مفهوم گرانش
اساسی ترین نیرو در جهان گرانش است که در همه جا نفوذ داشته و موجب قوام جهان ماده می شود. برخلاف تصور عموم، این مسئله از ایام قدیم مورد توجه متفکران و فیلسوفان مختلف بوده است. در واقع گرانش مرموزترین پدیده ای است که به علت وجود مسائل متعدد حل نشده ای، مثل مسائل مربوط به موضوعات آشکارسازی قطعی امواج گرانشی، مادۀ تاریک، انرژی تاریک، گرانش کوانتومی، ماهیت و منشأ آن نا شناخته می باشد، تا جایی که برخی از فیزیکدانان مثل اریک ورلینده از دانشگاه آمستردام هلند و برنده ی جایزه اسسینوزا شاید به علت آنکه هنوز موفق به کشف نظریه گرانش کوانتومی نشده اند یا صرفاً منشأ هندسی برای آن قایل هستند، بدین جهت گرایش پیدا کرده اند که احتمال دارد گرانش اصلاً یک اندرکنش بنیادی طبیعت نباشد و ماهیتی هم نداشته باشد.
خوبست بدانیم که گرانش یا جاذبه مفهومی متأخر است و در نظر ارسطو و سایر فلاسفه ی قدیم، بیشتر، «عامل حرکت» که شامل علت سقوط اشیاء و گردش افلاک نیز می شود مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین ارسطو و مشاء دلیل سقوط اشیاء را میلی طبیعی یا میلی درونی که در جهت رسیدن به جایگاه طبیعی خود عمل می کند دانستند.
درواقع، آنها گرانش یا ثقل را محصور و مختص در زمین و به سمت مرکز آن می دانستند، چون بر اساس نظریات آن روزگار، زمین را مرکز عالم و حرکات آن می پنداشتند و حرکت چرخشی افلاک را، در زنجیره ای از حرکات متداخل، به منشأیی از بیرون یعنی به محرک اول که خود متحرک نیست و البته این را به نیرویی از درون (مانند عشق به معشوق) نسبت می دادند.
بعلاوه، درنظر فیلسوفان مشاء ماهیت این نیرو نه به عنوان یک نیرویی از بیرون و نه به عنوان یک خاصیتی در بیرون چنانکه در فیزیک مطرح است که به عنوان «خاصیتی در درون شیء یا جسم مجاوب (و متحرک) یا نیرویی» مطرح است، که آن را مجموعه ای از این عوامل سبب می شود و صورت می بخشد. در کل، می توان چنین گفت: از نظر فلاسفه و به خصوص مشاء سبکی و سنگینی اجسام و عناصر زمینی و سقوط و صعود آنها و علاوه براین، گردش اجرام و افلاک سماوی یا اثیری امری طبیعی و مربوط به «طبیعتِ» اشیاء زمینی یا کل جهان طبیعت می باشد.
ماهیت گرانش در نسبیت خاص به چه صورت تعریف می شود؟
اصول نسبیت خاص این است که سرعت نور در خلأ محدود و ثابت (جدا از چهارچوب) است و همچنین، قوانین فیزیک برای همه ی ناظرهای لخت (ناظرهایی با سرعت ثابت)، صرفنظر از میزان سرعت آنها، یکسان می باشد. نتیجه ی این اصول این بود که مکانِ جسم تابع زمان است و هم زمان آن تابع مکان می باشد.
ماهیت آن در نسبیت عام به چه صورت تعریف می شود؟
در سال 1915 و 1916، انیشتین طی سخنرانی ها، نظریه ی نسبیت عام را که توسعه ی نظریه نسبیت خاص با درنظرگرفتن گرانش بود و گاها نیروی آن خوانده مطرح نمود.
همچنین، نسبیت عام نسبت به فیزیک نیوتنی پیش بینی ها و نتایج دقیق تری به دست داد، از جمله:
- محاسبه مقدار دقیقتر خمیدگی نور
- عدسی های گرانشی و انتقال به سرخ گرانشی
بنابراین، نسبیت به خصوص در مقیاس های بزرگ، به طورتدریجی به جای فیزیک نیوتنی نشست.
از منظر نسبیت عام و فیزیک واقعیات متنوعی راجع به گرانش وجود دارد که برای پی بردن به ماهیت جاذبه باید آنها را به شکل یک جا درنظرداشت.
گرانش در فیزیک
مسئله ی مربوط به این نیرو را از دیدگاه فیزیک را می توان در دو بخش فیزیک جدید (ازجمله نظریه ی نسبیت عام)، فیزیک کلاسیک یا نیوتنی مورد بررسی قرار داد.
این نیوتن بود که، در شاهکار خود اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی، مفهوم «گرانش عمومی» را مطرح نمود و با تشریح قوانین حرکت اجسام و پایه گذاری علم مکانیک کلاسیک، به تبیین درست و فرمول بندی گرانش و یکپارچه سازی حرکات زمینی و سماوی دست زد.
در واقع نیوتن، گرانش و قوانینِ آن را کشف نمود و به عبارتی، پی به وجود آن برد اما چندان در مورد «ماهیت» آن توضیحی نداد. او نیز به این امر واقف بود. با این وجود، این نیرو، در نظرش، نیرویی غالبا جذبی با کیفیت نامعلوم می باشد که از سوی هر جرم بر جرم دیگر اعمال می شود در نظر گرفته شده است.
بعلاوه، میدان گرانشی، برخلاف میدانهای الکتریکی و مغناطیسی، خاصیت قابل توجهی دارد، که در ارتباط با مطالب زیر از اهمیتی اساسی برخوردار ا ست. اجسامی که حرکتشان تنها در اثر میدان گرانشی است شتابی به دست می آوردند که ابداً به جنس یا حالت فیزیکی جسم وابسته نیست. براساس قانون عمومی این نیرو، هر جرمی جرم دیگر را به سوی خود جذب می کند، با شدتی بسته به میزان جرم موجود و فاصله ی میان آنها.
حرکت سیارات و Gravity
قوانین کل حرکات سیارات را، نیوتن به شکل زیر مشخص کرد:
- بر اساس قانون گریز از مرکز، هر جسمی که برگرد مرکز حرکت می کند، کششی به وجود خواهد آمد که از مرکز قصد دور شدن دارد.
- بر اساس قانون جاذبه عمومی، تمامی اجسام یکدیگر را جذب می کنند و این کشش به دو چیز وابسته است:
1) فاصله دوجسم از هم
2) به جرمدر واقع هر چقدر جرم دو جسم بیشتر شود، نیروی کشش آنها زیادتر می باشد.(هوگان 1385 ش:34)
فواید نیروی گرانش چیست؟
این نیرو بخش اعظمی از زندگی ما انسان ها را تشکیل می دهد. برای مثال: مایعات بدون این نیرو، فشار نخواهند داشت و تزریق های وریدی امکان پذیر نخواهد بود.بعلاوه، اگر این نیرو نبود در هر هوایی که بودیم به صورت شناور می ماندیم و به مشکل برمیخوردیم .همچنین، در نظر بگیرید که نیروی جاذبه نقش مهمی را در طبیعت داراست. علاوه براین، سبب گردش زمین به دور خورشید و افتادن سیب به سمت زمین جاذبه هستند.
لذا، در نبود جاذبه قادر نبودیم مانند الان به سطح زمین بچسبیم، یک تکان ساده ما را در پهنای (مکارم شیرازی 1373 ش:13 ،222) بی انتهای افلاک سرگردان می کرد.
ارزیابی مدل گرانشی چگونه می باشد؟
مدلهای متنوعی برای تبیین تفاوتهای افراد از نظر مشارکت در فعالیت های بدنی و ورزش ایجاد شده است. مدل گرانشی از جمله این مدل ها می باشد. همچنین، مدل گرانشی، مدلی هست که به تفاوت های میان ورزشکاران و غیر ورزشکاران در بدو مشارکت در ورزش توجه می کند. مطابق با مدل گرانشی، می توان استدلال نمود که تفاوتهای از پیش موجود شخصیتی وجود دارند که مشارکت کنندگان را به ورزش های متنوع و به مشارکت در ورزش می کشاند.
مک کلوی و همکاران، طبق معادله با ایده آیزنک و در قالب مدل گرانشی نشان دادند که افراد ورزشکار نسبت به افراد غیر ورزشکار، برونگرا هستند، چونکه مشارکت در فعالیتهای ورزشی، انگیختگی قشری را افزایش می دهد. در نقطه مقابل مدل گرانشی، مدل رشدی وجود دارد. همچنین، این مدل معتقد است که تفاوتهای بین غیر ورزشکاران و ورزشکاران در طی دوره ی فعالیت ورزشی آنها شکل می گیرد.
گرانش صفر به چه معنایی هست؟
درحقیقت، گرانش صفر مکانی است که هیچ گرانشی در آن نفوذ نداشته باشد، نه اینکه برایند دو نیرو جسم را در حالت تعادل نگه داشته باشد. درواقع، مکانی با این وضعیت یعنی جایی که بی وزنی مطلق حکم فرما باشد.حتی جایی دقیقاً مابین دو جرمِ کاملاً همسان، که به علت تعادل گرانشی ظاهراً در آنجا بی وزنی کامل حکم فرما میرباشد، جایی با این نیرو صفر نیست، چون در آنجا تنها برایند گرویتی ها صفر شده است.
تک قطبی بودن گرانش
این نیرو یکطرفه است و همواره فقط در یک جهت عمل می کند. برخلاف نیروی الکترومغناطیسی که هم جذب می کند هم دفع می کند و یا بارهای الکتریکی که هم منفی و هم مثبت هستند. علاوه بر این و به همین دلیل، گرانش نیرویی یکسان در همه ی جهات می باشد، برخلاف امواج الکترومغناطیسی زمین که در قطبها به خاطر تراکم خطوط نیرو قویتر می باشد. بعلاوه، یک جرم، به صورت دوجانبه، هم «گرانش زا» است و هم گرانش پذیر»، یعنی همزمان هم جذب می شود و هم جذب می کند.
جرم گرانشی چیست؟
جرم گرانشی را معمولا بار گرانشی (مانند بار الکتریکی) نیز می گویند. با وجود تمایز مفهومی میان جرم لختی و جرم گرانشی، آزمایش ها حاکی از اینست که این دو کمیت باهمدیگر متناسب می باشند و با برگزیدن یکاهای مناسب مقدارشان همیشه با هم مساوی است.همچنین، به این برابری، اصل هم ارزی می گویند.
