Μπορεί αυτή τη στιγμή να κάθεστε ακίνητοι σε μια καρέκλα, όμως από την άποψη της φυσικής κάθε άλλο παρά ακίνητοι είστε.
Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, κινείται γύρω από τον Ήλιο και μαζί με το Ηλιακό Σύστημα ταξιδεύει μέσα στον Γαλαξία. Οι ταχύτητες είναι τεράστιες. Παρ’ όλα αυτά, εμείς δεν αισθανόμαστε αυτή την κίνηση.
Πώς γίνεται;
Περισσότερα από 1.600 χιλιόμετρα την ώρα χωρίς να το καταλαβαίνουμε
Στον Ισημερινό, η περιστροφή της Γης μεταφέρει ένα σημείο της επιφάνειας με ταχύτητα περίπου 1.675 χιλιομέτρων την ώρα. Όσο κινούμαστε προς τους πόλους, η γραμμική ταχύτητα μειώνεται, επειδή η απόσταση που πρέπει να διανύσει ένα σημείο κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής γίνεται μικρότερη.
Αλλά αυτή είναι μόνο μία από τις κινήσεις μας.
Η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο με μέση ταχύτητα περίπου 107.000 χιλιομέτρων την ώρα, ή σχεδόν 30 χιλιομέτρων κάθε δευτερόλεπτο.
Με άλλα λόγια, μέσα σε ένα λεπτό η Γη έχει διανύσει περίπου 1.800 χιλιόμετρα στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο.
Κι εμείς δεν αισθανόμαστε τίποτα.
Γιατί δεν νιώθουμε την ταχύτητα;
Το κλειδί βρίσκεται σε μια βασική αρχή της φυσικής: δεν αισθανόμαστε την ταχύτητα από μόνη της με τον ίδιο τρόπο που αισθανόμαστε τις αλλαγές στην κίνησή μας.
Ένα καλό παράδειγμα είναι ένα αεροπλάνο.
Κατά την απογείωση αισθανόμαστε έντονα την επιτάχυνση. Όταν όμως το αεροπλάνο πετά ομαλά με σχεδόν σταθερή ταχύτητα, μπορούμε να περπατήσουμε στην καμπίνα χωρίς να έχουμε την αίσθηση ότι κινούμαστε με εκατοντάδες χιλιόμετρα την ώρα.
Η περιστροφή της Γης βέβαια είναι κυκλική κίνηση και επομένως συνεπάγεται επιτάχυνση. Ωστόσο, η σχετική επίδραση που αισθανόμαστε από αυτή είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με τη βαρύτητα. Η NASA εξηγεί ότι το αποτέλεσμα της περιστροφής πάνω μας αντιστοιχεί σε ένα πολύ μικρό κλάσμα της επίδρασης που έχει το βάρος μας.
Κινούμαστε όλοι μαζί
Υπάρχει και ένας δεύτερος καθοριστικός παράγοντας.
Δεν περιστρέφεται η Γη κάτω από εμάς ενώ εμείς παραμένουμε ακίνητοι στο Διάστημα. Κινούμαστε μαζί της.
Μαζί κινούνται οι άνθρωποι, τα κτίρια, οι ωκεανοί και σε μεγάλο βαθμό η ατμόσφαιρα. Όλοι έχουμε ήδη την ταχύτητα που προκύπτει από την περιστροφή του πλανήτη.
Ακριβώς όπως ένας επιβάτης μέσα σε ένα ομαλά κινούμενο αεροπλάνο μπορεί να πετάξει ένα αντικείμενο στον διπλανό του χωρίς αυτό να εκτοξευθεί προς το πίσω μέρος της καμπίνας.
Γιατί δεν μας πετά η περιστροφή στο Διάστημα;
Εδώ μπαίνει στη συζήτηση η βαρύτητα.
Η περιστροφή επηρεάζει ελαφρά το φαινόμενο βάρος μας, ιδιαίτερα κοντά στον Ισημερινό, όμως το αποτέλεσμα είναι πολύ μικρό σε σχέση με τη βαρυτική έλξη της Γης. Η NASA επισημαίνει ότι η περιστροφή του πλανήτη απέχει πολύ από την ταχύτητα που θα απαιτούνταν ώστε η σχετική φυγόκεντρη επίδραση να εξισορροπήσει τη βαρύτητα.
Γι’ αυτό και παραμένουμε σταθερά στην επιφάνεια.
Αφού δεν την αισθανόμαστε, πώς ξέρουμε ότι περιστρέφεται;
Ένα από τα πιο όμορφα πειράματα στην ιστορία της φυσικής έδωσε μια άμεση επίγεια επίδειξη της περιστροφής της Γης.
Το εκκρεμές του Φουκώ, που παρουσιάστηκε από τον Γάλλο φυσικό Λεόν Φουκώ το 1851, διατηρεί ουσιαστικά το επίπεδο της ταλάντωσής του ενώ η Γη περιστρέφεται από κάτω του. Για έναν παρατηρητή που βρίσκεται πάνω στη Γη, αυτό δημιουργεί την εντύπωση ότι αλλάζει σταδιακά η κατεύθυνση της ταλάντωσης. Το Smithsonian το περιγράφει ως την πρώτη ικανοποιητική εργαστηριακή επίδειξη της περιστροφής της Γης χωρίς να βασίζεται σε αστρονομικές παρατηρήσεις.
Υπάρχει όμως και ένα φαινόμενο που βλέπουμε σε τεράστια κλίμακα: το φαινόμενο Coriolis.
Η περιστροφή της Γης επηρεάζει τη φαινόμενη πορεία μαζών αέρα και νερού που κινούνται σε μεγάλες αποστάσεις και αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην κυκλοφορία της ατμόσφαιρας και των ωκεανών.
Και αν η Γη σταματούσε ξαφνικά;
Εδώ βρίσκεται ένας καλός τρόπος για να καταλάβουμε πόση κίνηση κρύβεται πίσω από τη φαινομενική ακινησία μας.
Σε ένα καθαρά υποθετικό σενάριο όπου η στερεή Γη σταματούσε απότομα να περιστρέφεται, αντικείμενα που δεν είναι στερεωμένα θα είχαν την τάση, λόγω αδράνειας, να συνεχίσουν την κίνησή τους προς τα ανατολικά. Η NASA χρησιμοποιεί ακριβώς αυτή την ιδέα για να εξηγήσει τι σημαίνει η ταχύτητα περιστροφής που ήδη έχουμε στην επιφάνεια.
Δεν αισθανόμαστε λοιπόν την καθημερινή περιστροφή επειδή βρισκόμαστε ήδη μέσα σε αυτό το σύστημα κίνησης και η περιστροφή μεταβάλλεται εξαιρετικά ομαλά.
Είμαστε ακίνητοι μόνο σε σχέση με ό,τι βρίσκεται δίπλα μας
Ένα ποτήρι πάνω στο τραπέζι φαίνεται ακίνητο επειδή είναι ακίνητο σε σχέση με το τραπέζι.
Το τραπέζι όμως κινείται μαζί με τη Γη.
Η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο.
Και το Ηλιακό Σύστημα κινείται μέσα στον Γαλαξία.
Η έννοια της ταχύτητας έχει πάντοτε σχέση με το σύστημα αναφοράς από το οποίο την εξετάζουμε. Ακόμη και η NASA, όταν παραθέτει τις διαφορετικές ταχύτητες της Γης και του Ηλιακού Συστήματος, επισημαίνει ότι οι κινήσεις αυτές δίνονται σε σχέση με κάποιο συγκεκριμένο σημείο ή σύστημα αναφοράς.
Έτσι προκύπτει ένα από τα πιο παράξενα πράγματα της καθημερινής μας ζωής:
Μπορούμε να αισθανόμαστε απολύτως ακίνητοι, ενώ ταυτόχρονα ταξιδεύουμε γύρω από τον Ήλιο με περίπου 107.000 χιλιόμετρα την ώρα.
