تعتبر الجاذبية هي واحدة من أكثر القوى الأساسية في الطبيعة والتي رغم كونها الأضعف مقارنةً بالقوى الأخرى مثل القوى الكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية، تُعتبر الأكثر شمولاً وأهمية في فهم الكون. فعلى المستوى الذري، تتحكم القوى الكهرومغناطيسية والنووية القوية في تفاعلات الجسيمات داخل الذرات.
بينما تكون الجاذبية في هذا النطاق ضعيفة جدًا. أما على المستوى الكوني، فإن الجاذبية تصبح القوة المهيمنة بسبب تفاعل عدد هائل من الجسيمات داخل الأجسام الفلكية الكبيرة التي تولد هذا الحقل الجاذبي، مما يجعلها العامل الأهم في حركة الأجرام السماوية مثل النجوم والكواكب والمجرات.

دور حاسم

فهم الجاذبية له دور حاسم في العديد من المجالات العلمية مثل علوم الفلك والجيوفيزياء. كما أنه يرتبط بأسئلة جوهرية في الفيزياء مثل طبيعة الزمكان وأصل قوى القصور الذاتي.
وعلى الرغم من أن الجاذبية قد تبدو غير مهمة في بعض التطبيقات العلمية الدقيقة مثل الفيزياء الذرية أو التفاعلات النووية، إلا أنها تعتبر الأساس الذي تبنى عليه بقية القوى في الكون.
من خلال دراسة الجاذبية يمكن للعلماء أن يتوصلوا لفهم أعمق حول كيفية تفاعل الكون، من الجسيمات الدقيقة إلى الأجرام السماوية الضخمة. لذا، فإن استيعاب هذا الحقل الجاذبي الأضعف يُعد أمرًا أساسيًا لفهم الظواهر الكونية وتطور الكون بشكل عام.

الأنظمة النجمية

وقالت الباحثة المهتمة في برنامج علوم الفلك والفضاء الإثرائي، سيرين صائغ، خلال حديثها لـ ”اليوم“ إن الجاذبية تلعب بين الأجرام السماوية دورًا أساسيًا في تشكيل وتطور الكون.
وأضافت "تُعتبر الجاذبية القوة المسؤولة عن جذب الأجسام ذات الكتلة نحو بعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوين النجوم والكواكب والمجرات. في المراحل المبكرة من تكوّن النجوم، تتجمع الغازات والغبار في سحب ضخمة تحت تأثير الجاذبية، مما يؤدي إلى انكماشها وتشكيل نوى كثيفة".
وتابعت "مع مرور الوقت، يؤدي هذا الانكماش إلى زيادة درجة الحرارة والضغط، مما يسبب اندماجًا نوويًا ويُنتج نجمًا جديدًا".
بالإضافة إلى ذلك، تتحكم الجاذبية في حركة الأجرام السماوية. على سبيل المثال، تدور الكواكب حول النجوم بسبب الجاذبية، مما يحافظ على استقرار المدارات

تأثيرات المد والجزر

وأوضحت صائغ أن الجاذبية مسؤولة عن تفاعلات المد والجزر بين الأجرام السماوية، مثل تأثيرات المد والجزر بين الأرض والقمر.
وأضافت أن علاوة على ذلك، تلعب الجاذبية دورًا في تشكيل المجرات وتفاعلاتها، حيث تجذب المجرات بعضها البعض، مما يؤدي إلى اندماجات وتفاعلات تؤثر على شكل وحجم المجرات.
وتابعت "تُعتبر الجاذبية القوة الأساسية التي تنظم حركة وتوزيع الأجرام السماوية في الكون، وتُسهم بشكل كبير في تشكيل وتطور الهياكل الكونية".
وقالت "الجاذبية تلعب أيضًا دورًا حاسمًا في تكوين الأجرام السماوية، مثل النجوم والكواكب والمجرات، حيث تتسبب في تجميع المادة معًا وتشكيل الكتل. تؤثر الجاذبية أيضًا على حركة الأجرام السماوية، حيث تجذب الأجرام ذات الكتلة نحو بعضها البعض، مما يؤدي إلى تشكيل المدارات والأنظمة الثنائية والتفاعلات بين الأجرام السماوية".

قوانين كبلر

وبينت سيرين أن الجاذبية هي القوة الأساسية التي تنظم حركة الأجرام السماوية في الأنظمة النجمية. لفهم تأثير الجاذبية على حركة الكواكب والنجوم في هذه الأنظمة، يمكننا ربط قوانين كبلر بالميكانيكا الكلاسيكية لنيوتن. القانون الأول لكبلر ينص على أن الكواكب في النظام النجمي تتحرك في مدارات بيضاوية حول النجم، وليس دائرية. هذه الحركة تُفسر بقوة الجاذبية التي يمارسها النجم على الكوكب.
وفقًا لنظرية نيوتن للجاذبية، تزداد قوة الجذب كلما اقترب الكوكب من النجم، مما يسبب تغييرًا في مسار الكوكب ليصبح بيضاويًا بدلاً من دائري.
أما القانون الثاني لكبلر، فيوضح أن الكواكب تتحرك بسرعة أكبر عندما تقترب من النجم وأبطأ عندما تبتعد. هذا التغير في السرعة يحدث بسبب قانون الحفاظ على الزخم الزاوي في الميكانيكا الكلاسيكية، الذي ينص على أن قوة الجاذبية تؤثر على الكوكب بحيث يحافظ على الزخم الزاوي، مما يسبب سرعته الأكبر عند اقترابه من النجم. في القانون الثالث لكبلر، يوضح العلاقة بين المسافة التي تفصل الكوكب عن النجم وفترة دورانه. فكلما زادت المسافة بين الكوكب والنجم، طال الوقت الذي يستغرقه لإتمام مداره.
هذا يُفسر من خلال قانون نيوتن للجاذبية، حيث تقل قوة الجذب كلما ابتعد الكوكب، مما يؤدي إلى زيادة الوقت الذي يحتاجه لإكمال مداره. بالتالي، من خلال الميكانيكا الكلاسيكية وقوانين كبلر، يمكننا فهم كيفية تأثير الجاذبية على حركة الأجرام السماوية في الأنظمة النجمية، حيث تُعتبر الجاذبية القوة الرئيسية التي تنظم حركة الكواكب والنجوم وتساهم في استقرار النظام النجمي.

انحناء الزمكان بالأنظمة النجمية

وتابعت سيرين صائغ أنه في النسبية العامة الجاذبية ليست مجرد قوة تقليدية بل هي نتيجة لانحناء الزمكان نفسه هذا الانحناء يتسبب في تغيير مسارات الأجرام السماوية في حين أن الأجرام السماوية لا تتحرك حول النجوم في مسارات دائرية كما كان يُعتقد سابقًا، بل تتحرك في مسارات منحنية في الزمان والمكان، أي في فضاء - زمان متمدد عندما يمر الضوء أو أي جسم آخر عبر منطقة من الزمكان حيث يتسبب نجم ضخم في انحناء الزمكان.
وأكدت "يتبع الجسم مسارًا منحنيًا بسبب هذا التأثير هذا يظهر بوضوح في الأجرام التي تقع بالقرب من ثقوب سوداء أو في الأنظمة النجمية التي تحتوي على أجسام ضخمة الجاذبية تؤثر أيضًا على الزمن؛ فالوقت يمر بشكل أبطأ في الأماكن ذات الجاذبية القوية. بالقرب من نجم ضخم أو ثقب أسود، يلاحظ راصد بعيد أن الساعة تباطأت مقارنةً بمناطق ذات جاذبية أقل".
هذه الأفكار تظهر أن الجاذبية ليست مجرد ”قوة“، بل جزء من نسيج الزمان والمكان نفسه، وأي تغيير في هذا النسيج يؤدي إلى تأثيرات كبيرة على الحركة والوقت في الأنظمة النجمية.
واختتمت صائغ حديثها بأن الجاذبية تعتبر القوة الأساسية التي تحكم حركة الأجرام السماوية وتشكل الهياكل الكونية في الكون من خلال فهم قوانين كبلر والميكانيكا الكلاسيكية، يمكننا تفسير حركة الكواكب والنجوم في الأنظمة النجمية. كما أن نظرية النسبية العامة تقدم رؤية أعمق، حيث تُظهر أن الجاذبية هي نتيجة لانحناء الزمكان، مما يؤثر على الحركة والزمن. هذا الفهم يساعدنا على استكشاف العديد من الظواهر الكونية، من حركة الأجرام السماوية إلى التأثيرات المتنوعة على الزمن والمسافات في الأنظمة النجمية. الجاذبية تظل مفتاحًا لفهم الكون وتطوره.