تفسر النسبية العامة لأينشتاين الجاذبية بأنها نتيجة لانحناء الزمكان بسبب الكتلة، وهو ما يتناقض مع القدرة المزدوجة للمغناطيسية على الجذب والصد. تقدم هذه النظرية مفهوم آبار الجاذبية، وهو أمر ضروري لفهم جاذبية الجاذبية. الائتمان: SciTechDaily.com
لماذا الجاذبية تسحبنا للأسفل وليس للأعلى؟
الجاذبية هي سبب انجذاب الأجسام ذات الكتلة أو الطاقة لبعضها البعض. ولهذا السبب يسقط التفاح على الأرض وتدور الكواكب حول النجوم.
يجذب المغناطيس أنواعًا معينة من المعادن، لكنه يمكنه أيضًا صد أنواع أخرى. فكيف تشعر فقط بسحب الجاذبية؟
في عام 1915، وجد ألبرت أينشتاين الإجابة عندما نشر نظريته عن النسبية العامة. السبب وراء قيام الجاذبية بسحبك نحو الأرض هو أن جميع الأجسام ذات الكتلة، مثل أرضنا، تنحني وتنحني في الواقع نسيج الكون، الذي يسمى الزمكان. هذا الانحناء هو ما تشعر به كالجاذبية.
ما هو الزمكان؟
قبل أن تدخل عالم الجاذبية المعقد، عليك أن تفهم الزمكان.
الزمكان هو بالضبط ما يبدو عليه: الأبعاد الثلاثة للمكان – الطول والعرض والارتفاع – مجتمعة مع البعد الرابع – الزمن. من خلال الرياضيات الرائعة، كان أينشتاين أول شخص يدرك أن قوانين الفيزياء تعمل في كون حيث دمج المكان والزمان.
وهذا يعني أن المكان والزمان مرتبطان: إذا تحركت بسرعة كبيرة عبر المكان، فإن الزمن يتباطأ بالنسبة لك مقارنة بشخص يتحرك ببطء. ولهذا السبب فإن رواد الفضاء – الذين يتحركون بسرعة كبيرة في الفضاء – العمر أبطأ قليلاً من البشر على الأرض.
تعمل الأرض على ثني الزمكان بحيث تسقط باتجاه الأرض بدلاً من الابتعاد عنها. الائتمان: توكاماك / ويكيميديا كومنز، CC BY-SA
المادة تخلق آبار الجاذبية، وليس تلال الجاذبية
تذكر أن الجاذبية هي فكرة أن الأجسام الموجودة في الكون تنجذب لبعضها البعض لأن الزمكان منحني ومنحني. عندما اخترع أينشتاين النسبية العامة، أظهر أن كل شيء في الكون يمكنه ثني الزمكان – بمصطلحات الفيزياء، هذا العنصر هو الكتلة والطاقة.
نظرًا لأن عقلك ينظر عمومًا إلى العالم من خلال ثلاثة أبعاد، فمن الصعب جدًا رؤية الأبعاد الأربعة للزمكان كفكرة واحدة. لذا، لجعل التصور أسهل، تخيل سطح الترامبولين. إذا لم يكن هناك شيء عليه، فهو مسطح. لكن إذا وقفت على الترامبولين، فإنه يتوسع حول قدميك ويشكل واديًا معك في المنتصف. إذا كانت هناك كرة على الترامبولين، فسوف تتدحرج نحو قدميك.
تعمل الجاذبية بنفس الطريقة التي تتدحرج بها الأشياء نحو قدميك إذا كنت تقف على الترامبولين.
هذا مثال ثنائي الأبعاد لكيفية عمل الزمكان. لقد أدت كتلتك إلى تمدد الترامبولين، مما أدى إلى إنشاء ما يسمى ببئر الجاذبية لتتدحرج فيه الكرة. وهذا يشبه إلى حد كبير كيف تقوم جاذبية جسم ثقيل – مثل الأرض – بسحب الأشياء مثلي ومثلك نحوها.
ولجعل الأمور أكثر غرابة، بما أن المكان والزمان مرتبطان، ويمتد الوقت أيضًا بسبب الأشياء الثقيلة!
في فيلم Interstellar، تذهب الشخصيات إلى كوكب قريب من كوكب ما الثقب الأسودوأثناء وجودهم هناك، فإنهم يتقدمون في السن ببطء أكثر من أي شخص آخر.
كلما كنت أثقل، أصبحت جوانب الترامبولين أكثر صلابة. ولهذا السبب فإن الأجسام الضخمة حقًا في الكون – مثل الشمس أو الثقوب السوداء – تتمتع بجاذبية أقوى من جاذبية الأرض.
فلماذا تسحبك الجاذبية إلى الأسفل ولا تدفعك إلى الخلف؟
تخيل أن شخصًا ما يذهب تحت الترامبولين ويدفع للأعلى. سوف تتدحرج الكرة! سيكون هذا بمثابة تلة الجاذبية، وليس بئر الجاذبية. بقدر ما يعرف العلماء، فإن المادة – أو الأشياء – تشكل دائمًا آبار الجاذبية، وليس تلال الجاذبية. يمكن للعلماء أن يتخيلوا أشياء مصنوعة من مادة أو طاقة غريبة من شأنها أن تجعل الجاذبية تسحبك بعيدا عن الأرض، ولكن حتى الآن لم يعثر أحد على أي شيء من شأنه أن يجعل الجاذبية تسحبك بعيدا عن الأرض.
كتبه ماريو بوروندا، أستاذ مشارك في الفيزياء، جامعة ولاية أوكلاهوما.
مقتبس من مقالة نشرت أصلا في الحوار.
