Ісааку Ньютону приписують вперше сформулювати теорію гравітації у другій половині 17-го століття – очевидно, натхненну яблуком, що впало з дерева – але фундаментальні аспекти сили тяжіння також визнав Леонардо да Вінчі понад сто років тому, пояснює нове дослідження.
Дослідження проаналізувало діаграми в тепер оцифрованих блокнотах Леонардо, включаючи ескізи трикутників, які показують зв’язок між природним рухом, спрямованим рухом і вирівнюванням руху – визнання того, що сила тяжіння є різновидом прискорення.
У випадку Леонардо це включало у себе роздуми про пісок, який сиплеться з банки. Ерудит зрозумів, що якщо тягнути банку вздовж горизонтальної площини з тією ж швидкістю, що й сила, що тягне зерна, пісок утворить гіпотенузу трикутника. Це усвідомлення зміни швидкості падіння об’єкта з часом є вирішальним кроком на шляху до визначення гравітаційної сталої на Землі.
«Близько 500 років тому Леонардо да Вінчі намагався розкрити таємницю гравітації та її зв’язок із прискоренням за допомогою серії геніальних експериментів, керуючись лише своєю уявою та майстерними експериментальними методами», — пишуть дослідники у своїй опублікованій статті .
Цю гравітаційну постійну пізніше використає Ньютон для визначення своїх законів руху (включаючи гравітацію), а також Альберт Ейнштейн у своїй теорії відносності . Леонардо знав, що він щось знайшов, але не був упевнений, що це було.
Частково ця невизначеність була тому, що Леонардо прийняв ідею Арістотеля про безперервну силу, відому як імпульс , який наповнює снаряди та забезпечує їм привід рухатися проти сили тяжіння. Принцип інерції , коли об’єкти просто продовжують рух у певному напрямку, доки не зустрінуть протилежну силу, ще не був встановлений у науці того часу.
Гравітація, тим часом, була пояснена Аристотелем як схильність матеріалів розташовуватися відповідно до природного порядку. Іншими словами, гравітація і летючі снаряди пояснювалися двома дуже різними теоріями.
Хоча в його розрахунках були помилки, відтворення експериментів Леонардо в лабораторії показало, що його алгоритм обчислив невловиму гравітаційну постійну (“g”) з точністю 97 відсотків у порівнянні з сучасними методами та рівняннями.
«Розробивши підхід геометричної еквівалентності для демонстрації законів руху, Леонардо продемонстрував дивовижне розуміння динаміки падіння об’єктів, уникаючи необхідності знати точне значення «g», якщо ми припускаємо, що «g» представляє швидкість зміни швидкості або прискорення”, – пишуть дослідники .
«Якби він провів експеримент, який він описав у своєму рукописі, то він міг би бути першою людиною, яка свідомо створила ефект сили «g», не перебуваючи у стані вільного падіння».
Дослідники були особливо вражені методами Леонардо, які використовували те, що було доступно йому на той час – насамперед геометрію – і використовували це для дослідження чогось невідомого. Те саме нововведення все ще може бути застосовано до науки сьогодні.
Ньютон не придумав свій закон всесвітнього тяжіння самостійно: Галілей визнав взаємозв’язок між рухом вільного падіння та часом у 1604 році, тоді як сам Ньютон вважає заслугою відкриття Булліальдуса та Бореллі в інформуванні своїх теорій.
Як виявилося, Леонардо да Вінчі також був на правильному шляху, визначивши закономірності падіння об’єктів, які згодом будуть використані для пояснення руху зірок і планет, а також для передбачення існування Нептуна .
«Ми не знаємо, чи проводив [Леонардо] подальші експерименти чи досліджував це питання глибше», — каже інженер-механік Мортеза Гаріб з Каліфорнійського технологічного інституту.
«Але той факт, що він боровся з проблемами таким чином — на початку 1500-х років — демонструє, наскільки далеко попереду були його думки».
