5 حقیقت شگفت انگیز درباره گرانش - مجله فوتبال

به گزارش مجله فوتبال، جاذبه یکی از نیرو های اساسی طبیعت است، اما بعضی معتقدند که این نیرو می تواند تنها یک توهم باشد. گرانش یا جاذبه، یک پدیده طبیعی است که در آن همه اجسام دارای جرم یکدیگر را جذب می نمایند.

به گزارش ، جاذبه یکی از پدیده های مورد مطالعه در علم است. همچنین یک نیروی اساسی در دنیا است، اما این پدیده چیست؟ ما در هر روز از زندگی خود این پدیده را تجربه می کنیم و در واقع بدون گرانش بدن دستخوش تغییرات جالبی می گردد. پنج حقیقت جالب درباره گرانش یا جاذبه (gravity) شامل موارد زیر است.

گرچه این ممکن است کمی عجیب به نظر برسد، اما گرانش ممکن است به هیچ وجه نیرو نباشد. آلبرت اینشتین گرانش را به عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو آنالیز می نماید. در این نظریه فضا-زمان توسط هندسه ریمانی آنالیز می گردد. انحنای فضازمان مستقیماً با انرژی و تکانه کل ماده و تابش موجود متناسب است. این رابطه توسط سیستمی از معادلات دیفرانسیل با مشتقات پاره ای به نام معادلات میدان اینشتین نمایش داده می شوند. نظریه های اینشتین به این معنا است که زمان و فضا در واقع توسط اجرام عظیم مانند سیارات و خورشید خم شده است.

یکی از موضوعات شگفت آور این است که آن آهن ربای ریز روی یخچال قادر به مقابله با گرانش کل سیاره است. گرانش جزو ضعیف ترین نیرو های اساسی در فیزیک است. همچنین همانطور که در اینجا گفته شد قدرت این نیرو در مقابل نیروی مغناطیسی که آهنربای روی یخچال دارد، کمتر است. سایر نیرو ها مانند نیروی هسته ای قوی در هسته اتم های آهن ربا نیز از نظر قدرت نسبت به گرانش زمین بسیار برتر است.

همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، تئوری های اینشتین شرح می دهند که چگونه اجرام عظیم، فضا-زمان را تحریف می نمایند. طبق گفته اینشتین با حرکت این اجرام موج هایی در لایه ای از فضا ایجاد می گردد. جایزه نوبل فیزیک در سال 2007 نیز به دو دانشمند به نام های آلبر فر و پتر گرونبرگ به دلیل کشف اثر مقاومت مغناطیسی عظیم اهدا شد.

مقاومت مغناطیسی عظیم یا GMR، تغییر ناگهانی در مقاومت الکتریکی است که هنگامی اتفاق می افتد که ماده ای شامل لایه های فلزی متناوب فرو مغناطیسی و پارامغناطیسی، در معرض یک میدان مغناطیسی عظیم قرار بگیرد، بخصوص اگر مغناطیدگی در لایه های مجاور موازی باشد، مقاومت بسیار کمتر خواهد شد و اگر ناموازی باشد مقاومت بسیار بالاتر خواهد رفت.

این تغییر مقاومت به خاطر الکترون های اسپین بالا و پایین است که در لایه های منفرد پراکنده شده اند. دانشمندان توانستند برخورد دو سیاه چاله که حدود 1.8 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند را مشاهده نمایند. این سیاهچاله ها واقعاً گسترده هستند و یکی از آن ها 31 برابر جرم خورشید ما و دیگری 25 برابر جرم خورشید را داراست.

زمین یک کره کامل نیست و توده ها و برآمدگی های زیادی به شکل کوه و دره های عمیق دارد. ترکیب زمین نیز در سراسر دنیا یکنواخت نیست. انواع مختلف سنگ، غلظت مواد معدنی و جغرافیا همه با هم تبانی می نمایند تا چگالی در قسمت های مختلفی ایجاد نمایند.

این به طور مستقیم در جاذبه های مختلف در سطح زمین تأثیر می گذارد. این می تواند با سهولت نسبی اندازه گیری گردد و سازمان هایی مانند ناسا در واقع این اثر را از فضا ترسیم نموده اند. آن ها با استفاده از ماهواره گریس توانستند میزان کشش نسبی جاذبه زمین را اندازه بگیرند. بازیابی گرانش و آزمایش اقلیم که به اختصار گریس (GRACE) نامیده می گردد، پروژه مشترک ناسا و مرکز هوافضای آلمان بود که دو ماهواره آن از زمان پرتاب در مارس 2002 تا سرانجام مأموریت در اکتبر 2017 به اندازه گیری دقیق ناهنجاری گرانشی در میدان گرانش زمین می پرداختند. گریس با اندازه گیری ناهنجاری های گرانش نشان داد که چه اجرامی پیرامون زمین پراکنده شده و تغییرات آن ها در طول زمان چقدر است.

داده های ماهواره های گریس ابزاری مهم در مطالعه اقیانوس ها، زمین شناسی و اقلیم شناسی به شمار می رود. دو ماهواره گریس (گریس-1 و گریس-2) از پایگاه فضایی پلستسک در روسیه در 17 مارس 2002 به فضا پرتاب شدند. نقشه های ماهانه نمایش ناهنجاری گرانشی تهیه شده توسط گریس تا 1000 برابر دقیق تر از نقشه های پیشین بود و به طور قابل ملاحظه ای دقت تکنیک های مورد استفاده در اقیانوس نگاری، آب شناسی، یخچال شناسی، زمین شناسی و دیگر علومی که به مطالعه پدیده های تأثیرگذار بر اقلیم می پردازند را بهبود بخشید. اندازه گیری های گریس از کاهش ضخامت یخسار ها تا جریان آب در آبخوان ها و نمایش جریان ماگمای درون زمین به دانشمندان یاری کرد تا درک بهتری از این فرایند های طبیعی داشته باشند.

مکانیک کوانتومی به ما یاری می نماید تا دریابیم که چگونه اتم ها، مولکول ها و سایر ذرات بنیادی برهمکنش دارند. مکانیک کوانتومی (Quantum mechanics) شاخه ای بنیادی از فیزیک نظری است که با پدیده های فیزیکی در مقیاس میکروسکوپی سروکار دارد. از طرف دیگر، نظریه نسبیت عام اینشتین به شرح نحوه عملکرد همه چیز در مقیاس عظیم یاری می نماید. اما مسئله این است که به نظر می رسد که این دو تعریف در فیزیک با یکدیگر رابطه خوبی ندارند. در حالی که کار های زیادی برای برطرف این مشکل اجرا شده است، اما هنوز هم یکی از عظیمترین چالش های فیزیک مدرن است. احتمالاً این امر به این دلیل است که همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم، گرانش به خودی خود نیرو نیست.

منبع: ایسنا