قدرت ِ گرانش در سیارات دیگر چقدر است؟

بیگ بنگ: جاذبه یا گرانش یک نیروی بنیادی در فیزیک است. زندگی کردن در سطح زمین ما را به کشش 1gیا(۹.۸ 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.

به 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/s²۹.۸۰۶۶۵ یا( ۳۲.۱۷۴ ft/s²) است و این بدان معناست که اگر جسمی از بالای زمین رها شود و سقوط کند، در هر ثانیه از سقوط آزاد ۹.۸ 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(۱۱-^۱۰× ۶.۶۷۴ 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.

گرانش در عطارد

با میانگین شعاع ۲۴۴۰ کیلومتر و جرمی معادل با ۳.۳۰ × ۲۳^۱۰ کیلوگرم، عطارد تقریبا ۰.۳۸۳ برابر اندازه زمین است و تنها ۰.۰۵۵ برابر جرم زمین را دارد. این موضوع عطارد را کوچکترین و سبک ترین سیاره ی سامانه ی خورشیدی می کند. به لطف ِ چگالی زیادش ۵.۴۲۷ g/cm^۳ که تنها کمی از چگالی زمین ۵.۵۱۴ g/cm^۳ کمتر است- عطارد گرانش سطحی برابر با ۳.۷ m/s² یا ۰.۳۸ g دارد.

گرانش 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 ۴.۶۰۲۳×۱۰۸ km²، جرمی ۴.۸۶۷۵ × ۲۴^۱۰ کیلوگرمی و چگالی ۵.۲۴۳ g/cm^۳ ناهید در اندازه معادل با ۰.۹۴۹۹ زمین، در جرم ۰.۸۱۵ برابر و تقریبا ۰.۹۵ 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 ۸.۸۷ m/s^۲ یا ۰.۹۰۴ g است.

گرانش 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 ۱۷۳۷ کیلومتری، جرم۷.۳۴۷۷ × ۲۲^۱۰ کیلوگرمی و چگالی ۳.۳۴۶۴ g/cm³ و همچنین ماموریت های که توسط فضانوردان آپولو انجام داده شده پایه گذاری شده، گرانش سطحی در ماه را ۱.۶۲ m/s² یا ۰.۱۶۵۴ g نشان داده اند.

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 ۳۳۸۹ کیلومتر که تقریبا ۰.۵۳ برابر زمین است. جرم آن (۶.۴۱۷۱ × ۲۳^۱۰ کیلوگرم) تنها ۰.۱۰۷ برابر زمین و چگالی اش نزدیک به ۰.۷۱ برابر زمین که معادل ۳.۹۳ g/cm³ است. به همین دلیل مریخ ۰.۳۸ برابر گرانش زمین را دارد که نزدیک به ۳.۷۱۱ m/s² است.

گرانش در مشتری

مشتری بزرگترین و سنگین ترین سیاره در سامانه ی خورشیدی است. شعاع متوسط آن چیزی حدود ۶۹,۹۱۱ ± ۶ کیلومتر است، که این سیاره را ۱۰.۹۷ برابر بزرگتر از زمین می کند؛ این در حالی است که جرم آن (۱.۸۹۸۶ × ۲۷^۱۰ کیلوگرم) در حدود ۳۱۷.۸ 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 ۱.۳۲۶ 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) ۲۴.۷۹ m/s² یا ۲.۵۲۸ g است.

گرانش 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 ۵۸۲۳۲±۶  کیلومتر دارد، این سیاره ۹.۱۳ برابر زمین است، وزنی معادل با ۵.۶۸۴۶ × ۲۶^۱۰  کیلوگرم ۹۵.۱۵ سنگین تر از زمین و چگالی برابر با ۰.۶۸۷ g/cm³ دارد. در نتیجه گرانش سطحی آن (که مانند مشتری در بالای ابرهای آن است) تنها کمی بیشتر از زمین یعنی ۱۰.۴۴ m/s² یا ۱.۰۶۵ g است.

گرانش در اورانوس

با شعاع متوسط ۲۵,۳۶۰ کیلومتر و جرمی برابر ۸.۶۸ × ۲۵^۱۰ کیلوگرم، اورانوس تقریبا ۴ برابر بزرگتر از زمین و ۱۴.۵۳۶ سنگین تر است. به هر حال، به عنوان یک غول گازی چگالی آن (۱.۲۷ 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 ۸.۶۹ m/s² (یا ۰.۸۸۶ g) است.

گرانش در نپتون

نپتون با شعاع متوسط ۲۴,۶۲۲ ± ۱۹ کیلومتر و جرمی برابر با ۱.۰۲۴۳ × ۲۶^۱۰ کیلوگرم، از نظر بزرگی چهارمین سیاره منظومه ی شمسی است. نپتون ۳.۸۶ بزرگر و ۱۷ بار سنگین تر از زمین است. اما به عنوان یک غول گازی، چگالی کمی برابر ۱.۶۳۸ g/cm³ دارد. تمام این چیزها به یک گرانش سطحی ۱۱.۱۵ m/s²(یا۱.۱۴ 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 ۰.۳۸ g در عطارد گرفته تا ۲.۵۲۸ g بر فراز ابرهای مشتری. در ماه، جایی که فضانوردان به آن سفر کرده اند، گرانش ِ بسیار ضعیفی معادل با ۰.۱۶۵۴ 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

لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=45501

(۸۱ نفر , میانگین : ۴,۲۶ از ۵)