Η μεγάλη βουτιά, ή τι θα συνέβαινε αν η Γη σταματούσε ξαφνικά;

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί η Γη δεν «πέφτει» πάνω στον Ήλιο; Η απάντηση είναι η ταχύτητά της. Η Γη τρέχει στην τροχιά της με 107.000 χλμ/ώρα, δημιουργώντας μια ισορροπία με τη βαρύτητα. Αν όμως αυτή η κίνηση σταματούσε, θα ξεκινούσε ένα ταξίδι χωρίς επιστροφή.

Για να καταλάβουμε πόσο μακριά είναι ο Ήλιος, αρκεί να κοιτάξουμε το φως.

Το Φως ταξιδεύει με την αστρονομική ταχύτητα των 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Παρόλο που ο Ήλιος απέχει 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα, το φως χρειάζεται μόλις 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα για να φτάσει στα μάτια μας. Αν η Γη σταματούσε και άρχιζε να πέφτει, δε θα έφτανε εκεί σε λεπτά. Θα χρειαζόταν περίπου 65 ημέρες.

Αυτή η χαώδης διαφορά μας δείχνει ότι, παρά την τρομακτική δύναμη της βαρύτητας, οι πλανήτες είναι «βαριά» και «αργά» αντικείμενα σε σύγκριση με το φως.

Αν η Γη έχανε την τροχιακή της ταχύτητα, θα μετατρεπόταν σε ένα αντικείμενο σε «ελεύθερη πτώση».

Γιατί όμως 65 ημέρες; Η διάρκεια της πτώσης προκύπτει από τους νόμους της βαρύτητας του Νεύτωνα. Αν η Γη σταματούσε την τροχιακή της κίνηση γύρω από τον Ήλιο, θα άρχιζε να πέφτει κατευθείαν προς αυτόν, επιταχυνόμενη συνεχώς λόγω της βαρυτικής έλξης.

Αυτό το πρόβλημα είναι γνωστό ως «ακτινική ελεύθερη πτώση» σε κεντρικό βαρυτικό πεδίο. Μια εναλλακτική —και πιο διαισθητική— ερμηνεία είναι ότι η κίνηση αυτή αντιστοιχεί σε μια ακραία περίπτωση ελλειπτικής τροχιάς: μια έλλειψη που γίνεται όλο και πιο επιμηκυμένη, μέχρι που καταλήγει ουσιαστικά σε ευθεία γραμμή με τον Ήλιο στο ένα άκρο.

Η μαθηματική λύση αυτού του προβλήματος δείχνει ότι ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει ένα σώμα από την απόσταση της Γης μέχρι τον Ήλιο είναι περίπου 65 ημέρες. Δηλαδή, αν η Γη έχανε ξαφνικά τη γραμμική της ταχύτητα, θα χρειαζόταν περίπου δύο μήνες για να ολοκληρώσει την πτώση της (Εικόνα 1).

Εικόνα 1: Η πορεία πτώσης της Γης από την αρχική της απόσταση μέχρι την επιφάνεια του Ήλιου. Image credit: Σταύρος Δημητρακούδης

Πριν καν αρχίσουμε να ανησυχούμε για την πτώση, θα είχαμε ένα πιο άμεσο πρόβλημα. Αν η Γη σταματούσε ακαριαία, οτιδήποτε πάνω της (άνθρωποι, θάλασσες, ατμόσφαιρα) θα συνέχιζε να κινείται με 30 χλμ/δευτερόλεπτο λόγω αδράνειας. Θα εκτοξευόμασταν όλοι¹ προς το διάστημα σε κλάσματα δευτερολέπτου!

Η απόσταση των 150 εκατομμυρίων χιλιομέτρων που μας χωρίζει από τον Ήλιο είναι η ασφάλειά μας. Ευτυχώς, η ορμή του πλανήτη μας είναι τόσο μεγάλη που τίποτα δεν μπορεί να τον σταματήσει από το ταξίδι του γύρω από το άστρο μας.

1. Όλοι; Όχι όλοι. Όσοι θα βρίσκονταν στο ‘πίσω’ μέρος της Γης κατά τη φορά κίνησής της γύρω από τον Ήλιο θα ένιωθαν την ξαφνική επιτάχυνση προς τα κάτω (υπό διάφορες γωνίες, ανάλογα με τη σχετική θέση ως προς τον Ήλιο), με εξίσου ολέθριες συνέπειες. ↩︎