Samvinnan - 01.02.1955, Blaðsíða 10

Hvað heldur tunglinu á braut sinni?
Hugleibing um aðdráttarafl jarhar
Margt af því, sem við sjáum í kring
um okkur daglega, tökum við fyrir
sjálfsagðan hlut og gefum því ekki
gaum. Athugum til dæmis tunglið,
þar sem það hangir á himninum á
heiðskírri vetrarnótt. Ætli það séu
margir, sem brjóta heilann um hvað
það sé, sem heldur því þar?
Til eru plánetur, sem hafa engin
tungl. Ef einhver kæmi frá slíkum
hnetti til jarðarinnar, yrði hann ef til
vill undrandi að sjá þennan silfurdisk
fljóta yfir himininn, og ef hann kynni
ekki neitt fyrir sér í stjörnufræði,
þætti honum það furðu sæta, hvers
vegna það snýst kringum jörðina.
Það var hinn mikli enski vísinda-
maður Sir Isaac Newton, sem gaf svar
við þessu spursmáli fyrir 300 árum
síðan. Það er nákvæmlega sama aflið,
sem heldur tunglinu á braut sinni og
heldur okkur á jörðinni, samkvæmt
þyngdarlögmáli Newtons. Það er mjög
almennt álitið, að í vissri hæð hverfi
aðdráttarafl jarðar. En því fer fjarri.
Aðdráttarafl jarðar nær til fjarlægustu
stjarna. Það verður að vísu veikara
með fjarlægðinni og nokkur milljón
km. frá jörðu er það svo máttlaust,
að það hefur sama og engin áhrif.
Þyngdarlögmál Newtons er hægt
að setja fram á einfaldan hátt eins og
margar aðrar mikilvægar uppgötvan-
ir. Newton sagði, að um leið og hlut-
ur færðist frá jörðu, minnkar þyngd-
arkrafturinn fjórum sinnum og við tí-
faldaða vegalengd minnkar kraftur-
inn hundraðfalt.
Þegar við tölum um aðdráttarafl,
eigum við vanalega við aflið, sem
heldur okkur að jörðinni. En sérhver
pláneta, sérhver stjarna í himingeimn-
um hefur sitt eigið aðdráttarafl. Áhrif
þess á umheiminn fer eftir stærð
hnattarins. Risahnötturinn Júpíter
hefur næstum þrisvar sinnum mátt-
ugra aðdráttarafl en jörðin. Aftur á
móti er aðdráttarafl tunglsins sex
sinnum minna en jarðarinnar.
Við skulum nú koma aftur að
spurningunni: „Hvað heldur tunglinu
á braut sinni?“
Aðdráttarafl jarðar og tungls togar
hnettina hvorn að öðrum með afli,
sem lyft gæti milljónum tonna. Ef
tunglið væri ekki á hreyfingu kring
um jörðina, mundi það brátt dragast
að henni. Og hér erum við komin að
kjarna málsins. Hraði tunglsins held-
ur því á braut sinni. Það gengur kring
um jörðina með hraða, sem er tvö
þúsund mílur á klukkustund. Svo lengi
sem það heldur þeim hraða, getur það
ekki farið út af braut sinni. Og þar sem
það er engin loftmótstaða í himin-
geimnum, getur hraðinn ekki minnk-
að.
Allir þekkja, að hægt er að sveifla
steini í bandi í hring yfir höfði sér,
með lítilli fyrirhöfn. Það er tilsvar-
andi, sem á sér stað með tunglið. Þar
gegnir aðdráttaraflið sama hlutverki
og bandið, sem bundið var í steininn.
Niðurstaðan verður því, að hraði
tunglsins varnar því, að það rekist á
jörðina og aðdráttarafl jarðar varnar
því, að það fljúgi út í geiminn.
Ef fjarlægðin til tunglsins breyttist
til muna, einhverrar ástæðu vegna,
mundi hraði þess sjálfkrafa laga sig
eftir því, svo að það er engin hætta,
þótt það kæmi fyrir. Slíkar breytingar
eiga sér meira að segja stað, því að
braut tunglsins er ekki nákvæmlega
hringlaga. Tunglið þy^rfti ekki endi-
lega að vera í þeirri fjarlægð frá jörðu,
sem það nú er. Það gæti verið mikið
nær, eða mikið fjær, svo framarlega
sem hraðinn héldi jafnvægi á móti að-
dráttaraflinu á hverju stigi. Svo að
komið sé aftur að dæminu um stein-
inn og bandið, vitum við það, að því
styttra, sem bandið er, því hraðara
verður að sveifla steininum. Þessi
regla gildir um tungl, sem ganga kring
um plánetur og plánetur, sem ganga
kring um sól. Mercury, sem næst er
sólinni af plánetunum, fer með þrjá-
tíu mílna hraða á sekúndu, en aftur á
móti Plútó, sem er yzt í sólkerfinu,
þarf aðeins 1/10 af þeim hraða til að
halda braut sinni. Sumar plánetur
hafa mörg tungl, mismunandi langt í
burtu, sem ganga heilu og höldnu eft-
ir brautum sínum og þá náttúrlega
með mismunandi hraða.
Það er ekkert náttúrulögmál, sem
kemur í veg fyrir að tungl gæti verið
nokkur þúsund metra frá jörðu, frek-
ar en þar sem það er nú. En slíkt tungl
yrði að fara með allt að tíu sinnum
meiri hraða, þar sem aðdráttaraflið er
svo miklu áhrifameira svo nærri
jörðu. Það yrði að fara nálægt 18.000
mílur á klukkustund, og mundi fara
kring um jörðina á einni og hálfri
klukkustund. í raun og veru er um
tvenns konar þyngd að ræða. Að-
dráttarafl jarðarinnar togar á eina
hlið, veldur þyngdartilfinningu. Önn-
ur tegund þyngdar kemur af auknum
hraða og er sú eina þyngdartilfinning,
sem gæti átt sér stað um borð í geim-
fari. Þyngd er mismunandi eftir plá-
netum. Maður, sem vigtar 180 pund
hér, væri aðeins 30 pund á tunglinu,
en 480 pund á Júpíter.
10