دراسة جديدة.. ليوناردو دافنشي سبق نيوتن بوضع تصور عن الجاذبية

[الباسل]

دراسة جديدة.. ليوناردو دافنشي سبق نيوتن بوضع تصور عن الجاذبية

كان ليوناردو دافنشي عبقريا من طراز خاص؛ فبالإضافة إلى كونه واحدا من أكثر الفنانين تأثيرا في التاريخ، فإنه ترك إرثا مهما في دفاتره التي دونت ملاحظاته عن الفنون والعلوم. فهل كان من بين ملاحظاته ما يتعلق بالجاذبية؟

ليوناردو دافنشي كان سباقا بوضع تصور عن الجاذبية قبل نيوتن بعقود (معهد كالتك)

20/2/2023

يرجع الفضل في صياغة أول نظرية عن الجاذبية -في النصف الثاني من القرن 17- إلى إسحاق نيوتن، غير أن دراسة حديثة أجراها علماء من معهد كاليفورنيا للتقنية (كالتك) أفادت بأن الفنان والمخترع الإيطالي ليوناردو دافنشي كان سباقا بوضع تصور عن الجاذبية. ونشرت الدراسة في دورية "ليوناردو" (Leonardo) في الأول من فبراير/شباط الجاري.

رسام سبق عصره

وطبقا للبيان الصحفي الذي نشره "معهد كالتك"، فقد توصل الباحثون من خلال فحصهم أحد دفاتر دافنشي إلى أنه ابتكر تجارب تثبت أن الجاذبية شكل من أشكال التسارع، كما أنه صاغ "ثابت الجاذبية" بدقة وصلت إلى 97%.
كان ليوناردو دافنشي -الذي عاش بين 1452 و1519- متعدد المواهب، ورغم اشتهاره بأنه رسام فإنه كان نحاتا ومهندسا ومنظّرا، بل وشملت دفاتر ملاحظاته بعض الرسوم والملاحظات المدونة عن مجموعة متنوعة من المواضيع؛ كعلم الفلك والتشريح والحفريات.
وتتيح المكتبة البريطانية اليوم الاطلاع على ملاحظات دافنشي عبر هذا الرابط.

ليوناردو دافنشي تعددت مواهبه فقد كان رساما ونحاتا ومهندسا ومنظرا (غيتي)


محدودية الأدوات لم تكن عائقا

بينما كان يدقق أستاذ الطيران والهندسة الطبية في "معهد كالتك" موري غريب في أحد دفاتر دافنشي لاحظ وجود عدد من المثلثات الصغيرة الناتجة عن جزيئات شبيهة بالرمال تتساقط من جرة؛ كأن دافنشي يحاول إيجاد علاقة تربط بين الجاذبية والتسارع.
وجاءت هذه الرسوم في وقت سابق تماما لاكتشافات نيوتن وغيره من العلماء لقوانين الحركة والجاذبية والتسارع؛ فبعد مرور 85 عاما على وفاة دافنشي -وتحديدا عام 1604- صاغ غاليليو غاليلي نظرية تفيد بأن المسافة التي يقطعها الجسم المتساقط تتناسب مع مربع الزمن. ولم يضع نيوتن قوانينه عن الحركة والجذب العام حتى منتصف القرن 17. وكانت ملاحظات دافنشي كذلك قبل قرون من صياغة ألبرت أينشتاين نظرية النسبية العامة.
وما يجعل هذا الاكتشاف مثيرا للدهشة هو تمكن دافنشي من صياغة قيمة "ثابت الجاذبية" بدقة بلغت 97% من دون وجود أدوات لضبط الوقت وقياسه بدقة عند سقوط الأشياء، وكذلك من دون الاستفادة من حسابات التفاضل والتكامل التي صاغها نيوتن للوصول إلى قوانينه.

مثلثات دافنشي الناتجة عن جزيئات شبيهة بالرمال المتساقطة من جرة المصدر (معهد كالتك)


وصف دافنشي لتجربته

غير أن ما كتبه دافنشي على وتر أحد مثلثاته متساوي الضلعين أمر يلفت الانتباه؛ فقد كتب (Equatione di Moti). ويقول غريب في البيان الصحفي "لقد كنت مهتما بمعرفة ما تعنيه هذه العبارة".

ولذا، عمل غريب مع فريقه على تحليل وترجمة الملاحظات الواردة في مخطوطات دافنشي من الإيطالية، التي كان يكتبها مستخدما طريقة "مرآة الأعسر"، وتقرأ من اليمين إلى اليسار.
ورسم دافنشي في المخطوطات جرة ماء تتحرك بطول مسار مستقيم مواز للأرض، ويتساقط منها الماء أو مادة حبيبية (على الأرجح الرمل)، وذلك امتدادا بطول حركة الجرة.
وتشير ملاحظات دافنشي إلى أنه توصل إلى أن الماء والرمال لن يسقطا بسرعة ثابتة، بل سيتسارعان بفعل الجاذبية.
فلو أن الجرة كانت تتحرك بسرعة ثابتة، فإن الخط الناتج عن سقوط المواد من الجرة سيكون عموديا، مما لا ينتج عنه تشكل أي مثلث، ولكن لو تسارعت حركة الجرة بمعدل ثابت فإن الخط الناتج عن سقوط المواد من الجرة يكون مستقيما ولكنه مائل، مما يصنع بدوره مثلثا.

المثلث متساوي الأضلاع تشكل نتيجة تسارع حركة الجرة بنفس معدل تسارع جاذبية المادة المتساقطة (معهد كالتك)


مساع حثيثة لوصف التسارع

ويشير دافنشي في رسم تخطيطي رئيسي إلى أنه لو تسارعت الجرة بنفس معدل تسارع الجاذبية للمادة المتساقطة، فإنها تشكل مثلثا متساوي الأضلاع، وهو ما كتبه على أحد أوتار مثلثاته "تساوي -أو تكافؤ- الحركات" (equalization -*****alence- of motions)، حسب ما أورده بيان معهد "كالتك".
وحاول دافنشي وصف هذا التسارع رياضيا، غير أن لم ينجح في ذلك، وفقا لمؤلفي الدراسة. وتشير ملاحظات دافنشي إلى أنه كان يحاول جاهدا الوصول لذلك الأمر، غير أنه استخدم معادلة خاطئة.

ويختتم غريب قائلا "لا نعرف إن كان دافنشي أجرى مزيدا من التجارب للإجابة عن ذاك السؤال الذي أرقه، لكن حقيقة الأمر تشهد بأن تصديه لهذه المشكلة بهذه الطريقة -في أوائل القرن 16- تبرهن على أسبقية تفكيره".

المصدر : مواقع إلكترونية