قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها، ونقول أن للجاذبية اسم آخر وهو الجاذبية، وهي ظاهرة طبيعية ينحني بها كل شيء ويتحرك، طاقة أو كتلة، وهذا يشمل المجرات والنجوم والكواكب. والضوء بالنسبة لبعضهم البعض.
فوق الأرض، تعمل الجاذبية على إعطاء الأجسام أي وزن، وتتسبب الجاذبية الناتجة على القمر في حدوث المد والجزر في المحيط. يؤدي جاذبية الغازات داخل الكون إلى الاندماج النووي وتكوين النجوم.
وتجمعهم في المجرات، وبالتالي فإن الجاذبية هي سبب العديد من تلك الهياكل الضخمة في الكون، ومع ذلك، فإن للجاذبية تأثير ضعيف من الأماكن البعيدة عنها.
قوة الجاذبية
- تعمل الجاذبية على إنشاء الكواكب داخل النظام الشمسي وفي مدارات معينة. على سبيل المثال، الوزن هو قوة الجاذبية للأرض، والتي تسبب عملية سحب كل من الأرض والمادة في السكين.
- أول شخص طور نظرية الجاذبية كان الفيزيائي نيوتن، وظلت نظريته مستقرة، لكن أينشتاين حل محلها لاحقًا بنظرية النسبية العامة.
- لكن معادلة نيوتن صحيحة وصحيحة وعملية أكثر عندما نتحدث عن حقول الجاذبية الضعيفة.
- مثل عملية إطلاق سفن الفضاء وبناء الجسور المعلقة والمشاريع الهندسية.
انظر أيضًا: بحث عن أهمية الجاذبية للإنسان
انتشار مصطلح الجاذبية
- تمت صياغة المصطلح مبكرًا لأن فكرة الجاذبية في الماضي كانت ثابتة وفقًا لوجهة نظر نيوتن.
- في وقت لاحق، أصبحت كلمة الجاذبية شائعة كتعميم لظاهرة التجاذب بين جسمين.
- تأتي كلمة “الجاذبية” من معنى “الجذب”، وهذا المصطلح يدل بشكل كبير على مفهوم يسمى نظرية النسبية الثقافية.
- بشكل عام، من الأفضل استخدام كلمة الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية، بينما كلمة “الجاذبية” تعمل ضمن ما يسمى النسبية العامة.
مجال الجاذبية
- إنه حقل متجه يصف قوة الجاذبية المؤثرة على المادة في نقطة معينة في الفضاء.
- لكل وحدة كتلة، وهو ما يعادل في الواقع تسارع الجاذبية عند هذه النقطة.
- إنه أيضًا تعميم لنموذج المتجه، والذي يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص إذا كان هناك أكثر من جسمين (مثل صاروخ بين القمر والأرض).
طبيعة الجاذبية حسب النظريات الفيزيائية
- في الميكانيكا الكلاسيكية، تكون الجاذبية مباشرة وكذلك بعيدة، مما يعني أنها يمكن أن تعمل على مسافة بدون وسيط.
- تأثيره فوري، لذا فإن أي تغيير في الموقع المحدد لأحد الجسمين يتبعه تحول مؤقت في الجاذبية بينه وبين الجسم الثاني.
- لكي يشرح نيوتن هذه الخاصية، قام بتعريف مجال الجاذبية الكونية في كل نقطة في الكون، ذلك المجال الموجه الذي يعبر عنه المتجه في كل نقطة.
- يمثل قوة الجاذبية (وحدة الكتلة) عند وضعها في تلك النقطة.
أنظر أيضا: ما هو التسارع بسبب الجاذبية؟
ماذا تقول نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟
- فيما يتعلق بتاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها، نشير إلى نص النظرية العامة للنسبية، والتي تنص على أن أي شكل من أشكال الزخم أو الطاقة أو المادة يسبب انحناء الزمكان.
- هنا، تتغير اتجاهات أو انحرافات مسارات الكائنات داخل الإطار المرجعي بالقصور الذاتي بمرور الوقت.
- يظهر هذا الانحراف على أنه تسارع تجاه الأجسام الكبيرة وعمل نيوتن يعرفه بأنه جاذبية أو جاذبية.
- لذا فإن النسبية العامة ترى أن تسارع الجاذبية أو السقوط الحر حركة قصور في الواقع.
- إنه منتظم وفي نفس الوقت يتحرك المراقب بحركة متسارعة، ويسمى مبدأ التكافؤ.
تاريخ نظرية الجاذبية
- نرى من خلال الكتب التاريخية أن العرب كانوا يعرفون الجاذبية وآثارها في العصور القديمة.
- لكن عمل الجاذبية الحديث 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 التي تستغرقها الكرة لتصل إلى الأرض لا علاقة لها بالكتلة. في وقت لاحق، جرب الكرات المتدحرجة على سطح مائل.
- من تلك التجربة، خلص إلى أن السبب الذي يجعل أثقل جسم يصل إلى الأرض قبل بقية الأجسام، التي يكون لها أحيانًا كتلة أخف، هو ملامستها للهواء.
دور العلماء العرب
- خلال موضوع سطور تاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها نلاحظ أن العلماء العرب.
- تعريف قوة الجاذبية التي نشأت عن الجاذبية في القرن التاسع عشر من عصرنا وأطلق عليها اسم القوة الطبيعية.
- يعتبر الحمداني أول من تحدث عن الجاذبية بوضوح، إذ جاء إلى كتاب (الجواهر القديمة) حيث قال المعنى كله.
- وهكذا فإن من تحت الأرض يعتبر ثابتا في الارتفاع كالذي فوق، وعلوه ورجلاه على سطحها السفلي.
- مثل نزوله إلى السطح العلوي، ومثل قدمه المثبتة عليه، فهو يشبه المغناطيس الذي يسحب قواه الحديدية إلى كل جانب.
- كما عرف الفلاسفة والعلماء العرب أن هذه القوة تزداد بتزايد مكعب حجم المادة.
- كما قال ابن سينا في القرن الرابع الهجري (كتاب الإشارات والتحذيرات).
- باختصار (قوة الجسم الكبير إذا كانت مشابهة لقوة الجسم الصغير، وحتى لو انفصلت عن الجسم الكبير كجسم صغير، فهي أقوى في الجسم الكبير لأنها تمتلك مثل هذا الجسد. : قوة).
- فيما يتعلق بتاريخ اكتشاف جاذبية الأرض وقوانينها نقول ونزيد من هبات العلماء الغربيين والمسلمين على مجموع جاذبية الأرض.
- قال بإيجاز. (يقف الناس فوق الأرض، مثل استقامة أقطار الكرة، وفوقهم تنزل الأوزان).
- كما أنه لما دخل في مؤلفات الخزيني قال بإيجاز: (تميل الأجسام المتساقطة إلى مركز الأرض.
- الفرق في قوة الجاذبية هو حاصل ضرب المسافة بين المركز والجسم الساقط، من كتاب توازن الحكمة.
- كما أنه قال:
- وقارن الإدريسي الجاذبية بسحب المغناطيس بالحديد، إذ أشار إلى أن الأرض تجذب الأوزان، وهو مقلع المغناطيس الذي يجذب الحديد، من كتاب نوجة المشتاق في الآفاق.
قانون نيوتن للجاذبية
- في عام 1687، نشر نيوتن نظريته الشهيرة بأن الجسم يجذب الجسم على أساس الكتلة.
- تعمل الجاذبية كمربع المسافة بين جسمين.
- نذكر بإيجاز ما قاله. “استنتجت أن القوة التي تعمل على إبقاء الكواكب في مسارها مرتبطة بمربع المسافة بين مراكزها.
- وبالتالي، فإن القوة التي تجعل مسار القمر مشابهًا للقوى الموجودة على الأرض قد وصلت إلى نتيجة قريبة جدًا.
نظرية النسبية
- في بداية القرن العشرين، قام الفيزيائي أينشتاين بتغيير مفهوم الجاذبية.
- وفقًا لنظرية نيوتن، الجاذبية قوة، لكن النسبية تقول إنها تنحني عبر الفضاء بسبب الكتلة.
- كلما زادت كتلة الجسم، زاد الانحناء المحيط به.
- تحصل الأجسام ذات الكتلة الصغيرة على هذا الانحناء من الجسم الأول، ومن هنا تجذبها بجاذبيتها.
- من خلال تفسير جديد للجاذبية ودمج البعدين الزماني والثالث المكاني.
- أصبحت النسبية واحدة من أشهر وأهم نظريتين في القرن العشرين.
أنظر أيضا: متى تختفي جاذبية الأرض؟
وفي نهاية المقال تاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها نتمنى أن تنال إعجابكم، وقد قدمنا لكم معلومات مفيدة حول هذا الموضوع بانتظار اقتراحاتكم.