Πώς η Γη περιφέρεται γύρω από τον ήλιο χωρίς να χάνει ενέργεια;

Η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο χωρίς να χάνει ενέργεια λόγω της διατήρησης της γωνιακής ορμής στο κενό του διαστήματος, όπου δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα. Αυτό σημαίνει ότι η βαρυτική δύναμη από τον Ήλιο παρέχει την απαραίτητη κεντρομόλο δύναμη για να διατηρήσει την τροχιά του.

Η φυσική είναι δύσκολο να κατανοηθεί γιατί παραβιάζει την καθημερινή παρατήρηση, τη διαίσθηση και την κοινή λογική.

Πάρτε ως παράδειγμα τον «Πρώτο Νόμο του Νεύτωνα». Δηλώνει ότι ένα αντικείμενο σε κίνηση τείνει να παραμένει σε κίνηση εκτός εάν επηρεάζεται από μια εξωτερική δύναμη. Αυτό παραβιάζει την καθημερινή εμπειρία. Τα πράγματα σε κίνηση τείνουν να σταματούν! Σπρώξτε ένα μικρό αντικείμενο (νόμισμα, στυλό, φλιτζάνι) πάνω από ένα τραπέζι, δεν τείνει να μένει σε κίνηση. Σταματάει. Πέτα μια μπάλα και σταματά. Όλα σταματούν. Χρειάζεται πολλή μελέτη για να κατανοήσουμε πραγματικά τον Πρώτο Νόμο του Νεύτωνα, γιατί διαφωνεί με αυτό που παρατηρούμε καθημερινά. Φυσικά, δεν διαφωνεί πραγματικά, επειδή η τριβή παρέχει τη δύναμη. Αλλά η τριβή είναι δύσκολο να υπολογιστεί. Αυτό είναι που κάνει τη φυσική δύσκολη.

Στην πραγματικότητα, η φυσική ανακαλύφθηκε εξετάζοντας πράγματα όπου η τριβή είναι μικρή ή αμελητέα, όπως οι τροχιές των πλανητών και τα βαριά σφαιρικά αντικείμενα που πέφτουν. Ο Νεύτωνας συνειδητοποίησε ότι η Σελήνη έπεφτε, πέφτοντας γύρω από τη Γη λόγω της ίδιας δύναμης που κάνει ένα μήλο να πέφτει.

Όταν κάνουμε επιδείξεις φυσικής στην τάξη, αγοράζουμε ακριβές συσκευές για τις οποίες η τριβή ουσιαστικά απουσιάζει, όπως μάζες που αιωρούνται σε ρουλεμάν αέρα. Πρέπει να το κάνουμε αυτό γιατί οι απλές εξισώσεις της φυσικής λειτουργούν μόνο σε τέτοιες περιπτώσεις.

Οι φυσικοί γενικά νιώθουν άβολα με την τριβή. Έχετε κάποιο μηχανικό πρόβλημα που περιλαμβάνει τριβή; Μάλλον πρέπει να μιλήσεις με μηχανικό, όχι με φυσικό. Οι μηχανικοί εργάζονται με τριβή όλη την ώρα. Οι φυσικοί το αποφεύγουν. Δείτε οποιοδήποτε κείμενο φυσικής για τα κεφάλαια για την τριβή. Συνήθως θα δείτε μια σύντομη αναφορά στο βιβλίο για πρωτοετή, και μετά πολύ λίγο μετά από αυτό.

Η φυσική λειτουργεί καλύτερα όταν δεν υπάρχει τριβή. Τα δύο πιο σημαντικά παραδείγματα: ο χώρος και το άτομο. Ενδιάμεσα, είναι δύσκολο να κάνεις φυσική γιατί η τριβή μπορεί να μοντελοποιηθεί μόνο κατά προσέγγιση.

Τώρα με όλη αυτή την εισαγωγή, η απάντηση στην ερώτησή σας: έξω στο διάστημα το κενό είναι τόσο υψηλό που η τριβή είναι αμελητέα. Γι' αυτό η Γη περιφέρεται χωρίς να χάνει ενέργεια. Δεν υπάρχει τίποτα για να δώσει την ενέργειά του .

Ρίτσαρντ Μύλλερ

Καθηγητής Φυσικής, UCBerkeley, συγγραφέας του «Now-The Physics of Time» (2016)