كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية
الفرق بين جاذبية نيوتن وأينشتاين
كان أينشتاين عالماً عظيماً حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921، كبديل لنظرية الجاذبية لنيوتن في بداية القرن العشرين.
هذا جزء مهم من “نظرية النسبية” ويعطينا شرحًا كاملاً يتعارض مع قانون نيوتن للجاذبية.
لم يعتقد أينشتاين أن “الجاذبية” كانت قوة كما اعتقد نيوتن، لكنه قال إنها كانت نتيجة اضطرابات أو تشوهات في شكل ما أسماه (الزمكان) أو “البعد الرابع”.
ينص أحد المبادئ الأساسية للفيزياء على أنه في حالة عدم وجود قوة خارجية في اللعب، تتحرك الأشياء بشكل مستقيم قدر الإمكان.
إذا لم تعمل أي قوة خارجية، فإن أي جسمين يتحركان في مسارات متوازية سيستمران في هذه الصورة ولن يلتقيا أبدًا، ولكن في الواقع، سوف يلتقي هذان الجسمان!
شاهد من هنا: ابحث عن قوانين نيوتن وأهم إنجازاته باختصار
قانون نيوتن للجاذبية الكونية
= G \ frac {m_1 m_2} {r ^ 2} أو FG = Gm1m2 / r2
لكن: G ثابت جاذبية.
- m_1 هي أول علامة كتلة للجسم (بالكيلوجرام).
- m_2 هو المؤشر الثاني لوزن الجسم (بالكيلوغرام).
- F هي علامة الجاذبية عندما ينتهي الجاذبية.
- r هي علامة المسافة بين جسمين (تُقاس المسافة بوحدات متريّة).
لمئات السنين حتى بداية القرن العشرين، ظلت نظرية نيوتن النظرية الوحيدة في المجتمع العلمي.
قانون جاذبية الأرض
لأن الله خلق الأرض، فإن الأجسام موجودة، وفي الانفجار العظيم سوف تتحرك نحو الأرض، بغض النظر عن القوة التي دفعتها بعيدًا عن الأرض.
حتى نهاية القرن العشرين، مع أول مسابر فضائية تركت مجال الجاذبية للأرض، تم إطلاق أي شيء من القوى الكامنة في الأرض.
لا يوجد شيء في التاريخ المكتوب يشير إلى أن الناس فكروا في سبب سقوط الجسد على الأرض حتى طور العالم اليوناني أرسطو المفهوم الأول لهذه القوة الجبارة، وقال إن الأجسام تعمل على جذب موقعها الطبيعي.
فعندما تسقط الأشياء بسهولة وما يتناسب مع وزنها، فمثلاً إذا رمى شخص قطعة من المعدن من ارتفاع، تسقط القطعة المعدنية، وإذا رمى وريشها تسقط ببطء بسبب حجمها ووزنها.
وبعد ما يقرب من ألفي عام، جاء جاليليو وأجرى تجربة جديدة، أثبتت أن الأجسام تتدحرج بنفس السرعة، بغض النظر عن وزنها.
لكن هذه التجربة هي واحدة من النماذج القديمة التي طورها كوبرنيكوس، للأجرام السماوية في قلب النظرية التي أسسها العالم نيوتن.
من لاحظ أن حركة الأجسام الصغيرة التي تسقط على الأرض تتبع حركة الكواكب والأجرام السماوية الأخرى.
اقرأ أيضًا: مقال عن قانون نيوتن الأول
ماذا فعل نيوتن أثناء اكتشاف الجاذبية؟
جمع نيوتن قوانين الحركة الثلاثة ودمجها مع ملاحظاته وخبرة علمائه السابقين.
طور قانونًا لصيغة رياضية تساعد على تحديد التجاذب بين شيئين.
بعد ذلك، في عام 1687، اقترح العالم الألماني يوهانس كليبر ثلاثة قوانين لشرح حركة الأجرام السماوية (خمسة منها فقط معروفة).
درسها من خلال الملاحظة والتوقعات والتجارب بدلاً من النموذج النظري.
ثم جاء الفيلسوف أينشتاين للعمل على تجميع كل النظريات وتوصل إلى النظرية العامة للنسبية.
وهو ما يفسر العلاقة بين المادة والحركة.
بما أن الأشياء تتحرك بسرعة، فإنها تؤثر على مادتها، أي كتلة الأشياء.
وحركة النسيج في الزمكان هي مكان حدوث الانحناء الفعلي.
وهذا بدوره يقودنا إلى إدراك أنه لا يمكن لأحد أن يجلب كتلة إلى شيء ما بسرعة الضوء.
لذلك ليس للضوء وطبيعتي الضوء (شعاع / موجة) كتلة.
يؤدي هذا إلى قانون E = mc²، حيث تساوي الكتلة x تربيع سرعة الضوء الطاقة (يمكن تحويل المادة إلى طاقة)، وهي قنبلة قانونية تستند إلى التفكير النووي.
لكن في هذه الأمثلة عندما ينفجر نجم عملاق.
يتطلب الأمر جاذبية الانفجار للتغلب على قوة الانفجار.
وتشكيل ما يسمى بالثقب الأسود يمكنه ثني نسيج الزمكان.
والذين لا يستطيع أحد أن يفلت منهم من جاذبيته حتى النور، لم يصالحهم حتى ظهور العلماء “ستيفن هوكينج”.
وأوضح الظواهر بقانون الجاذبية
يشرح قانون الجاذبية العديد من الظواهر أهمها ما يلي:
- ظاهرة الكرة: حيث يتم رميها في الهواء.
- وبالمثل ظاهرة التفاحة: عند رميها تسقط ولا تطير.
- ظاهرة المشي على الأرض: وذلك لأن الإنسان يمشي ولا يطير في الهواء.
- تسقط السيارة بسرعة: إذا كانت السيارة على تل ونزلت، فإنها تسير بسرعة دون الضغط على الفرامل أو إعادة تشغيلها.
- الأجسام الصغيرة تسقط: الأشياء الصغيرة مثل القلم تسقط أسرع من الأوزان الكبيرة.
- ظاهرة الماء والعصائر في قاع الكوب وليس في أعلاها.
- ظاهرة سقوط الحجارة بسرعة من الجبال وحدها دون أن يدفعها أحد.
أهم الحقائق عن نيوتن
- كان إسحاق بيوتين AISAK نيوتن طفلًا، حيث كان صغيرًا جدًا لأنه ولد قبل الأوان.
- لم يكن لنيوتن في شبابه علاقة قوية مع والدته.
- أثار نيوتن جميع الاعترافات من خلال مذكراته الشخصية.
- كانت والدة نيوتن تأمل في أن يصبح مزارعًا مثل والده، لكنه فشل في تحقيق هذا الحلم.
- هنا، حرصت الأم على ألا يصبح نيوتن مزارعًا، لذلك علمته رسميًا في إحدى المدارس.
- كان إسحاق نيوتن شخصية خجولة وهادئة.
- كان خائفًا من بعض الأشياء في المدرسة، لكنه أثبت نفسه بمرور الوقت من خلال التركيز على الدراسات.
- عندما كان يبلغ من العمر 12 عامًا، تلقى نيوتن تعليمًا في مدرسة “King” في مدينة Grenham، وفي ذلك الوقت جلس مع William Clark.
- شجع إسحاق نيوتن على التركيز على دراسة الكيمياء حتى سن 17.
- حتى يومنا هذا، لا تزال مدرسة King’s School موجودة.
- وأي شخص يرى توقيع نيوتن في نافذة المدرسة.
- حصل إسحاق نيوتن على منحة دراسية في كامبريدج لمدة أربع سنوات.
- اخترع نيوتن أيضًا حساب التفاضل والتكامل.
شاهدي أيضاً: بحث في قوانين نيوتن وأهم إنجازاته باختصار
وهنا نجيب على السؤال: كيف اكتشف نيوتن جاذبية الأرض؟ لمعرفة المزيد من المعلومات الهامة يمكنك الاشتراك في موقعنا ليصلك كل جديد.
وإذا كان لديك أي أسئلة أو استفسارات، فيمكنك تركها تحت المقال في التعليقات، وسنقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن.