10 تئوری و واقعیت باورنکردنی در خصوص جاذبه که نمی دانستید - مجله سویگل

10. جاذبه یک تئوری است، نه یک قانون

این یک جاذبه را قانونی علمی بدانیم، افسانه ای بیش نیست هر چند همه جا از آن با عنوان قانون جاذبه یاد می گردد. با این وجود در جهانی علم بین تئوری و قانون تفاوت بسیار است. قانون علمی یک واقعیت است که بر اساس داده ها و ارتباطاتی شکل گرفته که به شکل دقیقی ماهیت و شیوه وقوع آن را شرح می دهند. در مقابل، تئوری ایده ای است که برای شرح اینکه چرا یک پدیده خاص رخ می دهد بیان می گردد و ممکن است واقعیت نداشته باشد.

وقتی که تعاریف واژه های تئوری و قانون را در در خصوص جاذبه استفاده می کنیم، معین می گردد که چرا این پدیده یک تئوری و نه یک قانون است. دانشمندان نتوانسته اند جاذبه تمام ستارگان، ماه، سیارات، سیارک ها یا اتم ها را معین کنند. سفینه فضایی Voyager 1 حدود 21میلیارد کیلومتر از زمین فراتر رفته است. این سفینه منظومه شمسی را پشت سر گذاشته، اما خیلی از آن فراتر نرفته است. تنها با نگاه به سفر یک دهه ای Voyager 1 معین است که دانشمندان نتوانسته انند جاذبه تمام ستارگان، ماه، سیارات، سیارک ها و اتم ها را اندازه گیری کنند. جهان ما بسیار بسیار بزرگ است.

9. در تئوری جاذبه نقاط ضعف و ابهامی وجود دارد

بعد از اینکه معین شد جاذبه تنها یک تئوری است، یک واقعیت غافلگیر کننده دیگر در راه است. بر اساس بعضی نقص ها و ابهامات در تئوری جاذبه، نمی توان مانند دوران ابتدایی این تئوری را بی نقص دانست. بعضی از ابهامات و نقص های این تئوری در منظومه شمسی و همین پایین در زمین خودمان است. برای مثال، بر اساس نظریه جاذبه، نیروی جاذبه خورشید تاثیر بسیار بیشتری نسبت به جاذبه زمین روی کره ماه دارد. به همین دلیل ماه به جای زمین باید به دور خورشید می چرخید. اما دانشمندان ثابت نموده اند که ماه به دور زمین می چرخد که با نگاه به آسمان شب براحتی می توان به آن پی برد. همه ما در مدرسه یاد گرفته ایم که آیزاک نیوتن کاشف جاذبه بوده که خود نیز گفته اشکالاتی در این تئوری وجود دارد. او اولین کسی بود که شاخه ای جدید در ریاضیات را به نام حساب دیفرانسیل و انتگرال پایه گذاری نموده و از آن برای توسعه تئوری جاذبه خود استفاده نمود.

8. امواج جاذبه ای

نظریه کلی نسبت آلبرت انیشتین که با عنوان نظریه جاذبه انیشتین نیز شناخته می گردد در سال 1915 ارائه شد. در همان اثنا، تئوری سازی هایی توسط او در زمینه پدیده ای به نام امواج جاذبه ای نیز صورت گرفت، اما تا سال 1974 این نظریه تایید نشد. امواج جاذبه ای در واقع موج و شکن هایی در دنباله فضا-زمان هستند که در اثر خشونت اتفاق افتاده در عالم هستی ایجاد می شوند. این اتفاقات می توانند هر چیزی از تصادف سیاهچاله ها تا چرخش نامنظم ستاره های نوترونی تا یک ابرنواختر متفاوت باشند. وقتی که یکی از این موارد رخ می دهد، امواج جاذبه ای مانند امواجی که پس از برخورد سنگ با سطح آب ایجاد می شوند در صحنه عالم هستی شکل می گیرند و با سرعت نور در این عالم جریان پیدا می کنند. در حالی که همیشه شاهد وقوع این حوادث فاجعه بار در جهان نیستیم مشاهده امواج جاذبه ای می تواند سال ها به طول بینجامد. به همین دلیل 60 سال طول کشید تا دانشمندان پیروز شدند نظریه امواج جاذبه ای را به اثبات برسانند.

برای بیش از 40 سال، دانشمندان در حال آنالیز اولین امواج جاذبه کشف شده بودند، تنها نمونه ای که وجود آن ها را اثبات می کرد. این امواج در اثر گردش دو ستاره متراکم و سنین به دور یکدیگر به خاطر کشش جاذبه ایشان ایجاد شده بود. با گذشت زمان مشاهده شد که این ستاره ها در حال نزدیک تر شدن به یکدیگر هستند که نسبت آن توسط نظریه انیشتین پیش بینی شده بود. بدین ترتیب وجود امواج جاذبه ای به اثبات رسید.

7. سیاهچاله ها و جاذبه

سیاهچاله ها یکی از بزرگ ترین راز های جهان هستی به شمار می روند. این سیاهچاله ها زمانی تشکیل می شوند که یک ستاره روی سر خود خراب می گردد که به تشکیل یک ابرنواختر منتهی می گردد. این ابرنواختر بخش هایی از ستاره قبلی را به درون فضا پرتاب می نماید که در مناطقی که جاذبه آنقدر زیاد است که نور نمی تواند از آن فرار کند باعث ایجاد حفره ای در فضا می گردد و بدین ترتیب یک حفره سیاه شکل می گیرد.

جاذبه باعث تشکیل سیاهچاله ها نمی گردد، اما نقش مهمی در یاری به درک آن ها برای انسان دارد. جاذبه سیاهچاله ها به دانشمندان یاری می نماید آن ها را در جهان هستی بیابند. از آنجایی که کشش جاذبه بسیار قوی است، دانشمندان این کشش جاذبه ای را روی دیگر ستاره ها و یا گاز هایی که در اطراف آن ها قرار دارند مشاهده می کنند. سیاهچاله حتی می تواند این گاز ها را طوری به طرف خود بکشد که حلقه ای نورانی دور آن تشکیل گردد. بدون جاذبه بسیار قوی سیاهچاله ها انسان نمی توانست به وجود آن ها پی ببرد.

6. نظریه ماده تاریک و انرژی تاریک

حدود 68درصد از جهان هستی از انرژی تاریک تشکیل شده است و حدود 27درصد نیز از ماده تاریک. با وجود این همه ماده و انرژی تاریک در جهان هستی، انسان چیز زیادی در خصوص این دو نمی داند. با این وجود می دانیم که انرژی تاریک ویژگی های فراوانی دارد. تئوری جاذبه انیشتین نقش مهمی در یاری به دانشمندان برای درک این موضوع داشته که انرژی تاریک توانایی بزرگ شدن و ایجاد فضای بیشتر را دارد.

با استفاده از نظریه انیشتین، دانشمندان ابتدا بر این باور بودند که جاذبه در نهایت توسعه جهان را با گذشت زمان کندتر خواهد نمود. سپس در سال 1998، تلسکوپ فضایی هابل نشان داد که جهان همیشه با سرعت بیشتری در حال توسعه است. بدین ترتیب دانشمندان دریافتند که تئوری جاذبه نمی تواند اتفاقی که برای جهان هستی می گذرد را شرح دهد. آن ها به این نتیجه رسیدند که شاید ماده و انرژی تاریک مسئول بزرگ تر شدن جهان با سرعتی فزاینده و با گذشت زمان هستند.

5. گراویتون

همه ما یاد گرفته ایم که جاذبه یک نیرو است، اما شاید جاذبه چیزی فراتر از یک نیرو باشد. شاید جاذبه یک ذره به نام گراویتون باشد. گراویتون ها واحد بنیادی جاذبه بوده و نیروی جاذبه یا همان گرانش را از خود منتشر می کنند. فیزیکدانان تاکنون هیچ گراویتونی را شناسایی ننموده اند، اما تئوری های زیادی در خصوص علت وجود آن ها ارائه شده است. یکی از این تئوری ها این است که جاذبه تنها نیرویی در میان 4 نیروی بنیادین موجود در طبیعت است که واحد بنیادین آن کشف نشده است. حتی اگر گراویتون ها وجود داشته باشند شناسایی آن ها نیز سخت خواهد بود.

فیزیکدانان بر این باورند که امواج گرانشی یا جاذبه ای از گراویتون تشکیل شده اند. با استفاده از آینه می توان وجود گراویتون ها را شبیه سازی کرد، اما این روش برای شناسایی فواصل کوچکی که در اثر گراویتون ها تغییر می یابند کافی نیست. فیزیکدانان به آینه هایی احتیاج دارند که آنقدر سنگین باشند که منفجر شده و تشکیل سیاهچاله بدهند.

4. خلق کرم چاله ها

کرم چاله ها رازی بزرگ در عالم هستی هستند. وارد شدن به یک تونل فضایی و رفتن به یک کهکشان دیگر با سرعت نور بسیار جذاب می بود. از این رو اگر کرم چاله ها در جهان هستی وجود داشته باشند چنین کاری شاید ممکن باشد. در حال حاضر هنوز هیچ مدرکی دال بر وجود آن ها یافت نشده است، اما فیزیکدانان بر این باورند که یکی از راه های خلق کرم چاله ها به یاری جاذبه است. با استفاده از قانون نسبیت انیشتین، یک فیزیکدان به لودویگ فلم نحوه ایجاد تغییر در فضا-زمان توسط جاذبه را تشریح کرد که از لحاظ تئوری به شکل گیری کرم چاله ها منجر می گردد.

3. سیاره ها نیز نیروی جاذبه خود را به خورشید اعمال می کنند

همه ما می دانیم خورشید چنان نیروی گرانشی به همه سیارات منظومه شمسی وارد می نماید که دور آن می چرخند. به همین شکل زمین نیز با اعمال قدرت جاذبه خود به ماه باعث می گردد که ماه به دور زمین بچرخد. با این وجود هر سیاره یا شیئی دارای جرم در منظومه شمسی نیروی جاذبه ای دارد که بر خورشید، دیگر سیاره ها و هر شیء دارای جرم دیگری تاثیر می گذارد. میزان این نیرو به جرم آن شیء و فاصله بین آن دو بستگی دارد. به همین دلیل است که در منظومه شمسی ما همه چیز به دور خورشید می چرخد، زیرا خورشید بیشترین قدرت گرانشی را دارد.

2. میکروگرانش

همه ما شنیده ایم یا دیده ایم که فضانوردان به دلیل نبود جاذبه در فضا شناور هستند. اگر چه این موضوع همه جا و در فیلم ها دیده می گردد، اما در فضا نیز جاذبه وجود دارد، اما به دلیل کم بودنش به آن میکروجاذبه یا میکروگرانش می گویند. این میکروگرانش باعث می گردد که فضانوردان در فضا بی وزن به نظر برسند. بدون جاذبه در فضا، سیاره ها به دور خورشید نچرخیده و ماه نیز به دور زمین نمی چرخید. با بیشتر شدن فاصله، جاذبه نیز ضعیف تر و کوچکتر می گردد. به دلیل این که در فضا همه چیز فاصله بسیار زیادی نسبت به فاصله اشیاء در زمین دارند گرانش کمتر است. همچنین سایز و اندازه نیز در گرانش تاثیرگذار است به همین خاطر اتم ها جاذبه بسیار کمتری دارند.

1. سفر در زمان

سفر در زمان رازز است که قرن هاست ذهن انسان را به خود مشغول نموده است. تئوری های فراوانی، از جمله تئوری جاذبه می توانند امکان سفر در زمان را تشریح کنند. جاذبه باعث خم شدن فضا-زمان شده که خود باعث می گردد اجسام در مسیری ناراست و مدور حرکت کنند. به همین دلیل در فضا اشیاء با سرعت بیشتری نسبت به آنچه که در زمین می بینیم حرکت می کنند. ساعت های موجود در ماهواره های فضایی روزی 38 میکروثانیه بیشتر محاسبه می کنند. از آنجا که جاذبه موجود در فضا باعث می گردد که اشیاء با سرعت بیشتری نسبت به زمین حرکت کنند، می توان فضانوردان را مسافران زمان دانست. تاثیر این موضوع بر فضانوردان چنان اندک است که قابل مشاهده نیست، اما این موضوع باعث شکل گیری این سوال شده است که آیا روزگاری سفر در زمان، آنطور که در فیلم ها می بینیم، به یاری جاذبه ممکن خواهد شد؟

منبع: listverse