خصائص الجاذبية

إذا توقفت الجاذبية عن العمل ، ستحدث أشياء لا تصدق. على سبيل المثال ، كل شيء غير مرتبط بالأرض يطير إلى الفضاء ، وتتحرر جميع الكواكب من شد الشمس ويزول الكون كما تعلم. قد لا تفشل الجاذبية أبدًا ، لكن العلماء يواصلون كشف أسرار هذه القوة الخفية الغامضة التي تساعد في تماسك كل شيء معًا.

الجاذبية ، إلى جانب القوى النووية القوية ، وقوى الاضمحلال الضعيفة والقوى الكهرومغناطيسية ، هي واحدة من الكون القوى الأساسية هي أيضًا الأضعف ، على الرغم من أن الجاذبية قوية جدًا لدرجة أن إحدى المجرات يمكنها جذب تريليونات أخرى منها على بعد أميال. الفكرة المعروفة في الفيزياء النظرية ليست أن الجاذبية أضعف من القوى الأخرى ، لكننا لا نختبر كل آثارها. يمكن أن يحدث ذلك في حالة وجود أبعاد إضافية تتسبب في انتشار الجاذبية في تلك الأبعاد. الجاذبية هي أيضًا القوة الرئيسية التي تعطي بنية للنجوم والمجرات والأجسام الضخمة الأخرى.

خلافًا للاعتقاد الشائع ، توجد الجاذبية على متن مركبة فضائية تدور في مدارات. في الواقع، فإن سحب الجاذبية على متن محطة الفضاء الدولية 90٪ من قيمتها على سطح الأرض. يظهر رواد الفضاء وأكواب الماء في الفيديو بلا وزن لأن جاذبية الكوكب تصنعها يسقطون نحو الأرض ، لكنهم لا يصلون إلى الأرض أبدًا بسبب مسارهم يدور في مدار. هذه الحالة المستمرة من السقوط أثناء عدم الوصول إلى الأرض تجعلها تبدو كما لو كانت تطفو. تتسبب الجاذبية في تسارع جميع الكائنات بنفس المعدل ، وسقوطها بشكل أسرع وأسرع كل ثانية. أسقط سندانًا وريشة من مبنى مكون من 30 طابقًا وسيصلان إلى الأرض في نفس الوقت إذا لم تبطئ مقاومة الهواء الريش.

التسارع الناتج عن الجاذبية هو كيان حقيقي يشير العلماء إلى قيمته بالحرف الصغير "g". في تجربة مشهورة ، اكتشف جاليليو علاقة بين g والمسافة التي يسقطها الجسم خلال فترة زمنية ، كما هو موضح في ما يلي معادلة:

د = 1/2 س ج س (ت تربيع)

يمثل الحرف d المسافة الساقطة و t هو طول الوقت بالثواني الذي يسقط فيه الجسم. تتناسب قوة الجاذبية بين جسمين مع كتلتيهما وتتناسب عكسيًا مع المسافة التي تفصل بينهما. استخدم المعادلة التالية لحساب تلك القوة:

F = G x ((م 1 × م 2) / ص ^ 2)

يرمز الحرف F إلى قوة الجاذبية ، و m1 و m2 هما كتلا الجسمين و r هي المسافة بينهما. الحرف الكبير G هو ثابت الجاذبية العام ، 6.673 × 10 ^ -11 N · (m / kg) ^ 2. إذا ضاعف جسم المسافة بينه وبين جسم آخر ، فإن قوة الجاذبية بينهما لا تقل بنسبة 50 بالمائة. بدلاً من ذلك ، تنخفض القوة بمعامل 2 تربيع - تتناقص قوة الجاذبية مع مربع المسافة بين جسمين.

يمتلك العلماء فهمًا جيدًا لكيفية عمل الجاذبية على المستوى العياني واسع النطاق ، لكن العديد من العمليات على المستوى الكمي المجهري تتركهم في حيرة. الضوء ، على سبيل المثال ، يُظهر خصائص الموجة والجسيم - يعتقد الفيزيائيون أن الجاذبية تعمل بنفس الطريقة. ومع ذلك ، لم يثبت أحد حتى الآن أن الجاذبية تخلق موجات غير كمومية تقليدية. قد تضطر التكنولوجيا إلى التقدم أكثر قليلاً قبل أن يكشف العلماء عن كل أسرار الجاذبية.