الجاذبية الأرضية

المقدمة:
توجد في الكون نظم لها قوانين لا تتبدل ولا تتغير منذ الأزل ومن أول هذه القوانين قانون الجاذبية الذي يعمل على تجميع شتات الأجزاء المادية المتقاربة في أبعاد دقيقه محددة، ولولا قوة هذا القانون لسقطت الكائنات في هاوية الفضاء، ويتركز ثقل الأرض في مركز تكورها أي أن الأرض تجذب الأجسام التي عليها نحوه، وقد اكتشف هذا القانون نيوتن العالم الانجليزى الذي لاحظ يوما أن تفاحة سقطت من شجرتها على الأرض فأخذ يفكر في سبب سقوطها إلى أن وصل إلى قانون الجاذبية الذي يثبت أن كل جسم مادي يجذب غيره من الأجسام المادية بقوة تزيد أو تنقص حسب الكتلة والمسافة وينهما، كما يدل على ذلك علم الديناميكا، وهذا هو القانون الذي يربط الأجرام السماوية ويحفظ تماسكها وانتظامها في مداراتها.


العرض:
إذا حملت طوبة ثم تركتها فأنها تسقط على الأرض, فما الذي يؤدى إلى هذا السقوط ؟ أن الطوبة كغيرها من الأشياء لا الاتجاه.بيا ما لم تدفع أو تجر كما أنها لا تتحرك إلى أعلى ما لم تقذف أو تسحب في ذلك الاتجاه. فحقيقة كون جميع الأجسام تسقط تعنى أنه لابد من وجود قوة ما تجذبها إلى الأرض . وباستطاعتك الإحساس بهذه القوة إذا حملت جسما ما بيدك أو إذا ما حاولت رفعه عن الأرض . هذه القوة تسمى الوزن وكان اسحق نيوتن أول من أكتشف أسرار سقوط الأجسام وثقلها وعلاقة جاذبية الأرض بذلك . ويقال انه بينما كان نيوتن جالسا في حديقة أمه رأى تفاحة تسقط من شجرة . فاخذ يفكر في السبب الذي يجعل التفاحة تسقط على هذا الشكل . وفسر ذلك بأن كلا من الأرض والتفاحة يتجاذبان فيما وينهما. فالأرض تجذب التفاحة والتفاحة تجذب الأرض . لكن ضخامة الأرض الهائلة تجعلها لا تتأثر بجذب التفاحة لها . بينما التفاحة تنجذب أي تسقط نحو الأرض . أن هذه القوة الجاذبة للأجسام تسمى الجاذبية الأرضية . وهي القوة التي تشد جميع الأجسام إلى سطح الأرض وتؤدى بالتالي إلى أن يكون لها وزن . ولقد تحقق نيوتن أيضا من أن قوة الجاذبية الأرضية تتناقص بابتعاد الجسم عن الأرض . فالشخص في طائرة أو منطاد عال لا يزن على بقدر ما يزن على الأرض لان شد الجاذبية الأرضية له يكون أضعف . ونحن عادة لا نلاحظ هذا الفرق في الوزن لضالته في مثل هذه الحال .
ويلاحظ رواد الفضاء أن شدة الجاذبية الأرضية تضعف تدريجيا بارتفاعهم فى الفضاء . حتى أن أولئك الرواد الذين يذهبون بعيدا جدا في الفضاء يعيشون فترات تطول أو تقصر داخل كبسولتهم الفضائية في حالة انعدام الوزن . ويعود السبب في ذلك جزئيا إلى قلة تأثير الجاذبية الأرضية (وكذلك بتأثير القوة الناتجة عن دوران سفينتهم بسرعة حول الأرض ).
عندما تنطلق مركبة فضائية من الأرض إلى القمر تخرج تدريجيا من مجال جاذبية الأرض لتدخل جاذبية القمر ، حيث الجاذبية أضعف بحوالي 6 مرات . فالرجل الذي يزن 72 كيلو غرام على سطح الأرض لا يزن أكثر من 12 كيلو غراما على سطح القمر . وهذا ما يمكنه من رمى الأجسام أبعد ومن القفز إلى علو أكبر . ويتعلق وزن الأجسام أيضا بعاملين أساسيين هما حجم الجسم ونوع المادة التي يتألف منها . والسؤال اللغز الذي يطرح كثيرا ، هو: أيهما يزن أكثر كيلو غرام من الريش أم كيلو غرام من الرصاص ؟ كثيرون هم الذين يجيبون دون تفكير بأن كيلو غرام الرصاص يزن أكثر .
والحقيقة أن الوزنين متساويين تماما . ولكن المتسرعين في الإجابة ينخدعون بحقيقة أن الريش أخف من الرصاص . كذلك إذا ما حملت كرة الكريكت بإحدى يديك ، وتفاحة من الحجم نفسه باليد الأخرى ، تلاحظ أن كرة الكريكت أثقل . ويعود ذلك إلى أن المادة في كرة الكريكت أكثر تراصا وأشد تماسكا من مادة التفاحة ، ويعبر الفيزيائيون عن ذلك بقولهم أن لكرة الكريكت كثافة أعلى من كثافة التفاحة ، وان الرصاص أعلى كثافة من الريش .
أن الكمية الكلية للمادة في أي جسم تسمى الكتلة وعليه فانه يمكن القول بأن كتلة كرة الكريكت أكبر من كتلة التفاحة بالرغم من أن لها نفس الحجم تقريبا . كذلك تساوى الكتلة في لغز الريش والرصاص لن حجم كومة الريش أكبر بكثير طبعا من حجم قطعة الرصاص .
قياس الجاذبية :
تم قياس سرعة الجاذبية لاول مرة فتبين أنها تساوي سرعة الضوء.
وهذا يعني أن النظرية العامة للنسبية فازت في اختبار آخر فوزا كاسحا.
وقام بالتجربة كل من اد فومالونت من المرصد الفلكي الوطني في فيرجينيا وسيرجي كوبيكين من جامعة ميزوري في كولومبيا بالولايات المتحدة.
ونشرت مجلة نيو سيانتست مقالة بقلم العالمين تقول: "أصبحنا أول رجلين يقيسان سرعة الجاذبية، وهي إحدى الثوابت الأساسية في الطبيعة."
وكان اسحق نيوتن يعتقد أن تأثير الجاذبية كان آنيا. وفي وقت لاحق اعتبر البرت انشتاين ان الجاذبية تسافر بسرعة الضوء وبنى نظريته العامة في النسبية على هذا الافتراض.
وإذا كانت الجاذبية تسافر بسرعة الضوء فان هذا يعني انه إذا اختفت الشمس من النظام الشمسي فان الأرض ستبقى في مدارها لما بعد اختفاء الشمس بثماني دقائق، وهي المدة التي يستغرقها ضوء الشمس للوصول إلى الأرض.
ويقول متخصصون إن معرفة سرعة الجاذبية مهمة في دراسة فروع علم الفلك الذي يعتبر أن الكون له اكثر من أربعة أبعاد. وقدمت نتائج الدراسة إلى اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية هذا الأسبوع في مدينة سياتل الأمريكية.
الخاتمة:
الجاذبية الأرضية علم واسع ومهما نتعلم ونتدارس في هذا المجال العميق نراه نقطة في بحر شاسع من العلوم المعقدة المتشابكة, فسبحان الخالق عزّ وعلى (سَنُرِيهِمْ آيَاتِنَا فِي الْآفَاقِ وَفِي أَنْفُسِهِمْ حَتَّى يَتَبَيَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّ أَوَلَمْ يَكْفِ بِرَبِّكَ أَنَّهُ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ شَهِيدٌ) (فصلت:53)