۵ حقیقت شگفتانگیز درباره گرانش زمین!
ايسنا/ جاذبه يکي از نيروهاي اساسي طبيعت است، اما برخي معتقدند که اين نيرو ميتواند تنها يک توهم باشد. گرانش يا جاذبه، يک پديده طبيعي است که در آن همه اجسام داراي جرم يکديگر را جذب ميکنند. جاذبه يکي از پديدههاي مورد مطالعه در علم است. همچنين يک نيروي اساسي در جهان است، اما اين پديده چيست؟ ما در هر روز از زندگي خود اين پديده را تجربه ميکنيم و در واقع بدون گرانش بدن دستخوش تغييرات جالبي ميشود. پنج حقيقت جالب درباره گرانش يا جاذبه(gravity) شامل موارد زير است. ۱. جاذبه در واقع يک نيرو نيست گرچه اين ممکن است کمي عجيب به نظر برسد اما گرانش ممکن است به هيچ وجه نيرو نباشد. آلبرت اينشتين گرانش را به عنوان يک عامل هندسي و نه يک نيرو بررسي ميکند. در اين نظريه فضا–زمان توسط هندسه ريماني بررسي ميشود. انحناي فضازمان مستقيماً با انرژي و تکانه کل ماده و تابش موجود متناسب است. اين رابطه توسط سيستمي از معادلات ديفرانسيل با مشتقات پارهاي به نام معادلات ميدان اينشتين نمايش داده ميشوند. نظريههاي اينشتين به اين معنا است که زمان و فضا در واقع توسط اجرام عظيم مانند سيارات و خورشيد خم شده است. ۲. آهنربايي که روي يخچال ميگذاريد از گرانش زمين قويتر است يکي از موضوعات شگفت آور اين است که آن آهن رباي ريز روي يخچال قادر به مقابله با گرانش کل سياره است. گرانش جزو ضعيفترين نيروهاي اساسي در فيزيک است. همچنين همانطور که در اينجا گفته شد قدرت اين نيرو در مقابل نيروي مغناطيسي که آهنرباي روي يخچال دارد، کمتر است. ساير نيروها مانند نيروي هستهاي قوي در هسته اتمهاي آهنربا نيز از نظر قدرت نسبت به گرانش زمين بسيار برتر است. ۳. برخي از اجرام عظيم در واقع ميتوانند امواج گرانشي ايجاد کنند همانطور که قبلاً نيز اشاره شد، تئوريهاي اينشتين توضيح ميدهند که چگونه اجرام عظيم، فضا-زمان را تحريف ميکنند. طبق گفته اينشتين با حرکت اين اجرام موجهايي در لايه اي از فضا ايجاد ميشود. جايزه نوبل فيزيک در سال ۲۰۰۷ نيز به دو دانشمند به نامهاي "آلبر فر" و "پتر گرونبرگ" به دليل کشف "اثر مقاومت مغناطيسي بزرگ" اهدا شد. مقاومت مغناطيسي بزرگ يا GMR، تغيير ناگهاني در مقاومت الکتريکي است که هنگامي اتفاق ميافتد که مادهاي شامل لايههاي فلزي متناوب فرو مغناطيسي و پارامغناطيسي، در معرض يک ميدان مغناطيسي بزرگ قرار بگيرد، بخصوص اگر مغناطيدگي در لايههاي مجاور موازي باشد، مقاومت بسيار کمتر خواهد شد و اگر ناموازي باشد مقاومت بسيار بالاتر خواهد رفت. اين تغيير مقاومت به خاطر الکترونهاي اسپين بالا و پايين است که در لايههاي منفرد پراکنده شدهاند. دانشمندان توانستند برخورد دو سياه چاله که حدود ۱.۸ ميليارد سال نوري از ما فاصله دارند را مشاهده کنند. اين سياهچالهها واقعاً گسترده هستند و يکي از آنها ۳۱ برابر جرم خورشيد ما و ديگري ۲۵ برابر جرم خورشيد را داراست. ۴. گرانش روي زمين متفاوت است زمين يک کره کامل نيست و تودهها و برآمدگيهاي زيادي به شکل کوه و درههاي عميق دارد. ترکيب زمين نيز در سراسر جهان يکنواخت نيست. انواع مختلف سنگ، غلظت مواد معدني و جغرافيا همه با هم تباني ميکنند تا چگالي در قسمتهاي مختلفي ايجاد کنند. اين به طور مستقيم در جاذبههاي مختلف در سطح زمين تأثير ميگذارد. اين ميتواند با سهولت نسبي اندازه گيري شود و سازمانهايي مانند ناسا در واقع اين اثر را از فضا ترسيم کردهاند. آنها با استفاده از ماهواره "گريس" توانستند ميزان کشش نسبي جاذبه زمين را اندازه بگيرند. بازيابي گرانش و آزمايش اقليم که به اختصار گريس(GRACE) ناميده ميشود، پروژه مشترک ناسا و مرکز هوافضاي آلمان بود که دو ماهواره آن از زمان پرتاب در مارس ۲۰۰۲ تا پايان مأموريت در اکتبر ۲۰۱۷ به اندازهگيري دقيق ناهنجاري گرانشي در ميدان گرانش زمين ميپرداختند. گريس با اندازهگيري ناهنجاريهاي گرانش نشان داد که چه اجرامي پيرامون زمين پراکنده شده و تغييرات آنها در طول زمان چقدر است. دادههاي ماهوارههاي گريس ابزاري مهم در مطالعه اقيانوسها، زمينشناسي و اقليمشناسي بهشمار ميرود. دو ماهواره گريس(گريس-۱ و گريس-۲) از پايگاه فضايي پلستسک در روسيه در ۱۷ مارس ۲۰۰۲ به فضا پرتاب شدند. نقشههاي ماهانه نمايش ناهنجاري گرانشي تهيه شده توسط گريس تا ۱۰۰۰ برابر دقيقتر از نقشههاي پيشين بود و به طور قابل ملاحظهاي دقت تکنيکهاي مورد استفاده در اقيانوسنگاري، آبشناسي، يخچالشناسي، زمينشناسي و ديگر علومي که به مطالعه پديدههاي تأثيرگذار بر اقليم ميپردازند را بهبود بخشيد. اندازهگيريهاي گريس از کاهش ضخامت يخسارها تا جريان آب در آبخوانها و نمايش جريان ماگماي درون زمين به دانشمندان کمک کرد تا درک بهتري از اين فرايندهاي طبيعي داشته باشند. ۵. مکانيک کوانتومي و گرانش مخالف يکديگرند مکانيک کوانتومي به ما کمک ميکند تا دريابيم که چگونه اتمها، مولکولها و ساير ذرات بنيادي برهمکنش دارند. مکانيک کوانتومي(Quantum mechanics) شاخهاي بنيادي از فيزيک نظري است که با پديدههاي فيزيکي در مقياس ميکروسکوپي سروکار دارد. از طرف ديگر ، نظريه نسبيت عام اينشتين به توضيح نحوه عملکرد همه چيز در مقياس بزرگ کمک مي کند. اما مسئله اين است که به نظر ميرسد که اين دو تعريف در فيزيک با يکديگر رابطه خوبي ندارند. در حالي که کارهاي زيادي براي رفع اين مشکل انجام شده است، اما هنوز هم يکي از بزرگترين چالشهاي فيزيک مدرن است. احتمالاً اين امر به اين دليل است که همانطور که قبلاً نيز اشاره کرديم، گرانش به خودي خود نيرو نيست.