۲۰ واقعیت گرانشی

apple-gravity

سیب نیوتن که او را به فکر فرو برد و کارهای اینشتین که فیزیک را متحول کرد هر دو مفهومی را در دل خود نهان دارند و آن هم گرانش است. گرانشی که ضعیف‌تر از آن‌ چیزی است که فکرش را می‌کنید و عجیب‌تر از آن‌چیزی است که تصورش را می‌کنید.

نویسنده: بیل اندروز

۱- آبی ون کنوبی٬ شخصیت فیلم جنگ‌ ستارگان در جایی گفت: «این نیرو ما را دربر می‌گیرد و در ما نفوذ می‌کند؛ این نیرو کهکشان‌ را در کنار یکدیگر منسجم  نگه‌ می‌دارد.» او احتمالاً داشت درباره‌ی گرانش صحبت می‌کرد. ویژگی جذبی‌ گرانش٬ اساساً نه تنها سبب منسجم نگه‌داشتن کهکشان می‌شود بلکه  در ما نفوذ می‌کند٬ به‌طور فیزیکی در ما گسترش می‌یابد و ما را روی زمین نگه‌ می‌دارد.

۲- نیروی گرانش دوگانگی ندارد؛ یعنی فقط جذب می‌کند٬ دفع نمی‌کند.

۳- ناسا در تلاش است تا تراکتور پرتویی Tractor Beam بسازد تا با کمک آن بتواند اجرام را به‌طور فیزیکی جابه‌جا کند و نوعی نیروی جذبی برای غلبه بر گرانش ایجاد کند.

۴- مسافران قطارهای هوایی شهربازی‌ها و فضانوردان ایستگاه فضایی٬ ریزگرانش را تجربه می‌کنند – که به اشتباه گرانش صفر گفته می‌شود- زیرا آن‌ها با همان سرعت وسیله‌‌ حرکت می‌کنند.

MicroGravity- Karen Nyberg

کارن نای‌برگ از اعضای ایستگاه فضایی بین‌المللی در ریزگرانش

۵- اگر فردی که جرمش روی زمین حدود ۶۸ کیلوگرم است این امکان را داشت که روی سیاره‌ی مشتری بایستد٬ جرم‌اش به ۱۶۰ کیلوگرم افزایش می‌یافت. هرچقدر جرم یک سیاره‌ی بیشتر باشد گرانش‌اش هم بیشتر می‌شود.

۶- برای این‌که بتوانید بر جاذبه‌ی گرانش غلبه کنید باید با سرعت ۱۱ کیلومتر بر ثانیه حرکت کنید. این سرعت همان سرعت فرار زمین است.

۷- از میان چهار نیروی اساسی٬ گرانش ضعیف‌ترین نیرو است. سه‌تای دیگر عبارت‌اند: الکترومغناطیس٬‌ نیروی هسته‌ای ضعیف (مسئول واپاشی اتم) و نیروی هسته‌ای قوی که هسته‌های اتم‌ها را کنار یکدیگر نگه‌می‌دارد.

۸- آهن‌ربایی به‌اندازه‌ی یک سکه‌ی ۱۰ سنتی آن‌قدر نیروی الکترومغناطیسی دارد که بر همه‌ی نیروی گرانشی زمین غلبه کند و آن را به یخچال بچسباند.

۹- سیبی بر سر آیزاک نیوتن اصابت نکرد٬ اما سبب شد تا فکر کند که این نیرویی که باعث سقوط سیب می‌شود ممکن است حرکت ماه به دور زمین را هم تحت تأثیر خود داشته باشد.

سیب آیزاک نیوتن

۱۰- این سیب در تفکر نیوتن به‌گونه‌ای بود که وی را به سوی نگارش نخستین قانون مربع معکوس علم هدایت کرد:F = G * (mM)/r² . به عبارت دیگر اگر جسمی دو برابر دورتر شود نیروی جاذبه‌ی گرانش یک‌چهارم  برابر خواهد شد. 

۱۱- همچنین قانون مربع معکوس گرانش بیان می‌کند که از نظر فنی٬ تأثیر جاذبه‌ی گرانش تا بی‌نهایت ادامه دارد!

۱۲- لغت گرانش Gravity  از واژه‌ی لاتین gravis به معنی سنگین٬ ریشه گرفته است.

۱۳- گرانش٬ به هرچیزی بدون توجه به میزان جرم٬ با نرخ ثابتی شتاب وارد می‌کند. اگر شما دو توپ یک‌اندازه اما با جرم‌های متفاوت از بام منزل‌تان به سمت پایین رها کنید٬ آن‌ها در یک زمان به زمین برخورد می‌کنند. هرچقدر جسمی سنگین‌تر باشد اینرسی بزرگ‌تری خواهد داشت که از سرعت بیشتری که ممکن است نسبت به جرم سبک‌تر داشته باشد جلوگیری می‌کند.  

۱۴- نخستین‌بار٬ در نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین از گرانش به عنوان خمیدگی فضا-زمان یاد شد که چارچوب فیزیکی عالم را شکل می‌دهد. 

۱۵- هر چیزی که جرم داشته باشد فضا-زمان پیرامون خود را خم می‌کند. در سال ۲۰۱۱ ٬ آزمایش فضاپیما B گرانش ناسا نشان داد که زمین فضای اطراف خود را می‌کشد مانند این می‌ماند کهتیله‌ای در حال چرخش در عسل باشد؛ دقیقاً همان چیزی که اینشتین پیش‌بینی کرد. 

۱۶- اجرام سنگین همان‌طور که فضای اطراف خود را خم می‌کنند گاهی اوقات می‌توانند نوری که از کنار آن‌ها در حال عبور است را از مسیرش منحرف کنند؛ شبیه به کاری که عدسی‌های شیشه‌ای انجام می‌دهند. عدسی‌های گرانشی می‌توانند کهکشان‌ها دوردست را بزرگ‌تر کنند یا با خمیده کردن نورشان اشکال غیرعادی از آن‌ها نمایان کنند. 

۱۷-  مسئله‌ی اجسام سه‌گانه حدود ۳۰۰ سال است که فیزیک‌دانان را به‌چالش کشیده است. این مسئله به محاسبه‌ی همه‌ی الگوهایی می‌پردازد که سه جسم در حالی که فقط از گرانش تأثیر می‌گیرند بتوانند به‌دور یکدیگر بگردند. تا به امروز فقط ۱۶ الگو برای این مسئله مطرح شده است که از ۱۳تای آن‌ها در مارس امسال کشف شد. 

۱۸-  هرچند آن سه نیروی اساسی دیگر به‌زیبایی با مکانیک کوانتوم تطابق دارند٬ گرانش به طور لجوجانه‌ی با آن مطابق نمی‌شود؛ اگر معادلات کوانتوم گرانش را وارد بازی خود کنند٬ دیگر صادق نخواهند بود. این‌که چگونه بتوان این دو مفهوم کاملاً دقیق اما متناقض عالم را با یکدیگر آشتی داد یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌های فیزیک است.

۱۹- طبق گفته‌ی آمبر استور٬‌ فیزیکدان رصدخانه‌ی امواج گرانشی LIGO :  برای این‌که بهتر گرانش را درک کنیم٬  دانشمندان به‌دنبال امواج گرانشی یا لرزه‌هایی در فضا-زمان هستند که از چیزهایی مانند برخورد سیاه‌چاله‌ها و انفجار ستاره‌ها سرچشمه می‌گیرند. 

۲۰- اگرمحققان امواج گرانشی را آشکار کنند٬‌ می‌توانند با کمک آن‌ها کیهان را به‌گونه‌ای بینند که هرگز پیش از این دیده نشده است.  استور می‌گوید: « هر زمانی که ما به روش جدید به عالم نگاه کردیم٬ درک‌مان از آن کاملاً دگرگون شده است.»
برگرفته از: Discover Magazine 

برچسب :

درباره نویسنده

173مطلب نوشته است .

mziyazi@gmail.com

  • REZA

    ببخشید.یه سوال دارم.زمین با چه نیرویی حرکت می کنه؟

  • REZA

    یه سوال دارم که خیلی وقته دنبال جوابشم. ممنون میشم جواب بدید.می خوام بدونم زمین با چه نیرویی حرکت می کنه؟

  • ميس.آ

    سلام یک سوال.
    اگر روى مشترى بایستیم با توجه به اینکه هم گرانش داره و هم از جنس گازه… توى اون فرو میریم یا نه؟

  • سلام دوستان به یک سوال است
    در کدام قسمت سطح زمین قوه جاذبه صفر میشود منتظر کمک شما هستم

    • جواد

      سلام به طور دقیق اگر بخاهیم بگیم بینهایت …

  • سایت خوبی دارید خلی خوب میشه با همدیگر همکاری داشته باشیم. با آرزوی موفقیت

    آدرس وبسایت: elmbin.com

  • rz.

    ۱۳ اشتباهه

  • disciple

    به نظر می رسد بند ۱۳ اشتباه باشد؛ زیرا:
    نیروی وارد بر جسم در حال سقوط آزاد برآیند نیروی جاذبه زمین و مقاومت هوا است که نهایتاً پس از مدت کوتاهی به صفر نزدیک شده و جسم با سرعت ثابت سقوط می کند. زمان رسیدن جسم به سرعت حد بستگی به شکل آن و خواص سیال دارد. در یک فرض قابل قبول مقدار نیروی مقاومت هوا با سرعت جسم متناسب بوده و معادله زیر در حد قابل قبولی استفاده می شود. در معادله زیر m جرم جسم، v سرعت سقوط، k ثابت اصطکاک هوا و a شتاب سقوط است. همانطور که از معادله زیر بر می آید با افزایش سرعت سقوط جسم شتاب سقوط کاهش می یابد تا در سرعت حد به صفر می رسد. بعد از این سرعت دیگر جسم با سرعت ثابت سقوط می کند. بر اساس تجربه و چنانکه در جدول زیر مشاهده می کنید، اجسام متناسب با حجم و شکل هندسیشان در سرعتهای متفاوتی به سرعت حد می رسند. همانطور که از معادله زیر بر می آید اجسام با اشکال یکسان ولی سبکتر خیلی سریعتر به سرعت حد می رسند. در نتیجه جسم سنگینتر با سرعت حد نسبتاً بالاتر از جسم سبکتر حرکت کرده و زودتر سقوط می کند.

    F= mg-kv = ma
    a= g- k.v/m
    جسم سرعت حد(m/s) مسافت ۹۵%(m)***
    ———————————————————————————————————-
    گلوله ۱۶ پاوندی ۱۴۵ ۲۵۰۰
    توپ بسکتبال ۲۰ ۴۷
    توپ پینگ پنگ ۹ ۱۰

    *** مسافتی که جسم از حالت سکون باید سقوط کند تا به ۹۵ درصد سرعت حد خود برسد.

    • disciple

      متاسفانه در جدول فواصل ثبت نشد:
      اصلاح:
      گلوله ۱۶ پاوندی———– ۱۴۵ ———————۲۵۰۰
      توپ بسکتبال————— ۲۰ ————————-۴۷
      توپ پینگ پنگ————— ۹ ————————–۱۰

  • سیروان

    باسلام من یک وبلاگ باموضوع نجوم درست کرده ام من چشم براه شما هستم برای اینکه شما به وبلاگ من سر بزنید http://www.nojum-iran.blogveb.comآدرس وبلاگ من:

  • آسمان سرخ

    بی سواد/
    وزن افزایش میابد، نه جرم:
    ۵- اگر فردی که جرمش روی زمین حدود ۶۸ کیلوگرم است این امکان را داشت که روی سیاره‌ی مشتری بایستد٬ جرم‌اش به ۱۶۰ کیلوگرم افزایش می‌یافت. هرچقدر جرم یک سیاره‌ی بیشتر باشد گرانش‌اش هم بیشتر می‌شود.

    • رضا

      اولا که جرم ثابته درست دوما شتاب گرانش مشتری ۲۴٫۷ هستش که در جرم ضرب میشه و حاصلش برابر با ۱۶۷۹٫۶ که اگر بخوای در مقیاس زمین بیاریش باید تقسیم بر ۱۰ بشه و جرمی برابر با ۱۶۷٫۹۶ به ما میده پس اگر دو تا برادر دو قلوی همسان داشته باشیم یکیش رو مشتری باشه یکی رو زمین در مدت زمان ثابت جرم هردو در مقیاس زمین همین طوری میشه که در بالا گفتم درضمن اگر کسی از روی مشتری بیاد زمین زیاد دوام نمیاره چون شتاب گرانش روی قلب هم تاثیر میذاره درضمن شما اول برو یکم کتاب بخوان بعد بیا نظر بده

  • امیررضا کامکار

    مورد شماره‌ی ۵ اشتباه هست. چرم اجسام ثابت هست و وزن (نیروی وارده از طرف سیاره) هست که تغییر می‌کنه که واحدش هم نیوتن هست نه کیلوگرم. این چیزیه که در فیزیک دبیرستان به ما گفتن! 

    • در مرجع اصلی مطلب هم از weight به معنای «وزن» استفاده شده ولی مترجم به اشتباه این کلمه رو به «جرم» ترجمه کرده.

تمام حقوق این سایت برای © 2017 كانوت. محفوظ است.
Powered by Persian Wordpress