ስለ የመሬት ስበት/ግራቪቲ — ክፍል አንድ

ብዙ ጊዜ እኛ በምናወራው ርዕስ ላይ ሰዎች የሚያነሱት ጥያቄ "ግራቪቲ" በሳይንስ የተረጋገጠ ነው፣ እንዴት ታዩታላችሁ የሚል ጥያቄ ነው። ግን ይህ ምንድንነው የሚለውን በቅርበት እንመርምረው።

በመጀመርያ ሃሳቡን እንረዳ። ግራቪት ስንል ምን ማለታችን ነው? ብዙ ሰዎች ግራቪቲ የሚሉት ነገሮች ወደ ምድር መውደቃቸውን ነው። ነገሮች በሙሉ ወደ መሬት ይወድቃሉ ያም ግራቪቲ ነው፣ የሳይንስ ቲዮሪ ነው የተረጋገጠም ነው ይላሉ። ምንም ጥርጣሬ የሌለውም ነገር ነው ብለው ይረዳሉ።

እስኪ ይህን ሃሳብ በደምብ እንመርመረው። ይህንን ለማድረግም የመንስኤ-ውጤት መርህን እንጠቀም። አንድ ሰው የያዘው ኳስ ከእጁ ወደቀ። ይህ ምንድን ነው? አንድ ክስተት ነው። ይህን ክስተት ምን ፈጠረ? ማለትም ኳሱ ከእጁ ከወረደ በኋላ እንዲወድቅ ምን አደረገው? የሆነ መንስኤ አለ ማለት ነው። ስለዚህ ያ መንስኤም የራሱን ውጤት አስከተለ ማለት ነው። ያም ውጤት ኳሱ መውደቁ ነው።

ስለዚህ መንስኤው ምንድነው የሚል ማብራርያ ያስፍልገናል። ሳይንስ የሚለን፣ እኛም ትክክል ነው ብለን የተቀበልነው፣ መንስኤው ግራቪቲ ነው የሚለውን ነው። ግራቪቲ ምንድን ነው ስንል ደግሞ ክብደት (mass) ያላቸው ነገሮች ሁሉ ይሳሳባሉ፣ በዚያ ምክንያት ኳሱ እና ምድር ይሳሳባሉ፣ እናም በዚያ ምክንያት ኳሱ በምድር ስለተሳበ ወደ ምድር ወደቀ እንላለን። 

እናም በሳይንስ እንደተነገረን ምድር ነገሮችን ከርቀት ማለትም ሳትነካቸው ስለምትስባቸው ይወድቃሉ የሚል ምላሽ እናገኛለን። ብዙ ሰዎች ታድያ የማያስተውሉት ነገር አለ። ይህም ከላይ ያነሳነው መልስ አንድ አማራጭ መልስ መሆኑን ነው። እንጂ ሌሎችም ምልሶች ሊኖሩ ይችላሉ። ማለትም፣ ኳሱ ለመውደቁ ምክንያት መንስኤው ምንድነው ለሚለው ጥያቄ የተለያዩ መንስኤዎች አሉ ልንል እንችላለን። ለምን የተለያዩ መልሶች አሉ ለሚለው በምሳሌ ለማስረዳት፣ አንድ ወንጀል ተፈጥሮ ቢሆን እና አንድ ሰው ሞቶ ቢገኝ፣ ለዚህ ሰው መሞት መንስኤው ምንድን ነው የሚል ጥያቄ ይነሳል።

ከዚያም አንዱ መላ ምት "ሰውየው ራሱን አጥፍቶ ነው" የሚል ሊሆን ይችላል። ሁለተኛ መላ ምት ደግሞ "አንድ እሱን የሚጠላው ሰው ገድሎት ነው" የሚል ሊሆን ይችላል። እናም ሰዎች የመጀመርያውን መላ ምት በተደጋጋሚ ከሰሙት እና አሳማኝ ከመሰላቸው እንደ እውነት ሊቀበሉ ይችላሉ። ነገር ግን አንድ ሰው መጥቶ ሁለተኛውን መላ ምት እንደ ሃሳብ ቢያቀርብ የሱም ሃሳብ ቦታ ሊሰጠውና ሊደመጥ ይገባል።

በተመሳሳይ መልኩ፣ ካሷ ከሰውየው እጅ ለምን ወደቀች ለሚለው፣ "የምድር ስበት ነው" የሚለው አንድ መላ ምት ነው። ሳይንስም አረጋግጬዋለሁ ብሎናል። ነገር ግን ሁለት ነጥቦችን ማንሳት እንችላለልን። አንደኛ፣ ኳሷ ወደ መሬት የወደቀችበት መንስኤ ሌላ ሊሆን ይችላል የሚለው ነው። ሁለተኛ ደግሞ፣ ስበት ነው የሚለው ራሱ የእውነት ተረጋግጧል ወይ የሚለውም አለ። ይህንን ይበልጥ እንመልከት።

በመጀመርያ ነገሮች የሚወድቁት ምድር ስለምትስብ ነው የሚለውን እንመርምር። ይህ በቸኛው መንስኤ ነው ወይ? ያንን በሁለት መንገድ መመለስ እንችላለን። የመጀመርያው፣ ሁሉም ነገር ወደ ታች ወይም ወደ ምድር አይወድቅም የሚለውን  በማንሳት ነው። ያ ምን ማለት ነው? ማለትም አንዳንድ ነገሮች ወደ ምድር አይወድቁም ይልቁንም በተቃራኒው አቅጣጫ ወደላይ ይሄዳሉ እንጂ። 

ምሳሌያችን ምንድን ነው? አንደኛ በሂሊየም የተሞሉ ፊኛዎች በቀጥታ ወደላይ ይሄዳሉ። ከላይ የሚይዛቸው ወይም የሚያስቆማቸው ነገር ከሌለም ቀጥ ብለው ወደ ሰማይ መሄድን ይቀጥላሉ። በተመሳሳይ ሁኔታ ጭስ ከተለያዩ ቦታዎች ሲወጣ በቀጥታ ወደላይ ወደ ሰማይ ነው የሚሄደው። ሌላም ምሳሌ እሳት ስናነድ እሳቱ ወደላይ ነው የሚነደው። እሳት ምንድነው? በከፍተኛ ሙቀት እና ኢነርጂ የሚነድ ጋዝ ማለት ነው። 

በርግጥ በተወሰነ ደረጃ የ"ፕላዝማ" ባህሪም አለው። ታድያ እሳት እንዴትም ሆነ እንዴት ወደላይ ነው የሚነድው እንጂ ወደታች፣ ወይም ወደ ቀኝ ወይም ወደግራ አይነድም። ወደላይ ብቻ ነው። እንጨት ወይም ችቦ በእሳት ብናያይዝ፣ ችቦውንም ወደላይ፣ ወደጎን፣ ወደታች ብንይዘው እሳቱ ወደላይ መሆኑን አያቆምም። ስለዚህ ይህ የሚያመላክትን፣ "ሁሉም ነገር ወደታች ወደምድር ይወርዳል ወይም ይወድቃል" የሚለው ስህተት መሆኑን ነው። 

ሌላኛው ደግሞ፣ ወደ ምድር ወደታች የሚወድቁት ነገሮችም ቢሆኑ ለምን ይወድቃሉ ለሚለው የሚሰጠው መልስ ነው። ቀደም ብለን ምሳሌ እንዳነሳነው ለአንድ ክስተት ከአንድ በላይ ማብራርያዎች ሊኖሩ ይችላሉ። በሰውየው ምሳሌ እንዳነሳነው፣ የሞተው ሰውዬ ወይ ራሱን አጥፍቶ ሊሆን ይችላል፣ ያ አንድ ማብራርያ ነው። ወይም ደግሞ ሰው ገድሎት ሊሆን ይችላል። ያም ሌላ ማብራርያ ነው። ስለዚህ አንዱን ማብራርያ ደጋግመን ስለሰማን በቻ እርሱ ትክክል ነው ማለት አይደለም፣ ሌሎቹም ስህተት ናቸው ማለት አይደለም። ስለዚህ ለሁሉም ማብራርያዎች እድል ሰጥተን ልንሰማ ይገባል።

ታድያ ነገሮች ወደ ምድር ለመውደቃቸው የሰማነው ማብራርያ ምድር ትስባቸዋለች የሚለው ነው። ሌላስ ማብራርያ አለ ወይ? ብለን እንጠይቅ። ያንን ስንጠይቅ የምናገኘው መልስ አለ። ለምሳሌ ነገሮች የሚወድቁት አንዳች ነገር ወደታች እየገፋቸው ስለሆነ ቢሆንስ? ከመሳብ ይልቅ መገፋት ቢሆንስ መንስኤው? 

ይህ አዲስ ሃሳብ አይደለም። ከኒውተን መምጣት በፊት የነበረ ሃሳብ ነው። ኒውተን ሶስቱን የፊዚክስ ህጎግ ከማውጣቱ በፊት ከርሱ አቻ የሚሆን የፊዚክስ ስርአት ይታወቅ ነበር። ይህም የፊዚክስ ስርአት የአሪስቶትል ፊዝክስ (Aristotelian Physics) ነው። ይህ ረጅም ሃተታ የሚያስፈልገው ስለሆነ ብዙም አንገባበትም ነገር ግን አንድ ከርዕሳችን ጋር የሚገናኝ ነጥብ እናንሳ። እንደ አሪስቶትል አባባል፣ ማንኛውም ነገር የሚንቀሳቀሰው አንድ አካል ከገፋው ብቻ ነው። ስለዚህ ማንኛውም ነገር የሚንቀሳቀሰው ከተገፋ ብቻ ነው። ስለዚህ በመሳብ እንቅስቃሴ ሊኖር አይችልም ወደሚል ሃሳብ ይወስደናል። ይህ በራሱ ትክክል ነው ወይም አይደለም የሚለውን ሌላ ጥያቄ ሆኖ፣ ነገር ግን የርሱን ተጽዕኖ እንመልከት።

አስትሮኖመሩ ዮሃንስ ኬፕለር፣ የኮፐርኒከስን ስረአት ቀይሮ የፕላኔቶች እንቅስቃሴ ህጎችን (Kepler's laws of planetary motion) በፈለሰፈበት ወቅት፣ እንደ መላምት የተጠቀማቸው ሃሳቦች አሉ። ከነዚያም ሃሳቦች አንዱ፣ ፕላኔቶቹ ጸሓይን የሚዞሩብት ምክንያት፣ ሁሌ ወደ ጸሐይ የሚገፋቸው ነገር ስላለ ነው የሚለው ነው። ኬፕለር ይህንን ሃሳብ ያገኘው ከአሪስቶትል ነው። ስለዚህ ፕላኔቶች የሚንቀሳቀሱና ጽሀይን የሚዞሩ ከሆነ የሚገፋቸው ነገር አለ ማለት ነው። 

ስለዚህ እንደ ኬፕለር ሃሳብ፣ ፕላኔቶች ጸሐይን የሚዞሩት በግራቪቲ ምክንያት አይደለም፣ ይልቁንም በጸሃይ ስበት ምክንያት ነው። ነገር ግን ኒውተን ሲመጣ ይህ ሃሳብ እንደሚቀር እናውቃለን። ኒውተን ግራቪቲን ሲፈለስፍ ታድያ ሌሎቹ የጊዜው ሰዎች፣ በአሪስቶትል የፊዚክስ እሳቤ ስለሚመሩ ኒውተንን ለመቀበል መቸገራቸው አይቀርም። 

ይቀጥላል