تپه گرانشی چیست؟ راز مکان‌هایی که در آن‌ها اجسام ظاهراً به سمت بالا می‌روند

در نقاط مختلف جهان، مکان‌هایی وجود دارد که انگار قوانین فیزیک در آن‌ها به‌هم می‌ریزد. تصور کنید خودروی خود را روی یک شیب متوقف می‌کنید، دنده را در حالت خلاص می‌گذارید و انتظار دارید خودرو به سمت پایین حرکت کند. اما ناگهان می‌بینید ماشین در جهت مخالف، یعنی به ظاهر به سمت بالا شروع به حرکت می‌کند. یا دوچرخه‌سواری را تصور کنید که در سرازیری مشخصی رکاب می‌زند، چون حس می‌کند گرانش او را عقب نگه می‌دارد.

این نقاط که با نام‌هایی مانند «تپه گرانشی» یا «تپه مغناطیسی» شناخته می‌شوند، در کشورهای مختلف ثبت شده‌اند. در این ویدئو می‌توانید یک نمونه از آن‌ها را ببینید. در برخی از ایالت‌های آمریکا و کانادا حتی جاذبه‌های گردشگری کنار جاده‌ای ساخته شده که با داستان‌هایی درباره میدان‌های مغناطیسی عجیب یا نیروهای ماورایی، بازدیدکنندگان را جذب می‌کنند. اما برخلاف این روایت‌های هیجان‌انگیز، در این مکان‌ها نه جادویی در کار است و نه گرانش رفتار متفاوتی دارد. توضیح ماجرا بسیار ساده‌تر است: خطای دید.

در اصل، آنچه در این تپه‌ها رخ می‌دهد توهم بصری است؛ یعنی مغز ما اطلاعاتی را که از چشم‌ها می‌گیرد به‌اشتباه تفسیر می‌کند. مهم‌ترین عامل در این خطا، دیده‌نشدن افق واقعی است. مغز انسان برای تشخیص شیب و جهت، به خط افق تکیه زیادی دارد. وقتی افق به‌وضوح دیده نشود یا عناصر اطراف آن را کج نشان دهند، مغز در قضاوت خود دچار اشتباه می‌شود.

اگر اطراف جاده تپه‌هایی با شیب نامتقارن، درختان کج، یا ساختارهایی وجود داشته باشد که خودشان زاویه‌دار باشند، مغز آن‌ها را به‌عنوان مرجع افقی در نظر می‌گیرد. در نتیجه سرازیری ملایم ممکن است سربالایی به نظر برسد. این همان چیزی است که در تپه‌های گرانشی اتفاق می‌افتد: مسیر در واقع سرازیری است، اما به دلیل نبود یک افق مطمئن، سربالایی دیده می‌شود.

برای درک بهتر موضوع، باید کمی درباره سیستم تعادل بدن بدانیم. تعادل ما تنها به چشم‌ها وابسته نیست. در گوش داخلی ساختاری به نام «دستگاه دهلیزی» وجود دارد که حرکت و جهت را تشخیص می‌دهد. این سیستم به مغز اطلاع می‌دهد که بدن در چه وضعیتی قرار دارد. اما مغز همیشه اطلاعات را از چند منبع با هم ترکیب می‌کند: گوش داخلی، چشم‌ها و حتی حس عمقی عضلات و مفاصل. در برخی شرایط، اطلاعات بصری آن‌قدر قوی و قانع‌کننده‌اند که بر سیگنال‌های تعادلی بدن غلبه می‌کنند. به همین دلیل ممکن است چیزی را ببینیم که با احساس فیزیکیمان همخوانی ندارد.

در سال ۲۰۰۳ پژوهشگرانی از دانشگاه‌های پادووا و پاویا در ایتالیا تصمیم گرفتند پدیده مورد بحث را به‌صورت علمی بررسی کنند. آن‌ها مدل‌های رومیزی از چند تپه گرانشی شناخته‌شده در جهان ساختند و از داوطلبان خواستند از طریق سوراخ‌های کوچکی به این مدل‌ها نگاه کنند؛ به‌طوری‌که دید آن‌ها شبیه دید واقعی در محل باشد. پژوهشگران سپس موقعیت افق مصنوعی را تغییر دادند تا ببینند این تغییر چه اثری بر برداشت افراد از شیب دارد.

نتیجه جالب بود: وقتی افق واقعی در دیدرس نبود، عناصر محیطی مانند درختان، تیرهای برق یا تابلوهای جاده‌ای به‌راحتی می‌توانستند ذهن افراد را فریب دهند. شرکت‌کنندگان در چنین شرایطی در تشخیص اینکه کدام سمت بالا و کدام سمت پایین است دچار خطا می‌شدند. این خطا به‌ویژه زمانی شدیدتر بود که یک شیب ملایم در کنار یا میان شیب‌های تندتر قرار داشت. در چنین ترکیبی، مغز شیب ملایم را در مقایسه با شیب‌های اطراف به‌صورت معکوس تفسیر می‌کند.

برای اطمینان بیشتر، پژوهشگران از ابزارهای دقیق نقشه‌برداری مانند تئودولیت نیز استفاده کرده‌اند. تئودولیت دستگاهی است که برای اندازه‌گیری دقیق زاویه‌ها در مهندسی و زمین‌سنجی به کار می‌رود. این ابزارها از فاصله دور زاویه واقعی جاده را اندازه می‌گیرند و نتیجه آن‌ها کاملاً روشن است: شیب مسیر دقیقاً در جهت مخالف آن چیزی است که چشم ما تصور می‌کند.

علاوه بر این، داده‌های ارتفاعی سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS) نیز می‌توانند اختلاف ارتفاع واقعی دو نقطه را نشان دهند. این داده‌ها هم تأیید می‌کنند که در این تپه‌ها هیچ نیروی مرموزی وجود ندارد و گرانش طبق قوانین شناخته‌شده فیزیک عمل می‌کند.

در نهایت، تپه‌های گرانشی نمونه‌ای جذاب از محدودیت‌های ادراک انسانی هستند. آن‌ها به ما یادآوری می‌کنند که آنچه می‌بینیم همیشه بازتاب مستقیم واقعیت نیست. مغز ما برای ساده‌سازی جهان اطراف، از میان‌برهایی استفاده می‌کند و گاهی همین میان‌برها ما را فریب می‌دهند. در این نقاط خاص، طبیعت و ذهن انسان با هم همکاری می‌کنند تا تصویری بسازند که در نگاه اول کاملاً خلاف منطق به نظر می‌رسد؛ اما وقتی دقیق‌تر بررسی می‌کنیم، همه‌چیز به همان قوانین ساده و همیشگی فیزیک برمی‌گردد.