عرض مصدر جاذبية

{{عن|الجاذبية||جاذبية (توضيح)}}
{{بطاقة عامة}}
[[ملف:Solar sys8.jpg|350px|تصغير|قوة الجاذبية تبقي [[كوكب|الكواكب]] في [[المجموعة الشمسية]] ضمن مدار معين.]]

'''الجاذبية'''<ref name=":0">{{ترقيم استشهادات|نمط=محرف عربي
|م1={{استشهاد بويكي بيانات|Q113987323|الصفحة=131}}
|م2={{استشهاد بويكي بيانات|Q114600477|الصفحة=68}}
|م3={{استشهاد بويكي بيانات|Q124000206|الصفحة=231}}
}}</ref><ref name=":1">{{ترقيم استشهادات|نمط=محرف عربي
|م1={{استشهاد بويكي بيانات|Q124425203|الصفحة=198}}
|م2={{استشهاد بويكي بيانات|Q120799140|الصفحة=379}}
|م3={{استشهاد بويكي بيانات|Q131925621|الصفحة=200}}
}}</ref> (من فعل جَذَبَ) وتعرف أيضاً باسم '''الثَقالة'''<ref name=":1" /><ref>{{ترقيم استشهادات|نمط=محرف عربي
|م1={{استشهاد بويكي بيانات|Q113016239|ص=202}}
|م2={{استشهاد بويكي بيانات|Q115944157|ص=89}}
|م3={{استشهاد بويكي بيانات|Q12244028|ص=346}}
|م4={{استشهاد بويكي بيانات|Q124796283|ص=467}}
|م5={{استشهاد بويكي بيانات|Q124618030|ص=571}}
|م6={{استشهاد بويكي بيانات|Q130298867|ص=1361}}}}</ref> (من فعل ثَقُلَ) هي ظاهرة طبيعية يتحرك وتنجذب بواسطتها كل الأشياء من الكتلة أو الطاقة -بما في ذلك الكواكب والنجوم والمجرات وحتى الضوء-<ref name="Comins">{{استشهاد بكتاب
 | الأخير1  = Comins
 | الأول1 = Neil F.
 | الأخير2  = Kaufmann
 | الأول2 = William J.
 | عنوان  = Discovering the Universe: From the Stars to the Planets
 | ناشر = MacMillan
 | تاريخ   = 2008
 | صفحات  = 347
 | مسار    = https://books.google.com/books?id=J1d9HJHlISkC&pg=PA347
 | isbn   = 978-1429230421
 | bibcode = 2009dufs.book.....C
 |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200125200736/https://books.google.com/books?id=J1d9HJHlISkC&pg=PA347|تاريخ أرشيف=2020-01-25}}</ref> نحو بعضها البعض. على [[الأرض]]، تعطي الجاذبية ثقلاً للأجسام المادية (ال[[وزن]])، وجاذبية [[القمر]] تسبب [[مد وجزر|المد والجزر]] في ال[[محيط]]. تسبب الانجذاب الجاذبي للمادة الغازية الأصلية الموجودة في ال[[الكون|كون]] في البدء في [[اندماج نووي|الاندماج النووي]]، وتكوين ال[[نجمة (توضيح)|نجوم]] -وتجميع النجوم معًا في [[مجرة|مجرات]]- لذا فإن الجاذبية مسؤولة عن العديد من الهياكل الواسعة النطاق في ال[[الكون|كون]]. على الرغم من ذلك فإن آثار الجاذبية تصبح أضعف بشكل متزايد على الأشياء البعيدة.

[[وزن|فالوزن]] على سبيل المثال هو [[قوة|القوة]] التي تحدثها الجاذبية محدثة الانجذاب بين [[الأرض]] والجسم المعني وهي تساوي [[جداء (توضيح)|جداء]] [[تسارع]] الجاذبية في [[كتلة]] [[أجهزة الجسم|الجسم]]. وكان أول من وضع [[نظرية]] للجاذبية هو الفيزيائي المعروف [[إسحاق نيوتن]] وبقيت هذه النظرية صامدة حتى تم استبدالها من قبل [[ألبرت أينشتاين|أينشتاين]] [[النسبية العامة|بنظرية النسبية العامة]] لكن معادلة [[إسحاق نيوتن|نيوتن]] تبقى صحيحة وأكثر عملية عندما نتحدث عن [[حقل جاذبية|حقول جاذبية]] ضعيفة كإرسال المركبات الفضائية والتطبيقات الهندسية الإنشائية مثل بناء الجسور المعلقة.

انتشر مصطلح ''الجاذبية الأرضية'' مبكراً كون فكرة التجاذب كانت راسخة حسب النظرة النيوتنية، لاحقاً انتشر مصطلحي '''الجاذبية''' كتعميم لظاهرة التجاذب بين أي جسمين، ومصطلح '''ثقالة''' المشتق من الثقل وهو أكثر دلالة على مفهوم [[نظرية النسبية]] للثقالة حيث تعتبر النسبية الثقالة أو الجاذبية مجرد التواء في [[زمكان|الزمكان]] وليس هناك من أي تجاذب بين الأجسام.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://hubblesite.org/explore_astronomy/black_holes/home.html|عنوان=HubbleSite: Black Holes: Gravity's Relentless Pull|موقع=hubblesite.org|تاريخ الوصول=2016-10-07| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181226185228/http://hubblesite.org/explore_astronomy/black_holes/home.html | تاريخ أرشيف = 26 ديسمبر 2018 }}</ref> بشكل عام قد يكون من الأنسب استخدام مصطلح «جاذبية» في إطار [[ميكانيكا كلاسيكية|الميكانيكا الكلاسيكية]] في حين يستخدم مصطلح «ثقالة» في إطار [[النسبية العامة]].

== الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية ==

'''قانون الجذب العام لنيوتن''' هو [[قانون تجريبي|قانون استنباطي]] كمحاولة لوصف قوى الجاذبية بين الأجسام غير المشحونة، وقد استنبطه نيوتن من خلال مشاهدات فلكية عديدة وبالاستعانة [[قوانين كيبلر للحركة الكوكبية|بقوانين كيبلر]] لحركة الكواكب. كان [[أبو الريحان البيروني|البيروني]] و[[عبد الرحمن الخازني|الخازني]] أيضاً قد أشارا لهذا المفهوم قبلهما بسبعة قرون تقريباً.

ينص قانون الجاذبية العام لنيوتن: قوتا التجاذب بين جسمين ماديين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بين مركزيهما.

[[ملف:NewtonsLawOfUniversalGravitation.svg|يسار|صورة توضيحية لقانون نيوتن للجذب العام (الصورة القياسية)]]
* '''الصورة القياسية لقانون الجذب العام لنيوتن'''
: <math>F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}</math>

حيث:
: <math> F\ </math> هي القوة الناتجة عن الجاذبية
: <math> G\ </math> هو [[ثابت الجاذبية|ثابت الجذب العام]] بين الكتل
: <math> m_1\ </math> هي كتلة الجسم الأول
: <math> m_2\ </math> هي كتلة الجسم الثاني
: <math> r\ </math> هو المسافة بين مركزي الجسمين
* '''الصورة [[متجه|الاتجاهية]] لقانون الجذب العام لنيوتن'''
: <math>

\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21} =
- G {m_1 m_2 \over {\vert \vec{r}_{12} \vert}^2}
\, \hat{r}_{12}
</math>

حيث:
: <math> \vec{F}_{12} </math> هو متجه القوة التي يؤثر بها الجسم 1 على الجسم 2
: <math> \vec{F}_{21} </math> هو متجه القوة التي يؤثر بها الجسم 2 على الجسم 1
: <math> G\ </math> هو [[ثابت الجاذبية|ثابت الجذب العام]] بين الكتل
: <math> m_1\ </math> و<math> m_2\ </math> هما كتلتا الجسمين على الترتيب
: <math> \vert \vec{r}_{12} \vert \ = \vert \vec{r}_2 - \vec{r}_1 \vert </math> هو البعد بين الجسيمين (أي [[مقدار (رياضيات)|مقدار المتجه]] الذي هو مقدار الفرق بين [[متجه موضع|متجهي موضع]] الجسيمين)
: <math> \hat{r}_{12} \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ \frac{\vec{r}_2 - \vec{r}_1}{\vert\vec{r}_2 - \vec{r}_1\vert} </math> هو [[متجه وحدة|وحدة متجه]] للمتجه من 1 إلى 2

هذا القانون مثل معظم قوانين [[ميكانيكا كلاسيكية|الميكانيكا الكلاسيكية]] يطبق على الأجسام النقطية ([[جسيم (توضيح)|الجسيمات]]) أما الأجسام الكبيرة ذات الأشكال المختلفة فنعمد إلى تطبيق حسبان [[تكامل|التكامل]] من أجل الحصول على شدة قوة الجاذبية المطبقة عليها.

ويمكن ملاحظة أن الصورة الاتجاهية لقانون الجذب العام لنيوتن هي نفس الصورة القياسية، إلا أن F الآن كمية متجهة، ويتم ضرب الجانب الأيمن بمتجه الوحدة المناسب.

== مجال الجاذبية ==
{{أيضا|حقل جاذبية}}
مجال الجاذبية هو مجال متجه الذي يصف قوة الجاذبية التي سيتم تطبيقها على أي جسم في نقطة معينة في الفضاء، لكل وحدة الكتلة. هو في الواقع يساوي تسارع الجاذبية عند تلك النقطة.
وهو تعميم لنموذج المتجه، الذي يصبح مفيداً بشكل خاص إذا تم إشراك أكثر من جسمين (مثل صاروخ بين الأرض والقمر)، بالنسبة لجسمين (الجسم الأول الأرض، والجسم الثاني صاروخ)، سنكتب r بدلاً من r12 وm بدلا من m2 وبالتالي يمكن تحديد مجال الجاذبية (g(r على النحو التالي:

: <math> g(r) =- G \frac{m_1 } {{\vert \ r \vert} ^2} \hat{r} </math>

وبالتالي يمكن كتابة:

: <math> F(r) = m g(r) </math>

== طبيعة قوى الجاذبية حسب النظريات الفيزيائية ==
تعتبر قوة الجاذبية في [[ميكانيكا كلاسيكية|الميكانيكا الكلاسيكية]] قوة مباشرة بعيدة المدى بمعنى أن هذه القوة تستطيع التأثير عن بعد بدون واسطة ويتم تأثيرها بشكل لحظي فأي تغير في موقع أحد الجسمين يرافقه تحول لحظي في الجاذبية بينه وبين الجسم الآخر، ولكي يفسر اسحاق نيوتن هذه الخاصية عمد إلى تعريف حقل جاذبية كوني موجود في كل نقطة من الفضاء. هذا الحقل هو [[حقل متجهات|حقل إتجاهي]] يعبر عنه [[متجه|بمتجه]] في كل [[نقطة (توضيح)|نقطة]] ويمثل قوة الجاذبية التي تتعرض لها وحدة الكتل عندما توضع في هذه النقطة.

تنص نظرية '''النسبية العامة''' لآينشتاين على أن وجود أي شكل من أشكال [[مادة|المادة]] أو [[طاقة|الطاقة]] أو [[عزم (توضيح)|العزم]] يحدث انحناء في [[زمكان|الزمكان]]، وبسبب هذا الانحناء فان المسارات التي تسلكها الأجسام في [[إطار مرجعي قصوري|الأطر المرجعية القصورية]] يمكن أن تنحرف أو تغير اتجاهها ضمن الزمن. وهذا الانحراف يظهر لنا على أنه تسارع نحو الأجسام الكبيرة وعرفه نيوتن بأنه ثقالة أو جاذبية. وبالتالي فان النسبية العامة ترى تسارع الجاذبية أو السقوط الحر بأنه حركة [[عطالة (توضيح)|قصورية]] فعليا (منتظمة) في حين أن المراقب هو من يتحرك حركة متسارعة، وهذا ما يعرف ب [[مبدأ التكافؤ]].

== تاريخ نظرية الجاذبية ==
=== الثورة العلمية ===
تشير الكتب التاريخية إلى أن [[عرب|العرب]] كانوا قد عرفوا عن الجاذبية وتأثيراتها إلا أن العمل على نظرية «الجاذبية الحديثة» في أواخر [[القرن 16|القرن السادس عشر]] وبداية [[القرن 17|القرن السابع عشر]] حيث قام [[غاليليو غاليلي|غاليليو]] بتجربته الشهيرة التي رمى فيها كرات ذات كُتَل مختلفة من أعلى [[برج بيزا المائل|برج بيزا]] وبيّن ان سرعة وصول الجسم للأرض لا تتعلق بكتلته. لاحقاً قام أيضاً بتجربة دحرجة الكرات على سطح مائل واستنتج منها أن السبب الذي قد يؤدي إلى وصول الأجسام الأثقل للأرض قبل الأجسام الأخف في بعض الأحيان هو احتكاك الهواء في [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]] بالجسم.{{بحاجة لمصدر|تاريخ=أبريل 2019}}

=== دور العرب ===
عرف علماء [[عرب|العرب]] منذ القرن التاسع للميلاد قوة التثاقل الناشئة عن جذب الأرض للأجسام وأطلقوا عليها آنذاك اسم «القوة الطبيعية».

يعد الهمداني من أوائل العلماء التجريبين الذين أشاروا إلى الجاذبية بوضوح كما جاء في كتاب «الجوهرتين العتيقتين» بقولهِ: «فمن كان تحتها (أي تحت الأرض عند الأسفل) فهو في الثابت في قامته كمن فوقها، ومسقطه وقدمه إلى سطحها الأسفل كمسقطه إلى سطحها الأعلى، وكثبات قدمهِ عليها، فهي بمنزلة حجر المغناطيس الذي تجذب قواه الحديد إلى كل جانب..».<ref>[http://islamstory.com/ar/قوانين_الحركة_والجاذبية_اكتشاف_نيوتن_أم_المسلمين قوانين الحركة والجاذبية.. اكتشاف نيوتن أم المسلمين؟] - موقع قصة الإسلام {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161030164152/http://islamstory.com:80/ar/قوانين_الحركة_والجاذبية_اكتشاف_نيوتن_أم_المسلمين |date=30 أكتوبر 2016}}</ref>
كذلك أدرك علماء العرب وفلاسفتهم أن هذه القوة تتعاظم كلما كبر حجم الجسم، كما في قول [[ابن سينا]] في القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي في كتابه ([[الإشارات والتنبيهات]])
{{اقتباس|القوة في الجسم الأكبر، إذا كانت مشابهة للقوة  في الجسم الأصغر حتى لو  فصل من الأكبر مثل الأصغر، تشابهت القوتان  بالاطلاق، فانها في الجسم الأكبر أقوى وأكثر، إذ فيها من القوة شبيه تلك|كتاب الإشارات والتنبيهات}}
وزيادة وقف علماء العرب والمسلمين تماماً الجاذبية الأرضية ويتضح ذلك جلياً في كتاباتهم، منها ما جاء على لسان أبي الريحان البيروني في كتابه ([[القانون المسعودي]]) حيث قال:
{{اقتباس|الناس على الأرض منتصبوا القامات كاستقامة أقطار الكرة وعليها أيضاً تؤول الأثقال إلى أسفل}}
ومنها ما جاء في كتابات [[عبد الرحمن الخازني|الخازني]] حيث قال
{{اقتباس|إن الأجسام الساقطة تنجذب نحو مركز الأرض وإن اختلاف قوة الجذب يرجع إلى المسافة بين الجسم الساقط وهذا المركز|كتاب [[ميزان الحكمة]]}}
وقال أيضا:
{{اقتباس|الجسم الثقيل هو  الذي يتحرك بقوة ذاتية أبداً إلى مركز العالم، أعني أن  الثقل هو الذي لهُ قوة الحركة إلى نقطة المركز|كتاب ميزان الحكمة}}
كما شبّه [[الإدريسي]] جاذبية الأرض بجذب [[مغناطيس|المغناطيس]] [[حديد|للحديد]]، لما قال في كتابهِ [[نزهة المشتاق في اختراق الآفاق]]:
{{اقتباس|الأرض جاذبة لما في أبدانها من أثقال بمنزلة حجر المغناطيس الذي يجذب  الحديد}}

=== قانون نيوتن للثقالة ===

في سنة [[1687]] نشر عالم الفيزياء والرياضيات الإنكليزي [[إسحاق نيوتن]] نظريته الشهيرة، وهي أن الأجسام تجذب بعضها البعض تبعاً [[كتلة|لكتلتها]]، وتعتمد قوة الجاذبية على مربع المسافة بين الجسمين المتجاذبين. وبكلماته:
«استنتجت من هذا أن القوة التي تُبقي الكواكب في مساراتها متعلقة بتربيع البعد بين مركزيهما. من هنا قارنت القوة التي تمسك [[القمر]] في مساره بالقوى على سطح [[الأرض]] ووصلت إلى نتيجة قريبة جدا».<ref>*{{استشهاد بكتاب
 | الأول= Subrahmanyan
 | الأخير= Chandrasekhar
 | مؤلف-وصلة= Subrahmanyan Chandrasekhar
 | عنوان= Newton's Principia for the common reader
 | مسار= https://archive.org/details/newtonsprincipia0000chan
 | سنة= 2003
 | ناشر= Oxford University Press
 | مكان= Oxford}} (pp.1–2). The quotation comes from a memorandum thought to have been written about 1714.</ref>

=== نظرية النسبية ===

في أوائل [[القرن 20|القرن العشرين]] وفي بحثين نُشر أولهما في عام [[1905]] وثانيهما في عام [[1915]]، حيث عدل مفهوم الجاذبية من قبل الفيزيائي الشهير [[ألبرت أينشتاين|ألبرت آينشتاين]]. فحسب [[قانون نيوتن الثالث|نظرية نيوتن]] كانت الجاذبية هي [[قوة]]، بينما أثبتت النظرية النسبية أن الجاذبية هي [[حقل فيزيائي|مجال]]. فحسب النسبية، الجاذبية هي عبارة عن انحناءات في الفراغ تُسببها [[كتلة|الكتلة]]. فكلما كانت كتلة الجسم أكبر كلما كبر انحناء الفضاء حولهُ. والأجسام الأقل كتلة سوف تقع في هذا الانحناء الذي صنعهُ الجسم الأول، وبالتالي سيأسرها بجاذبيتهِ. بهذا التفسير الجديد المدهش '''للجاذبية'''، وبدمج البعد الزماني الرابع بالأبعاد المكانية الثلاث، أصبحت النسبية واحدة من النظريتين الأكثر شهرة وأهمية في [[القرن 20|القرن العشرين]] مع [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]].

==== أمواج ثقالية ====
{{أيضا|موجة ثقالية}}
تنص النظرية [[النسبية العامة]] على أن [[موجة ثقالية|أمواج من الجاذبية]] تنبثق من تذبذب [[زمكان|الزمكان]]، ما يمكن ان يحصل عندما يدور جسمان حول بعضهما. أمواج الجاذبية الصادرة من [[المجموعة الشمسية|مجموعتنا الشمسية]] أصغر مما نستطيع قياسه، ولكن تم رصد أمواج جاذبية بطريقة غير مباشرة في فقدان الطاقة [[نجم نابض|لنجمان نابضان]] يدوران حول بعضهما. في فبراير 2016 أعلن مركز LIGO عن رصدهِ لاكتشاف أمواج ثقالية صادرة عن اصطدام ثقبان أسودان ببعضهما على بعد 1.3 مليار [[سنة ضوئية]] من الأرض.<ref>{{استشهاد بخبر
| مسار = https://www.theguardian.com/science/across-the-universe/live/2016/feb/11/gravitational-wave-announcement-latest-physics-einstein-ligo-black-holes-live
| عنوان = Gravitational waves: breakthrough discovery announced - as it happened
| الأخير = Clark
| الأول = Stuart
| تاريخ = 2016-02-11
| صحيفة = The Guardian
| لغة = en-GB
| issn = 0261-3077
| تاريخ الوصول = 2017-01-01
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180622055957/https://www.theguardian.com/science/across-the-universe/live/2016/feb/11/gravitational-wave-announcement-latest-physics-einstein-ligo-black-holes-live | تاريخ أرشيف = 22 يونيو 2018 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Castelvecchi|الأول=Davide|الأخير2=Witze|الأول2=Alexandra|عنوان=Einstein's gravitational waves found at last|مسار= https://www.nature.com/news/einstein-s-gravitational-waves-found-at-last-1.19361|صحيفة=Nature|دوي=10.1038/nature.2016.19361|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190909210331/http://www.nature.com/news/einstein-s-gravitational-waves-found-at-last-1.19361|تاريخ أرشيف=2019-09-09}}</ref>

== اقرأ أيضًا ==
* [[تمدد الزمن الثقالي]]
* [[إسحاق نيوتن]]
* [[ثابت الجاذبية]]
* [[يوهانس كيبلر|يوهانز كبلر]]
* [[مغناطيسية الجاذبية]]
* [[قياس الجاذبية|قياس الثقالة]]
* [[جاذبية فائقة]]
* [[علم حركة النجوم المجردة|كيناماتيكا النجوم]]
* [[جاذبية الكم الظاهرية]]

== المراجع ==

{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{هامش-فيزياء}}
{{القوى الأساسية}}
{{فلك}}
{{نجوم}}
{{نظريات الجاذبية}}

{{ضبط استنادي}}

{{شريط بوابات|الفيزياء|علم الكون|نجوم|رحلات فضائية|الفضاء|علم الفلك|المجموعة الشمسية|فيزياء الأرض|علوم}}

[[تصنيف:جاذبية| ]]
[[تصنيف:تسارع]]
[[تصنيف:قوانين تجريبية]]