الجاذبية من الظواهر الكونية التى حيرت العلماء حتى أن بعضهم وصفها بالخيال العلمي وقد تناولتها أقلام الباحثين من هعد غاليلي وكوبر نيكسون مرورا بإسحاق نيوتن وإنشتاين إلى يومنا هذا ولتسليط الضوء على هذه الظاهرة الغامضة سوف نتناول بعض المقالات التى كتبها باحثين وكتابا حول مفهوم وتفسير ظاهرة الجاذبية من زواياها العلمية وتأثيرها على الكون وهل هي حقيقة أم خيال ؟

الجاذبية قوة والقوى لا تتكون من اي شيء . أما سببها فالجاذبية تنتج بسبب وجود كتل ضخمه تؤدي هذه الكتل لتشويه الفضاء أو المكان-زمان المحيط بها حيث تنتج قوة الجاذبية عن ذلك. ويمكن أيضا القول بأن هذه الكتل تسبب مجال يتفاعل مع الكتل أو مجال الكتل الاخري مما يسبب أو يؤدي لقوة الجذب فيما بينها

عندما تطرح مسألة الجاذبية، فإن الشخص العادي يعتقد أن قوة الجذب هي التي تجعل الأجسام تسقط على الأرض بشكل مستقيم، في حين أن علماء الفيزياء يؤكدون أنه لا أحد إلى الآن يعلم حقيقة الجاذبية.

مفهوم ما زال مجهولا
في مقاله الذي نشرته صحيفة واشنطن بوست الأميركية، يقول الكاتب ريتشارد بانيك (وهو كاتب في مجال العلوم ومؤلف كتاب "المشكلة مع الجاذبية.. فكّ اللغز الكامن تحت أقدامنا"- إن مفهوم الجاذبية ما زال مجهولا إلى اليوم.

وأفاد الكاتب بأن كل ما خلص إليه العلم من نظريات حول الجاذبية ليست حقائق، بل هي مجرد أوهام، وأن سوء الفهم هذا يجعل الكون أكثر قابلية للاكتشاف كما أنه يجعله أقل غموضًا.

في الواقع، إن "الجاذبية هي قوة الجذب التي تجعل الأجسام تسقط إلى الأسفل بشكل مستقيم"، وهي إحدى القوى الأساسية الأربع، لكنها لا تملك خصائص "القوة" مقارنة بالقوى الأخرى؛ حيث إن القوة النووية (التي تحافظ على النواة الذرية سليمة) أقوى بنحو مئة مرة من القوة الكهرومغناطيسية (التي تخلق الطيف الضوئي)، والتي بدورها أقوى عشرة آلاف مرة من القوة النووية الضعيفة (التي تسهل التفاعلات دون الذرية المسؤولة عن اضمحلال النشاط الإشعاعي).

وأوضح الكاتب أنه يمكن القيام بتجربة في المنزل للتأكد من هذه الفرضية، وذلك بوضع مشبك ورق على سطح الطاولة.

وستلاحظ أنه لم يتحرك من مكانه وظل راسخا في موقعه إثر تفاعله مع جاذبية الكوكب بأسره. بعد ذلك، خذ مغناطيس الثلاجة وضع عصا فوق مشبك الورق، وستتغلب بهذه الحركة على "قوة" جاذبية الأرض بأكملها.

أما بالنسبة للفيزيائيين، فتعد الجاذبية القوة الوحيدة التي لا تملك "حلا كميّا" (quantum solution)، (وهي النظرية التي تشرح القوة من حيث الجسيمات دون الذرية). وفي هذه الحالة، يجب أن نستبعد مفهوم "القوة" من الفرضية.

الأمر نسبي
وجادل الكاتب حول الافتراض القائل إن الجاذبية هي قوة "الجذب" التي تجعل الأجسام تسقط إلى الأسفل بشكل مستقيم"، حيث لا يمارس جسمان يملكان كتلة محددة بعضا من التجاذبات الغامضة على بعضهما البعض، لذلك حاول نيوتن تجنب استخدام كلمة "جاذبية"، إذ كان يسعى إلى استخدام الرياضيات لوصف الحركات الموجودة على الأرض وبين الكواكب. 

وشكك الكاتب في مفهوم سقوط الأشياء "بشكل مباشر"، وذلك اعتمادًا على ما تعنيه هذه الكلمة، حيث يبدو مسار سقوطها مستقيما نظرا لوقوف الشخص على الأرض بشكل مستقيم.

ووفقا لغاليليو، في حال سقطت صخرة من سارية سفينة تبحر في نهر، فسيظهر مسارها كزاوية بالنسبة لشخص يراقب العملية من الشاطئ.

 

وبالنسبة لشخص يراقب خارج الأرض سقوط صخرة على كوكب الأرض، فسوف يبدو له أن مسار سقوطها في شكل زاوية. ونظرا لدوران الأرض حول الشمس، ستؤدي هذه الزاوية إلى ظهور منحنى. وباعتبار أن الشمس تدور حول مركز المجرة، فإن هذا المنحنى سيكون طويلا للغاية.

وبالمجمل تتحرك المجرة نحو مجرات أخرى، ويمتد الكون ويتسع نطاق التمدد. لذلك، يعتمد طول فترة ظهور مسار الصخور وشكله بشكل كلي على المكان الموجود فيه.

لحين الوصول إلى حل كمّي
أما بالنسبة للفرضية التي تفيد بأن "الجاذبية هي التي تجعل الأجسام تسقط"، فإنه يمكن الاستناد إلى نظرية النسبية الغاليلية لمناقشته، حيث تطرح فرضية سقوط الأرض نحو الصخرة عوضا عن سقوط الصخرة نحو الأرض.

وفي نهاية المطاف، يشير تعريف الجاذبية إلى أنه يمكن قياس آثارها والتنبؤ بها حسابيًّا. وقد نتوقع ما يحدث عندما يصطدم ثقبان أسودان على سبيل المثال. ورغم أننا لا نعلم كيفية حدوث هذه العملية، فإننا نعلم آثارها، ويمكننا أن ننسب أسبابها إلى "الجاذبية"، لكننا بالتأكيد لا نعلم السبب الكامن وراءها. 

وخلص الكاتب إلى أن العلماء مضطرون للبحث عن حل كمّي للجاذبية لإدراكهم عدم قدرتهم على فهم كنه الجاذبية الحقيقي، وذلك لكي نستطيع فهم الكون بشكل المستوى الأساسي.

وإلى حين ذلك الوقت (الوصول إلى حل كمّي للجاذبية)، ينبغي أن نستبعد فرضية أن الجاذبية هي قوة الجذب التي تجعل الأجسام تسقط بشكل مستقيم.

الجاذبية هي إحدى القوى الأساسية الأربعة في الكون، إلى جانب الكهرومغناطيسية والقوى النووية الضعيفة والقوية. وعلى الرغم من كونها مهمة بشكل كاف لمنع أقدامنا من الطيران بعيدا عن الأرض، تظل الجاذبية إلى حد كبير لغزا للعلماء.

حاول العلماء قديما تقديم تفسيراتهم لسقوط الأشياء على الأرض، فقد فسرها الفيلسوف اليوناني أرسطو، بأن للأجسام ميلا طبيعيا للتحرك نحو مركز الكون الذي كان يعتقد وقتئذ أنه وسط الأرض.

فيما بعد أدرك العالم نيكولا كوبرنيكوس أن مدارات الكواكب في السماء تكون منطقية أكثر إذا كانت الشمس هي مركز النظام الشمسي، وبالتالي تم استبعاد كون الأرض مركزا للكون. ومن ثم قام إسحق نيوتن، عالم الرياضيات والفيزيائي، بتوسيع نطاق رؤى كوبرنيكوس واستنتج أنه عندما تسحب الشمس الكواكب، تمارس جميع الأجسام قوة جذب على بعضها بعضا.

وفي أطروحته الشهيرة عام 1687، وصف نيوتن ما يعرف الآن بقانون الجاذبية الكونية، بأنه ينص على أن قوتَيْ التجاذب بين جسمين ماديين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما، وعكسيا مع مربع المسافة بين مركزيهما.

وعادة يتم كتابته كالتالي (F=G×(M1M2)/r2). حيث F هي قوة الجاذبية، وm1 وm2 هما كتلتا الجسمين وr هي المسافة بينهما. وG هي ثابت الجاذبية، ثابت أساسي يجب اكتشاف قيمته من خلال التجربة.

هل الجاذبية قوية للدرجة التي نعتقدها؟

تعد الجاذبية أضعف القوى الأساسية الأربعة، بدليل أن قضيب مغناطيسي واحد قادر على رفع مشبك ورق معدني لأعلى كهرومغناطيسيا، متغلبا على قوة الجاذبية الأرضية بأكملها، حسب علماء الفيزياء فإن الجاذبية أضعف من الكهرومغناطيسية بنسبة 10 ^ 40 (وهذا هو الرقم 1 متبوعا بـ 40 صفرا) .

لكن لماذا، من بين القوى الأساسية الجاذبية هي الأضعف؟ يعد تفسير ذلك تحديا عميقا لعلماء الفيزياء، وعلامة فارقة أساسية على طريق نظرية موحدة لجميع القوى، حيث إن توحيد القوى الأساسية الأربعة في نظرية واحدة حلم علمي طويل الأمد.

وبحسب تقرير لموقع "لايف ساينس" (Live Science) يرى العلماء أنه في حين أن تأثيرات الجاذبية يمكن رؤيتها بوضوح على مقياس أشياء مثل الكواكب والنجوم والمجرات، فإن قوة الجاذبية على الأشياء اليومية يصعب للغاية قياسها.

ووفقا لما جاء في دورية "بي إن إيه إس" (PNAS) العلمية، فإنه في عام 1798، أجرى الفيزيائي البريطاني هنري كافنديش (Henry Cavendish) واحدة من أولى التجارب عالية الدقة في العالم لمحاولة التحديد الدقيق لقيمة G، ثابت الجاذبية.

بنى كافنديش ما يعرف بميزان الالتواء، حيث قام بربط كرتين صغيرتين من الرصاص بنهايات عارضة معلقة أفقيا بسلك رفيع. وبالقرب من كل من الكرات الصغيرة، وضع ثقلا كرويا كبيرا من الرصاص. كانت كرات الرصاص الصغيرة تنجذب جاذبيتها إلى أوزان الرصاص الثقيلة، مما تسبب في التواء السلك قليلا فقط، مما سمح له بحساب قيمة G

من اللافت للنظر، أن تقدير كافنديش لقيمة G كان يختلف فقط بنسبة 1٪ من قيمته المقبولة في العصر الحديث، التي تبلغ  6.674 × 10^−11 m^3/ kg^1 * s^2، وفقا لموقع لايف ساينس.

من المعروف أن معظم الثوابت الكونية الأخرى تتمتع بدقة أعلى بكثير، ولكن نظرا لضعف الجاذبية، يجب على العلماء تصميم معدات حساسة للغاية لمحاولة قياس آثارها؛ ولكن -حتى الآن- مازالت قيمة G الأكثر دقة تستعصي على أدواتهم.

ثورة أينشتاين لفهم الجاذبية

وقد أحدث ألبرت أينشتاين، الثورة التالية في فهمنا للجاذبية، حيث أظهرت نظريته في النسبية العامة أن الجاذبية تنشأ من انحناء الزمكان (الزمان-مكان)، مما يعني أنه حتى أشعة الضوء، التي يجب أن تتبع هذا الانحناء، تنحني بواسطة أجسام ضخمة للغاية.

تم استخدام نظريات أينشتاين للتكهن بوجود الثقوب السوداء، وهي كيانات ذات كتلة كبيرة بحيث لا يمكن حتى للضوء الهروب من أسطحها. لذا، فإنه بالقرب من الثقب الأسود، لم يعد قانون الجذب العام لنيوتن يصف بدقة كيفية تحرك الأجسام، ولكن معادلات أينشتاين لها الأسبقية في ذلك.

اكتشف علماء الفلك منذ ذلك الحين ثقوبا سوداء حقيقية في الفضاء، حتى أنهم تمكنوا من التقاط صورة مفصلة للثقب الأسود الهائل الموجود في مركز مجرتنا. وشهدت تلسكوبات أخرى تأثيرات الثقوب السوداء في جميع أنحاء الكون.

يظل تطبيق قانون الجاذبية لنيوتن على الأجسام الخفيفة للغاية، مثل البشر والخلايا والذرات، نوعا من الحدود غير المدروسة؛ حيث يفترض الباحثون أن مثل هذه الكيانات يجب أن تجتذب بعضها البعض باستخدام نفس قواعد الجاذبية مثل الكواكب والنجوم، ولكن نظرا لضعف الجاذبية، فمن الصعب معرفة ذلك على وجه اليقين. ربما إذا تمكن العلماء من قياس قوى الجاذبية بدقة، سيكون من الممكن فهم الجوانب الخفية للكون.

قوة دائمة من الغموض

تحير الجاذبية العلماء بطرق أخرى أيضا، بالنسبة لنظرية النمذجة القياسية لفيزياء الجسيمات، التي تصف تصرفات جميع الجسيمات والقوى المعروفة تقريبا، فإنها تتجاهل الجاذبية. بينما يحمل الضوء جسيما يسمى الفوتون، ليس لدى الفيزيائيين أي فكرة عما إذا كان هناك جسيم مكافئ للجاذبية، والذي يمكن أن يسمى الجرافيتون.

لا يزال الجمع بين الجاذبية في إطار نظري مع ميكانيكا الكم، مهمة غير مكتملة. وعلى الرغم من أن القوى الأساسية الثلاث الأخرى تتوافق مع ميكانيكا الكم (علم الأشياء الصغيرة جدا)، فإن الجاذبية تختلف كثيرا معها. إذ تنهار معادلات ميكانيكا الكم، إذا ما أضيفت الجاذبية إليها، وتعتبر كيفية التوفيق بين هذين الوصفين الدقيقين للكون من أكبر المعضلات الفيزيائية حاليا.

وعلى الجانب الآخر، ما زالت الجاذبية تستخدم للوصول إلى الاكتشافات الهائلة. في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي، أظهر عالما الفلك فيرا روبين وكينت فورد أن النجوم الموجودة على أطراف المجرات كانت تدور بسرعة أكبر مما ينبغي كما لو أن كتلة غير مرئية كانت تسحبها بقوة الجاذبية، ليتم تسليط الضوء بعد ذلك على مادة يسميها العلماء الآن "المادة المظلمة".

وفي السنوات الأخيرة، تمكن العلماء أيضا من التقاط نتيجة أخرى لنسبية أينشتاين، وهي موجات الجاذبية المنبعثة من دوران الأجسام الضخمة مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء حول بعضها بعضا.

ومنذ عام 2017، فتح مرصد موجات الجاذبية بالتداخل الليزري (LIGO) نافذة جديدة للكون من خلال اكتشاف الإشارة الخافتة للغاية لمثل هذه الأحداث. ويحاول العلماء البحث عن موجات الجاذبية لفهمها بشكل أكبر.

سؤال هل الجاذبية خاصة بالكون أم أنها تحدث فى كل شيء ؟ نحن فى مصطلحاتنا نقول فلان له جاذبية تجذب إليه الناس قد تكون جاذبية روحية وقد تكون علمية وقد تكون سلطوية وقد تكون مالية ومن النادر أن تخرج عن هذه الجوانب فلماذا ؟