Náttúrufræðingurinn - 1994, Síða 58

4. mynd. Englendingurinn Isaac Newton
(1642-1727). Hann áttaði sig á því að
þyngdarkrafturinn á jörðinni nær alla leið
til tunglsins og heldur því á braut um
jörðina.
■ NEWTON OG EPLIÐ
Sagan af því að Newton hafí dottið þyngd-
arlögmálið í hug við að sjá epli detta er ein
af kunnustu þjóðsögum úr vísindum og
eplið þar með eitt af sögufrægustu eplum
allra tíma. Það á sæti við hliðina á eplinu
sem freistaði Adams og Evu og varð til
þess að þau voru rekin úr aldingarðinum
Eden; eplinu sem veitt var í verðlaun í
fyrstu fegurðarsamkeppni sögunnar og olli
stríðinu um Trójuborg; og eplinu sem Vil-
hjálmur Tell var skyldaður til að skjóta af
höfði sonar síns og átti sinn þátt í stofnun
lýðveldisins Sviss.
Elvort sem þjóðsagan um Newton er sönn
eða ekki er það vist að Newton hcfur oft
séð epli detta, því að hann var alinn upp í
enskri sveit, í Lincolnshire, og þar dvaldist
hann árið 1665 meðan plágan mikla geis-
aði um England og loka varð háskólanum i
Cambridge. En þetta ár fann hann þyngdar-
lögmálið. Sjálfur segir hann svo frá: „A
þessu ári fór eg að hugsa um það að þyngd-
in næði alla leið út til tunglsins, og bar
þann kraft sem þarf til að halda tunglinu á
braut sinni saman við þyngdarkraftinn við
yfirborð jarðar.“
I hinu mikla riti Newtons Stœrðfrœðilög-
mál náttúruspekinnar (Philosophiae natur-
alis principia mathematica) ræðir hann
málin á þessa leið, í lauslegri endursögn:
Standi maður uppi á háu fjalli og skjóti
byssukúlu í Iárétta stefnu tekur kúlan þátt i
tveimur hreyfíngum samtímis: annars veg-
ar jafnri hreyfíngu í lárétta stefnu, liins
vegar falli niður á við vegna aðdráttar-
krafts jarðar. Væri jörðin flöt myndi kúlan
alltaf koma niður, en mismunandi langt frá
skotstað eftir því hve miklum hraða henni
væri skotið með. En nú er jörðin kúlulaga
og kreppist því frá kúlunni þegar hún held-
ur áfram á sinni braut. Kúlan kemur því
niður fjær skotstað en ella. Sé upphafs-
hraðinn nógu mikill getur farið svo að
kúlan komi aldrei niður heldur fari hring
eftir hring umhverfis jörðina, ef ekki kæmi
til viðnám loftsins.
Hér er í fyrsta skipti ýjað að þeirri hug-
mynd sem gervitungl nútímans byggjast á,
þessi tungl sem nú endurvarpa sjónvarps-
efni til jarðarbúa, auk margra annarra nytja
sem af þeim eru höfð. Þeim er að vísu ekki
skotið frá ofurháu fjalli heldur er þeim
skotið lóðrétt upp og síðan tekur við bún-
aður sem skýtur þeim til hliðar með hæfi-
legum hraða. Og þau eru svo hátt yfír jörðu
að loftviðnáms gætir lítt sem ekki.
Newton bar þyngdina við yfírborð jarðar
saman við þann kraft sem jörðin þarf að
toga í tunglið með til þess að halda því á
braut sinni umhverfís jörðu. Hann taldi víst
að tog jarðarinnar í hlut minnkaði eftir því
sem hluturinn er fjær jörðu og hafði gert
sér hugmyndir um hve hratt það minnkaði.
Newton komst að þeirri niðurstöðu að jörð-
in togaði í hvert kíló á tunglinu með krafti
sem er 3600-falt minni en kraftur hennar á
hvert kíló hér á yfírborði jarðar. Og þá var
hann ánægður: Hlutur á yfirborði jarðar er
í eins jarðgeisla fjarlægð frá miðju hennar,
tunglið er í um það bil sextíu jarðgeisla
fjarlægð frá miðju jarðar. Og sextíu
sinnum sextíu er einmitt 3600. Svona hratt
minnkar þyngdarkrafturinn.
Allt kostaði þetta mikla vinnu og flókna
52