اسرار نیروی گرانش!

گرانش چیست؟ چگونه به وجود میاید؟ و چگونه در گذر زمان تاثیر میگذارد؟مفهوم گرانشهمانطوری که امروزه همگی میدانیم گرانش را نیوتون کشف کرد خوب اولین سوال این است؛ چرا قبل از نیوتون متوجه چنین نیرویی نبودیم؟ حقیقت این است این سوال که چرا جسمی به روی زمین میافتد در ذهن بسیاری از انسان ها بوده اما نیوتون کسی بود که برای سوال پاسخ داشت! گرانش عامل اصلی سقوط است و طبق قوانین نیوتونی ما فقط زمانی میتوانیم از سقوط کردن جلو گیری کنیم که همواره نیرویی بر خلاف جهت نیروی گرانش بر ما وارد شود! شتاب نیروی گرانشی روی زمین حدود ۹.۸ متر بر ثانیه میباشد و این یعنی اگر جسمی بدون در نظر گرفتن اصطکاک هوا و نیرو های دیگر سقوط کند با این سرعت به سمت زمین میاید!یک چترباز برای این با سرعت کمتری به سمت زمین میاید چون که اصطکاک هوا باعث میشود نیرویی برخلاف جهت گرانش ایجاد شود؛ پس در نتیجه آرام تر فرود میایند! گرانش چگونه ایجاد میشود؟ تصور کنید یک پارچه ی بزرگ را کشسان را از همه طرف با چهار چوبی محکم کرده اید! حال این را تصور کنید که یک وزنه ی سنگین را وسط این پارچه انداخته اید! چه اتفاقی رخ میدهد؟ درست در همان نقطه از پارچه فرو رفتگی ایجاد میشود و وزنه فرو میرود! این تصور را اولین بار آلبرت انیشتین مطرح کرد و نام این نظریه نسبیت عام بود! طبق این نظریه هرچه جرم- حجمی(چگالی) جسمی بیشتر باشد نیروی گرانشی سطحی آن نیز بیشتر میشود! این درست است که مشخصه ی اول در این نظریه جرم است اما حجم یک جسم هم در شتاب گرانشی ای که ایجاد میکند تاثیر میگذارد! هم اکنون ما در منظومه شمسی در اطراف خورشید چرخش میکنیم و این چرخش ما و سیارات دیگر به دلیل فرو رفتگی ایست که جرم کلی منظومه در پوسته ی فضا-زمان ایجاد کرده! پوسته فضا-زمان در حقیقت حکم همان پارچه کشسان را دارد! و دقیقا رفتار مشابهی دارد! چرا سیارات به سمت خورشید نمیروند؟ این سوالیست که در ذهن اکثریت جامعه مطرح میشود که چرا اگر خورشید گرانش بیشتری نسبت به سیارات دارد به سمت آن کشیده نشده و در آتش آن نمیسوزد؟ دلیل این است که تصور ما از پارچه در شرایطی است که نیروی گرانشی زمین وجود دارد و همواره روی گوی هایی که قرار است به دور جسم سنگین تر گردش کنند تاثییر دارد اما در فضا اینگونه نیست!در فضا، خلا گرانشی حکم فرماست تمام اجرام کیهانی تنها در شعاع خاصی در اطراف خودشان توان گرانشی بالایی نسبت به جرمی که در نزدیکی آنهاست دارند و همواره مقدار جرمی که دارند در تغییرات گرانشی تاثیر گذار است.اگر اینگونه فرض کنیم که فضا زمان خمیده شده و به سمت خورشید و یا زمین انحنا دارد پس در این نتیجه یک جرم سنگین همانند زمین خودش نیز در یک فرورفتگی است و این فرو رفتگی خودش توان این را دارد که در این شیب گرانشی که در پوسته فضا زمان است سرازیر نشود.در شکل زیر بهتر متوجه خواهید شد!اگر کره ی بزرگ تر زمین و کره ی کوچک تر ماه باشد و ماه هیچ فرورفتگی ای در پوسته نداشته باشد قطعا به سمت زمین حرکت میکند اما از آنجایی که خود ماه هم جرم دارد و این خمیدگی را ایجاد میکند خود این خمیدگی همانند یک جایگاه مشخص برای ماه عمل میکند و آن را ثابت درجای خود نگه میدارد!نسبی بودن زمان با کمک گرانش!زمان نسبی است! این جمله قطعا به گوش هر کسی چندین بار خورده، اما چگونه؟نسبی بودن زمان به کمک گرانش و سرعت ثابت میشود این دو در کنار هم نسبیت عام و نسبیت خاص انیشتین را میسازند!گرانش قوی ترین نیروی شناخته شده جهان است (البته بدون در نظر گرفتن نیروی عشق :) ) این نیرو به حدی قوی است که میتواند به سادگی در حرکت نور اختلال ایجاد کند! درست است که گرانش بر روی زمین از شتاب کمی برخوردار است اما با همین شتاب کم هم گرانش توان این را دارد تا در زمان هم تاثیر گذار باشد! به شکل کلی ما هرچه به یک میدان گرانشی نزدیک تر باشیم بیشتر تحت تاثیر تغییراتیم به شکل کلی بهتر است بگوییم هرچه به یک جرم سنگین تر که خمیدگی بیشتری در پوسته فضا-زمان ایجاد کرده نزدیک شویم بیشتر تحت تاثییر این مساله هستیم! در دهه های 1940 تا 1950 آزمایش ساعت و برج به اوج جذابیت خود در بین دانشجویان هاروارد رسیده بود به طوری که به طور متوسط از هر 2 نفر یکی از آنها به شکل تیمی این آزمایش را انجام داده بود!این آزمایش قرار بود که نظریه ی نسبیت عام را ثابت کند و به شکلی انجام شد که دو ساعت را یکی در طبقه ی پایینی برج و یکی را در بالاترین طبقه ی برج قرار میدادند و بعد از گذشت بازه های زمانی مختلف تغییرات آنهارا بررسی میکردند! جالب است که بدانید بعد از گذشت چند ماه ساعت ها به اختلافات چندین ثانیه ای تغییر میکردند و درست همانطوری که نسبیت عام پیش بینی میکرد ساعتی که بیشتر نزدیک به میدان گرانشی بود(ساعتی که پایین برج بود) کند تر عمل میکرد و همواره چندین ثانیه از ساعت بالای برج عقب تر بود!مشکل این آزمایشات این بود که همیشه این دلیل محتمل بود که یکی از ساعت ها نقص داشته باشد، برای همین باز هم این مساله به شکل تئوری باقی ماند تا این که اخیرا مجدد این آزمایش با ساعت های اتمی بسیار دقیق انجام شد و این آزمایش به نام "نسبیت بر روی میز تحریر" نام گرفت!در این آزمایش دو ساعت اتمی بسیار دقیق را تنها 0.1 میلی متر و نه به طول یک برج از هم دور کردند و اختلافات را بررسی کردند و متوجه شدند که نسبیت عام درست تر از هرچیزی است که تصور میشود! درست است که در آن فاصله ی کم اختلاف زمانی ناچیز است اما باز هم این اختلافات زمانی ثابت میکنند که زمان تحت تاثیر نیروی گرانشی متفاوت در گذر است!به بیان ساده تر میتوان این چنین گفت که اگر شما با دوست هم سن خودتان امروز از هم جدا شوید و او در کوه های آلپ و شما در سواحل مدیترانه زندگی خود را ادامه دهید دوست شما زود تر از خود شما پیر میشود، چون که زمان برای او سریع تر در حال گذر استپیج اینستاگرام: Keyhanfact