اسرار جاذبه با بهره گیری از علم نجوم فاش شد

به گزارش گروه وب گردی خبرگزاری صدا و سيما، یکی از جذاب‌ترین بخش‌های علم مربوط به نجوم و ستارگان است که انگار در دنیایی غیرقابل دسترس ما قرار دارند. آسمان بالای سرمان راز‌های نادیده و کشف نشده زیادی دارد و دانشمندان در تلاشند تا اطلاعات بیشتری از منظومه شمسی و کیهان ارائه دهند.

در این نوشتار پاسخ تعدادی از سوالاتی را که ذهن اکثر افراد را درگیر می‌کند، داده شده است.

آیا نیروی گرانش زمین در حال ضعیف شدن است؟
بررسی‌های علمی نشان می‌دهد که هیچ تغییری در قدرت نیروی جاذبه سیاره زمین ایجاد نشده است.
طی سال‌های اخیر نظریه‌پردازان بسیاری اصلاحاتی بر نظریه گرانش اینشتین مطرح کرده‌اند. این امر نشان می‌دهد که گرانش با گذشت زمان تغییر پیدا کرده است. در دهه ۱۹۳۰ میلادی، پاول دیراک فیزیکدان برجسته بریتانیایی نظریه‌ای مطرح کرد که براساس آن احتمال دارد با گسترش جهان، نیروی گرانش ضعیف شود.
بدین‌ترتیب منجمان شروع به جستجو کردند. در دهه ۱۹۷۰ میلادی، مطالعات علمی متمرکز بر ماه نشان داد که این قمر در حال دور شدن از زمین است. این افزایش فاصله با بکارگیری نظریه‌های استاندارد تعامل میدان‌های گرانشی ماه و زمین قابل‌توضیح بود، اما برخی از متخصصان ضعیف شدن نیروی جاذبه زمین را دلیل این پدیده دانستند.
این ادعا مورد توجه بسیاری از مردم قرار گرفت، اما در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی آزمایش‌های گسترده‌ای در خصوص زمان دقیق سیگنال‌های کاوشگر‌های سیارات انجام شد که براساس نتایج آن هیچ تغییری در قدرت نیروی گرانش زمین ایجاد نشده است.

آیا نور وزن دارد؟
فوتون‌های نور جرمی ندارند، اما براساس معادله اینشتین نور می‌تواند مانند مواد دارای وزن رفتار کند.
نور نوعی تابش الکترومغناطیس است. براساس نظریه‌ها، جرم فوتون‌های نوری با دامنه تابش آن‌ها ارتباط دارد. بسیاری از متخصصان بر این باورند که تابش‌های الکترومغناطیس دامنه نامحدودی دارند. اگر این امر درست باشد، فوتون‌ها نباید جرمی داشته باشند.
با این حال نور انرژی دارد و بنابر معادله معروف اینشتین انرژی برابر با حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت نور است. بدین‌ترتیب نور می‌تواند مانند مواد دارای جرم رفتار کند. فوتون یک ذره بنیادی است. این ذره یک کوانتوم یا به عبارتی کمترین مقدار قابل‌اندازه‌گیری در یک میدان الکترومغناطیسی مانند تابش‌های الکترومغناطیسی به شمار می‌رود. فوتون به عنوان حامل نیرو برای نیروی الکترومغناطیسی نیز عمل می‌کند.

وزن ستارگان چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟
ستارگان در فاصله بسیاری دوری از سیاره زمین قرار دارند با این حال دانشمندان موفق به کشف روش‌های متنوعی برای اندازه‌گیری وزن این اجرام آسمانی شده‌اند.
ستارگان برای انسان‌های روی زمین نقاط کوچک و درخشنده‌ای در آسمان به شمار می‌روند، اما درواقع هر ستاره جسمی فوق‌العاده بزرگ از جنس گاز‌های فوق‌العاده داغ است؛ بنابراین سوال اینجاست که بشر چگونه می‌تواند وزن این اجرام آسمانی را از راه دور اندازه‌گیری کند؟
یکی از روش‌های محاسبه وزن یک ستاره، کشف ارتباط میان جرم ستاره و قدرت گرانشی است که تولید می‌کند. در ستارگان دارای سیارات، قدرت گرانش مشخص می‌کند که یک سیاره با چه سرعتی چرخش در مدار را کامل می‌کند. سپس با استفاده از قانون گرانش نیوتن می‌توان جرم ستاره را محاسبه کرد. روش مشابهی برای اندازه‌گیری جرم ستارگان دوگانه (دو ستاره که به دور یکدیگر می‌چرخند) استفاده می‌شود.
محاسبه ستارگان منفرد دشوارتر است، اما این امر نیز با روش‌های خاصی امکان‌پذیر است. متخصصان حوزه اخترفیزیک ارتباطی موفق به کشف ارتباطی میان توان خروجی یک ستاره و جرم آن شده‌اند، بدین‌ترتیب با محاسبه درخشندگی یک ستاره می‌توان وزن آن را به صورت تقریبی به دست آورد.
یک روش دیگر برای اندازه‌گیری جرم ستارگان، محاسبه اثرات ظریف گرانش بر نور است. براساس نظریه گرانش اینشتین، جرم با تحریف بستر فضا زمان باعث ایجاد گرانش می‌شود. این امر بر اشعه‌های نوری که از نزدیکی اجرام عبور می‌کنند، اثر گذاشته و مانع از عبور مستقیم آن‌ها می‌شود. در سال ۲۰۰۴ یک گروه از ستاره‌شناسان آمریکایی با استفاده از نظریه اینشتین انحرافات نوری یک ستاره سرخ کوچک که در هزار و ۸۰۰ سال نوری با زمین فاصله داشت را شناسایی کردند.

چرا وزن انسان صبح‌ها کمتر است؟
دلیل کاهش وزن انسان در هنگام صبح واکنش‌های شیمیایی است که بدن طی شب انجام می‌دهد.
معمولاً وزن انسان صبح‌ها کمتر است. دلیل آن واکنش‌های شیمیایی است که انسان را زنده نگه می‌دارد به انرژی نیاز دارد و با وجود این که انسان در زمان خواب، غذایی نمی‌خورد، این فرآیند‌های متابولیکی همچنان مولکول‌های گلوکز را به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کنند. هوایی که انسان تنفس می‌کند شامل چهار درصد دی‌اکسید کربن و بخار آب اشباع‌شده است.
طی هشت ساعت خواب انسان ۲ هزار و ۱۰۰ لیتر هوا نفس می‌کشد که شامل ۲۷ گرم آب و ۸۴ لیتر دی‌اکسید کربن می‌شود. کربن موجود در دی‌اکسید کربن ۴۲ گرم وزن دارد. شاید ۶۹ گرم در یک شب زیاد به نظر نرسد، اما انسان از طریق ترشح عرق، تولید بزاق و ریزش پوسته‌های پوستی نیز وزن کم می‌کند.