كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية الارضية‎

بواسطة: - آخر تحديث: الجمعة , 21 أكتوبر 2016 - 10:04
كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية الارضية‎

كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية الارضية

من منا لم ترتبط لديه رؤية التفاحة بقانون الجاذبية.. ومن منا لم يعاني كثيراً أثناء دراسة وحفظ هذا القانون.. ومن منا لم يفكر ويتساءل عن الطريقة التي اكتشف بها نيوتن هذا القانون.. ربما كل ما نعرفه عن اسحق نيوتن هو قانون الجاذبية.. لكن ما لا نعرفه أن وراء نجاح هذا العالم الشهير قصة طويلة.. سنتعرف إليها في مقالنا لهذا اليوم.

ولادة وطفولة إسحاق نيوتن

ولد إسحق نيوتن في 31 آذار 1727 حسب التقويم الغريغوري، وذلك بمزرعة صغيرة في وولسثروب في مقاطعة لنكولن الإنكليزية. وكان عند ميلاده صغير الحجم جداً بحيث كان في الإمكان وضعه في كوز سعته ربع جالون (كما أخبرته أمه فيما بعد)، وضعيفاً جداً بحيث لم يخطر ببال أحد أنه سيعيش أكثر من أيام معدودات. وقام بتربيته أمه وخاله لأن أباه كان قد مات قبل ولادته بثلاثة أشهر.

حين بلغ الثانية عشرة أرسل إلى المدرسة الخاصة في جرانثام، فلم يحالفه الحظ فيها. وجاء في التقارير عنه أنه “خامل” و”قليل الانتباه”، وأنه يهمل الدراسات المقررة ويقبل على الموضوعات التي تستهويه، وينفق الوقت الكثير على المخترعات الميكانيكية كالمزاول، والسواقي، والساعات البيتية الصنع. وبعد أن قضى عامين في جرانثام أخذ من المدرسة ليساعد أمه في المزرعة. ولكنه عاد إلى إهمال واجباته ليقرأ الكتب ويحل المسائل الرياضية. بعد ذلك قامه خاله الثاني بالاهتمام به، فأعاده إلى المدرسة، وعمل الترتيبات لقبول نيوتن بكلية ترنتي في كمبردج حيث حصل على درجته الجامعية بعد أربع سنوات، وبعدها بقليل انتخب زميلاً بالكلية. وخص باهتمامه الرياضة، والبصريات، والفلك، والتنجيم، وقد احتفظ بميله لدراسة التنجيم إلى فترة متأخرة من حياته.

نيوتن والورقة العلمية

في العام 1665 بدأ نيوتن بتطوير معادلات رياضية لتصبح فيما بعد بعلم الحسبان. مباشرة وبعد حصول نيوتن على الشهادة الجامعية في العام 1665، أغلقت الجامعة أبوابها كإجراء وقائي ضد وباء الطاعون الذي اجتاح اوروبا ولزم نيوتن البيت لمدة عامين تفرّغ خلالها للعدسات، وقوانين الجاذبية.
في العام 1667 أصبح نيوتن عضو في هيئة التدريس في كلية ترينيتي وقام بنشر الورقة العلمية والمتعلقة ب “التّحليل بالمتسلسلة اللا نهائيّة”.
قام كل من نيوتن وليبنيز على حدة بتطوير نظرية المعادلات التفاضلية واستعمل الرجلان رموز مختلفة في وصف المعادلات التفاضلية ولكن تبقى الطريقة التي إتّبعها ليبنيز أفضل من الحلول المقدّمة من نيوتن ومع هذا، يبقى اسم نيوتن مقرون بأحد رموز العلم في وقته.
قانون الجاذبية!
فيما بين عامي 1664 و1666 اكتشف نيوتن الجاذبية وقانون الجذب العام، حيث يحكى أنه كان جالساً مسترخياً في أحد الأيام تحت شجرة تفاح، وفجأة وفي لحظة صفاء سقطت فوق رأس نيوتن تفاحة وبدأ يفكر في هذه الحالة التي مرت عليه وعلى الملايين غيره دون أن يلتفتوا إليها، وبدأ يقول لماذا سقطت التفاحة إلى أسفل ولم تسقط إلى أعلى؟!. وهنا ظهر الإلهام الذي قادة إلى حقيقة الجاذبية التي توجد في كل الأجسام وتجذب إليها الأجسام الأخرى بقوة. ثم صاغ لنا نيوتن قانون الجذب العام.
ورغم أن البعض يقول عن هذه الحادثة أنها أسطورة وغير مثبته علمياً، إلا أن الثابت أن تيوتن اهتم بحركة الأجسام. فقد أثبت نيوتن أن هناك قوة جذب متبادلة بين الشمس والكواكب تجعل الكواكب تدور حول الشمس فى مدارات بيضاوية.
ينص قانون الجذب العام الجاذبية على أن “أي جسمين كرويين في الوجود يجذب كل منهما الآخر بقوة جذب تتناسب هذه القوة طردياً مع حاصل ضرب كتلة الجسمين وعكسياً مع مربع المسافة بينهما”. ومن أعظم فوائد قانون الجذب العام هو مساعدته في اكتشاف بعض الكواكب، فبسببه اكتشف هرشل كوكب أورانوس ثم كوكب نبتون وبلوتو بعد ذلك بواسطة آخرين.
دوره في البصريات
درس نيوتن البصريات من العام 1670-1672، في هذه الفترة، تحقّق من إنكسار الضوء وبرهن على أن الضوء الأبيض ممكن أن ينقسم إلى عدة ألوان عند مروره خلال المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من إختراع التلسكوب العاكس ليتغلب على مشكلة الألوان التي تظهر في التلسكوبات المعتمدة على الضوء المنكسر.
قوانين الحركة
عاد نيوتن لعمله البحثي في الجاذبية وتأثيرها على مدار الكواكب مستنداً على القواعد التي أرساها كيبلر في قوانين الحركة، وبعد التشاور مع هوك و فلامستيد، نشر نيوتن إستنتاجاته في العام 1684 والتي تناولت قوانين الحركة.
نشر نيوتن الورقة “برينسيبيا” في العام1687 بتشجيع ودعم مالي من إيدموند هالي. في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة بالحركة ولم يستطع أحد أن يعدل على هذه القوانين ل 300 سنة أخرى!
بعد إصدار نيوتن لنظرية برينسيبيا، أصبح الرجل مشهوراً على المستوى العالمي واستدار من حولة المعجبون وكان من ضمن هذه الدائرة الرياضي السويسري نيكولاس فاتيو دي دويلير والذي كوّن مع نيوتن علاقة متينة إستمرت حتى العام 1693 وأدّت نهاية هذه العلاقة الى إصابة نيوتن بالإنهيار العصبي.
تمكن نيوتن من أن يصبح عضواً في البرلمان في الأعوام 1689-1690 وكذلك في العام 1671 ولكن لم تذكر سجلات الجلسات أي شيء يذكر عن نيوتن بإستثناء أن قاعة الجلسة كانت باردة وأنه طلب أن يُغلق الشبّاك ليعمّ الدفء!
الفارس نيوتن
في العام 1703 أصبح نيوتن رئيساً للأكاديمية الملكية وتمكن من خلق عداوة مع الفلكي جون فلامستيد بمحاولته سرقة كاتالوج الملاحظات الفلكية التابع لفلامستيد. منحته الملكة آن لقب فارس في العام 1705.

أهم إنجازاته

نيوتن كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من قبل القوانين الطبيعية ويرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. كما يرجع الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لإثبات نظريات كيبلر والمتعلقة بحركة الكواكب. قام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاوياً.
مؤلفاته واكتشافاته
عام 1668 صنع نيوتن أول تلسكوب عاكس ومن مميزات هذا التلسكوب أنه يستخدم المرايا بدلاً من العدسات، ويتميز أيضاً بصغر كتلته رغم كبر حجمه فيسهل تحريكه. وهو يستخدم فى رصد الأجرام السماوية البعيدة ذات الإضاءة الضعيفة. وقد أطلق عملية تحزيز أطراف العملة المعدنية لمنع تاّكلها خلال فترة عمله كمدير لدار صك النقود في لندن.

حياته الاجتماعية ووفاته

أصيب نيوتن عام 1692 بانهيار عصبي أجبره على ترك العمل ما يقرب من عامين، حيث حصل حريق في بيته ودمر أوراقه ودفاتره، وعندئذ انهار نيوتن وأصيب بالجنون لمدة سنة ونصف، وعندما استفاق من المرض عام 1693 راح يستعيد أبحاثه العلمية من جديد ولكن عبقريته كانت قد ضعفت ولم يحقق أي اكتشاف بعدئذ. وقد أمضى بعض الوقت خلال العقدين التاليين يجمع أدلة وقرائن عن نظريته في الضوء التي نشرت قبل أن تظهر بالعنوان المشهور البصريات عام 1704 بعقدين، وكان السبب في تأخر نشر الكتاب هو أن نيوتن كان يرفض نشره قبل وفاة هوك عام 1703.
وفي أواخر حياته انخرط في مناظرات لاهوتية وفلسفية عنيفة مع بعض كبار الفلاسفة والمفكرين، وانكب أيضاً على دراسة الكتاب المقدس وكتب دراسات حوله، فقد كان مؤمناً. لم يتزوج نيوتن قط ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد توفى نيوتن عام 1727 وكان أول من يدفن في مقابر العظماء بلندن.
وأخيراً نذكر آخر كلمات إسحق نيوتن، وكان قد كتب هذه الكلمات بفترة قصيرة قبل وفاته:”إنني أبدو مثل طفل يلعب في ساحل البحر، ويجد من وقت لآخر حصاة ملساء أو قوقعة جميلة أجمل من مثيلاتها، إلا أن الحقيقة كلها تمتد أمامي مثل محيط واسع عظيم لم اكتشف منه أي شيء بعد”.

اقرأ:




مشاهدة 71