يقول قانون نيوتن للجذب العام، أن التجاذب بين أي جسمين يتناسب طرديًا مع حاصل ضرب كتلتيهما، وعكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما. يمكن صياغة هذه العلاقة في شكل معادلة كما يلي:
ثابت التناسب في معادلة نيوتن G، هو ثابت الجاذبية العام، وقيمته لم تُقَسْ تجريبيًا إلا بعد قرن من زمن نيوتن، تحديدًا في عام 1798، على يد اللورد هينري كافينديش Lord Henry Cavendish، باستخدام توازن الالتواء.
حساب ثابت الجاذبية G
جهاز كافينديش لحساب قيمة G تجريبيًا، كان يستخدم الضوء، وقضيبًا خفيف الوزن يقترب طوله من قدمين، رُكّبت في نهايتيه كرتان صغيرتان من الرصاص، وعُلّق القضيب بواسطة سلك رفيع. عندما يُغزَل القضيب، يسبب السلك قوة التواء تتناسب طرديًا مع زاوية دوران القضيب، وكلما زاد غزل السلك، يزداد دفع النظام لاستعادة وضعه الأصلي. عاير كافينديش جهازه لقياس العلاقة بين زاوية الدوران وقيمة قوة الالتواء.
بعدها أحضر كافينديش كرتين كبيرتين من الرصاص وقربهما من الكرتين الصغيرتين، وحيث أن كل الكتل تتجاذب، سببت الكرتان الكبيرتان قوة جذب على الكرتين الصغيرتين، وأدارت القضيب بمقدار ملحوظ. وبالوصول لنقطة الاتزان بين قوة الالتواء وقوة الجذب، وصل القضيب والكرتان إلى وضع مستقر، وتمكن كافينيديش من حساب قوة الجذب بين الكتل. بحساب الكتلة الأولى m1 والكتلة الثانية m2، والمسافة d، وقوة الجذب Fgrav، أمكن حساب قيمة G.
قياسات كافينديش نتج عنها قيمة تجريبية محسوبة تساوي:
6.75×10-11 N m2/kg2
في حين أن القيمة المقبولة اليوم هي:
6.67259×10-11 N m2/kg2
قيمة الثابت G هي قيمة عددية صغيرة جدًا، يرجع صغرها إلى أن قوى التجاذب لا تُلاحَظ إلا للأجسام ذات الكتل الكبيرة. فبالرغم من أن طالبين متجاورين في الصف سيسبّبان بالتأكيد قوى جذب أحدهما على الآخر، فهذه القوى تكون أصغر من أن تلاحظ. بينما إذا استبدلت كوكبًا بأحدهما، فستصبح قوة الجذب، بالتأكيد، ملحوظة.
- ترجمة: إبراهيم صيام
- تدقيق: جعفر الجزيري
- تحرير: زيد أبو الرب
