آیا گرانش صفر برای فضانوردان وجود دارد؟

بیگ بنگ: آیا در فاصله ای مشخصی از زمین نیروی گرانش به تدریج زایل می شود؟ در غیر این صورت، فضانوردان واقع در مدار زمین چگونه می توانند بی وزن باشند؟ منظور از بی وزنی در مدار چیست و دقیقا چه اتفاقی می افتد؟

11211پاسخ به سوال نخست خیر است. آنها بی وزن نیستند. علت کاملا متفاوتی برای این امر وجود دارد که چرا فضانوردان می توانند در مقابل دوربین به حرکات، پشتک وارو زدن در هوا یا وارونه نشستن روی مطلقا هیچ چیز، دست می زنند. ربایش گرانشی زمین مانند ربایش گرانشی تمامی اشیاء و اجسام، بی نهایت است؛ این نیرو با افزایش فاصله ضعیف و ضعیف تر می شود، اما هرگز به صفر نمی رسد. هر اتم در جهان هستی بر اتم دیگر مستقل از اینکه کجا باشد، ربایش گرانشی وارد می کند، البته هر چه انبوه اتم ها بیشتر باشد، مانند یک سیاره یا ستاره، کشش تراکمی آنها نیز قوی تر است.

اما اینها چندان اهمیتی ندارد، زیرا ارتفاع ناچیز ۴۰۰ کیلومتری که ایستگاه فضایی بین المللی به دور زمین در حال چرخش میباشد تا جایی که به ضعیف شدن نیروی گرانشی مربوط است، مقداری ناچیز است. زمین، ماه به آن بزرگی را محکم گرفته و از آن دل نمی کند و ماه تا زمین بطور میانگین ۳۸۵ هزار کیلومتر فاصله دارد. بله ماه از یک قمر مصنوعی یا ماهواره بسیار سنگین تر است و قدرت ربایش هم با جرم تناسب دارد، نکته را به درستی دریافته اید. به هر حال اگر آن فضانوردان معلق بی وزن نیستند، پس منظور از وزن چیست؟ وزن عبارت است از قدرت ربایش گرانشی که زمین بر هر جسم وارد می آورد از آنجا که با دور شدن جسم از مرکز زمین این قدرت به تدریج ضعیف می شود«وزن» آن نیز به تدریج کم می شود، اما هرگز صفر نمی شود. در واقع وزن فضانوردان معلق در فضا را، چیز دیگری خنثی می کند: نیروی ناشی از سرعت مداری آنها یا به زبان ساده تر: نیروی گریز از مرکز.

114444در واقع کارکرد ایستگاه فضایی هم به همین صورت است، به این معنا که گرایش آن به پرواز و فرارش از مدار را دقیقا ربایش گرانشی زمین به حالت موازنه در می آورد و خنثی می کند، که این ربایش ایستگاه را در مدارش نگه می دارد. به بیان ساده تر نیروی گرانش همواره ایستگاه فضایی را در حالت سقوط به سوی زمین نگه می دارد، که این نیرو دقیقا برای جلوگیری از بالاتر رفتن آن در فراسوی زمین کافی است. همین ماجرا برای فضانوردان داخل ایستگاه فضایی هم اتفاق می افتد، گرایش آنها به معلق ماندن دقیقا به وسیله ی ربایش زمین به حالت موازنه مربوط است که باعث می شود، چنین در ایستگاه فضایی معلق بمانند.

بر حسب اتفاق، این واقعیت که نیروی گرانشی زمین با نیروی گریز از مرکز، فضانوردان واقع در مدار را به موازنه در می آورد بطور کامل آنها را از آثار نیروی گرانشی برکنار نمی دارد. این فقط نیروی گرانش زمین است که متعادل است و متوازن می شود، ماه، سیارات، ایستگاه فضایی، خود فضانوردان هنوز هم یکدیگر را جذب می کنند زیرا همگی جرم دارند. اما چون ماه و سیارات بسیار از یکدیگر دورند و چون فضانوردان و تجهیزاتشان جرم زیادی (نسبت به سیارات) ندارند، همه ی این آثار گرانشی خیلی تاثیرگذار نیستند. اما آنها همگی وجود دارند و به این دلیل است که دانشمندان علوم فضایی درباره ی نیروی گرانشی صفر صحبت می کنند، در واقع آنان می گویند که فضانوردان در محیطی ریزگرانشی قرار دارند.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: NASA , What Einstein told his barber – Robert L. Wolke

image_pdfimage_print
(15 نفر , میانگین : 4٫73 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=28946

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. شباهنگ پازوکی گفت:

    ببخشید یه سوال، یعنی اگه جسمی توی مدار دور زمین نچرخه معلق نمیمونه و سقوط میکنه درسته؟ یا خود ماه مثلا اگه وایسه و دیگه دور زمین نگرده میاد برخورد میکنه به زمین؟

    • سمیر الله وردی گفت:

      با درود، در واقع زمین با نیروی گرانش ماه را به سوی خود می‌کشد. اگر انسان ماه را که در حقیقت بی وقفه به دور سیاره ما می‌چرخد، از گردش باز می‌داشت، ماه فقط برای مدت کوتاهی ثابت می‌ایستاد، آنگاه با سرعتی فزاینده به سمت زمین می‌شتافت و در نهایت با آن برخورد می‌کرد. البته این عمل میسر نیست. ماه از همان زمانهای اولیه با سرعتی برابر ۳۶۵۹ کیلومتر در ساعت به دور زمین در حال گردش بوده‌ است. در اثر این حرکت گردشی، یک نیروی گریز از مرکز به سمت خارج ایجاد می‌شود، که درست به اندازه نیروی گرانش زمین که به سمت داخل کشش دارد، است. این دو نیروی مخالف، اثر یکدیگر را بطور متقابل خنثی می‌کنند، به نحوی که ماه هموراه بر مدار خود باقی می‌ماند. چرخش ماهواره ها در مدار نیز صرفا وابسته به پرتاب کردن آنها با چنان سرعتی است که مسیرش با انحنای زمین منطبق باشد، این سرعت گریز، عبارت است از ۱۱٫۲ کیلومتر بر ثانیه. هر مقدار سرعتی کمتر از آن باعث می شود که پیش از قرار گرفتن در مداری کامل به دور زمین، بر اثر نیروی گرانش پایین کشیده شود. هر سرعتی بیشتر از این مقدار آن را در مدار زمین قرار می دهد اما به ارتفاعی چندان بلند نسبت به سطح زمین می رسد که نیروی گرانش زمین دیگر نمی تواند مسیر آن را خم و با انحنای زمین منطبق کند.

  2. مصطفی گفت:

    با سلام

    با این اوصاف که میگین تا یه فاصله ی مشخصی از زمین ماهواره ها توانایی چرخش به دور زمین رو دارند منظور از لایه های جاذبه برای قرار گیری مصنوعات چیه؟؟ راهکار ماهواره های بالاتر از این فاصله برای موندن در مدار خود چیه؟؟
    با تشکر

  3. ایمان گفت:

    بسیارعالی ممنون ازسایت خوبتون

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *