Πρόλαβε ο Λεονάρντο ντα Βίντσι τον Νεύτωνα στην ανακάλυψη της βαρύτητας;

Διαγράμματα που δείχνουν τη διερεύνηση της βαρύτητας από τον Λεονάρντο. (Gharib et al., Leonardo, 2022) Νέα μελέτη αναφέρει ότι ο ιδιοφυής ...

Διαγράμματα που δείχνουν τη διερεύνηση της βαρύτητας από τον Λεονάρντο. (Gharib et al., Leonardo, 2022)

Νέα μελέτη αναφέρει ότι ο ιδιοφυής καλλιτέχνης και εφευρέτης είχε κατανοήσει και καταγράψει την έννοια της βαρύτητας.

Σκίτσα με μολύβι του Λεονάρντο ντα Βίντσι στις αρχές του 15ου αιώνα υποδηλώνουν ότι κατάλαβε τη βαρύτητα πολύ πριν από τον Ισαάκ Νεύτωνα. Ερευνητές από το φημισμένο αμερικανικό Πανεπιστήμιο Caltech ανέλυσαν εκ νέου κάποια από τα σημειωματάρια του ιδιοφυούς καλλιτέχνη και εφευρέτη (τους περίφημους Κώδικες ντα Βίντσι) και με ανακοίνωση τους υποστηρίζουν ότι ο ντα Βίντσι κατάφερε να μοντελοποιήσει τη σταθερά της βαρύτητας με 97 τοις εκατό ακρίβεια.

Η μελέτη ανέλυσε διαγράμματα στα πλέον ψηφιοποιημένα σημειωματάρια του Λεονάρντο, συμπεριλαμβανομένων σκίτσων τριγώνων που δείχνουν τη σχέση μεταξύ φυσικής κίνησης, κατευθυνόμενης κίνησης και εξισορρόπησης της κίνησης – μια αναγνώριση ότι η βαρύτητα είναι ένα είδος επιτάχυνσης.

Στην περίπτωση του Λεονάρντο, αυτό περιλάμβανε τη σκέψη του να χύνεται η άμμος από ένα βάζο. Αυτό που συνειδητοποίησε ο πολυμαθής Λεονάρντο ήταν ότι αν το βάζο τραβιόταν κατά μήκος ενός οριζόντιου επιπέδου με την ίδια ταχύτητα με τη δύναμη που η βαρύτητα έλκει τους κόκκους άμμου, η άμμος θα σχημάτιζε την υποτείνουσα ενός τριγώνου. Αυτή η συνειδητοποίηση της αλλαγής στην ταχύτητα που υφίσταται ένα αντικείμενο που πέφτει με την πάροδο του χρόνου αποτελεί ένα κρίσιμο βήμα στο δρόμο για την εύρεση της σταθεράς της βαρύτητας στη Γη.

Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι το μόνο πράγμα που εμπόδισε τον Ντα Βίντσι στο να εξηγήσει με τον απόλυτα οριστικό τρόπο τη βαρύτητα ήταν τα περιορισμένα εργαλεία που είχε στη διάθεσή του. Του έλειπε ένα μέσο ακριβούς μέτρησης του χρόνου καθώς τα αντικείμενα πέφτουν.  

Το τρίγωνο που δημιούργησε ο Λεονάρντο. (Gharib et al., Leonardo, 2022)

«Πριν από περίπου 500 χρόνια, ο Λεονάρντο ντα Βίντσι προσπάθησε να αποκαλύψει το μυστήριο της βαρύτητας και τη σύνδεσή της με την επιτάχυνση μέσω μιας σειράς έξυπνων πειραμάτων που καθοδηγούνται μόνο από τη φαντασία του και τις αριστοτεχνικές πειραματικές τεχνικές του», γράφουν οι ερευνητές στη δημοσιευμένη εργασία τους.

Αυτή η βαρυτική σταθερά θα χρησιμοποιηθεί αργότερα από τον Νεύτωνα για να ορίσει τους νόμους της κίνησής του (συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας) και από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν στη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Ο Λεονάρντο ήξερε ότι είχε βρει κάτι, αλλά δεν ήταν σίγουρος τι ήταν.

Μέρος αυτής της αβεβαιότητας οφειλόταν στο ότι ο Λεονάρντο συμφώνησε με την ιδέα του Αριστοτέλη για την ύπαρξη μίας συνεχής δύναμης, γνωστής ως ώθηση, η οποία μπορεί και κινεί τα βλήματα και τους παρέχει μια ώθηση για να κινηθούν ενάντια στη βαρύτητα. Η αρχή της αδράνειας - όπου τα αντικείμενα απλώς συνεχίζουν να ταξιδεύουν προς μια κατεύθυνση μέχρι να συναντηθούν με μια αντίθετη δύναμη - δεν είχε ακόμη καθιερωθεί στην επιστήμη της εποχής.

Εκτέλεση των πειραμάτων του Λεονάρντο σε ένα σύγχρονο εργαστήριο.
[Credit: Caltech]

Η βαρύτητα, εν τω μεταξύ, εξηγήθηκε από τον Αριστοτέλη ως μια τάση τα υλικά να διατάσσονται σύμφωνα με μια φυσική σειρά. Με άλλα λόγια, η βαρύτητα και τα ιπτάμενα βλήματα εξηγήθηκαν από δύο πολύ διαφορετικές θεωρίες.

Ενώ υπήρχαν λάθη στους υπολογισμούς του, η εκτέλεση των πειραμάτων του Λεονάρντο στο εργαστήριο αποκάλυψαν ότι ο αλγόριθμός του υπολόγιζε τη ασαφή σταθερά βαρύτητας ("g") με ακρίβεια 97%, σε σύγκριση με τις σύγχρονες μεθόδους και εξισώσεις.

«Αναπτύσσοντας μια προσέγγιση γεωμετρικής ισοδυναμίας για να επιδείξει τους νόμους της κίνησης, ο Λεονάρντο έδειξε αξιοσημείωτη γνώση της δυναμικής των αντικειμένων που πέφτουν αποφεύγοντας την ανάγκη να γνωρίζουμε την ακριβή τιμή του «g», αρκεί να υποθέσουμε ότι το «g» αντιπροσωπεύει τον ρυθμό αλλαγής ταχύτητας ή επιτάχυνσης», γράφουν οι ερευνητές.

«Αν διεξήγαγε το πείραμα που απεικόνισε στο χειρόγραφό του, τότε θα μπορούσε να ήταν ο πρώτος άνθρωπος που εν γνώσει του δημιούργησε ένα φαινόμενο δύναμης «g» χωρίς να βρίσκεται σε κατάσταση ελεύθερης πτώσης».

Οι ερευνητές εντυπωσιάστηκαν ιδιαίτερα με τις μεθόδους του Λεονάρντο, χρησιμοποιώντας ό,τι είχε στη διάθεσή του εκείνη την εποχή –κυρίως τη γεωμετρία– και το χρησιμοποίησαν για να διερευνήσουν κάτι άγνωστο. Αυτή η ίδια καινοτομία μπορεί ακόμα να εφαρμοστεί στην επιστήμη σήμερα.

Ο Νεύτωνας δεν επινόησε μόνος του τον νόμο της παγκόσμιας έλξης: ο Γαλιλαίος αναγνώρισε τη σχέση μεταξύ της κίνησης ελεύθερης πτώσης και του χρόνου το 1604, ενώ ο ίδιος ο Νεύτων πιστώνει τα ευρήματα του Bullialdus και του Borelli στην πληροφόρηση των θεωριών του.

Όπως αποδεικνύεται, ο Λεονάρντο ντα Βίντσι ήταν επίσης στο σωστό δρόμο, εντοπίζοντας μοτίβα στον τρόπο με τον οποίο πέφτουν τα αντικείμενα που αργότερα θα χρησιμοποιούνταν για να εξηγήσουν τις κινήσεις των αστεριών και των πλανητών - και για να προβλέψουν την ύπαρξη του Ποσειδώνα.

«Δεν ξέρουμε αν [ο Λεονάρντο] έκανε περαιτέρω πειράματα ή αν διερεύνησε αυτή την ερώτηση βαθύτερα», δηλώνει ο μηχανολόγος μηχανικός Morteza Gharib από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.

«Αλλά το γεγονός ότι αντιμετώπιζε τα προβλήματα με αυτόν τον τρόπο – στις αρχές του 1500 – δείχνει πόσο μπροστά ήταν η σκέψη του».

Ο Ντα Βίντσι, ο οποίος έζησε από το 1452 έως το 1519, ήταν πολύ μπροστά από την εποχή του στην κατανόηση μιας σειράς φαινομένων και εννοιών πολλών επιστημονικών τομέων τα οποία εξηγήθηκαν και αποκωδικοποιήθηκαν μετά από αιώνες. Δεν αποτελεί συνεπώς έκπληξη ότι αυτός ο πολυμαθής πανεπιστήμονας είναι πιθανό να κατάλαβε την έννοια της βαρύτητας.

Ένα αιώνα με τον θάνατο του Ντα Βίντσι ο Γαλιλαίος πρότεινε ότι η απόσταση που ένα αντικείμενο ταξιδεύει είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του χρόνου που χρειάζεται το αντικείμενο να φτάσει στο έδαφος. Στα τέλη του 17ου αιώνα, ο Νεύτων ανέπτυξε τον περίφημο νόμο της παγκόσμιας έλξης, περιγράφοντας πώς τα αντικείμενα έλκονται μεταξύ τους.

Διαβάστε εδώ τη σχετική επιστημονική δημοσίευση.

Πηγή: Ναυτεμπορική, Science Alert