سبب وجود الجاذبية الأرضية

سبب وجود الجاذبية الأرضية

الجاذبية هي القوة التي تتوجه الأشياء بسببها إلى مركز الكوكب أو الجسم، وعلى الرغم من أن الجاذبية هي أكثر القوى انتشارًا في الكون بالإضافة إلى القوى الكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية والضعيفة، إلا أنها أكثرها غموضًا، وظهرت الكثير من التفسيرات حول مسبب الجاذبية من عدة علماء مختلفين، ومن أهم هذه التفسيرات لسبب وجود الجاذبية الأرضية ما يأتي:

رأي نيوتن

لم تكن لنيوتن فرضيةٌ كاملة حول الجاذبية، ولكنه بشكلٍ عام رأى أن الجاذبية أمرٌ عالمي مشترك، وأن ما جعل التفاحة تسقط هو نفسه ما يبقي القمر في مداره، وانطلاقًا من هذا المفهوم وباستخدام بعض التجارب الذكية والملاحظات الفلكية وضع نيوتن رأيه حول الجاذبية، ويتلخص رأي نيوتن أن هنالك 3 أمورٍ تؤثر على الجاذبية بين جسمين، وهي كتلة كل من الجسمين والمسافة بينهما، وكانت هذه الجملة البسيطة لشرح مفهوم الجاذبية كافيةً لشرح حركة القمر والكواكب، بل وحتى كافيةً لناسا لحساب مسار أبولو من الأرض إلى القمر بشكلٍ آمن.

رأي آينشتاين

أما آينشتاين فانطلق في نظرته للجاذبية ومسبباتها بما يسمى بمبدأ التكافؤ، وهو بعبارةٍ أخرى أن الإنسان إذا سقط بحرية فإنه لن يشعر بثقله، لأن التسارع والجاذبية متكافئان تمامًا، وأبرز مثالٍ على ذلك محطة الفضاء الدولية، وألهم هذا آينشتاين إلى نظرية النسبية العامة التي انطلق منها في تفسيره للجاذبية، حيث قال أينشتاين من خلال نظرية النسبية العامة (بالإنجليزية: General relativity) أن أي جسم ذا كتلة ابتداءً من الذرة حتى النجم يشوه نسيج الزمكان، مثل الترامبولين -الذي يستخدمه الأطفال للعب والقفز- إذا وضعت فيه أي جسمٍ ذا كتلة فسوف يسبب انحناء، ويبني آينشتاين على هذه النظرية أن الأجسام ذات الكتل الضخمة تسبب انحناءً في نسيج الزمان والمكان، كما تعمل هذه الأجسام ذات الكتل الضخمة على جذب الأجسام نحوها وتحريكها في مساراتٍ منحنية، وهذا هو تفسيره للجاذبية الذي يختلف جذريًا عن تفسير نيوتن.

العلاقة بين الزمكان والجاذبية

لفهم الجاذبية يجب علينا فهم الزمكان بشكلٍ أكبر، والزمكان عبارة عن الأبعاد الثلاثة للفضاء وهي الطول والعرض والارتفاع مدموجة مع البعد الرابع وهو الزمن، حيث قام العالم المشهور آينشتاين بالربط بين هذه الأبعاد باستخدام الرياضيات وإدراك أن هناك علاقة تجمعهم معًا، وعن طريق الفيزياء اكتشف آينشتاين أن الكون يعمل ويتحرك عن طريق هذه الأبعاد، ودمج بينها بما يسمى الزمكان، ويعني هذا الكلام أننا إذا تحركنا في الفضاء بسرعة فإن الزمن يتباطؤ مقارنةً مع شخصٍ يتحرك ببطء، وهذا ما يجعل رواد الفضاء -افتراضيًا على الأقل- يشيخون بشكلٍ أبطأ من الناس على سطح الأرض; لأنهم يتحركون بشكلٍ أسرع، كما تمارس الجاذبية تأثيرها في هذا الكون عن طريق جذب الأشياء نحو بعضها البعض لأن نسيج الزمكان منحني بسبب تأثير كتل الأجسام فيه.

ولفهم هذه الفكرة بشكلٍ أكبر، يمكن تخيل الترامبولين وهو أداةٌ تستخدم للقفز، حيث يمكن من خلاله فهم تأثير الجاذبية وكيف تشوه الكتل نسيج الزمكان وتحنيه مما يجعل الأجسام تنجذب نحو هذه الكتل الضخمة في الكون، فعند عدم وجود أحدٍ فوق الترامبولين فإنه يكون مسطحًا، كما أن هناك شيء يُمكن أن نُسميه بئر الجاذبية عندما يقف أحدٌ فوق الترامبولين ، وبئر الجاذبية هذا هو انحناءٌ تصنعه كتلة الشخص الواقف هناك، ولو افترضنا وجود كرةٍ صغيرةٍ فوق الترامبولين فسوف تنجذب بلا شكٍ نحو الانحناء الذي صنعه هذا الشخص بكتلته.

أمثلة على تأثير الجاذبية

هناك العديد من الأمثلة التي يمكنها توضيح أثر الجاذبية ومنها ما يأتي:

• القوة التي تقوم بحبس الغازات داخل الشمس.
• القوة التي تقوم بجعل الجسم يعود للأرض عند قذفه في الهواء.
• القوة التي تسبب سقوط كوبٍ من الزجاج نحو الأرض.
• القوة التي تجعل القمر يؤثر على المسطحات المائية ( المد والجزر ).
• القوة التي تجعلك تمشي على الأرض بدلًا من الطفو في الفضاء.
• القوة التي تجعل الصخور تسقط من التلال والجبال نحو المنحدرات.
• القوة التي تجعل أي ورقةٍ تطير في الهواء ثم تعود نحو الأرض في النهاية.
• القوة التي تجعل التفاحة تسقط من الشجرة نحو الأرض.