لماذا تختلف الجاذبية بين الكواكب ويطفو رواد الفضاء؟

لماذا تختلف الجاذبية بين الكواكب؟ ولماذا يبدو رواد الفضاء وهم يسبحون في الهواء ولا يمشون بثبات على أرض القمر مثلما نمشي نحن على الأرض؟ أو لماذا يطفو رواد الفضاء تحديدًا؟ وما أهمية الجاذبية في حياتنا كلها؟ هذه أسئلة تحتاج إلى إجابات تلائم مختلف الأعمار والثقافات.

في هذا المقال نحاول أن نشرح لك مفهوم الجاذبية، وعلاقتها بالكتلة، والفرق بين الجاذبية والوزن، وأهميتها، بطريقة سهلة وممتعة في السطور التالية.

تعريف الجاذبية وكيف تعمل؟

الجاذبية هي القوة الطبيعية التي تجذب الأجسام نحو بعضها بعضًا، فينجذب الشيء الأقل كتلة إلى مركز الشيء الأكبر كتلة، مثلما يحدث عندما تنجذب الكواكب إلى الشمس، وينجذب القمر إلى الأرض، وهو ما نطلق عليه الجاذبية الأرضية.

كيف تعمل الجاذبية؟

لا بد أن نفهم أن الجاذبية قوة خفية لا تظهر للعين، وإنما تظهر آثارها في انجذاب الأجسام إلى بعضها، وفقًا لقانون الجذب العام لنيوتن المذكور في موقع الفيزياء المسلية (Physics Classroom).

والجاذبية لا تعني أن يلتصق جسم بجسم الآخر. فعلى سبيل المثال، جاذبية الشمس للكواكب تقابلها سرعة الكواكب، وعلى هذا يحدث توازن بين الجاذبية والسرعة، فنشاهد دوران الكواكب حول الشمس.

والجاذبية الأرضية هي التي تجعلنا منجذبين إلى الأرض، وتجعل أي شيء يسقط من الهواء إلى سطح الأرض بفعل الجاذبية، وهذا يفسر: لماذا لا نطير في الهواء؟ ولأن كتلة كوكب الأرض تسمح لنا بقدر من الجاذبية الذي يمنحنا فرصة الحركة دون عناء كبير، فإن كوكب الأرض يناسب معيشة الإنسان.

أهمية الجاذبية في حياة الإنسان وتأثيرها الصحي

لا يتوقف دور الجاذبية في حياة الإنسان أو أهمية الجاذبية في حياتنا على ما نراه فقط في حياتنا اليومية، فإن الجاذبية هي ما تبقي الأرض في مدارها حول الشمس، وتسمح بوجود مسافة بين الأرض والشمس تجعل قدر أشعة الشمس الذي يصل إلى الأرض مناسبًا لحياة الإنسان.

إن نشاط الإنسان على كوكب الأرض يرتبط بالجاذبية، فهي تساعد الإنسان في الحفاظ على حياته وقوته وصحته بعامل الجذب المستمر للأشياء التي يتعامل معها الإنسان، فيضطر إلى استخدام عضلاته وعظامه.

وفي حالة عدم وجود الجاذبية، فإن هذه العضلات والعظام ستكون ضعيفة للغاية، وبالمنطق نفسه عند الحديث عن: كيف تؤثر الجاذبية في جسم الإنسان؟ فإن الوظائف الحيوية في جسم الإنسان ترتبط بالجاذبية، وفي حالة عدم وجود الجاذبية، سيحدث خلل في هذه الوظائف مع الوقت، وهو من مشكلات رواد الفضاء الذين يعيشون في ظروف انعدام الجاذبية مدة طويلة، ويحتاجون إلى إجراءات خاصة.

وأشارت دراسات برنامج البحوث البشرية في ناسا (NASA Human Research) إلى أن انعدام الجاذبية يسبب فقدان كثافة العظام وضمور العضلات بنسبة قد تصل إلى 20% إذا لم يمارسوا الرياضة.

وتوجد مئات بل آلاف المشاهد الحياتية التي لا نستطيع أن نتخيلها من دون الجاذبية، فعلى سبيل المثال: كيف يمكنك أن تصنع الطعام وتضع المكونات في وعاء الطهي بدون جاذبية؟ وكيف يمكنك أن تصنع كوب شاي دون أن يخرج المشروب من الكوب بسبب عدم وجود الجاذبية؟ وهكذا يمكنك تخيل مزيد من المشاهد الغريبة إذا لم توجد جاذبية على كوكب الأرض.

لماذا تختلف الجاذبية على الكواكب الأخرى؟ السر في الكتلة

في البداية، يجب أن نعرف أن كل الأجسام تتمتع بجاذبية، حتى البشر أنفسهم نعم، هل لكل الكواكب جاذبية؟ الإجابة نعم، فكل جسم له جاذبية يستطيع بها جذب الأجسام ذات الكتلة الأقل، لكن مسألة الجاذبية تحتاج إلى أجسام عملاقة لكي نشعر بتأثير هذه الجاذبية.

وعلى هذا نفهم أن جميع الكواكب الموجودة لها جاذبية، لكن كل كوكب يختلف في جاذبيته عن الكوكب الآخر؛ وحينئذ يكمن سبب اختلاف الجاذبية؛ نظرًا لاختلاف الأحجام بين هذه الكواكب.

والجاذبية هي العنصر الأساسي الذي كوَّن النظام الشمسي (Solar System) الذي نعيش فيه، فتدور كواكب المجموعة الشمسية حول الشمس بدقة متناهية.

تُعد الكتلة هي العنصر الأساسي الذي يؤثر في تغير الجاذبية من كوكب إلى آخر، بمعنى أن الكواكب ذات الكتلة الأكبر تتمتع بجاذبية أكبر، والكواكب ذات الجاذبية الأقل هي الكواكب صاحبة الكتلة الأقل؛ لذا يمكن أن يكون وزن جسم الإنسان على كوكب الأرض أكبر منه على القمر وأقل منه على كوكب المشترى.

لماذا الجاذبية أقل على القمر؟

لأن القمر أقل في كتلته من كوكب الأرض، فإن جاذبية القمر أقل من جاذبية كوكب الأرض؛ وعلى هذا إذا صعدت إلى القمر، فغالبًا ستجد أنك تطفو في الفضاء، وسيكون وزنك على سطح القمر سدس وزنك على كوكب الأرض، وحينئذ يتضح الفرق بين الجاذبية والوزن؛ فالكتلة ثابتة، لكن الوزن (Weight) يتغير بتغير الجاذبية، فإذا كان وزنك مثلًا 90 كلغ، فسيكون وزنك على القمر 15 كلغ.

 والعكس هو ما يحدث عند صعودك إلى كوكب المشترى، فهو أكبر في كتلته من كوكب الأرض، وعلى هذا سيكون وزنك على كوكب المشترى أكبر من وزنك على كوكب الأرض بالفارق نفسه في الكتلة بين الكوكبين.

وعلى الرغم من أن كتلة الأرض أكبر من كتلة القمر، وجاذبية الأرض للقمر تجعله يدور حول الأرض في مدار ثابت، فإن مقاومة القمر وجاذبيته يكون لها آثار على الأرض مثل ما يحدث في المد والجزر (Tides) اللذين يتسببان في ارتفاع وانخفاض موجات البحر على مدار اليوم.

ما أكبر قوى الجاذبية؟ العمالقة الكونية

للإجابة عن سؤال: ما أكبر قوة جاذبية معروفة؟ لا نستطيع أن نعرف أكبر قوة جاذبية في الكون؛ لأننا لا نعرف كل الأجسام الموجودة. لكن القانون يقول إن الجسم صاحب الكتلة الأكبر يتمتع بجاذبية أكبر.

وفي محيطنا الفضائي، تُعد الشمس هي أقوى الأجسام من ناحية الجاذبية التي تبلغ نحو 30 ضعف جاذبية الأرض؛ لأن الشمس هي أكبر الأجسام من حيث الكتلة، ولولا هذه الجاذبية، لاصطدمت الكواكب ببعضها بعضًا.

وعلى المستوى النظري فإن الثقوب السوداء (Black Holes) الموجودة في الفضاء تتمتع بأقوى جاذبية معروفة في الكون، وهو ما يقودنا إلى معرفة الثقوب السوداء التي يقول عنها العلماء إنها نتجت عن حدوث انفجارات نجمية عظيمة، وبذلك أصبحت قوة جاذبة مهولة تستطيع أن تجذب النجوم والكواكب وجميع الأشكال الفضائية الأخرى، حتى إنها تجذب الضوء بقوة رهيبة.

وهكذا يمكننا معرفة أي الكواكب أكثر جاذبية من الكواكب الأخرى، بعد أن تعرفنا على أن السبب في اختلاف الجاذبية هو اختلاف الكتلة، ولماذا تختلف الجاذبية بين الكواكب؟ فإذا كان الكوكب أكثر كتلة من الكوكب الآخر، فهو أكثر في الجاذبية، وعلى قمة الكواكب تأتي الشمس ذات الجاذبية الأكبر؛ لأنها ذات الكتلة الأكبر.

وفي نهاية مقالنا الذي حاولنا فيه شرح مسألة الجاذبية، ولماذا تختلف الجاذبية بين الكواكب؟ نرجو أن نكون قد قدمنا لك المتعة والإضافة، ويسعدنا كثيرًا أن تشاركنا رأيك في التعليقات، ومشاركة المقال على مواقع التواصل لتعم الفائدة الجميع.