لقد فهم دافنشي الجوانب الرئيسية للجاذبية قبل قرون من أينشتاين ، وقد كشفت الرسومات التخطيطية
ليوناردو دافنشي ربما كان لديه فهم للجاذبية كان “قرونًا قبل عصره” ، كما تكشف دفاتر الرسم الخاصة به.
تُظهِر رسومات دافنشي ، التي تم نسيانها لعقود من الزمان ، مثلثات تكونت من جزيئات شبيهة بالرمال تتدفق من جرة. أظهرت دراسة جديدة أن هذه الحبيبات المتساقطة صورت تجارب لإظهار أن الجاذبية كانت شكلاً من أشكال التسارع قبل أكثر من 400 عام من قيام أينشتاين بذلك.
البرت اينشتاين أول من صاغ فكرة أن جاذبية والتسارع هما نفس الشيء ، يسمى مبدأ التكافؤ ، في عام 1907. للقيام بذلك ، وسع أينشتاين الأفكار من اكتشاف إسحاق نيوتن عام 1687 للقانون العالمي للجاذبية التثاقلي (الذي ينص على أن كل كائن في الكون يجذب بعضه البعض بقوة مرتبطة بـ كتلتها وترتبط عكسياً بمربع المسافة التي تفصل بينها) وبيان جاليليو جاليلي لعام 1604 لقانون السقوط الحر (الذي ينص على أنه بدون مقاومة الهواء ، تسقط جميع الكتل بنفس التسارع).
متعلق ب: 8 طرق يمكنك من خلالها رؤية نظرية النسبية لأينشتاين في الحياة الواقعية
“لا نعرف ما إذا كان دافنشي قد أجرى مزيدًا من التجارب أو بحث في هذا السؤال بعمق أكبر ،” قال المؤلف الرئيسي موري غريب، أستاذ الطيران والهندسة الطبية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، قال في بيان. “لكن حقيقة أنه كان يتصارع مع هذه المشكلة بهذه الطريقة – في أوائل القرن السادس عشر – توضح إلى أي مدى كان تفكيره متقدمًا.”
كان دافنشي رسامًا ومهندسًا معماريًا ومخترعًا وعالم تشريح ومهندسًا وعالمًا. مثقفًا ذاتيًا في المقام الأول ، ملأ عشرات الدفاتر السرية بالاختراعات الخيالية والملاحظات التشريحية. إلى جانب الرسومات التفصيلية للتشريح البشري ، تحتوي دفاتر ملاحظاته على تصميمات للدراجات والمروحيات والدبابات والطائرات. من بين أكثر من 13000 صفحة من هذه الرسومات التي تم جمعها لاحقًا في مخطوطات ، نجا أقل من الثلث.
كان غريب يملأ نسخ رقمية من هذه الدفاتر لمناقشة دراسات دافنشي لديناميكيات التدفق مع طلابه عندما لاحظ الرسومات في صفحات Codex Arundel – دفتر ملاحظات يعود تاريخه إلى ما بين 1480 و 1518. وهناك رأى المثلثات المكونة من جزيئات تتدفق من الجرار المتحركة ، والتي كانت مصحوبة عبارة مثيرة للاهتمام مكتوبة بخط يد دافنشي المعكوس.
“ما لفت نظري هو عندما كتب” Equatione di Moti ” [translated by the researchers as “equivalence of motions”] قال غريب على وتر أحد مثلثاته المخططة – المثلث الأيمن متساوي الساقين. “لقد أصبحت مهتمًا برؤية ما يعنيه ليوناردو بهذه العبارة.”
اكتشف غريب وزملاؤه أن دافنشي كان يصف الماء أو الرمل الذي يتم إلقاءه من إبريق أثناء تحركه على طول مسار مستقيم موازٍ للأرض. توضح ملاحظات دافنشي أنه كان يعلم أن الجسيمات سوف تتسارع للأسفل ، وأنه بمجرد خروجها من الإبريق ، كان هذا التسارع ناتجًا عن الجاذبية فقط.
إذا كان الإبريق يتحرك بمعدل ثابت ، فإن الخط الذي تتبعه الجسيمات الساقطة سيكون عموديًا ، حسب دافنشي ، ولكن إذا تسارعت بمعدل ثابت ، فإن الجسيمات تصنع خطًا مستقيمًا ولكن مائلًا يشكل جانب الوتر من a مثلث.
في الواقع ، لاحظ دافنشي أنه إذا تسارع الإبريق لإطلاق القطرات بنفس المعدل الذي تسرعه الجاذبية نحو الأرض ، فسيتم تتبع مثلث متساوي الأضلاع – أول تلميح لمبدأ التكافؤ في اللعب.
حاول دافنشي صياغة ملاحظاته في معادلة ، لكنه تخلى عن المحاولة. من خلال إجراء محاكاة لتجربته ، وجد الباحثون المكان الذي ضل فيه.
“ما رأيناه هو أن ليوناردو تصارع مع هذا ، لكنه صاغها على أنها مسافة الجسم الساقط [from the object’s dropping point] كان متناسبًا مع 2 أس t [with t representing time] قال المؤلف المشارك كريس روه ، أستاذ الهندسة البيولوجية والبيئية في جامعة كورنيل ، في البيان: “إنه يتناسب مع t تربيع”. “هذا خطأ ، لكننا اكتشفنا لاحقًا أنه استخدم هذا النوع من المعادلة الخاطئة بالطريقة الصحيحة . “
تم نشر النتائج في 28 نوفمبر 2022. في مجلة ليوناردو.
