على أي الكواكب ستكون أخف وزناً ؟ وزنك سيختلف من كوكب إلى آخر

حرية – (10/5/2022)

كما هو معلوم، يوجد 8 كواكب في مجموعتنا الشمسية، لكل منها قوة جاذبية تختلف عن الآخر؛ إذ ترتبط قوة جاذبية الكوكب بكتلته، فكلما كانت الكتلة أكبر كانت الجاذبية أكبر.

بناءً على ذلك، قد تعتقدون أن الكواكب الأكبر في المجموعة الشمسية تمتلك جاذبية أكبر، لكن الأمر ليس بتلك البساطة، فهناك عامل آخر يحدد قوة جاذبية الكوكب وهو مقدار كثافته، فإذا كانت الكثافة منخفضة قد لا تكون جاذبيتها بالقوة المتوقعة.

كيف نحسب جاذبية الكواكب؟  

بداية كي نفهم الجاذبية في الكواكب الأخرى من الأسهل دائماً أن نقارنها بقوة الجاذبية على كوكب الأرض الذي نعيش فيه ونختبر جاذبيته بشكل يومي.

ولحساب قوة الجاذبية على كوكب ما، يمكننا حساب معدل سقوط الجسم بسبب تسارع الجاذبية. ويبلغ هذا المعدل 9.81 متر لكل ثانية مربعة على الأرض.

وهذا يعني أن الجسم الساقط سوف يسقط بمقدار 9.81 متر في كل ثانية يسقط فيها، بافتراض عدم وجود مقاومة من الهواء.

 ومن المهم ملاحظة أنه بالنسبة للكواكب العملاقة الغازية، التي ليس لها سطح صلب، تُعرَّف قوة الجاذبية على السطح بأنها قوة الجاذبية في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

والآن دعونا نبدأ بمقارنة قوة الجاذبية في كواكب مجموعتنا الشمسية:

الكوكب الأكثر كتلة 

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي، وبالتالي فهو يمتلك أيضاً أقوى مجال جاذبية بين جميع الكواكب.

والجرم السماوي الوحيد الذي تتجاوز جاذبيته جاذبية المشتري في المجموعة الشمسية هو الشمس.

وتبلغ كتلة كوكب المشتري حوالي 318 ضعف كتلة الأرض، ومع ذلك فإن جاذبيته السطحية ليست أقوى بمقدار 318 مرة.

إذ تبلغ قوة الجاذبية على سطح المشتري ضعفاً ونصف ضعف قوة الأرض، أو 24.8 متر لكل ثانية مربعة.

لدى كوكب المشتري جاذبية منخفضة نسبياً مقارنة بكتلته؛ لأنه ليس كوكباً كثيفاً جداً؛ إذ يتكون كوكب المشتري بشكل أساسي من أخف عنصرين؛ الهيدروجين والهيليوم.

ونظراً لأن كوكب المشتري يتكون بالكامل تقريباً من عناصر خفيفة، فإنه يتميز بكثافة منخفضة وبالتالي جاذبية سطحية منخفضة أيضاً.

وسيزن جسم وزنه 45 كيلوغراماً على سطح الأرض، حوالي 113 كيلوغراماً على كوكب المشتري. 

الجاذبية السطحية للكواكب العملاقة الغازية

إذا كنت ستقف بطريقة ما في الطبقات العليا من الغلاف الجوي لكوكب زحل، فستواجه قوة جاذبية أقوى قليلاً من جاذبية الأرض. وإذا أسقطت جسماً، فسوف يتسارع لأسفل بمعدل 10.44 متر لكل ثانية مربعة. ومثل كوكب المشتري، ترجع جاذبية زحل الصغيرة نسبياً إلى كثافته المنخفضة.

في الواقع، كوكب زحل هو أقل الكواكب كثافة في النظام الشمسي، ولديه جاذبية سطحية أقل من كوكب نبتون.

أورانوس أكبر بحوالي 14.5 مرة من كوكب الأرض، ومع ذلك فإن جاذبيته السطحية أقل من جاذبية الأرض، هذا لأنه- مثل جميع العمالقة الغازية الآخرين- ذو كثافة منخفضة نسبياً، وبالتالي فإن الجاذبية السطحية ستكون أضعف من جاذبية الأرض. وإذا أسقطت جسماً من قمم سُحب أورانوس، فسوف يتسارع لأسفل بمعدل 8.69 متر لكل ثانية مربعة. 

نبتون هو أبعد كوكب عن الشمس وتبلغ كتلته حوالي 17 ضعف كتلة الأرض. وكعملاق غازي، يتمتع نبتون بكثافة منخفضة جداً، وبالتالي جاذبية سطحية منخفضة نسبياً. فبدون أي مقاومة للهواء، سيسقط الجسم من الغلاف الجوي العلوي لنبتون بمعدل 11.15 متر في الثانية المربعة. وتبلغ جاذبية سطح نبتون 1.14 مرة من جاذبية الأرض، وفقاً لما ورد في موقع World Atlas.

الجاذبية السطحية للكواكب الصخرية

أقرب كوكب إلى الشمس عطارد، هو أيضاً أصغر وأقل كواكب النظام الشمسي كتلة.

وتبلغ كتلة عطارد 0.055 مرة فقط من كتلة الأرض، ولكن على الرغم من هذا الرقم الصغير، فإن عطارد يمتلك جاذبية سطحية قوية بشكل مدهش بفضل كثافته العالية.

فإذا كنتَ تقف على سطح عطارد، ستواجه قوة جاذبية مقدارها 3.7 متر لكل ثانية مربعة، أو حوالي 0.38 ضعف جاذبية السطح على الأرض، وبالتالي فإن وزنك سيكون الأخف على عطارد مقارنة بوزنك على سطح الكواكب الأخرى. 

أقرب كوكب إلى الأرض هو كوكب الزهرة، ويصادف أنه بنفس حجم وكتلة الأرض تقريباً. ويبلغ حجم كوكب الزهرة حوالي 95٪ من حجم الأرض و80٪ كتلة الأرض.

وعلى السطح، يكون التسارع الناتج عن الجاذبية هو 8.87 متر لكل ثانية مربعة، أو حوالي 0.9 مرة الجاذبية السطحية على الأرض. وبهذا تكون جاذبية سطح كوكب الزهرة أكبر قليلاً من جاذبية سطح كوكب أورانوس. 

أما المريخ فهو يشبه الأرض من نواحٍ عديدة، لكنه أصغر كثيراً من حيث الحجم والكتلة.

كوكب المريخ هو 0.1 مرة فقط من كتلة الأرض، وجاذبيته السطحية ليست أكبر بكثير من جاذبية عطارد. لكن المريخ كوكب كثيف إلى حد ما، وبالتالي فإن جاذبية سطحه ربما تكون أكبر مما تتوقع. على السطح، ستواجه قوة جاذبية تبلغ 3.71 متر لكل ثانية مربعة، أو حوالي 0.38 مرة من جاذبية سطح الأرض.