قصة اكتشاف الجاذبية الأرضية وقوانينها

قوة الجاذبية

• تعمل الجاذبية على جعل الكواكب داخل النظام الشمسي وفي مدار معين ، على سبيل المثال ، الوزن هو القوة الناتجة عن جاذبية الأرض ، مما يتسبب في عملية التجاذب بسكين ، سواء من الأرض أو من المادة.
• كان أول شخص طور نظرية الجاذبية ، الفيزيائي نيوتن ، ونظريته ثابتة ، ولكن لاحقًا حل محلها عالم أينشتاين من خلال نظرية النسبية العامة.
  • لكن معادلة نيوتن صحيحة ومتينة وأكثر عملية عندما نتحدث عن حقول الجاذبية الضعيفة.
  • مثل عملية شحن المركبات الفضائية وبناء الجسور المعلقة والتطبيقات الهندسية.

انتشار مصطلح الجاذبية

• انتشر هذا المصطلح مبكرًا لأن فكرة الجاذبية كانت ثابتة في وجهة نظر نيوتن القديمة.
  • فيما بعد انتشرت كلمة الجاذبية ، حيث تعممت ظاهرة التجاذب بين جسمين.
• تأتي كلمة الجاذبية من معنى الوزن ، وهذا المصطلح يشير إلى مفهوم يسمى نظرية النسبية الثقافية ، لأن الجاذبية أو نسبية الثقافة هي التواء في الزمكان ولا يوجد أي تجاذب بين المواد.
• بشكل عام ، قد يكون من الأفضل استخدام كلمة الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية ، بينما تعمل كلمة “الجاذبية” في إطار ما يسمى النسبية العامة.

مجال الجاذبية

• إنه حقل متجه يصف قوة الجاذبية المطبقة على المادة في نقطة معينة داخل الكون.
  • لكل وحدة كتلة ، وهو ما يعادل في الواقع 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 قوة الجاذبية حسب النظريات الفيزيائية

• في الميكانيكا الكلاسيكية ، تكون القوة الناتجة عن الجاذبية مباشرة وبعيدة المدى ، أي أنها يمكن أن تعمل على مسافة دون وسيط.
  • تأثيره فوري ، وبالتالي أي نوع من التغيير في الموقع الخاص لأحد الجسمين ، متبوعًا بتغيير فوري في الجاذبية بينه وبين الجسم الثاني.
• لكي يشرح نيوتن هذه الخاصية ، قام بتعريف مجال الجاذبية الكونية في كل نقطة في الفضاء ، وهذا المجال هو اتجاهي ويتم التعبير عنه من خلال متجه ، في كل نقطة.
  • يمثل القوة الناتجة عن الجاذبية (كتلة الوحدة) عند وضعها في تلك النقطة.

ماذا تساهم نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟

• في موضوع تاريخ اكتشاف الجاذبية الأرضية وقوانينها ، نذكر نص نظرية النسبية العامة التي تقول أن توفر أي شكل من أشكال الزخم أو الطاقة أو المادة يسبب انحناء الزمكان.
  • هنا ، تتغير اتجاهات أو انحرافات مسارات الكائنات ضمن الأطر المرجعية بالقصور الذاتي بمرور الوقت.
• هذا الانحراف ظاهر وواضح كتسارع نحو الأجسام الكبيرة وعمل نيوتن في تعريفه على أنه الجاذبية أو الجاذبية.
  • لذلك ، تنظر النسبية العامة إلى تسارع الجاذبية أو السقوط الحر كحركة بالقصور الذاتي سارية المفعول.
  • إنه منتظم وفي نفس الوقت يتحرك المراقب في حركة متسارعة ، وهذا ما يسمى مبدأ التكافؤ.

تاريخ نظرية الجاذبية.

• من خلال الكتب التاريخية ، نرى أن العرب القدماء كانت لديهم معلومات عن الجاذبية وتأثيرها.
• لكن العمل على الجاذبية الحديثة 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.
• أظهر أن السرعة التي تستغرقها الكرة لتضرب الأرض لا علاقة لها بالكتلة ، ثم جرب الكرات التي تتدحرج لأسفل على سطح مائل.
• من هذه التجربة استنتج سبب وصول الجسم الأثقل إلى الأرض قبل باقي الأجسام ، والتي تكون أحيانًا أخف وزنًا بسبب الاحتكاك بالهواء.

دور العلماء العرب

• خلال موضوع سطور تاريخ اكتشاف جاذبية الأرض وقوانينها ، نذكر ذلك العلماء العرب.
  • من خلال تحديد قوة الجاذبية الناتجة عن الجاذبية منذ القرن التاسع عشر الميلادي وتسميتها قوة طبيعية.
• ويعتبر الحمداني أول من أشار بوضوح إلى الجاذبية ، إذ جاء في كتاب (الجوهرة القديمة) حيث قال المعنى كله.
  • “من كان تحت الأرض في الأسفل يعتبر ثابتًا في قوامه مثل الذي في الأعلى ، وكل من مكانه ورجليه مرتبطان بسطحه السفلي.
  • وكإسقاطه على سطحه العلوي ، وكصلابة قدمه عليه ، فإنه يشبه المغناطيس الذي يجذب قوة الحديد على كلا الجانبين “.
• كما عرف الفلاسفة والعلماء العرب أن هذه القوة تزيد من مكعب حجم المادة.
  • كما قال ابن سينا ​​في القرن الرابع بعد الهجرة (كتاب “الإشارة والنبيهات”).
  • باختصار (القوة داخل الجسم الأكبر إذا كانت مشابهة للقوة الموجودة في الجسم الأصغر ، وحتى إذا كان الفصل مصنوعًا من الجسم الأكبر مثل الجسم الأصغر ، فهو أقوى وأقوى في الجسم الأكبر ، بحيث يكون لذلك قوة مثل هذا).
• وعن تاريخ اكتشاف الجاذبية الأرضية وشرائعها نقول ونضيف أن علماء الغرب والمسلمين توقفوا تمامًا عن الجاذبية الأرضية ، وقد ثبت ذلك من خلال كتاباتهم ، كما جاء في كتاب الريحان البيروني. قانون المسعودي).
  • قال باختصار: (الناس فوق الأرض لهم القوام المنتصب كإستقامة الأقطار ، وفوقها ينزلوا الأوزان).
• كما جاء بكتابات الخزيني ، حيث قال بإيجاز: (الجثث الساقطة تتجه نحو مركز الأرض.
  • والفرق في قوة الجاذبية هو نتيجة المسافة بين كل من المركزين والجسم الساقط) ، من كتاب ميزان الحكمة.
• وقال أيضًا: (إن الجسد الثقيل لا يتحرك من تلقاء نفسه إلى مركز العالم ، أي أن للوزن القدرة على الانتقال إلى نقطة المركز) من كتاب ميزان الحكمة.
• وقارن الإدريسي الجاذبية بمغناطيس يجذب الحديد ، حيث ذكر أن الأرض تجذب الأوزان ، وهو مقلع المغناطيس الذي يجذب الحديد ، من كتاب نزهة المشتاق في انتراق الآفاق.

قانون نيوتن للجاذبية

• في عام 1687 نشر نيوتن نظريته الشهيرة القائلة بأن جسمًا ما يجذب جسمًا آخر اعتمادًا على كتلته.
  • تعتمد الجاذبية على (مربع المسافة بين الجسمين).
• ودعونا نتذكر ما قاله بإيجاز وهو: “استنتجت أن القوة التي تعمل على إبقاء الكواكب في مسارها مرتبطة بمربع المسافة بين مراكزها.
  • لذلك ، قارنت تلك القوة التي يصنعها القمر في طريقه بالقوى الموجودة على الأرض وتوصلت إلى نتيجة قريبة جدًا.

نظرية النسبية

• في بداية القرن العشرين ، تم تعديل مفهوم الجاذبية من قبل الفيزيائي أينشتاين.
  • وفقًا لنظرية نيوتن ، فإن الجاذبية قوة ، لكن نظرية النسبية تقول إنها تنحني داخل الفراغ كنتيجة للكتلة.
  • كلما زادت كتلة الجسم ، زاد الانحناء الناتج في الفراغ المحيط به.
• الأجسام ذات الكتلة الصغيرة تكتسب الانحناء الذي يأتي من الجسم الأول ، ومن هناك تأسرها بجاذبيتها.
  • من خلال التفسير الجديد للجاذبية ، ودمج البعد الزمني الرابع والبعد المكاني الثالث.
  • أصبحت النسبية واحدة من أكثر النظريتين شهرة وأهمية في القرن العشرين.