تألیف: حمید وثیق زاده انصاری
منبع:راسخون
منبع:راسخون
مدت های زیادی رؤیای بسیاری از دانشمندان جدا سازی مواد تولید کننده گرانش بوده است. اما بعدها متوجه شدند که گرانش نمی تواند جدا شود، این یک ویژگی ذاتی در جهان است، اما هر چه جرم بزرگ‌تر باشد میدان گرانشی قوی‌تر است، و برعکس..
Arago ستاره شناس مشهور فرانسوی نوشته است: "اگر ما در هر دقیقه در حال دیدن سقوط اجسام نبودیم، آن را شگفت انگیزترین چیز به حساب می آوردیم. ولی از روی عادت از نظر ما نیروی جاذبه، که همه چیز بر روی زمین را جذب می کند، طبیعی و رایج است. اما هنگامی که به ما گفته شود اشیاء هم یک دیگر را جذب می کنند، ما به سختی می توانیم این را باور کنیم، زیرا، به طور کلی، ما هرگز متوجه آن نشده‌ایم."
به راستی چرا این گونه است که در هر حال قانون جاذبه زمین قابل رؤیت نیست؟ چرا ما هرگز میزها، هندوانه ها یا انسان ها را در حال جذب یک دیگر نمی بینیم؟ زیرا در اشیاء کوچک، نیروی جاذبه بسیار کوچک است. این یک مثال واضح است. دو نفر در فاصله دو متر از هم در حال کشیدن یک دیگر هستند. اما نیروی اعمال شده دقیقاً، زیر 01ر0 میلی گرم برای افراد با وزن متوسط است. به عبارت دیگر، دو نفر در حال کشیدن یک دیگر با نیروی یک سان، نیرویی به اندازه 00001ر0 گرم به یک دیگر اعمال می کنند. فقط نوعی از ترازوی بسیار حساس که دانشمندان در آزمایشگاه های خود استفاده می کنند، قادر به اندازه گیری چنین وزن کمی خواهند بود. بدیهی است که این نیرو هرگز بر ما تأثیر نمی گذارد، و این مقدار با اصطکاک بین کف پا و زمین به طور کامل جبران (یا خنثی) می‌شود. برای هل دادن یک فرد ایستاده بر کف چوبی اتاق – در حالی که اصطکاک بین کف پا و اتاق معادل 30 درصد وزن او باشد - باید دست کم یک نیروی حداقل 20 کیلوگرمی اعمال کنید. این مقدار در مقایسه با کشش ناچیز یک صدم میلی گرم مضحک است. یک میلی گرم یک هزارم گرم است - یک گرم یک هزارم کیلوگرم است، در نتیجه 01ر0 میلی گرم دقیقاً نیمی از یک میلیونم از نیروی مورد نیاز برای کشیدن یک فرد از دور است. تعجبی ندارد که در شرایط عادی، ما هرگز از جاذبه متقابلی که بین اشیاء وجود دارد، آگاه نیستیم.
اما اگر اصطکاک وجود نداشت، هیچ چیز برای جلوگیری از حتی ضعیف ترین نیروی وارد بر بدن در حال کشیدن یک دیگر نیز وجود نداشت. در موردی که ما ذکر کردیم، یک نیروی 01ر0 میلی گرم، برای دو نفری که 2 متر از هم جدا ایستاده اند، در ساعت اول آنها را 3 سانتی متر، در ساعت بعدی 9 سانتی متر و در ساعت سوم 15 سانتی متر آنها را به یک دیگر نزدیک می کند. همان طور که مشاهده می نمایید، سرعت افزایش می یابد، و آن دو به هم نزدیک تر می شوند، با این حال، پنج ساعت دیگر تا قبل از این که دو نفر به هم برسند، طول می کشد.
جاذبه در مواردی که اصطکاک هیچ مانعی ایجاد نمی کند آشکار می شود، و یا، به عبارت دیگر، در مورد اجسام در حالت رها شدن رخ می نماید. این ممکن است در حلق آویز شدن یک قطعه که باعث آویزان شدن آن به صورت عمودی می شود، رخ دهد. با این حال، باید جسمی در آن نزدیکی آن وجود داشته باشد، تا آن را به سمت خود بکشد، و آن را کمی از حالت عمودی خود در جهت برآیند بین نیروی جاذبه و کشش از جسم منحرف کند.
این پدیده برای اولین بار توسط نویل ماسکلاین (Nevil Maskelyne) در سال 1775، در نزدیکی کوهی در اسکاتلند مشاهده شد. او انحراف از خط عمود را با جهت قطب آسمانی در هر دو طرف از کوه مقایسه نمود. پس از آن آزمایش های دقیق بیشتری خصوصاً با استفاده از مقیاس های دیگر انجام داد و با نتایج به دست آمده از آزمایش هایش دانشمندان را قادر ساخت که نیروی جاذبه را با دقت بیشتری اندازه گیری کنند.
نیروی جاذبه بین اجسام کوچک نا چیز است. با افزایش جرم، نیرو نیز بر طبق آن، با نسبت مستقیم افزایش می یابد. بسیاری در صدد مبالغه در این نیرو می باشند. یک فرد، که فیزیک دان هم نبود، تلاش کرد که همه را مجاب کند که جاذبه متقابل مشاهده شده بین کشتی ها در دریا اغلب در نتیجه گرانش است. با این حال، به راحتی مشخص شد که جاذبه هیچ نقشی در آن ندارد. دو ناو بر 25000 تنی تنها با نیروی 400 گرم یک دیگر را زمانی که 100 متر از هم جدا باشند، جذب خواهند کرد. این مقدار به طور طبیعی برای به حرکت در آوردن کشتی بسیار کم است. دلیل این جاذبه کاملاً متفاوت است.
گرانش هر چند در مورد اجسام کوچک نا چیز است، ولی هنگامی که ما با توده های عظیم از اجرام سماوی مواجه می شویم ثابت می شود. حتی سیاره دور نپتون، درست در لبه منظومه شمسی، زمین را با نیروی 18 میلیون تن به خود جذب می کند. علی رغم وجود فاصله بسیار زیاد بین خورشید و ما، این تنها گرانش است که زمین را مدار خود ثابت نگه می دارد. زمانی که جاذبه خورشید متوقف شود، سیاره ما از فاصله مماس بر مدار خود با سرعت زیاد خارج شده و در فضا به بی نهایت می رود.
Arago ستاره شناس مشهور فرانسوی نوشته است: "اگر ما در هر دقیقه در حال دیدن سقوط اجسام نبودیم، آن را شگفت انگیزترین چیز به حساب می آوردیم. ولی از روی عادت از نظر ما نیروی جاذبه، که همه چیز بر روی زمین را جذب می کند، طبیعی و رایج است. اما هنگامی که به ما گفته شود اشیاء هم یک دیگر را جذب می کنند، ما به سختی می توانیم این را باور کنیم، زیرا، به طور کلی، ما هرگز متوجه آن نشده‌ایم."
اما اگر اصطکاک وجود نداشت، هیچ چیز برای جلوگیری از حتی ضعیف ترین نیروی وارد بر بدن در حال کشیدن یک دیگر نیز وجود نداشت. در موردی که ما ذکر کردیم، یک نیروی 01ر0 میلی گرم، برای دو نفری که 2 متر از هم جدا ایستاده اند، در ساعت اول آنها را 3 سانتی متر، در ساعت بعدی 9 سانتی متر و در ساعت سوم 15 سانتی متر آنها را به یک دیگر نزدیک می کند. همان طور که مشاهده می نمایید، سرعت افزایش می یابد، و آن دو به هم نزدیک تر می شوند، با این حال، پنج ساعت دیگر تا قبل از این که دو نفر به هم برسند، طول می کشد.
جاذبه در مواردی که اصطکاک هیچ مانعی ایجاد نمی کند آشکار می شود، و یا، به عبارت دیگر، در مورد اجسام در حالت رها شدن رخ می نماید. این ممکن است در حلق آویز شدن یک قطعه که باعث آویزان شدن آن به صورت عمودی می شود، رخ دهد. با این حال، باید جسمی در آن نزدیکی آن وجود داشته باشد، تا آن را به سمت خود بکشد، و آن را کمی از حالت عمودی خود در جهت برآیند بین نیروی جاذبه و کشش از جسم منحرف کند.
این پدیده برای اولین بار توسط نویل ماسکلاین (Nevil Maskelyne) در سال 1775، در نزدیکی کوهی در اسکاتلند مشاهده شد. او انحراف از خط عمود را با جهت قطب آسمانی در هر دو طرف از کوه مقایسه نمود. پس از آن آزمایش های دقیق بیشتری خصوصاً با استفاده از مقیاس های دیگر انجام داد و با نتایج به دست آمده از آزمایش هایش دانشمندان را قادر ساخت که نیروی جاذبه را با دقت بیشتری اندازه گیری کنند.
نیروی جاذبه بین اجسام کوچک نا چیز است. با افزایش جرم، نیرو نیز بر طبق آن، با نسبت مستقیم افزایش می یابد. بسیاری در صدد مبالغه در این نیرو می باشند. یک فرد، که فیزیک دان هم نبود، تلاش کرد که همه را مجاب کند که جاذبه متقابل مشاهده شده بین کشتی ها در دریا اغلب در نتیجه گرانش است. با این حال، به راحتی مشخص شد که جاذبه هیچ نقشی در آن ندارد. دو ناو بر 25000 تنی تنها با نیروی 400 گرم یک دیگر را زمانی که 100 متر از هم جدا باشند، جذب خواهند کرد. این مقدار به طور طبیعی برای به حرکت در آوردن کشتی بسیار کم است. دلیل این جاذبه کاملاً متفاوت است.
گرانش هر چند در مورد اجسام کوچک نا چیز است، ولی هنگامی که ما با توده های عظیم از اجرام سماوی مواجه می شویم ثابت می شود. حتی سیاره دور نپتون، درست در لبه منظومه شمسی، زمین را با نیروی 18 میلیون تن به خود جذب می کند. علی رغم وجود فاصله بسیار زیاد بین خورشید و ما، این تنها گرانش است که زمین را مدار خود ثابت نگه می دارد. زمانی که جاذبه خورشید متوقف شود، سیاره ما از فاصله مماس بر مدار خود با سرعت زیاد خارج شده و در فضا به بی نهایت می رود.
/ج
