اكتشاف قانون الأجسام الساقطة - The Law of Falling Objects

• سنة الاكتشاف 1598م

ما هو اكتشاف قانون الأجسام الساقطة؟

• تسقط الأجسام بالسرعة ذاتها بغض النظر عن أوزانها

من هو مكتشف قانون الأجسام الساقطة؟

• غاليليو غاليلي Galileo Galilei

لماذا يُعد اكتشاف الأجسام الساقطة ضمن المائة العظمى؟

يبدو هذا الاكتشاف بسيطاً وواضحاً، فالأجسام الثقيلة تفوق الخفيفة في بطء سرعة سقوطها. لماذا يعد إذن من الاكتشافات العظمى؟ لأنه أنهي ممارسة العلم طبقاً للنظريات الإغريقية القديمة التي جاء بها كل من أرسطوª" Aristotle وبطليموس وأرسى لقواعد العلم الحديث. فاکتشاف غاليليو هذا ألحق علم الفيزياء بعصر النهضة والعصر الحديث، وكذلك مهد لاكتشافات نیوتن في الجذب العام وقوانينه في الحركة. إنه يُعد بحق اللبنة الأساسية للحديث من علم الفيزياء والهندسة.

كيف تم اكتشاف قانون الأجسام الساقطة؟

كثيراً ما كان أستاذ الرياضيات بجامعة بيزا الايطالية صاحب الأربعِ والعشرين سنة، غاليليو غاليلي Galileo Galilei يراود كاتدرائية محلية كلما داعبت مخيلته فكرة أو مشكلة ما. فكان يقضي أوقات طويلة في التفكير جالساً تحت ضوء المصابيح المتدلية من سقف الكاتدرائية، والتي أصبحت نفسها فيما بعد مصدراً لتفكير غاليليو. ففي أحد أيام صيف سنة 1598 م، أدرك بأن هذه المصابيح تتحرك دائماً بالسرعة ذاتها!

قرر غاليليو حينها أن يقيس مدة استغراق كل دورة تأرجح لأحد المصابيح معتمداً على نبضات شرايين عنقه. ثم قارنها بالزمن الدوري لمصباح أكبر، فوجدهما يتأرجحان بالسرعة ذاتها.

من هنا استعان غاليليو بأحد الشبان القائمين على خدمة الكاتدرائية لإضاءة المصابيح الكبيرة والصغيرة وتحريكها معاً بقوة. وعلى مر أيام عديدة قاس غاليليو حركات المصابيح ولاحظ أنها تستغرق الوقت ذاته في إكمال دورة واحدة بغض النظر عن حجمها أو كبر قوس حركتها..

المصابيح الثقيلة، إذن، تتحرك بذات سرعة حركة المصابيح الأخف في تكملة دوراتها. كان ذلك أمراً أمتع غاليليو. كيف لا وأنه يخالف فكرة محورية حول فهم العالم عمرها زهاء الألفي سنة!

وقف غاليليو في صفه بجامعة بيزا، ممسكاً بطوبة واحدة في إحدى يديه وطوبتين ملتحمتين باليد الأخرى وكانه يزنها ويقارن بينها: «أيها السادة، لقد كنت أراقب البندولات وهي تتأرجح للأمام والخلف، ولقد توصلت إلى نتيجة. أرسطو على خطا».

تلهث جميع الطلاب قائلين: «أرسطو؟ مخطأ؟!» فمن المفاهيم الأولية التي كان الطالب المبتدئ يتعلمها أن كتابات الفيلسوف الإغريقي القديم أرسطو طاليس هي أساس العلم، ومن ضمن نظرياته هذه أن الأجسام الثقيلة تسقط بسرعة أكبر لأنها ببساطة تزن أكثر.

اعتلي غاليليو مقعده ووضع الطوبتين بمستوى النظر ثم أسقطهما. يا للدهشة! لقد وصلتا الأرض بالوقت ذاته. «هل لامست الطوبة الثقيلة الأرض أولاً؟» سأل. هز طلابه برؤوسهم «كلا، لقد وصلتا في آن واحد». .

«أكرر!» صاح غاليليو. تسمر طلابه في مكانهم هذه المرة وهم يرون أستاذهم يعيد تجربته. «هل لامست الطوبة الثقيلة الأرض أولاً؟» سأل غاليليو مجدداً. «کلا، لقد وصلتا أيضا في الوقت ذاته». «أرسطو مخطأ إذن!». وقع حكم الأستاذ كالصاعقة على طلابه المصدومين.

أحجم العالم عن الإذعان لحقيقة غاليليو. فها هو صديقه وتلميذه الرياضي أوستيليو ريشي Ostilio Ricci يقول: «لقد وصلت هذه الطوبة الملتحمة الأرض بنفس وقت وصول الطوبة المنفردة تلك. لكن لا أزال أؤمن بأن أرسطو ليس مخطئاً تماماً، إذ لا بد من إيجاد تفسير آخر». .

قرر غاليليو أنه بحاجة إلى تحشد شعبي أكبر لإجراء تجربته بشكل أكثر قطعية وفاعلية. فيُعتقد أنه قام بإسقاط قذيفتين مدفعيتين تزن إحداهما عشرة أرطال والأخرى رطلاً واحداً  من علو 191 قدماً من على قمة برج بيزا المائل. سواء أحدث ذلك أم لا، فإن الاكتشاف العلمي قد تحقق!

حقائق طريفة: بمناسبة الحديث عن الأجسام الساقطة من علو، فإن أعلى سرعة مُسجلة لامرأة في سباق القفز بالمظلة هي 432.12 كم بالساعة (268.5  ميل بالساعة). وقد حققت هذه السرعة القياسية المتسابقة الإيطالية المتهورة لوشيا بوتاري Locia Bottari في سويسرا وذلك يوم 16 أيلول (سبتمبر) 2002م، خلال مسابقة كأس العالم السنوية للقفز بالمظلة.