تبقى الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوة ماذا ؟

تبقى الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوة

الجاذبية

هي القوة التي تبقي الكواكب في مداراتها .

الكثير يتساءل كيف يحافظ كل كوكب أو نجم في الفضاء على مكانه والمدار الذي يدور به منذ بداية الخلق ومع التطورات العلمية واكتشافات العلماء ظهر مفهوم الجاذبية وقيل أنها هي القوة التي تحافظ على استقرار نظام الكون واستقرار المجموعة الشمسية في مكانها ودوران الكواكب في نفس المدارات دون حدوث تصادم بين الأجسام التي توجد في الفضاء.[1]

ما هي قوة الجاذبية

الجاذبية هي



القوة التي تتحكم في حركة الكواكب والمجموعة الشمسية بالكامل والمجرات والكون بشكل عام


، وعلى كوكب الأرض يوجد وزن لكل شيء يتناسب الوزن مع قوة الجاذبية أي يحدث جذب لكتلة الجسم إلى كتلة الأرض، وتقاس الجاذبية بسرعة سقوط الأشياء على الأرض حيث يقدر مقياس سقوط الأجسام على كوكب الأرض بمقدار 9.8 متر لكل ثانية أما بالنسبة لسرعة الجانبية يسقط الجسم بسرعة 1.60 متر لكل ثانية.

وانتشر مفهوم الجاذبية عندما اكتشفها نيوتن وظلت نظريته الخاصة بقوة جذب الأشياء من بداية نشر كتابه عام 1687 “Principia”، في بداية القرن العشرين أجرى أينشتاين دراسة في الجاذبية أكثر دقة حيث أوضحت الاختلاف الكمي الدقيق، وأصبحت نظرية أينشتاين هي القانون الرئيسي للجاذبية وشملت مفاهيم أدق، أما نظرية نيوتن الكلاسيكة استثنائية لبعض الحالات القليلة، ولقد أدى اطلاق المواكيك الفضائية إلى إضافة المزيد من المعرفة عن قوة الجذب وقانون الجاذبية، وتم العمل على اكتشاف الجاذبية الكونية التي توجد بين الكواكب والأجسام الفضائية التي تدور في أماكن ثابتة في الفراغ دون سقوط أو تغير في الحركة وتم إجراء الكثير من التجارب على الجاذبية.

نظرية الجاذبية وتطوراتها

الفلاسفة اليونانيون القدماء لم يصدقون أن الكواكب و

المجموعة الشمسية

يمكن أن تحكمها الجاذبية أو تتأثر بها، وذلك لأنها ثابتة في الفضاء ولا تتعرض للهبوط كما يحدث بقوة الجاذبية على كوكب الأرض التي تؤدي لسقوط الأشياء إلى الأرض بأي شكل من الأشكال، فقال ارسطو أن جميع الأجسام التي توجد في الفراغ تتبع حركة ثابتة بفعل الطبيعة ولا يتدخل في هذا الأمر أي عوامل ولا تتأثر تلك الأجسام بأي سبب، وأن الأجسام على الأرض لديها انجذاب طبيعي يحركها إلى مركز الأرض، وأن الأجسام التي تتحرك في مدار ثابت بقوة دفع ثابتة تحتاج إلى قوة دائمة تعمل عليها وتلك القوة يتم تطبيقها من خلال الإتصال، وشاعت هذه النظريات التي توصل إليها أرسطو واستمرت في الأذهان إلى نهاية القرن السادس عشر وأوائل القرن السابع عشر، وأثرت تلك النظريات البدائية على تأخير معرفة النظريات الحقيقية للحركة والجاذبية الكونية وتطورت الأفكار حول قانون الجاذبية، حتى توصل العلماء بعد إسهامات علمية كثيرة في دراسة حركة الكواكب والأجسام الفضائية.

نتج عن تلك الاسهامات والحقائق التي توصل إليها العلماء تطور قانون الجاذبية لدى نيوتن، اكتشف نيوتن حقيقة العلاقة بين حركة القمر وسقوط الأجسام على الأرض وشرح قوانين كلبر وانشاء العلم الكمي للجاذبية، وافترض نيوتن أن هناك قوة جذب تنشأ بين الأجسام الضخمة ولا تطلب تلك القوة إتصال جسدي أو تلامس فهي تنشأ عن بعد، ومن دراسة قانون القصور الذاتي “الأجسام التي لا تتأثر بالقوة تتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم”، استنتج نيوتن انا قوة الجذب التي تحدث على سطح القمر تساعد على الحفاظ على حركة القمر بشكل دائري حول كوكب الأرض ولا ينحرف عن مساره ويسير في خط مستقيم.

ومن هنا أدرك نيوتن أن تلك القوة التي تعل القمر يدور حول كوكب الأرض هي نفس القوة التي توجد على الأرض وتتسبب في سقوط الأجسام إلى الأسفل، ومع التطورات اكتشف نيوتن أن سرعة سقوط الأجسام على القمر أصغر بكثير عن سرعة سقوط الأشياء على الأرض بنسبة 1/3600، ربط نيوتن رقم 3600 بقياس مربع نصف قطر الأرض ويرمز إلى حركة المدار لنصف قطر الأرض فقط R والزمن هوT،والسرعة الثابتة A يساوي حاصل ضرب 4π 2 ونسبة نصف القطر إلى مربع الوقت.

يقدر نصف قطر مدار القمر حوالي 384000 كم = 23900 ميل ويعادل حوالي 60 نصف قطر الكرة الأرضية ومدة دوران القمر حول الأرض 27.3 يومًا ولكن الفترة الكلية أو الفترة التي تحتسب من حيث المراحل القمرية تقدر بحوالي 29.5 يومًا، وهنا اكتشف نيوتن أن التسارع الداخلي للقمر في مداره هو 0.0027 متر في الثانية ويعادل (1/60) من سرعة سقوط الأشياء على سطح الأرض، واستنتج نيوتن نظرية حديثة وهي أن جاذبية الأجسام التي تبقى على مسافة كبيرة بشكل كافي تعادل جاذبية الكتلة الكاملة في مركز الكتلة وبذلك يمكن أن تنشأ قوة تربط بين تسارع القمر وتسارع الجسم الذي يسقط على كوكب الأرض بنسبة مشتركة، وتقل قوة الجذب كلما ابتعد الجسم عن مركز الأرض فهناك علاقة عكسية بينهما وإذا ذادت المسافة بين الأجسام تقل القوة الموجدة بينهم إلى الربع، وهذا ما تم استنتاجة من نظرية نيوتن التي تثبت أن كل جسم من المادة الأقل يجذب إليه كل جسم آخر، واختبر نيوتن داسة جاليليو بأن الأجسام تتسارع تحت جاذبية إلى الأرض بنفس السرعة والاختلاف في الزمن هو وزن الكتلة.

التفاعل بين الأجسام السماوية

عندما يحدث تفاعل في جسمين من

الاجرام السماوية

متساويين في الكتلة الجاذبية يدور كل منهم في مدارات حول نقطة معينة وهي مركز كتلة الجسمين وتوجد تلك النقطة بيم الأجسام التي توجد على الذي يربط بينهما في مكان على مسافة تؤدي إلى تساوي حاصل ضرب المسافة من نقطة مركز الكتلة * كتلة الجسم نفسه، وهكذا يدور القمر حول الأرض على بعد ثابت حول نقطة مركز الكتلتين المشترك بينهما.

وينتج عن حركة الأرض أمرين واضحين وهما: أن إتجاه الشمس يتغير كل شهر بمقدار 12 ثانية قوسية بجانب حركة الشمس للسنوية، والنتيجة الثانية هي تغير سرعة الخط البصري من الأرض إلى المركبات الفضائية حيث يتم تغيرحركتها كل شهر بمقدار 2.04 مترًا في الثانية وذلك ما توصل إليه من وكالات الفضاء وإشارات تتبع الراديو، ومن تلك النتائج تم استنتاج كتلة القمر والتي تساوي 1 : 18 من كتلة كوكب الأرض.

التسارع حول الأرض والقمر وباقي كواكب المجموعة الشمسية

يتوقف تحديد قوة الجذب للجاذبية من خلال توزيع المادة سواء في كوكب الأرض أو الكواكب الأخرى والأجسام السماوية، والذي يحدد توزيع المادة في كوكب الأرض هو شكل لسطح من تضاريس ومسطحات مائية وغيرها من الإمكانات الثابتة لذلك تعد قوة الجاذبية مهمة لكل منهما.

ومن أفضل قياسات الإمكانات من مدارات الأقمار الصناعية الجيوديسيا “وهي دراسة شكل الأرض” والجيوفيزياء “وهي دراسة البنية الداخلية للأرض”، وتعتبر قياسات الجاذبية السطحية هي أفضل الدراسات للجيوفيزياء الداخلية لكوكب الأرض والتي تدرس بنية التضاريس من جبال وسهول وهضاب وصخور ومحيطات وبحار وأنهار وتساعد أيضًا في البحث عن المعادن والموارد الطبيعية تحت الأرض.[2]