گرانش در مقابل مغناطیس
نیروی گرانشی و نیروهای مغناطیسی دو تا از اساسی ترین نیروهایی هستند که جهان بر آنها ساخته شده است. برای درک مکانیک جهان، داشتن درک کافی از این نیروهای اساسی بسیار مهم است. گرانش همراه با نیروی الکترومغناطیسی، نیروی هسته ای ضعیف و نیروی هسته ای قوی چهار نیروی بنیادی جهان را تشکیل می دهند. این نظریه ها در زمینه هایی مانند کیهان شناسی، نسبیت، مکانیک کوانتومی، نجوم، اخترفیزیک، فیزیک ذرات و تقریباً هر چیزی که در جهان شناخته شده وجود دارد، نقش حیاتی ایفا می کنند. در این مقاله به تئوری‌های گرانش و مغناطیس، شباهت‌های آنها، چگونگی وقوع آنها در جهان و در نهایت تفاوت‌های آنها می‌پردازیم.
جاذبه
گرانش نیرویی است که در اثر هر جرمی ایجاد می شود. جرم شرط لازم و کافی برای گرانش است. یک میدان گرانشی در اطراف هر جرمی تعریف شده است. جرم های m1 و m2 را در فاصله r از یکدیگر در نظر بگیرید. نیروی گرانشی بین این دو جرم G.m1.m2 / r^2 است که G ثابت گرانشی جهانی است. از آنجایی که جرم منفی وجود ندارد، نیروی گرانش همیشه جذاب است. هیچ نیروی گرانشی دافعه ای وجود ندارد. لازم به ذکر است که نیروهای گرانشی نیز متقابل هستند. یعنی نیرویی که m1 به m2 وارد می‌کند برابر و برعکس نیرویی است که m2 به m1 وارد می‌کند.
پتانسیل گرانشی در یک نقطه به عنوان مقدار کار انجام شده بر روی یک واحد جرم هنگام رساندن آن از بینهایت به نقطه داده شده تعریف می شود. از آنجایی که پتانسیل گرانشی در بی نهایت صفر است و از آنجایی که مقدار کاری که باید انجام شود منفی است، پتانسیل گرانشی همیشه منفی است.بنابراین، انرژی پتانسیل گرانشی هر جسم نیز منفی است.
مغناطیس
مغناطیس به دلیل جریان های الکتریکی رخ می دهد. یک هادی حامل جریان مستقیم، نیرویی طبیعی به جریان بر روی هادی حامل جریان دیگری که موازی با هادی اول است، وارد می کند. از آنجایی که این نیرو بر جریان بارها عمود است، این نمی تواند نیروی الکتریکی باشد. این بعدها به عنوان مغناطیس شناخته شد. حتی آهنرباهای دائمی که می بینیم بر اساس حلقه جریان ایجاد شده توسط اسپین الکترون هستند.
نیروی مغناطیسی می تواند جذاب یا دافعه باشد، اما این همیشه متقابل است. یک میدان مغناطیسی بر هر بار متحرک نیرو وارد می کند، اما بارهای ثابت تحت تأثیر قرار نمی گیرند. میدان مغناطیسی یک بار متحرک همیشه عمود بر سرعت است. نیروی وارد بر یک بار متحرک توسط میدان مغناطیسی با سرعت بار و جهت میدان مغناطیسی متناسب است.
تفاوت بین مغناطیس و گرانش چیست؟
• نیروهای گرانشی به دلیل جرم و مغناطیس به دلیل بارهای متحرک رخ می دهد.
• نیروهای مغناطیسی می توانند جذاب یا دافعه باشند، اما نیروهای گرانشی همیشه جذاب هستند.
• به کار بردن قانون گاوس بر روی جرم ها، شار گرانشی کل روی سطح بسته را در حالی که جرم محصور می شود، به دست می دهد، اما این اعمال بر آهنرباها همیشه صفر را نشان می دهد.
• از آنجایی که هیچ تک قطبی مغناطیسی وجود ندارد، کل شار مغناطیسی روی هر سطح بسته همیشه صفر است.
