هل انعدام الجاذبية في الفضاء حقيقة !!

هل انعدام الجاذبية في الفضاء حقيقة !!

انعدام الجاذبية في الفضاء أو “الجاذبية صفر” :

هي واحدة من أكثر العبارات العلمية الخاطئة انتشارًا.

إن الصور و الفيديوهات التي انتشرت لرواد الفضاء المحلقين في مدار حول الأرض أو في محطة الفضاء الدولية أو غيرها من المهمات التي تُظهر رواد الفضاء في وضع الطفو ودور وسائل الإعلام والأفلام كانت سبباً في إظهار مفهوم ” الجاذبية صفر ” حتى أن في بدايات البرامج الفضائية المأهولة اعتقد بعض العلماء و الطيارين أن الفضاء هو منطقة الـ “ الجاذبية صفر ” أو “zero gravity”

فما حقيقة انعدام الجاذبية؟

يمكن تعريف الجاذبية على أنها قوة الجذب العالمية التي تؤثر على جميع أشكال المادة، وتعد الجاذبية أضعف قوة في الطبيعة فهي لا تؤثّر على الخصائص الداخلية للمواد بل تؤثر على أوزانها، وتنشأ هذ الأوزن نتيجة قوة الجاذبية الناشئة من كتلة الأرض، وتقاس الجاذبية من خلال التسارع الذي تعطيه للأجسام الساقطة بحريّة، والذي تبلغ قيمته حوالي 9.8 متر/ ث2، وقد يكون تأثير الجاذبية قريب المدى بحيث تجذب الأجسام إلى سطح الأرض، أو بعيد المدى فتجعل الأجسام تدور في مدارات حول الكرة الأرضية.

وبما أننا نحتوي على بعض الكتلة ولو كانت صغيرة مقارنة بما سبق فنحن أيضًا نصنع قوة جاذبية، بدون الدخول في تعقيدات المعادلات الفيزيائية أثبت العالم البريطاني إسحق نيوتن أن قوى الجاذبية تقل بزيادة البعد عن أي جسم ولكنها لا تتلاشى أبدًا.

الجاذبية النسبية (موجات الجاذبية):

وفقاً للنسبية العامة الزمكان ليس فراغاً، وإنما هو “نسيج” رباعي الأبعاد الذي يمكن دفعه أو سحبه كأجسام تتحرك من خلال ذلك النسيج. هذه التشوهات هي السبب الحقيقي لقوة الجاذبية. طريقة واحدة شهيرة لتصور ذلك هي أن تأخذ ورقة المطاط مشدود ووضع جسم ثقيل عليه. وهذا الجسم تتسبب في جعل الورقة تنحني حوله. إذا قمت بوضع جسم أصغر بالقرب من الجسم الأول، فانه سيسقط نحو الجسم الأكبر.

تمارس النجوم الجذب للكواكب والأجرام السماوية الأخرى بنفس الطريقة. في حين أن ورقة المطاط هي ليست تمثيل دقيق لكيفية عمل الزمكان، فإنه يدل على أن ما نفكر فيه فراغا يمكن تصوره باعتباره مادة حيوية. أي تسريع لكتلة تصنع تموجات في هذه المادة. لكنها تموجات صغيرة سوف تتلاشى بسرعة نسبياً. فقط الأجسام الهائلة بشكل كبير من النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء سوف تصنع موجات الجاذبية التي لا تزال منتشرة على طول المسافة إلى الأرض ويمكن تبسيط تمثيل موجات الجاذبية إذا قمت بسحب يدك من خلال تجمع من الماء الساكن، ستلاحظ أن موجات تتبع في طريقها، وتنتشر إلى الخارج من خلال التجمع.

ووفقا للنسبية العامة، الشيء نفسه يحدث عندما تتحرك الأجسام الثقيلة خلال الزمكان. هذه أمثلة عن الاضطرابات في نسيج الزمكان، في الواقع ان جاذبية الأرض تحتفظ ب 97% من قوتها على ارتفاع 100كم فوق سطح البحر وجاذبية الأرض كفيلة بإبقاء القمر في مداره حولها ولكن ،،،

هل يطفو رواد الفضاء في جاذبية تساوي صفر؟

لا يعني الحديث عن مفهوم انعدام الجاذبية الأرضية أن الجاذبية تساوي صفرًا، لأن الجاذبية موجودة في كل أنحاء الكون ولكن بنسب متفاوتة، إلا أن هنالك بعض الحالات التي تلغي فيها قوة ما تأثير قوة الجاذبية، وهذا ما يحدث داخل مركز الكرة الأرضية عند اعتبار أن شكل الأرض كروي تمامًا، ولكن لأن شكل الأرض غير متماثل فإنه لا يمكن الجزم بوجود نقطة في الأرض تنعدم فيها الجاذبية، وفيما يأتي أماكن تشهد انعدام الجاذبية بصورة أو أخرى.

 محطة الفضاء الدولية:

إذ تبقى هذه المحطة معرضة إلى حوالي 90% من الجاذبية الأرضية، ولكن تعرض المحطة لهذا المقدار من الجاذبية يجعلها تسقط بشكل سريع داخل مدار حول الأرض بدل سقوطها نحوها، مما يلغي تأثير الجاذبية الأرضية فتتجه في حالة انعدامٍ للجاذبية نسبية.

مقصورات تدريب رواد الفضاء:

والتي تعرف أيضًا باسم مذنب القيء Vomit Comet، إذ تقوم هذه المقصورات بالتحليق بأسلوب يشابه الموجات، بحيث تسقط سقوطًا حرًا بسرعة معينة تجعل قيمة الجاذبية المحلية داخل المقصورة تساوي صفرًا.

توضح هذه الأمثلة السبب في انعدام الجاذبية النسبية وذلك هو ان الأجسام في الفضاء تكون في حالة “سقوط حر مستمر”.

كما يوجد دراسات علمية قائمة على مفهوم انعدام الجاذبية الأرضية مثل:

  • تأثير انعدام الجاذبية الأرضية على الأنظمة الخلوية.
  • تأثيرات انعدام الجاذبية الأرضية على رواد الفضاء.
  • انعدام الجاذبية في علاج الأمراض.
  • التكنولوجيا الحيوية.
  • فيزياء السوائل.
  • علم المواد.
  • علم الاحتراق.

المصادر:

  1. Britannica
  2. Spaceplace
  3. NASA
  4. Quora
  5. Spaceplace

اترك تعليقاً