التفاحة الذهبية ” تفاحة نيوتن “

نيوتن والتفاحة

تحرك الأجسام الساقطة على الأرض بفعل الجاذبية، وهو أمر بديهي يدركه الناس، ولكن الشيء الرائع في قوانين نيوتن للجاذبية هو أنها تنطبق على جميع الأجسام بغض النظر عن حجمها، حيث تزداد قوة الجاذبية مع زيادة كتلة الجسم، ولكن في زمن اكتشاف نيوتن للجاذبية، لم يكن الناس يعرفون كيفية حركة الكواكب والأقمار في المدارات، ولذلك كشف الاكتشاف الجديد لنيوتن الكثير عن ذلك، وخاصة لماذا لا تطير الأجسام المدارية في الفضاء.

تروي القصة المعروفة بأسم أسطورة التفاحة الذهبية قصة وصول نيوتن إلى نظرية الجاذبية فورا، عندما سقطت تفاحة من شجرة واصطدمت به على رأسه. في الواقع، رأى نيوتن تفاحة تتساقط من شجرة، مما جعله يفكر في القوة الغامضة التي تجذب الأشياء إلى الأرض. لذلك قام بمقارنة المسار المستقيم للتفاحة بالمسار المنحني لقذيفة مدفعية.

ومن بعدها تساءل عما سيحدث إذا تحركت قذيفة المدفع بشكل أسرع وأسرع ، وأدرك في النهاية أنها ستسقط حول منحنى الأرض إلى الأبد ، ولن تضرب الأرض أبدًا، حيث تصف حركة “السقوط إلى الأبد” حركة القمر حول الأرض والأرض حول الشمس ، ولكن كيف توصل في النهاية الى وضع قانون الجاذبية ، هذا هو المهم.

قانون نيوتن للجاذبية

ينص قانون القصور الذاتي للحركة لإسحاق نيوتن على أن الجسم سيستمر في التحرك في خط مستقيم ما لم يتم إعاقته بواسطة قوة أخرى، ولكن بعد ذلك، يتم التساؤل عن سبب دوران القمر حول الأرض وما هي القوة الأخرى التي تؤثر عليه

في عام 1848، افترض نيوتن أن القوة التي سببت سقوط تفاحة من شجرة هي نفسها القوة التي أبقت القمر في مداره لعدة سنوات. قام نيوتن بالعمل حتى وصل إلى تطوير قانون الجاذبية الكونية، وظهر هذا القانون لأول مرة في كتابه المعروف “المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية” في عام 1869. استمرت هذه الفكرة حتى ظهور مفاهيم نظرية الكم والنسبية في منتصف القرن التاسع عشر، ولذلك، تعتبر تفاحة نيوتن تمثالا للتفاحة الذهبية له وللعالم .

انجازات اسحاق نيوتن

كان فهم الجاذبية جزءًا من مساهمة نيوتن في الرياضيات والعلوم، حيث كان اهتمامه الرئيسي الآخر هو حساب التفاضل والتكامل ، وهو موضوع يدرس الأسعار ، أو قياس التغيير، فجنبا إلى جنب مع عالم الرياضيات الألماني جوتفريد لايبنيز ، طور نيوتن قوانين التفاضل والتكامل، حيث لا تزال هاتان الطريقتان تستخدمان في مجالات العلوم ، فيتم استخدام التفاضل لقياس أي معدل تغيير ، مثل مدى سرعة تكاثر الأنواع الحيوانية، وغالبًا ما يستخدم التكامل في الهندسة لحساب المساحات والأحجام.

كما اهتم نيوتن أيضا بالبصريات ودراسة الضوء وسلوكه، حيث قادته هذه الاهتمامات إلى اقتراح أن الضوء الأبيض هو في الواقع مزيج من ألوان قوس قزح، واستند إلى معرفته ليشرح سبب عدم قدرة التلسكوبات في ذلك الوقت على إعادة إنتاج الألوان بدقة، كما قام نيوتن بتصميم تلسكوب يستخدم المرايا بدلا من العدسات الزجاجية فقط، وهذا سمح للجهاز الجديد بتركيز جميع الألوان في نقطة واحدة، مما أدى إلى الحصول على صورة أكثر دقة ووضوحا، لذلك، حتى يومنا هذا، تعتبر التلسكوبات العاكسة، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي، أدوات رئيسية في علم الفلك.

يعتبر نيوتن وضع قوانين الحركة الثلاثة ونظريته في الجاذبية بعد أن سقط التفاح على رأسه، والتي تناولت القصور الذاتي والميكانيكا، من بين الأمور الهامة في الفكر العلمي والهندسة الميكانيكية وعلم الفلك اليوم، حيث يصف هذه القوانين كيفية تأثير القوى على الأشياء، مثل كيفية تحرك الصواريخ والكرات، وكيف يمكن اعتبار القوة بمثابة دفع أو سحب في اتجاه معين، وذلك من خلال القوانين التالية، على الرغم من مراجعتها من قبل ألبرت أينشتاين والفيزيائيين اللاحقين

• قانون الحركة الأول القصور الذاتي

إذا كان الجسم ساكنًا، فسيبقى في حالة سكون، وإذا كان الجسم متحركًا، فسيستمر في الحركة على طول خط مستقيم ما لم يتدخل جهد خارجي.

• قانون الحركة الثاني العجلة

عند تطبيق قوة على الجسم، يتسارع في الاتجاه المطابق للقوة، وتعتبر العجلة مقياسًا لمعدل تغير السرعة، لذا يحدث التسارع في اتجاه القوة المطبقة.

• قانون الحركة الثالث الفعل ورد الفعل

لكل فعل رد فعل متساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه، على سبيل المثال، إذا ضرب الكائن أ الكائن ب، فهذا يعني أن الكائن أ يمارس قوة على الكائن ب في اتجاه معين، ووفقًا لقانون نيوتن الثالث، يتلقى الكائن أ أيضًا قوة متساوية ومعاكسة من الكائن ب.

نشأة نيوتن كانت سببا لما توصل اليه

توفي والد نيوتن قبل ولادته، وعندما كان في الثالثة من عمره ، تركته والدته مع جدته وتزوجت من رجل من قرية مجاورة، أثرت هذه البداية المضطربة على نيوتن مدى الحياة، حيث  شعر بالرفض من قبل عائلته، وكره زوج والدته، ومن هنا  في مدرسة جرانثام ، سعى نيوتن إلى الكتب، حيث لم يتأثر بالأدب والشعر ولكنه أحب الميكانيكا والتكنولوجيا ، حيث اخترع نظامًا متقنًا من الساعات الشمسية كان دقيقًا حتى اللحظة، وبينما كانت والدته تأمل أن يدير مزرعة العائلة ، أدرك عمه ومديره أن نيوتن مقدر للحياة الفكرية.

قدم إسحاق بارو، أول أستاذ للرياضيات في كامبريدج، توجيها لنيوتن للابتعاد عن المناهج الدراسية القياسية نحو المشكلات الرياضية الكبيرة التي لم يتم حلها في ذلك الوقت، مثل حساب التفاضل والتكامل، وهي طريقة لوصف تغير الأشياء. أصبح حساب التفاضل والتكامل في وقت لاحق أمرا حاسما لتفسير الكون بواسطة المعادلات الرياضية. بحث نيوتن أيضا عن أعمال جديدة لرجال مثل ديكارت، الذي اعتبر أن الكون يخضع لقوانين ميكانيكية.

تعد فترة الطاعون هي الفترة الأكثر إنتاجية في حياة نيوتن، حيث عاد إلى بلده، وهي الفترة التي أدت إلى قصة نيوتن والتفاحة.

واحد من أهم أسباب نجاح نيوتن هو أنه كان متحمسا للغاية بالاعتقاد بأن الطريق إلى المعرفة الحقيقية يكمن في تدوين الملاحظات بدلا من قراءة الكتب. على سبيل المثال، بدلا من الثقة بالنصوص المتعلقة بالبصريات، قام بإجراء التجارب عن طريق لصق إبرة حادة في عينه ليرى تأثيرها. كما أن التدوين ساعد في وضع الأسس لنظرياته في حساب التفاضل والتكامل وقوانين الجاذبية والحركة، وهي الأسس التي أدت إلى شهرته في الفيزياء.