Nie ma złych pytań, a jedynie złe odpowiedzi. Brytyjski tygodnik „New Scientist” – z którym „Focus” współpracuje – wyszedł z założenia, że jedne i drugie najlepiej zostawić czytelnikom. W rubryce „The Last Word” (Ostatnie słowo) zadają oni mniej lub bardziej naukowe pytania, inni czytelnicy odpowiadają, a skutki tego bywają pouczające dla zupełnie „poważnych” uczonych (którzy zresztą też biorą udział w tej zabawie). Oto próbka, którą wybrał Mick O’Hare, redaktor opiekujący się rubryką „The Last Word”. Więcej ciekawostek z niej pochodzących można znaleźć w książkach wydawanych przez „New Scientist” oraz na blogu pod adresem www.last-word.com.

GENERATOR PRZYPŁYWÓW


Czy ktokolwiek mógłby w prosty i zdroworozsądkowy sposób wyjaśnić mi, dlaczego przypływy występują po obu stronach ziemi jednocześnie?
Pat Sheil (Sydney, Nowa Południowa Walia, Australia)

Jeśli pominiemy wpływ innych ciał, środek masy Ziemi i środek masy Księżyca podlegają spadkowi swobodnemu, poruszając się po orbitach wokół środka masy układu Ziemia–Księżyc – punktu, w którym przyspieszenie grawitacyjne i odśrodkowe dokładnie się znoszą. Natomiast dla większości punktów leżących na powierzchni Ziemi to zerowanie się nie jest już dokładne, bo punkty te leżą bliżej albo dalej od Księżyca, a nadal krążą po orbitach z tą samą prędkością kątową, co środek masy Ziemi. Dla oceanu położonego na Ziemi od strony Księżyca pochodzące od niego przyciąganie grawitacyjne jest większe niż siła odśrodkowa, i dlatego powierzchnia wody „wybrzusza się” w kierunku Księżyca. Po przeciwnej stronie przeważa siła odśrodkowa, dlatego woda „wybrzusza się” w przeciwną stronę. Oba „wybrzuszenia” prowadzą do przypływów. W wyniku tego powierzchnia morza – która normalnie byłaby sferyczna – jest „wybrzuszona” wzdłuż osi Ziemia–Księżyc, tworząc elipsoidę. Ponieważ każdy punkt na powierzchni Ziemi podczas jej obrotu przechodzi przez te dwa wybrzuszenia, dochodzi w nim do przypływu i następnie odpływu.
Greg Egan (Perth, Australia Zachodnia)

Jednoczesne występowanie przypływów po przeciwnych stronach Ziemi jest wynikiem nierównowagi pomiędzy siłami: grawitacji i odśrodkową. Przypływy i odpływy wywołane są przez oddziaływanie grawitacyjne Ziemi i Księżyca oraz – w mniejszym stopniu – przez oddziaływanie Ziemia–Słońce. Mimo iż wyobrażamy sobie, że Księżyc krąży wokół Ziemi, w rzeczywistości Księżyc i Ziemia krążą wokół wspólnego środka masy, który, z punktu widzenia całego układu Ziemia–Księżyc, leży blisko, ale nie dokładnie w środku Ziemi. Siły odśrodkowe wynikające z ruchu orbitalnego każdego z tych ciał równoważą siły grawitacji pochodzące od drugiego ciała. Jednakże ten warunek równowagi sił jest dokładnie spełniony tylko w środku każdego z ciał. Po stronie Ziemi bliższej Księżyca jego przyciąganie grawitacyjne jest nieco większe, a siła odśrodkowa nieco mniejsza niż w środku Ziemi, dlatego woda po tej stronie jest przyciągana w kierunku Księżyca. Po przeciwnej stronie Ziemi przyciąganie grawitacyjne jest nieco słabsze, a siła odśrodkowa nieco większa, dlatego po tej drugiej stronie woda jest odpychana od Księżyca.
Mark Bertinat (Chester, Wielka Brytania)

OSTATNI ZACHÓD SŁOŃCA


W miarę jak Słońce wytwarza energię, przypuszczalnie maleje jego masa i słabnie grawitacja. Czy w takim razie planety powoli oddalają się od niego, zakreślając spirale? Jeśli tak, to jak duży jest ten efekt? Jak daleko będzie Ziemia, gdy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem?
Mike Ganley (Ferntree, Tasmania, Australia)

Masa Słońca zmniejsza się o około 4 mln ton na sekundę, co odpowiada energii, jaką Słońce produkuje w wyniku reakcji termonuklearnych. Kolejne parę milionów ton traci poprzez wiatr słoneczny i emisję innych cząstek. Jednak nawet po dwóch miliardach lat straty te wynoszą jedynie jedną dziesięciotysięczną masy Słońca. Względna zmiana odległości Ziemi od Słońca jest tego samego rzędu. Sytuacja stanie się bardziej dramatyczna wtedy, kiedy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem, co nastąpi za około 6 mld lat. Promień Słońca będzie wtedy sto razy większy od dzisiejszego. Według pewnych niedawnych szacunków Słońce w fazie czerwonego olbrzyma pochłonie być może Merkurego, Wenus i Ziemię. Natomiast bardziej odległe niż Mars planety przetrwają i nadal będą krążyć wokół naszej gwiazdy, nawet gdy ta stanie się białym karłem. Przy założeniu, że końcowa masa Słońca w fazie białego karła będzie wynosiła 60 proc. obecnej wartości, rozmiary orbit planet w bardzo odległej przyszłości będą o około 80 proc. większe niż dzisiaj.
C. Sivaram (Indian Institute of Astrophysics, Koramangala, Bangalore, Indie)

To zadziwiające, ale mimo że Słońce w każdej sekundzie zamienia cztery miliony ton swojej masy w czystą energię, i zanim za parę miliardów lat stanie się czerwonym olbrzymem, wciąż będzie spalało wodór, przez cały ten czas straci jedynie mały ułamek swojej masy. Ze względu na zasadę zachowania momentu pędu, promień orbity Ziemi wzrasta obecnie jedynie około centymetra rocznie. To jednak nie wystarczy, by skompensować stale wzrastającą jasność Słońca. Dlatego Ziemia skazana jest na podążanie śladami swojej niebieskiej towarzyszki – Wenus. Czeka ją naturalny niekontrolowany efekt cieplarniany – chyba że działalność człowieka doprowadzi do tego znacznie wcześniej.
Mike Follows (Willenhall, West Midlands, Wielka Brytania)

WDECH LEONARDA DA VINCI