چرا گرانش ما را به سمت پایین میکشاند و به بالا نمیبرد؟
گرانش به این دلیل است که چیزهایی با جرم یا انرژی به یکدیگر جذب میشوند. به همین دلیل است که سیبها به سمت زمین میافتند و سیارات به دور ستارگان میگردند.
آهنربا برخی از انواع فلزات را جذب میکند، اما میتواند آهنرباهای دیگر را نیز از خود دور کند. بنابراین چگونه شما فقط نیروی جاذبه را احساس میکنید؟
در سال 1915، آلبرت اینشتین وقتی نظریه نسبیت عام خود را منتشر کرد، به این پاسخ رسید. دلیل اینکه گرانش شما را به سمت زمین میکشاند این است که همه اجرام دارای جرم، مانند زمین ما، در واقع بافت جهان را که فضا زمان نامیده میشود، خم و منحنی میکنند. این انحنا همان چیزی است که شما به عنوان گرانش احساس میکنید.
فضا-زمان چیست؟
قبل از ورود به دنیای پیچیده گرانش، باید فضا-زمان را درک کنید.
فضا-زمان دقیقاً همان چیزی است که به نظر میرسد: سه بعد فضا-طول، عرض و ارتفاع-همراه با بعد چهارم-زمان. اینشتین، اولین فردی بود که متوجه شد قوانین فیزیک در جهانی کار میکند که فضا و زمان با هم ادغام شدهاند.
این بدان معناست که فضا و زمان به هم متصل هستند – اگر واقعاً سریع در فضا حرکت میکنید، زمان برای شما در مقایسه با کسی که به آهستگی حرکت میکند، کند میشود. به همین دلیل است که فضانوردان – که در فضا بسیار سریع حرکت میکنند – کمی کندتر از افراد روی زمین پیر میشوند.
زمین فضا-زمان را منحنی می کند به طوری که شما به جای دور شدن از آن به سمت زمین میافتید. (اعتبار تصویر: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY از طریق Getty Images)
به خاطر داشته باشید، گرانش به این معنا است که اجسام در جهان به دلیل خمیدگی فضا-زمان جذب یکدیگر میشوند. هنگامی که اینشتین با نسبیت عام آشنا شد، نشان داد که همه چیز در جهان میتواند فضا-زمان را منحنی کند-از نظر فیزیک، اینها جرم و انرژی هستند.
از آنجایی که مغز شما معمولاً به جهان در سه بعد فکر میکند، واقعا سخت است که به چهار بعد فضا-زمان به عنوان یک ایده واحد فکر کنید. بنابراین برای سهولت تجسم، سطح ترامپولین را تصور کنید. اگر چیزی روی آن وجود ندارد، صاف است. اما اگر روی ترامپولین بایستید، دور پای شما کشیده میشود و گودی با شما در مرکز ایجاد میکند. اگر توپی روی ترامپولین باشد، به سمت پای شما میچرخد.
این یک مثال دو بعدی از نحوه عملکرد فضا زمان است. جرم شما ترامپولین را کشید و چیزی ایجاد کرد که به آن چاه گرانش میگویند و توپ به داخل آن میچرخد. این بسیار شبیه این است که چگونه گرانش یک جسم سنگین – مانند زمین – چیزهایی مانند من و شما را به سمت خود میکشاند.
برای عجیب تر شدن چیزها، از آنجا که فضا و زمان به هم متصل هستند، زمان نیز توسط اجسام سنگین کشیده میشود!
هرچه وزن شما سنگینتر باشد، کنارههای ترامپولین شیبش تندتر است. به همین دلیل است که چیزهای عظیم در جهان – مانند خورشید یا سیاهچالهها – گرانش قویتری نسبت به زمین دارند.
پس چرا گرانش شما را پایین می کشد و شما را دور نمیکند؟
تصور کنید شخصی زیر ترامپولین رفت و از زیر آن را هل داد. توپ دور میشد! این یک تپه گرانشی خواهد بود، نه یک چاه گرانش. تا آنجا که دانشمندان میدانند، ماده – یا چیزها – همیشه چاههای جاذبه میسازد و نه تپههای گرانشی. دانشمندان میتوانند چیزهایی از ماده یا انرژی عجیب و غریب را تصور کنند که باعث میشود گرانش شما را به فضا ببرد، اما تا کنون هیچ کس چیزی را پیدا نکرده است که باعث شود گرانش شما را از زمین دور کند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Why does gravity pull us down and not up?
https://www.space.com/why-gravity-pulls-down