گرانش، يا جاذبه، پديده‌اي است که در آن همه اجسام يکديگر را جذب مي‌کنند. در فيزيک معاصر نظريه نسبيت عمومي براي توضيح اين پديده بکار ميرود، اما توضيح کمتر دقيق ولي ساده‌تر آن در قانون جاذبه عمومي نيوتن يافت مي‌شود.
از دير باز دست کم از زمان يونانيان، همواره دو مسئله مورد توجه بود:
تمايل اجسام به سقوط به طرف زمين هنگام رها شدن.
حرکات سيارات ، از جمله خورشيد و ماه که در آن زمان سياره محسوب مي‌شدند.
در گذشته اين دو موضوع را جدا از هم ميدانستند. يکي از دستاوردهاي بزگ جناب آقاي اسحاق نيوتن اين بود که نتيجه گرفت: اين دو موضوع در واقع امر واحدي هستند و از قوانين يکساني پيروي مي‌کنند. در سال 1665 ، پس از تعطيلي مدرسه بخاطر شيوع طاعون ، نيوتن که در آن زمان 23 سال داشت، از کمبريج به لينکلن شاير رفت. او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:
... در همان سال (1665) اين فکر به نظرم آمد که نيروي لازم براي نگه داشتن ماه در مدارش و نيروي گرانش در سطح زمين با تقريب خوبي باهم مشابهند. وويليام استوکلي ، يکي از دوستان جوان اسحاق نيوتن مينويسد، وقتي با اسحاق نيوتن زير درختان سيب يک باغ مشغول صرف چاي بوده است اسحاق نيوتن به او گفته که ايده گرانش در يک چنين جايي به ذهنش خطور کرده است. استوکس مينويسد:« او در حالي که نشسته و در فکر فرو رفته بود، سقوط يک سيب توجهش را جلب مي‌کند و به مفهوم گرانش پي ميبرد. پس از آن به تدريج خاصيت گرانش را در مورد حرکت زمين و اجسام سماوي بکار ميبرد و ... .» البته بايد گفت: اينکه سيب مذکور به سر اسحاق نيوتن خورده است يا خير معلوم نيست!
اسحاق نيوتن تا سال 1678 ، يعني تقريبا تا 22 سال پس از درک مفهوم اساسي گرانش نتايج محاسبات خود را بطور کامل منتشر نکرد. در اين سال دستاوردهايش را در کتاب مشهور اصول که از آثار بزرگ اوست منتشر کرد. از دلايلي که باعث ميشد او نتايج خود را انتشار ندهد، ميتوان به دو دليل اشاره کرد: يکي شعاع زمين ، که براي انجام محاسبات لازم بود و اسحاق نيوتن آن را نمي‌دانست و ديگري ، اسحاق نيوتن بطور کلي از انتشار نتايج کار خود ابا داشت. زيرا مردي کمرو و درونگرا بود و از بحث و جدل نفرت داشت.
راسل در مورد او ميگويد:« اگر او با مخالفتهايي که گاليله با آنها مواجه بود روبرو ميشد، شايد هرگز حتي يک سطر هم منتشر نمي‌کرد. در واقع ، ادموند هالي (که ستاره دنباله‌دار هالي به نام اوست) باعث شد اسحاق نيوتن کتاب اصول را منتشر کند. اسحاق نيوتن در کتاب اصول از حد مسائل سيب - زمين فراتر ميرود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعميم مي‌دهد.
گرانش را ميتوان در سه قلمرو مطالعه کرد:
1. جاذبه بين دو جسم مانند دو سنگ و يا هر دو شيئ ديگر. اگر جه نيروي بين اجسام به روشهاي دقيق قابل اندازه گيري است، ولي بسيار ضعيفتر از آن است که ما با حواس معمولي خود آنرا درک کنيم.
2. جاذبه زمين بر ما و اجسام اطراف ما که يک عامل تعيين کننده در زندگي ماست و فقط با اقدامات فوق العاده مي‌توانيم از آن رهايي پيدا کنيم. مانند پرتاب سفينه‌هاي فضايي که بايد از قيد جاذبه زمين رها شوند.
3. در مقياس کيهاني يعني در قلمرو منظومه شمسي و برهمکنش سياره‌ها و ستاره‌ها ، گرانش نيروي غالب است.
اسحاق نيوتن توانست حرکت سيارات در منظومه شمسي و حرکت در حال سقوط در نزديکي سطح زمين را با يک مفهوم بيان کند. به اين ترتيب مکانيک زميني و مکانيک سماوي را که قبلا از هم جدا بودند در يک نظريه واحد باهم بيان کند.
پديده جاذبه
کره زمين و ديگر کرات و سيارات تشکيل دهنده جهان ما همگي داراي نيرويي هستند که اشياء را به سوي خود جذب مي‌کنند اين نيرو را «گرانِش» يا «جاذبه» مي‌‌ناميم، که نيوتن آن را کشف کرد.
از دير باز همواره دو مسئله مورد توجه بود:
تمايل اجسام به سقوط به طرف زمين هنگام رها شدن.
حرکات سيارات،از جمله خورشيد و ماه که در آن زمان سياره بشمار مي‌آمدند.
در گذشته اين دو موضوع را جدا از هم ميدانستند. يکي از دستاوردهاي بزرگ آيزاک نيوتن اين بود که نتيجه گرفت: اين دو موضوع در واقع امر واحدي هستند و از قوانين يکساني پيروي مي‌کنند.
در سال 1665، پس از تعطيلي مدرسه به خاطر شيوع طاعون، نيوتن، که در آن زمان 23 سال داشت، از کمبريج به لينکلن شاير رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:...در همان سال (1665) اين فکر به نظرم آمد که نيروي لازم براي نگه داشتن ماه در مدارش و نيروي گرانش در سطح زمين با تقريب خوبي با هم مشابهند.
ويليام استوکلي، يکي از دوستان جوان ايزاک نيوتن مينويسد، وقتي با آيزاک نيوتن زير درختان سيب يک باغ مشغول صرف چاي بوده است نيوتن به او گفته که ايده گرانش در يک چنين حايي به ذهنش خطور کرده است.
استوکس مينويسد: «او در حالي که نشسته و در فکر فرو رفته بود سقوط يک سيب توجهش را جلب مي‌کند و به مفهوم گرانش پي ميبرد. پس از آن به تدريج خاصيت گرانش را در مورد حرکت زمين و اجسام سماوي به کار ميبرد...» اينکه سيب مذکور به سر آيزاک نيوتن خورده است يا خيرمعلوم نيست!
آيزاک نيوتن تا سال 1678 ،يعني تقريباً تا 22 سال پس از درک مفهوم اساسي گرانش نتايج محاسبات خود را به طور کامل منتشر نکرد. در اين سال دستاوردهايش را در کتاب مشهور اصول که از آثار بزرگ اوست منتشر کرد. از دلايلي که باعث ميشد او نتايج خود را انتشار ندهد، ميتوان به دو دليل اشاره: يکي شعاع زمين، که براي انجام محاسبات لازم بود و آيزاک نيوتن آن را نمي‌دانست و ديگري، آيزاک نيوتن به طور کلي از انتشار نتايج کار خود ابا داشت زيرا مردي کمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت.
راسل در مورد او ميگويد: «اگر او با مخالفتهايي که گاليله با آنها مواجه بود ،روبرو ميشد، شايد هرگز حتي يک سطر هم منتشر نمي‌کرد. در واقع، ادموند هالي (که ستاره دنباله دار هالي به نام اوست) باعث شد آيزاک نيوتن کتاب اصول را منتشر کند.
آيزاک نيوتن در کتاب اصول از حد مسائل سيب-زمين فراتر ميرود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعميم مي‌دهد.
گرانش را ميتوان در سه قلمرو مطالعه کرد:
جاذبه بين دو جسم مانند دو سنگ و يا هر دو شيئ ديگر. اگر جه نيروي بين اجسام به روشهاي دقيق قابل اندازه گيري است ولي بسيار ضعيف تر از آن است که ما با حواس معمولي خود آن را درک کنيم. جاذبه زمين بر ما و اجسام اطراف ما که يک عامل تعيين کننده در زندگي ماست و فقط با اقدامات فوق العاده مي‌توانيم از آن رهايي پيدا کنيم. مانند پرتاب فضاپيماهايي که بايد از قيد جاذبه زمين رها شوند.
در مقياس کيهاني يعني در قلمرو منظومه خورشيدي و بر هم کنش سياره‌ها و ستاره‌ها، گرانش نيروي غالب است.
آيزاک نيوتن توانست حرکت سيارات در منظومه خورشيدي و حرکت در حال سقوط در نزديکي سطح زمين را با يک مفهوم بيان کند. به اين ترتيب مکانيک زميني و مکانيک سماوي را که قبلا از هم جدا بودند در يک نظريه واحد با هم بيان کند.
قانون گرانش جهاني
نيرويي که دو ذره به جرم‌هاي m1 و m2 و به فاصله r ازهم به يکديگر وارد مي‌کنند،نيروي جاذبه‌اي است که در امتداد خط واصل دو ذره اثر مي‌کند و بزرگي آن برابر است با:
F=Gm1m2/r^2
G يک ثابت جهاني است و مقدار آن براي تمام زوج ذرات يکسان است. اين،قانون گرانش جهاني آيزاک نيوتن است.براي اينکه اين قانون را خوب درک کنيم بعضي خصوصيات آن را يادآور ميشويم:
اولا:نيروهاي گرانش ميان دو ذره، زوج نيروهاي کنش-واکنش هستند.ذره اول نيرويي به ذره دوم وارد مي‌کند که جهت آن به طرف ذره اول «جاذبه)و در امتداد خطي است که دو ذره را به هم وصل مي‌کند.به همين ترتيب ذره دوم نيز نيرويي به ذره اول وارد مي‌کند که جهت آن به طرف ذره دوم(جاذبه) و در متداد خط واصل دو ذره است.بزرگي اين نيروها مساوي ولي جهت آنها خلاف يکديگر است.
ثانيا:ثابت جهاني G را نبايد با g ،که شتاب ناشي از جاذبه گرانشي زمين روي يک جسم است اشتباه کرد.ثابت G داراي بعد L3/MT2 و يک کميت نرده ايست(عددثابتي است)،در حالي کهg با بعد LT-2 يک کميت برداري است، که نه جهاني است و نه ثابت(در نقاط مختلف زمين بسته به فاصله تا مرکز زمين تغيير مي‌کند).
با انجام آزمايشات دقيق ميتوان مقدار G را بدست آورد.اين کار را براي اولين بار لردکاونديش در سال 1798 انجام داد .در حال حاضر مقدار پذيرفته شده براي G برابر است با :
G =6.6726×10-11
نيروي گرانش بزرگي که زمين به تمام اجسام نزديک به سطحش وارد مي‌کند،ناشي از جرم فوق العاده زياد آن است.در واقع ،جرم زمين را ميتوان با استفاده از قانون گرانش جهاني آيزاک نيوتن و مقدار محاسبه شده G در آزمايش کاونديش تعيين کرد.به همين دليل کاونديش را نخستين کسي مي‌دانند که زمين را وزن کرده است!.جرم زمين راMe و جرم جسمي واقع بر سطح آن را m مي‌‌کيريم.داريم:
F =GmMe/Re^2 & F =mg
بنابراين :
mg =GmMe / Re^2 →Me =g Re^2/G
که Re شعاع زمين يا همان فاصله دو جسم از يکديگر است.زيرا جرم زمين را در مرکز آن فرض ميکنيم.بنا بر اين: M=9.8*(6.37*106)2/6.67*10-
11=5.97*1024kg
تن 21 10 * 6.6: يا
گرانش و لَختي
نيروي گرانش وارد بر هر جسم،همانطورکه در معادلهF=Gm1m2/r2مشخص است با جرم متناسب است.به دليل وجود اين تناسب ميان نيروي گرانش وجرم است که ما معمولاً نظريه گرانش را شاخه‌اي از مکانيک ميدانيم،در حالي که نظريه مربوط به ديگر نيروها«الکترومغناطيسي،هسته‌اي و..)را جداگانه بررسي ميکنيم. يک نتيجه مهم اين تناسب آن است که ما مي‌توانيم جرم را با اندازه گيري نيروي گرانشي وارد بر آن (وزن آن) تعيين کنيم.براي اين کار از يک نيرو سنج استفاده ميکنيم،يا نيروي گرانشي وارد بر يک جرم را با نيروي گرانشي وارد بر جرم استاندارد (مثلاً وزنه يک کيلو گرمي)،به کمک ترازو مقايسه ميکنيم.به عبارت ديکر براي تعيين جرم جسمي،آن را وزن ميکنيم.
اگر بخواهيم جسم ساکني را روي يک سطح افقي بدون اصطکاک به جلو برانيم ،متوجه ميشويم که براي حرکت دادن آن نيرو لازم است زيرا جسم لخت است و ميخواهد در حال سکون باقي بماند،يا اگر در حال حرکت است،مي کوشد اين حالت را حفظ کند.در اين حالت گرانش وجود ندارد. در فضا(دور از زمين) نيز همين نيرو براي شتاب دادن به يک جسم لازم است. اين جرم است که ايجاب مي‌کند که براي تغيير دادن حرکت جسم،نيرو بکار رود.همين جرم است که در ديناميک در رابطهF=ma ظاهر مي‌شود. اما وضع ديگري نيز وجود دارد که در آن هم جرم جسم ظاهر مي‌شود.به عنوان مثال،براي نگه داشتن جسمي در ارتفاعي بالا تر از سطح زمين،نيرو لازم است.اگر ما جسم را نگه نداريم با حرکت شتابدار به زمين سقوط مي‌کند.نيروي لازم براي نگه داشتن جسم در هوا از نظر بزرگي با نيروي جاذبه گرانشي ميان جسم و زمين برابر است.در اينجا لختي هيچ نقشي ندارد،بلکه خاصيت جذب شدن اجسام توسط اجسام ديگري چون زمين مهم است.
تغييرات شتاب گرانشي(g)همانطورکه گفتيم g ثابت نيست و از نقطه‌اي به نقطه ديگر زمين ،بسته به فاصله آن نقطه از مرکز زمين تغيير مي‌کند(در نقاط نزديک سطح زمين ميتوان آن را ثابت فرض کرد که شما هم در حل مسائل همين کار را انجام ميدهيد و آن را 9.8 يا 10 متر بر مجذور ثانيه فرض مي‌کنيد).
اما موضوع ديگري بجز فاصله تا مرکز زمين ،نيز وجود داردکه بر g تأثير ميگذارد،وآن دوران زمين است. اگر جسمي در استوا به يک نيرو سنج آويخته شده باشد،نيروهاي وارد بر جسم عبارت‌انداز:کشش رو به بالاي نيروسنج،w ،که همان وزن ظاهري جسم است و کشش رو به پايين جاذبه گرانشي زمين که با رابطه :
F=GmMe/Re2
بيان مي‌شود.اين جسم در حال تعادل نيست زيرا ضمن دوران با زمين تحت تأثير شتاب جانب مرکز aR قرار دارد. بنا براين بايد نيروي جانب مرکز برايندي به طرف مرکز زمين به جسم وارد شود.در نتيجه F ،نيروي جاذبه گرانشي (وزن واقعي جسم) بايد از w،نيروي کشش رو به بالاي نيرو سنج (وزن ظاهري جسم)بيشتر باشد.بنابر اين: (در استوا)
نيروي برآيند :
F=ma
بنابراين :
F-w=maR
آنکاه :
G.Me.m/Re2-mg=maR
g=GMe/Re2-aR
پس :
از آنجايي که:
aR =Reω^2 =Re(2π/T)^2 =4π^2Re/T^2
که در آن ω سرعت زاويه‌اي دوران زمين ،T دوره تناوب وRe شعاع زمين است. در قطب‌ها از آنجايي که شعاع دوران صفر است بنابراين:0 = aR است پس داريم:
g=GMe/Re^2
که همان نتيجه قبلي است.
ميدان گرانش
يک حقيقت اساسي درباره گرانش اين است که دو جرم بر يکديگر نيرو وارد مي‌کنند.اگر بخواهيم مي‌توانيم اين موضوع را به صورت تأثير«کنش) مستقيم ميان دو ذره در نظر بگيريم.اين ديدگاه را کنش از راه دور مينامند.يعني ذرات از راه دور و بدون اينکه با هم تماس داشته باشند روي هم اثر ميگذارند.ديدگاه ديگر استفاده از مفهوم ميدان است،که بنا به آن يک ذره جرم دار فضاي اطرافش را طوري تغيير مي‌دهد که در آن ميدان گرانشي ايجاد مي‌کند.اين ميدان بر هر ذره جرم داري که در آن قرار گيرد يک نيروي جاذبه گرانشي وارد مي‌کند. بنابراين در تصور ما از نيروهاي ميان ذرات جرم دار،ميدان نقش واسطه ايفا مي‌کند.
در مثال جرم - زمين ،اگر جسمي را در مجاورت زمين قرار دهيم ،نيرويي بر آن وارد مي‌شود،اين نيرو در هر نقطه از فضاي اطراف زمين داراي جهت و بزرگي مشخصي است. جهت اين نيرو که در راستاي شعاع زمين است، به طرف مرکز زمين و بزرگي آن برابر mg .بنابراين در هر نقطه در نزديکي زمين ميتوان يک بردار g وابسته کرد. بردار g شتابي است که جسم رها شده در هر نقطه بدست مي‌‌آورد و آن را شدت ميدان گرانش در آن نقطه مينامند. چون g =F/mشدت ميدان گرانش در هر نقطه را ميتوان به صورت نيروي گرانشي وارد بر يکاي جرم در آن نقطه تعريف کنيم و!زن وجرم وزن جسمي روي زمين 10 آيزاک نيوتن است. اگر اين جسم را به فضا برده و بخواهيم به آن شتاب يک متر بر مجذور ثانيه بدهيم،چند آيزاک نيوتن نيرو بايد وارد کنيم؟
يک؟ ده؟ صفر؟ در فضا نمي‌توان به جسمي شتاب داد!
وزن هر جسم عبارت است از نيروي جاذبه‌اي که زمين به آن وارد مي‌کند. وزن چون از نوع نيروست،کميتي است برداري. جهت اين بردار همان جهت نيروي گرانشي، يعني به طرف مرکز زمين است. بزرگي وزن بر حسب يکاي نيرو يعني آيزاک نيوتن بيان مي‌شود. وقتي جسمي به جرم m آزادانه «در خلا» سقوط مي‌کند،شتاب آن برابر شتاب گرانش «g» ونيروي وارد بر آن «w» برابر وزن خودش است. اگر از ««قانون دوم نيوتن)) (F=ma)، براي جسمي که آزادانه سقوط مي‌کند استفاده کنيم خواهيم داشت :w=mg. کهw و g بردارهايي هستند که جهتشان متوجه مرکز زمين است.
براي اينکه از سقوط جسمي جلوگيري کنيم بايد نيرويي که بزرگي آن برابر بزرگي w و جهت آن به طرف بالاست به آن وارد کنيم، به گونه‌اي که برايند نيروهاي وارد بر جسم صفر شود. وقتي جسمي از فنري آويزان است و به حال تعادل قرار دارد، کشش فنر اين نيرو را تأمين مي‌کند.
گفتيم وزن هر جسم، يعني نيرويي که زمين به طرف پايين بر جسم وارد مي‌کند، يک کميت برداري است. جرم جسم يک کميت نرده‌اي است. رابطه ميان وزن و جرم به صورت w=mg است. چون g از يک نقطه زمين به نقطه ديگر آن تغيير مي‌کند، w يعني وزن جسمي به جرم m در مکانهاي مختلف متفاوت است.بنابر اين يک کيلو گرم جرم در محلي که g برابر 8/9 متر بر مجذور ثانيه است،8/9 آيزاک نيوتن (8/9= 8/9*1= w)و درمحلي که g برابر 78/9 متر بر مجذور ثانيه است،78/9 آيزاک نيوتن وزن دارد. در نتيجه بر خلاف جرم که خاصيت ذاتي جسم است (و هميشه ثابت)،وزن يک جسم به محل آن نسبت به مرکز زمين بستگي دارد.در نقاط مختلف روي زمين ترازوهاي فنري (نيروسنج‌ها)،مقادير متفاوت و ترازوهاي شاهين دار، مقادير يکساني را نشان مي‌دهند.(زيرا نيروسنج وزن را نشان مي‌دهد ولي ترازوي شاهين دار جرم را) در نواحيي از فضا که نيروي گرانش (نيرويي که از طرف زمين بر اجسام وارد مي‌شود(همان وزن)) وجود ندارد،وزن يک جسم صفر است،در حالي که اثرهاي لختي و در نتيجه جرم جسم نسبت به مقدار آن در روي زمين بدون تغيير مي‌‌ماند.در يک سفينه فضايي بلند کردن يک قطعه سربي بزرگ کار ساده‌اي است(w=0) ولي اگر فضانورد به اين قطعه لگد بزند همچنان به پايش ضربه وارد مي‌شود (زيرا m مخالف صفر است).
براي شتاب دادن به يک جسم در فضا ،همان اندازه نيرو لازم است که براي شتاب دادن آن در امتداد يک سطح افقي بدون اصطکاک در روي زمين.زيرا جرم جسم همه جا يکسان است. اما براي نگه داشتن يک جسم در سطح زمين، نيروي بسيار بيشتري از نيروي لازم براي نگه داشتن آن در فضا مورد نياز است. زيرا در فضا وزن صفر است ولي در روي زمين چنين نيست.
گرانش عليه گرانش
نگاه اجمالي
يکي از مطالب جالب توجه نويسندگان علمي _ تخيلي حفاظهاي ضد جاذبه مي‌باشد. افسوس که چنين حفاظهاي اختراع نشده‌اند و براي غلبه بر نيروي گرانش زمين ، وسيله نقليه فضايي به يک موتور کمکي نياز دارد.
آيا براي اين منظور ميتوان به جاي موتور از نيروي گرانشي استفاده کرد؟
در واقع ، مسئله بسيار عجيب اين است که آيا نيروي گرانش زمين مانع از بين رفتن وسيله نقليه در فضا مي‌گردد؟
بر خلاف انتظار ، حداقل در يک مورد چنين مساله‌اي ممکن است. اين مورد به وسيله پژوهشگران شوروي وي بلستکي و ام.گيورتز پيشنهادشده است.
ماهيت گرانش عليه گرانش
در تمام محاسبات مربوط به فضانوردي ، وسيله نقليه به صورت يک نقطه مادي در نظر گرفته مي‌شود. چنين چيزي کاملا منطقي است. زيرا اندازه وسيله در قياس با اجرام آسماني بي‌اندازه کوچک است. ولي اگر بخواهيم دقيق باشيم، بايد بگوئيم که وسيله نقليه يک ذره نيست بلکه جسم بزرگي با ابعاد شکل شخص است. در واقع نيروي گرانش اعمال شده بر فضاپيما به وسيله زمين در مقايسه با نيرويي که در صورت متمرکز بودن جرم در يک نقطه بر آن وارد مي‌شود، اندکي تفاوت دارد.
در فضاپيماهاي معمولي و ماهواره‌ها اين تناوب به قدري کوچک است که با اطمينان ميتوان از آن چشم پوشيد. چنين اختلافي فقط در يک مورد ممکن است اهميت پيدا کند و آن در هنگامي است طول فضاپيما قابل توجه باشد.
اثر گرانش بر دو جسم متصل
در اينجا حالتي را براسي ميکنيم که فضاپيما از دو کره تشکيل يافته و آنها به وسيله ميله يا کابلي که بر امتداد شعاع زمين عمودي باشد. به يکديگر متصل شده شده‌اند. در اين صورت هر يک از کرات تحت تاثير نيروي گرانشي قرار مي‌گيرند که در امتداد زاويه‌اي نسبت به ميله اتصال دهنده مي‌باشد. برآيند اين دو نيرو به آساني بر مبناي قانون متوازي الاضلاع نعيين مي‌گردد.
برآيندي که به وسيله محاسبات اوليه حاصل مي‌گردد از نيروي گرانشي که از متمرکز بودن تمام جرم اين فضاپيما بر مرکز ميله وارد مي‌آيد کوچک‌تر است. به بيان ديگر به نظر مي‌آيد طول فضاپيما موجب ايجاد نوعي نيروي دامنه شعاعي مي‌گردد. اين فضاپيما در مداري به دور زمين مي‌چرخد که به کلي با مدارهاي عادي کپلري تفاوت دارد. از اين واقييت ميتوان استفاده مبتکرانه نمود.
اثر گرانش در نزديک کردن کره‌ها و جدا ساختن آنها
ما با نزديک کردن کره‌ها به يکديگر در هنگامي که فضاپيما در اوج قرار دارد. آن را به يک ذره مادي تبديل مي‌نمائيم که حرکت آن در مدار کپلر انجام خواهد گرفت. اکنون عمل عکس را انجام مي‌دهيم و هنگامي که فضاپيما در حضيض قرار دارد کره‌ها را از يکديگر جدا ميکنيم که به فاصله قبلي خود برسند. در آن صورت نيروي دامنه‌اي که در بالا توضيح داده شد ايجاد مي گردد.
مدار چنين حرکتي طولاني تر از مدار کپلر مشابه آن مي‌گردد.نتيجه آن است که فاصله اوج هنگامي که فضاپيما در چرخه دوم قرار مي‌گيرد. از حالتي که آن در چرخه اول قرار داشت کمي بزرگتر مي‌شود. اگر اين تجزيه را تکرار کنيم. فاصله اوج باز هم کمي بيشتر مي‌شود. و اگر ادامه دهيم، متوجه ميشويم که فضاپيماي ما به طور مارپيچي به طرف خارج حرکت مي‌کند، تا وقتي که از محدود گرانش زمين دور شود.
مثالهايي واقعي از گرانش عليه گرانش
بر اساس محاسبات وي. بلتسکي اگر يک فضاپيماي 140 کيلومتري در فاصله 2000 کيلومتري از مرکز زمين به حرکت در آيد. شتاب حدود دو سال دوام پيدا مي‌کند. براي فضاپيماي مشابه‌اي که فاصله اوليه آن از خورشيد 700.000 کيلومتر است. رها شدن از نيروي گرانشي 80 سال به طول مي انجامد. پس به تناقض ديگري بر مي‌خوريم هرچه جرم جسم آسماني بيشتر و هر چه فضاپيما به آن نزديک‌تر باشد، براي فضاپيما رها شدن از قيد نيروي گرانشي به وسيله روش تپش آسان‌تر است.
کاربردهاي گرانش عليه گرانش
ما اغلب در داستان علمي _ تخيلي هنگامي که فضاپيما به دام نيروي گرانشي ستاره بزرگي مي‌افتد با وضعيت مصيبت باري روبرو ميشويم. محاسبات نظري نشان مي‌دهد حتي در صورتي که فضاپيما به دور چنين ستاره‌اي حرکت کند، با استفاده از روش تپش سرعت فرار مي‌تواند، افزايش يابد. به عنوان مثال اگر فضاپيما در 20.000 کيلومتري مرکز شعراي سيماني کوتوله سفيد فوق العاده چگال قرار گيرد، مي‌تواند فقط در خلال يک ساعت و نيم با حرکت در مسير مارپيچي روانه فضاي دور دست شود. تمام اين مطالب بر روي کاغذ صحت دارد، ولي آيا واقعا ميتوان يک وسيله نقليه فضايي پيچيده را طرح ريزي نمود؟ اين مسئله مربوط به تکنولوژي آينده مي‌باشد. در هر حال امکانات نظري اين مسئله از نظر اصول تاييد شده‌اند.
ارسال توسط کاربر محترم سايت : bookmarks /ج