قدرت ِ گرانش در سیارات دیگر چقدر است؟

5
22555

بیگ بنگ: جاذبه یا گرانش یک نیروی بنیادی در فیزیک است. زندگی کردن در سطح زمین ما را به کشش 1gیا(9.8 m/s²) عادت داده است. به هرحال، کسانی که به فضا رفته اند یا روی ماه قدم گذاشته اند، جاذبه چیزی متغیر و با ارزش است.

Gravity-Probe-B-01-1024x754به گزارش بیگ بنگ، گرانش به جرم بستگی دارد- بطوری که تمام اجرام از ستاره ها، سیارات و کهکشان ها، تا نور و ذرات زیر اتمی- به یکدیگر جذب می شوند و دارای نیروی گرانش هستند. با توجه به جرم، اندازه و چگالی جسم، نیروی گرانش ِ آن متفاوت عمل می کند، وقتی به سیاره های سامانه ی خورشیدی خودمان می رسیم که در اندازه و جرم متفاوتند، اندازه گرانش آنها به طور قابل ملاحظه ای فرق می کند.

برای مثال گرانش در زمین که پیشتر ذکر شد، برابر با m/s²9.80665 یا( 32.174 ft/s²) است و این بدان معناست که اگر جسمی از بالای زمین رها شود و سقوط کند، در هر ثانیه از سقوط آزاد 9.8 متر به سمت زمین شتاب می گیرد. این استانداردی برای اندازه گیری گرانش در دیگر سیارات است که با g هم نشان داده می شود. با استناد به قانون جهانی گرانش نیوتن، نیروی جاذبه بین دو چیز می تواند به صورت ریاضی( F = G (m¹m²/r² که در آن F نیرو، m¹ و m² جرم دو جسم، r فاصله ی بین دو مرکز اجسام و G ثابت گرانشی(11-^10× 6.674 N m2/kg2) است. بسته به اندازه و جرم آنها، گرانش در سیاره ای دیگر به صورت g و نیز همچنین مقدار شتاب در سقوط آزاد اندازه گیری می شود.

Gravity_Anomalies_on_Mercury-e1451338317720-580x383گرانش در عطارد

با میانگین شعاع 2440 کیلومتر و جرمی معادل با 3.30 × 23^10 کیلوگرم، عطارد تقریبا 0.383 برابر اندازه زمین است و تنها 0.055 برابر جرم زمین را دارد. این موضوع عطارد را کوچکترین و سبک ترین سیاره ی سامانه ی خورشیدی می کند. به لطف ِ چگالی زیادش 5.427 g/cm3 که تنها کمی از چگالی زمین 5.514 g/cm3 کمتر است- عطارد گرانش سطحی برابر با 3.7 m/s² یا 0.38 g دارد.

Earth-and-Venusگرانش در ناهید

ناهید از خیلی جهات شبیه به زمین است. و به همین خاطر است که به آن دو قلوی زمین هم می گویند. با میانگین شعاع 4.6023×108 km²، جرمی 4.8675 × 24^10 کیلوگرمی و چگالی 5.243 g/cm3 ناهید در اندازه معادل با 0.9499 زمین، در جرم 0.815 برابر و تقریبا 0.95 چگال تر از زمین است. به همین خاطر خیلی تعجب برانگیز نیست که گرانش در سیاره ی ناهید بسیار نزدیک به زمین و برابر با 8.87 m/s2 یا 0.904 g است.

gravity02گرانش در ماه

ماه قمر زمین یک جسم نجومی است که بشریت توانسته تاثیرات کاهش یافتن گرانش بر انسان را در آن بررسی کند. محاسبات بر اساس شعاع 1737 کیلومتری، جرم7.3477 × 22^10 کیلوگرمی و چگالی 3.3464 g/cm³ و همچنین ماموریت های که توسط فضانوردان آپولو انجام داده شده پایه گذاری شده، گرانش سطحی در ماه را 1.62 m/s² یا 0.1654 g نشان داده اند.

نقشه ای که میزان تفاوت شتاب گرانش در سطح سیاره ی مریخ نشان می دهد.
نقشه ای که میزان تفاوت شتاب گرانش در سطح سیاره ی مریخ نشان می دهد.

گرانش در مریخ

مریخ در بسیاری از ویژگی های کلیدی شبیه به زمین است. وقتی به اندازه، جرم و چگالی آن نگاه کنیم، مریخ در مقایسه با زمین کوچک است. در واقع شعاع متوسط آن برابر با 3389 کیلومتر که تقریبا 0.53 برابر زمین است. جرم آن (6.4171 × 23^10 کیلوگرم) تنها 0.107 برابر زمین و چگالی اش نزدیک به 0.71 برابر زمین که معادل 3.93 g/cm³ است. به همین دلیل مریخ 0.38 برابر گرانش زمین را دارد که نزدیک به 3.711 m/s² است.

slide_19گرانش در مشتری

مشتری بزرگترین و سنگین ترین سیاره در سامانه ی خورشیدی است. شعاع متوسط آن چیزی حدود 69,911 ± 6 کیلومتر است، که این سیاره را 10.97 برابر بزرگتر از زمین می کند؛ این در حالی است که جرم آن (1.8986 × 27^10 کیلوگرم) در حدود 317.8 برابر زمین است. مشتری یک غول گازی است بنابراین به صورت طبیعی چگالی کمتری نسبت به زمین و دیگر سیاره های سنگی دارد یعنی چیزی حدود 1.326 g/cm³. بعنوان یک غول گازی، مشتری سطح پابرجا و سختی ندارد. اگر کسی روی آن بایستد، می تواند به راحتی سقوط کند تا به هسته ی جامدش(البته به صورت تئوری) برسد. در آخر، گرانش سطحی مشتری(چیزی در بالای سطح ابری آن وجود دارد) 24.79 m/s² یا 2.528 g است.

Saturn_Auroraگرانش در زحل

مانند مشتری، زحل نیز یک غول گازی است که به طور قابل توجهی بزرگتر و سنگین تر از زمین اما همچنان چگالی اش کمتر است. به طور خلاصه، زحل شعاع متوسط 58232±6  کیلومتر دارد، این سیاره 9.13 برابر زمین است، وزنی معادل با 5.6846 × 26^10  کیلوگرم 95.15 سنگین تر از زمین و چگالی برابر با 0.687 g/cm³ دارد. در نتیجه گرانش سطحی آن (که مانند مشتری در بالای ابرهای آن است) تنها کمی بیشتر از زمین یعنی 10.44 m/s² یا 1.065 g است.

uranus-planetگرانش در اورانوس

با شعاع متوسط 25,360 کیلومتر و جرمی برابر 8.68 × 25^10 کیلوگرم، اورانوس تقریبا 4 برابر بزرگتر از زمین و 14.536 سنگین تر است. به هر حال، به عنوان یک غول گازی چگالی آن (1.27 g/cm³) به طرز قابل توجهی کمتر از زمین است. بنابراین، گرانش سطحی آن(اندازه گیری شده در بالای سطح ابرهای آن) تنها کمی ضعیف تر از زمین یعنی 8.69 m/s² (یا 0.886 g) است.

8d2dd1e897f5bad6071ef7a163c06e86گرانش در نپتون

نپتون با شعاع متوسط 24,622 ± 19 کیلومتر و جرمی برابر با 1.0243 × 26^10 کیلوگرم، از نظر بزرگی چهارمین سیاره منظومه ی شمسی است. نپتون 3.86 بزرگر و 17 بار سنگین تر از زمین است. اما به عنوان یک غول گازی، چگالی کمی برابر 1.638 g/cm³ دارد. تمام این چیزها به یک گرانش سطحی 11.15 m/s²(یا1.14 g) ختم می شوند که دوباره از بالای ابرهای این سیاره اندازه گیری شده است.

از همه مهمتر گرانش حیطه ی وسیعی در سیاره های سامانه ی خورشیدی دارد. از 0.38 g در عطارد گرفته تا 2.528 g بر فراز ابرهای مشتری. در ماه، جایی که فضانوردان به آن سفر کرده اند، گرانش ِ بسیار ضعیفی معادل با 0.1654 g وجود دارد که به ما اجازه می دهد تجربه های جالبی در جاذبه ی کم داشته باشیم! دانستن اثرات گرانش ِ کم برای سفر به فضا ضروری است مخصوصا در سفرات طولانی مدت در مدار و در ایستگاه فضایی بین المللی فضایی(ISS). در دهه های آینده، دانستن چگونگی شبیه سازی این شرایط وقتی بخواهیم فرستادن ِ فضانوردان به فضا، برای ِ ماموریت های طولانی را آغاز کنیم؛ می تواند بسیار مفید باشد. در واقع دانستن اینکه قدرت ِ گرانش در دیگر سیاره ها چقدر است، می تواند برای انجام ماموریت ها و یا حتی اقامت در آنجا ضروری باشد. بشریت به سطحی با جاذبه 1g عادت دارد، پس دانستن اینکه شرایط در دیگر سیارات که بعضا کسری از این جاذبه را دارند، می تواند برای ما فاصله ای بین مرگ یا زندگی باشد!

مترجم: سروش آتشی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: universetoday.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

5 دیدگاه‌ها

  1. منظورتون از اینکه فلان سیاره جرمش اینقدره و وزنش اینقدر چیه؟ میشه توضیح بدید وزن اجرام سماوی رو چطور محاسبه میکنن؟ مگر وزن ثابت داریم؟