ما هي الجاذبية

الجاذبية هي القوة التي تجذب الأجسام ذات الكتلة نحو بعضها البعض. وتعتمد قوتها على كتلة الجسم. وهي إحدى التفاعلات الأساسية الأربعة المعروفة للمادة، وتُعرف أيضًا بالجاذبية أو التفاعل الجاذبي. الجاذبية هي القوة التي نشعر بها عندما تجذب الأرض الأجسام المحيطة بها نحو مركزها، وهي أيضًا القوة التي تُسبب سقوط الأجسام. كما أنها مسؤولة عن دوران الكواكب حول الشمس؛ فعلى الرغم من بُعدها عن الشمس، إلا أنها لا تزال منجذبة إليها بفعل كتلتها.

سنخبرك في هذا المقال ما هي الجاذبية وما هي خصائصها وأهميتها.

ما هي الجاذبية وكيف تم اكتشافها

تتناسب قوة الجاذبية طرديًا مع سرعة الكواكب: فالكواكب الأقرب إلى الشمس تدور بسرعة أكبر، والكواكب الأبعد عنها تدور بسرعة أقل. وهذا يدل على أن الجاذبية قوة، ورغم أنها تؤثر على الأجسام الضخمة حتى على مسافات شاسعة، إلا أن قوتها تتضاءل كلما ابتعدت الأجسام عن بعضها.

جاءت النظرية الأولى للجاذبية من الفيلسوف اليوناني أرسطو. منذ اللحظة الأولى ، أدرك البشر أنه عندما لا توجد قوى لدعمهم ، فإن الأشياء تنهار. ومع ذلك ، لم يكن ذلك حتى القرن الرابع قبل الميلاد. ج. أن الدراسات الرسمية للقوى التي من شأنها أن "تسقطهم" بدأت. C ، عندما أوجز الفيلسوف اليوناني أرسطو النظرية الأولى.

في مفهومها العام ، الأرض هي مركز الكون ، وبالتالي ، بطل الرواية للقوة غير المرئية ، التي تجذب كل شيء. كانت تسمى هذه القوة "الجاذبية" في العصر الروماني وكانت مرتبطة بمفهوم الوزن ، لأنها لم تفرق بين وزن وكتلة الأشياء في ذلك الوقت.

تم تغيير هذه النظريات بالكامل لاحقًا بواسطة كوبرنيكوس وجاليليو جاليلي. ومع ذلك ، كان إسحاق نيوتن هو من ابتكر مصطلح "الجاذبية". في ذلك الوقت ، تم إجراء أول محاولة رسمية لقياس الجاذبية وتم تطوير نظرية تسمى قانون الجاذبية الكونية.

تُقاس الجاذبية بتأثيرها، أي التسارع الذي تُحدثه على الأجسام التي تُحركها، كالأجسام الساقطة سقوطًا حرًا . على سطح الأرض، يُحسب هذا التسارع بحوالي 9.80665 م/ث²، وقد يختلف هذا الرقم قليلًا تبعًا لموقعنا الجغرافي وارتفاعنا. ومن المثير للاهتمام أيضًا معرفة كيف تؤثر الجاذبية على كواكب مثل المريخ مقارنةً بالأرض، وهو ما يُمكنك استكشافه بتفصيل أكبر في هذه المقالة وهذا الرابط ذي الصلة حول غلاف أورانوس الجوي.

وحدات القياس

يقيس تسارع جسم ينجذب إلى جسم آخر ذي كتلة أكبر.

اعتمادًا على ما تريد دراسته ، تقاس الجاذبية بمقاسين مختلفين:

• القوة: عند قياسها كقوة، يتم استخدام النيوتن (N)، وهي وحدة من النظام الدولي (SI) سميت على اسم إسحاق نيوتن. الجاذبية هي القوة التي نشعر بها عندما ينجذب جسم إلى آخر. بالإضافة إلى ذلك، من المثير للاهتمام أن نرى كيف تؤثر الجاذبية على الكواكب مثل المريخ مقارنة بالأرض، وهو ما يمكنك استكشافه بشكل أكبر في هذه المقالة عن الكوارث الطبيعية.
• التسريع. في هذه الحالات، يقيس التسارع الناتج عن جذب جسم لجسم آخر. لأنه تسارع، يتم استخدام الوحدة م/ث².

وتجدر الإشارة إلى أنه بالنظر إلى كائنين ، فإن الجاذبية التي يشعر بها كل جسم هي نفسها بسبب مبدأ الفعل ورد الفعل. الفرق هو التسارع ، لأن الكتلة مختلفة. على سبيل المثال ، القوة التي تمارسها الأرض على أجسادنا تساوي القوة التي يبذلها جسمنا على الأرض. ولكن لأن كتلة الأرض أكبر بكثير من كتلة جسمنا ، فإن الأرض لن تتسارع أو تتحرك على الإطلاق.

ما هي الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية

تُحسب الجاذبية باستخدام قانون نيوتن للجاذبية الكونية. في الميكانيكا الكلاسيكية أو النيوتونية، تخضع الجاذبية لصيغة نيوتن التجريبية، التي تتعامل مع القوى والعناصر الفيزيائية ضمن إطار مرجعي ثابت. وتكون هذه الجاذبية صالحة في الأطر المرجعية العطالية ، والتي تُستخدم عادةً لأغراض البحث.

وفقًا للميكانيكا الكلاسيكية ، يتم تحديد الجاذبية على النحو التالي:

• قوة جذابة دائما.
• إنه يمثل نطاقًا لانهائيًا.
• يشير إلى القوة النسبية لنوع المركز.
• وكلما اقتربت من الجسم ، زادت شدته ، وكلما اقتربت ، قلت شدته.
• يتم حسابه باستخدام قانون نيوتن للجاذبية الكونية.

يُعدّ هذا القانون الطبيعي ذا أهمية بالغة لدراسة العديد من الظواهر الطبيعية في العالم والكون. وقد حظيت نظرية نيوتن للجاذبية الكونية، ولا تزال، باهتمام الفيزيائيين البريطانيين. مع ذلك، فإنّ النظرية الأكثر شمولًا للجاذبية هي تلك التي طرحها أينشتاين في نظريته النسبية العامة الشهيرة. إذا رغبتَ في استكشاف المزيد حول كيفية تجلّي الجاذبية على الكواكب الأخرى، يمكنك دراسة الغلاف الجوي للقمر.

تُعدّ نظرية نيوتن تقريبًا لنظرية أينشتاين، وهي بالغة الأهمية عند دراسة مناطق الفضاء التي تكون فيها الجاذبية أقوى بكثير مما نختبره على الأرض. إذا كنت مهتمًا بالكوارث الطبيعية، يمكنك الاطلاع على هذه المقالة حول الأحداث الناجمة عن ظواهر متعلقة بالجاذبية ، مثل الزلازل والفيضانات.

حسب ميكانيكا النسبية وميكانيكا الكم

وفقًا للميكانيكا النسبية، فإن الجاذبية ناتجة عن انحناء الزمكان. وقد خالفت ميكانيكا أينشتاين النسبية نظرية نيوتن في بعض الجوانب ، لا سيما تلك المتعلقة بالاعتبارات المكانية. ولأن الكون بأسره في حركة دائمة، تفقد القوانين الكلاسيكية صلاحيتها عند المسافات الشاسعة بين النجوم، ولا توجد نقطة مرجعية عالمية ثابتة.

وفقًا للميكانيكا النسبية، لا تنشأ الجاذبية ببساطة نتيجةً للتفاعل بين جسمين ضخمين عندما يكونان قريبين من بعضهما، بل هي نتيجة للتشوه الهندسي للزمكان الناجم عن الكتلة النجمية الهائلة. وهذا يعني أن الجاذبية قد تؤثر حتى على الزمن نفسه.

لا توجد حاليًا نظرية كمية للجاذبية. هذا لأن فيزياء الجسيمات دون الذرية التي تتعامل معها فيزياء الكم تختلف اختلافًا كبيرًا عن النجوم شديدة الكتلة وعن نظرية الجاذبية التي تربط بين عالمين (الكم والنسبية).

طُرحت نظرياتٌ تحاول القيام بذلك، مثل نظرية الجاذبية الكمومية الحلقية، ونظرية الأوتار الفائقة، ونظرية العزم. ومع ذلك، لا يمكن التحقق من أيٍّ منها.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول ماهية الجاذبية وأهميتها في العلم.