13 فوریه 2023 – توسط رابرت پرکینز، موسسه فناوری کالیفرنیا-اعتبار: کتابخانه بریتانیا
مهندسان کالتک دریافته‌اند که درک لئوناردو داوینچی از گرانش – اگرچه کاملاً دقیق نیست – قرن‌ها جلوتر از زمان او بود.در مقاله ای که در ژورنال لئوناردو منتشر شد، محققان نگاهی تازه به یکی از یادداشت های داوینچی انداختند تا نشان دهند که این مرد معروف آزمایش هایی ابداع کرده است تا نشان دهد گرانش نوعی شتاب است – و او ثابت گرانشی را دقت حدود 97 درصد بیشتر مدل کرده است.
داوینچی که از 1452 تا 1519 زندگی می کرد، در کشف این مفاهیم بسیار جلوتر از منحنی بود. در سال 1604 بود که گالیله نظریه پردازی کرد که مسافت طی شده توسط یک جسم در حال سقوط متناسب با مجذور زمان سپری شده است و تا اواخر قرن هفدهم که سر اسحاق نیوتن آن را گسترش داد تا قانون گرانش جهانی را ایجاد کند. توصیف اینکه چگونه اشیا به یکدیگر جذب می شوند. مانع اصلی داوینچی محدود شدن با ابزارهایی بود که در اختیار داشت. به عنوان مثال، او فاقد وسیله ای برای اندازه گیری دقیق زمان در هنگام سقوط اجسام بود.
آزمایش‌های داوینچی برای اولین بار توسط پروفسور هانس دبلیو. در اوایل سال 2017، غریب در حال بررسی تکنیک‌های داوینچی برای تجسم جریان بود تا با دانشجویانی که در دوره تحصیلات تکمیلی تدریس می‌کرد صحبت کند، متوجه یک سری طرح‌ها شد که مثلث‌هایی را نشان می‌داد که توسط ذرات ماسه‌مانندی که از یک شیشه در کتاب تازه منتشر شده Codex Arundel بیرون می‌ریزند. ، که توسط کتابخانه بریتانیا به صورت آنلاین قابل مشاهده است.
غریب، نویسنده اصلی مقاله لئوناردو، می‌گوید: «آنچه توجه من را جلب کرد زمانی بود که «Equatione di Moti» را بر روی فرضیه یکی از مثلث‌های ترسیم شده‌اش نوشت – مثلثی که یک مثلث قائم الزاویه متساوی الساقین بود. “من علاقه مند شدم ببینم منظور لئوناردو از این عبارت چیست.”
قریب برای تجزیه و تحلیل یادداشت ها، با همکارانش کریس رو، که در آن زمان محقق فوق دکتری در Caltech و اکنون استادیار دانشگاه کرنل، و همچنین فلاویو نوکا از دانشگاه علوم کاربردی و هنر غرب سوئیس در ژنو بود، کار کرد. نوکا ترجمه‌هایی از یادداشت‌های ایتالیایی داوینچی (که در آینه‌نویسی چپ‌دست معروف او که از راست به چپ می‌خواند) نوشته شده بود، در حالی که سه نفر روی نمودارهای دست‌نوشته توجه می‌کردند، ارائه کرد.
مهندسان در Caltech آزمایشی را که در مجله لئوناردو داوینچی به تصویر کشیده شده است بازسازی کردند و نشان دادند که اگر حرکت پارچ که آب یا مواد دانه‌ای را بیرون می‌ریزد با همان سرعتی که گرانش مواد در حال سقوط را تسریع می‌کند، شتاب بگیرد، یک مثلث متساوی الاضلاع ایجاد می‌کند.
داوینچی در این مقاله آزمایشی را توصیف می‌کند که در آن یک پارچ آب در مسیری مستقیم به موازات زمین حرکت می‌کند و آب یا مواد دانه‌ای (به احتمال زیاد ماسه) را در طول مسیر بیرون می‌ریزد. یادداشت‌های او به وضوح نشان می‌دهد که او می‌دانست که آب یا ماسه با سرعت ثابت نمی‌افتند، بلکه شتاب می‌گیرند – همچنین شتاب افقی ماده متوقف می‌شود، زیرا دیگر تحت تأثیر پارچ قرار نمی‌گیرد، و اینکه شتاب آن کاملاً به دلیل گرانش به سمت پایین است.
اگر پارچ با سرعت ثابت حرکت کند، خط ایجاد شده در اثر سقوط مواد عمودی است، بنابراین مثلثی تشکیل نمی شود. اگر پارچ با سرعت ثابتی شتاب بگیرد، خطی که با جمع آوری مواد در حال سقوط ایجاد می شود، یک خط مستقیم اما مایل ایجاد می کند که سپس یک مثلث را تشکیل می دهد. و همانطور که داوینچی در یک نمودار کلیدی اشاره کرد، اگر حرکت پارچ با همان سرعتی که گرانش مواد در حال سقوط را تسریع می‌کند، شتاب بگیرد، یک مثلث متساوی الاضلاع ایجاد می‌کند – این همان چیزی است که قریب در ابتدا متوجه شد که داوینچی با نت برجسته کرده بود Equatione di Moti یا تعادل (برابری) حرکات.
داوینچی به دنبال توصیف ریاضی آن شتاب بود. به گفته نویسندگان این مطالعه، اینجاست که او کاملاً به نتیجه نرسیده است. برای بررسی روند داوینچی، تیم از مدل سازی کامپیوتری برای اجرای آزمایش گلدان آبی او استفاده کرد. انجام این کار باعث خطای داوینچی شد.
روه می‌گوید: «آنچه دیدیم این بود که لئوناردو با این دست و پنجه نرم می‌کرد، اما او آن را طوری مدل‌سازی کرد که فاصله جسم در حال سقوط متناسب با 2 به توان t نشان‌دهنده زمان در عوض متناسب با t مربع بود. این اشتباه است، اما بعداً متوجه شدیم که او از این نوع معادله اشتباه به روش صحیح استفاده کرده است. داوینچی در یادداشت‌های خود شیئی را نشان می‌دهد که تا چهار بازه زمانی سقوط می‌کند – دوره‌ای که از طریق آن نمودارهای هر دو نوع معادله به طور نزدیک در یک راستا قرار می‌گیرند.
غریب می‌گوید: «ما نمی‌دانیم که داوینچی آزمایش‌های بیشتری انجام داده یا این سؤال را عمیق‌تر بررسی کرده است. اما این واقعیت که او با این مشکل در اوایل دهه 1500 دست و پنجه نرم می کرد، نشان می دهد که تفکر او چقدر جلوتر بوده است.
عنوان مقاله “تجسم لئوناردو داوینچی از گرانش به عنوان شکلی از شتاب” است.
