تاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها، ونقول إن للجاذبية اسم آخر وهو الجاذبية، وهي ظاهرة طبيعية تجعل كل الأشياء تنحني وتتحرك، طاقة أو كتلة، وهذا يشمل المجرات والنجوم، الكواكب والضوء لبعضها البعض.
فوق الأرض، تعمل الجاذبية على إعطاء وزن للأجسام من أي وزن، وتتسبب الجاذبية الناتجة عن القمر في حدوث المد والجزر في المحيط. تؤدي جاذبية الغازات في الكون إلى عملية الاندماج النووي وعملية تكوين النجوم.
وتجمعهم في المجرات، وبالتالي فإن الجاذبية هي سبب العديد من هذه الهياكل الضخمة في الكون، وعلى الرغم من ذلك فإن للجاذبية تأثير ضعيف على الأماكن البعيدة عنها.
قوة الجاذبية
- تعمل الجاذبية على إبقاء الكواكب في النظام الشمسي وفي مدار معين. على سبيل المثال، الوزن هو قوة الجاذبية للأرض، والتي تتسبب في عملية سحب الأرض والمادة.
- كان الفيزيائي نيوتن أول من طور نظرية الجاذبية، وتوطدت نظريته، لكن أينشتاين حل محله لاحقًا من خلال نظريته العامة في النسبية.
- لكن المعادلة التي وضعها نيوتن صحيحة ومعقولة وعملية أكثر عندما نتحدث عن حقول جاذبية ضعيفة.
- مثل عملية إطلاق المركبات الفضائية وبناء الجسور المعلقة والتطبيقات الهندسية.
انظر أيضًا: بحث عن أهمية الجاذبية للإنسان
توزيع المصطلح هو الجاذبية
- انتشر المصطلح مبكرًا لأن فكرة الجاذبية في الماضي كانت ثابتة وفقًا لوجهات نظر نيوتن.
- في وقت لاحق، انتشرت كلمة الجاذبية كتعميم لظاهرة التجاذب بين جسمين.
- تأتي كلمة “الجاذبية” من معنى “الجاذبية”، ويشير المصطلح إلى حد كبير إلى مفهوم يسمى النسبية الثقافية.
- بشكل عام، من الأفضل استخدام كلمة الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية، بينما تعمل كلمة “الجاذبية” ضمن ما يسمى بالنظرية النسبية العامة.
مجال الجاذبية
- إنه حقل متجه يصف قوة الجاذبية المطبقة على المادة في نقطة معينة في الكون.
- لكل وحدة كتلة، وهو ما يعادل فعليًا تسارع الجاذبية عند تلك النقطة.
- إنه أيضًا تعميم لنموذج المتجه، والذي يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص عندما يكون هناك أكثر من جسمين (مثل صاروخ بين القمر والأرض).
طبيعة الجاذبية حسب النظريات الفيزيائية
- في الميكانيكا الكلاسيكية، تكون الجاذبية مباشرة وبعيدة المدى، مما يعني أنها يمكن أن تعمل على مسافة بدون وسيط.
- تأثيره فوري، وبالتالي فإن أي تغيير في الموقع المحدد لأحد الجسمين يتبعه تحول فوري في التجاذب الثقالي بينه وبين الجسم الآخر.
- لكي يشرح نيوتن هذه الخاصية، حدد مجال الجاذبية الكونية في كل نقطة في الفضاء، ذلك المجال الموجه الذي يتم التعبير عنه من خلال متجه في كل نقطة.
- إنه يمثل قوة الجاذبية (وحدة كتلة) عندما تكون عند تلك النقطة.
شاهد أيضاً: ما هو تسارع الجاذبية؟
ماذا تقول نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟
- أما بالنسبة لتاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها، فلنتذكر نص النسبية العامة، التي تنص على أن أي شكل من أشكال الزخم أو الطاقة أو المادة يتسبب في تشوه الزمكان.
- هنا، تتغير اتجاهات أو انحرافات مسارات الكائنات هذه في إطارات مرجعية بالقصور الذاتي مع مرور الوقت.
- يظهر هذا الانحراف على أنه تسارع للأجسام الكبيرة وعمل نيوتن، معرّفًا إياه بالجاذبية أو الجاذبية.
- لذلك، فإن النسبية العامة تتعامل مع تسارع الجاذبية أو السقوط الحر كحركة قصور ذاتية.
- إنه منتظم وفي نفس الوقت يتحرك المراقب بمعدل متسارع، وهذا ما يسمى مبدأ التكافؤ.
تاريخ نظرية الجاذبية
- بفضل كتب التاريخ، نرى أن العرب في العصور القديمة كانت لديهم معلومات عن الجاذبية وآثارها.
- لكن عمل الجاذبية الحديثة كان في نهاية القرن السادس عشر وبداية القرن السابع عشر.
- أجرى العالم جاليليو تجربته الشهيرة التي استخدم فيها كرات ذات كتل مختلفة ألقيت من أعلى برج بيزا المائل.
- وأوضح أن السرعة اللازمة لوصول الكرة إلى الأرض لا علاقة لها بالكتلة، وفي وقت لاحق، جرب الكرات المتدحرجة على سطح مائل.
- من هذه التجربة، خلص إلى أن أثقل جسم يصل إلى الأرض قبل بقية الأجسام، وأحيانًا أصغر في الكتلة، هو الاحتكاك بالهواء.
دور العلماء العرب
- في سطور موضوع القصة حول اكتشاف الجاذبية وقوانينها، نذكر العلماء العرب.
- بعد تحديد قوة الجاذبية الناتجة عن الجاذبية، أطلقوا عليها اسم القوة الطبيعية من القرن التاسع عشر الميلادي.
- ويعتبر الحمداني أول من أشار صراحة إلى الجاذبية، حيث ألف كتاباً (جواهرتان قديمتان) قال فيه بكل معنى الكلمة.
- “وهكذا فإن من تحت الأرض يعتبر ثابتًا في القامة مثل من فوقها، وطوله ورجلاه على السطح السفلي.
- إذ يسقط على سطحه العلوي وثبت قدمه عليه، فهو يشبه المغناطيس الذي يجذب قواه الحديدية من 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 داخل جسم أكبر، إذا كانت مماثلة لقوة جسم أصغر، وحتى إذا انفصلت عن الجسم الأكبر كجسم أصغر، فهي أكبر وأقوى في الجسم الأكبر، لأنها تمتلك هذه القوة).
- فيما يتعلق بقصة اكتشاف جاذبية الأرض وقوانينها، نتحدث ونزيد من وهبة العلماء الغربيين والمسلمين بالجاذبية الكاملة للأرض.
- قال بإيجاز: (يقف الناس فوق الأرض مقوَّمين، كإستقامة أقطار السيف، وتنزل عليهم الأثقال).
- ولما جاء إلى كتابات الحزني قال بإيجاز: (الأجساد المتساقطة تميل نحو مركز الأرض.
- الفرق في قوة الجاذبية هو نتيجة المسافة بين المركز والجسم الساقط)، من كتاب توازن الحكمة.
- وقال أيضًا: (الجسد الثقيل دائمًا يتحرك تلقائيًا نحو مركز العالم، أي أن للوزن قوة الحركة للنقطة المركزية) من كتاب ميزان الحكمة.
- وقارن الإدريسي الجاذبية بانجذاب المغناطيس إلى الحديد، حيث قال إن الأرض تجذب الأوزان، وهو مقلع المغناطيس الذي يجذب الحديد، من كتاب نزهة المشتاق الذي يخترق الآفاق.
قانون نيوتن للجاذبية
- في عام 1687، نشر نيوتن نظريته الشهيرة أن الأجسام تجذب الأجسام بناءً على الكتلة.
- تعمل الجاذبية كمربع المسافة بين جسمين.
- نذكر بإيجاز ما قاله: “لقد توصلت إلى استنتاج مفاده أن القوة التي تعمل على إبقاء الكواكب في مسارها متناسبة من خلال تربيع المسافة بين مراكزها.
- لذا فإن القوة التي تجعل القمر يقارن مساره بالقوى الموجودة على الأرض قد وصلت إلى نتيجة قريبة جدًا.
نظرية النسبية
- في بداية القرن العشرين، تم تعديل مفهوم الجاذبية من قبل الفيزيائي أينشتاين.
- وفقًا لنظرية نيوتن، الجاذبية قوة، لكن النسبية تقول إنها منحنيات داخل الفضاء بسبب الكتلة.
- كلما زادت كتلة الجسم، زاد الانحناء الناتج عن الفضاء المحيط به.
- تتلقى الأجسام ذات الكتلة الصغيرة مثل هذا الانحناء من الجسم الأول، ومن هنا تلتقطها بجاذبيتها.
- من خلال تفسير جديد للجاذبية وتكامل البعد الزمني الرابع والبعد المكاني الثالث.
- أصبحت نظرية النسبية إحدى النظريتين المشهورتين والمهمتين في القرن العشرين.
انظر أيضًا: متى تختفي جاذبية الأرض؟
في نهاية المقال قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها نتمنى أن تنال إعجابكم وقدمنا لكم معلومات مفيدة حول هذا الموضوع، في انتظار اقتراحاتكم.