Η γη κάτω από τα πόδια μας

Εφόσον η Γη περιστρέφεται με τέτοια ταχύτητα ώστε ένας κάτοικος του Ισημερινού να κινείται με 1.600 χιλιόμετρα την ώρα, δε θα έπρεπε να νιώθουμε ιλίγγους, ή τον άνεμο, ή με κάποιον άλλο τρόπο την ύπαρξη αυτής της κίνησης; Γιατί δε συμβαίνει αυτό; Μήπως επειδή την έχουμε συνηθίσει;

Όχι, δεν αισθανόμαστε αυτή την κίνηση διότι η περιστροφή της Γης είναι ομαλή και σταθερή και εμείς νιώθουμε μονάχα αλλαγές στην κίνηση (Τεχνικός όρος: επιτάχυνση). Κάθε φορά που ένα κινούμενο αντικείμενο εκτρέπεται από την κίνησή του, είτε με αλλαγή της κατεύθυνσής του, είτε με αλλαγή της ταχύτητάς του, λέμε ότι έχει υποστεί μια επιτάχυνση. Επιτάχυνση δε σημαίνει απλά μόνο «αύξηση της ταχύτητας».

Φαντάσου ότι βρίσκεσαι σ’ ένα αυτοκίνητο που κινείται εδώ και ώρα σ’ ένα απολύτως ομαλό και ευθύ τμήμα της Εθνικής με σταθερή ταχύτητα. Δεν αισθάνεσαι καμία δύναμη να σπρώχνει το σώμα σου πέρα δώθε, σωστά; Μόλις όμως φτάσεις σε μια γρήγορη ανοιχτή καμπή, το σώμα σου το αντιλαμβάνεται γιατί ωθείται ελαφρά προς το εξωτερικό της στροφής. Ή, εάν ο οδηγός πατήσει απότομα το γκάζι (το ποδόπληκτρο επιτάχυνσης, όπως το έλεγαν κάποτε), το σώμα σου το αντιλαμβάνεται γιατί «κολλάει» ελαφρά στην πλάτη του καθίσματος. Ή, εάν ο οδηγός πατήσει απότομα το φρένο (ένα ακόμη ποδόφρενο επιτάχυνσης, μόνο που η επιτάχυνση εδώ είναι αρνητική, δηλαδή επιβράδυνση), το σώμα σου το αντιλαμβάνεται γιατί φεύγει ελαφρώς προς τα μπροστά. Όσο όμως το αυτοκίνητο δεν αυξάνει ή μειώνει την ταχύτητά του και ούτε ακολουθεί κάποια καμπή (η επιτάχυνση αυτή λέγεται γωνιακή), το σώμα σου δε νιώθει καμία δύναμη. Στην ουσία, το σώμα σου δεν ξέρει ότι κινείται, παρότι ο εγκέφαλός σου το γνωρίζει.

Έτσι λοιπόν, ο εγκέφαλός σου γνωρίζει ότι η Γη περιστρέφεται , όμως το σώμα σου δεν έχει κανέναν τρόπο να το καταλάβει γιατί η κίνηση είναι ομαλή, σταθερή και συνεχής. Όπως το έθεσε ο Ισαάκ Νεύτων στον Πρώτο Νόμο της Κίνησης, ένα οποιοδήποτε σώμα (συμπεριλαμβανομένου του δικού σου) που κινείται με σταθερή ταχύτητα και σε ευθεία γραμμή, θα συνεχίσει να κινείται έτσι, μέχρι κάποια εξωτερική δύναμη να επιδράσει επάνω του. Δίχως μία τέτοια εξωτερική δύναμη, το σώμα (που θα μπορούσε να είναι το δικό σου) δεν μπορεί καν να καταλάβει ότι κινείται.

Θα πεις βεβαίως, και θα έχεις δίκιο, ότι εμείς δεν κινούμαστε σ’ ευθεία γραμμή αλλά σε καμπύλη, μιας που ακολουθούμε την καμπυλότητα της Γης, Μπορεί να ισχύει λοιπόν ο πρώτος όρος του νόμου, περί «σταθερής ταχύτητας» σίγουρα όμως όχι ο δεύτερος.

Γιατί λοιπόν δεν ωθούμαστε προς «το εξωτερικό της στροφής»;

Η απάντηση είναι ότι... ακριβώς αυτό κάνουμε! Όμως η καμπυλότητα είναι τόσο μικρή — γιατί η Γη είναι τόσο μεγάλη — ώστε η κυκλική μας τροχιά είναι ουσιαστικά μία ευθεία γραμμή, και η δύναμη «προς τα έξω» είναι αμελητέα . Αν το σκεφτείς, ακόμα και το αυτοκίνητό σου σ’ εκείνο τον ίσιο δρόμο ταξίδευε πάνω στην ίδια μεγάλη καμπύλη' την καμπύλη της επιφάνειας της Γης. Εάν μπορούσες να συνεχίσεις σε αυτή την «ευθεία γραμμή» για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα κατέληγες εκεί ακριβώς απ’ όπου είχες ξεκινήσει.
Όλη αυτή η σταθερότητα είναι ο χειρότερος εφιάλτης των απανταχού σχεδιαστών των λούνα παρκ (γνωστά και ως «πάρκα ψυχαγωγίας», αν και εγώ τα ονομάζω «πάρκα ψυχαγωνίας»), οι οποίοι επιθυμούν τα σώματά μας να... αντιληφθούν τι εστί κίνηση στον υπερθετικό βαθμό. Έτσι, σκοπίμως και εκ προμελέτης, μας κάνουν να αισθανόμαστε ανισόρροποι, ασταθείς, αποπροσανατολισμένοι, ανασφαλείς και... σαφώς αναγουλιασμένοι. Αυτός είναι και ο λόγος που τίποτε σε αυτά τα μέρη δεν κινείται «ευθύγραμμα και ομαλά», εκτός βεβαίως από τα χρήματά σου που κινούνται με μία σταθερή ροή έξω από το πορτοφόλι σου. Κάθε διαδρομή σε στριφογυρίζει γύρω γύρω, σε πετάει πάνω και κάτω ή σε εκσφενδονίζει σε κάποια παλαβή αλληλουχία συνδυασμένων κινήσεων προς όλες τις απίθανες κατευθύνσεις ταυτοχρόνως! Τα καλύτερα (;) τρενάκια στα λούνα παρκ είναι αυτά που συνδυάζουν τα πάνω κάτω με αυξομειώσεις της ταχύτητας, στριφογυρίσματα και καμπές. Όλες αυτές τις αλλαγές της κίνησης τις αντιλαμβάνεσαι γιατί συνοδεύονται με κατηγορίες επιταχύνσεων. Ακόμα και τα αλογάκια του λούνα παρκ σε επιταχύνουν, γιατί σε εκτρέπουν μονίμως από την ευθεία γραμμή, αναγκάζοντας σε να ακολουθήσεις έναν κύκλο.

Α ναι, με είχες ρωτήσει γιατί δε νιώθουμε τον αέρα καθώς το πλανητικό μας γαϊτανάκι μας περιστρέφει με 1.600 χιλιόμετρα την ώρα. Η απάντηση είναι ότι και ο αέρας ο ίδιος ακολουθεί την κίνηση της Γης με αυτή ακριβώς την ταχύτητα, όπως άλλωστε κάνουν τα αυτοκίνητά μας, τα σπίτια μας, ακόμα και τα αεροπλάνα μας (βλέπε παρακάτω). Δεν υπάρχει λοιπόν καμία σχετική κίνηση μεταξύ... ημών και του αέρα.

ΖΑΛΑΔΑ ΚΟΣΜΙΚΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ

Εφόσον η Γη περιστρέφεται με 1.600 χιλιόμετρα την ώρα, γιατί δεν τη βλέπω να κινείται από κάτω μου όταν βρίσκομαι σ’ ένα αεροπλάνο που πετάει πολύ πιο αργά;

Γιατί ακόμα και αν πηγαίνεις στην άκρη του κόσμου για να αποδράσεις από τα πάντα, δε θα μπορέσεις ποτέ να αποδράσεις απ’ το γεγονός ότι είσαι μέρος από αυτά «τα πάντα». Το αεροπλάνο σου είναι συνδεδεμένο με τη Γη σχεδόν τόσο όσο και τα, βουνά, με τη διαφορά ότι αυτό βρίσκεται (ελπίζουμε) από πάνω τους. :
Ο κυβερνήτης σου θα μπορούσε να σε διαβεβαιώσει ότι το αεροπλάνο είναι σταθερά συνδεδεμένο με τον αέρα , και εφόσον ο αέρας είναι σταθερά συνδεδεμένος με τη Γη, μπορείς να θεωρήσεις ότι είμαστε όλοι μας στο ίδιο γιγαντιαιο σκάφος που μας παρασέρνει ανατολικά μαζί με την επιφάνεια της Γης, με ταχύτητα περίπου 1,600 χιλιόμετρα την ώρα.

(Η ταχύτητα του εδάφους είναι 1.670 χιλιόμετρα την ώρα στον ισημερινό, και αυτό προκύπτει διαιρώντας τα 40.100 χιλιόμετρα της περιφέρειας της Γης με τις 24 ώρες της μίας πλήρους περιστροφής. Αν απομακρυνθούμε από τον ισημερινό, είτε προς βορρά είτε προς νότο, η ταχύτητα μειώνεται γιατί οι παράλληλοι γίνονται μικρότεροι.)

Εσύ βεβαίως βλέπεις το έδαφος να «κινείται προς τα πίσω» όταν πετάς, όμως αυτή είναι η κίνηση του αεροπλάνου σου και όχι του εδάφους. Είναι το ίδιο ακριβώς φαινόμενο με αυτό των δέντρων που «φεύγουν προς τα πίσω» καθώς το αυτοκίνητό σου κινείται στο δρόμο.

Είναι εξαιρετικά σημαντικό να καταλάβεις το εξής: Δεν υπάρχει απόλυτη κίνηση. Όλες οι κινήσεις είναι σχετικές. Δεν μπορούμε να λέμε ότι κάτι κινείται, ή δεν κινείται, εάν δεν προσδιορίσουμε το «ως προς τι». Η κίνηση υπάρχει μόνο σε σχέση με .κάποιο ανεξάρτητο σημείο (πλαίσιο) αναφοράς.

Για τα δέντρα, το αυτοκίνητό σου κινείται, για το αυτοκίνητό σου όμως, είναι τα δέντρα που κινούνται. Ποιος έχει δίκιο; Αν είχες γεννηθεί στο αυτοκίνητό σου ένα δευτερόλεπτο πιο πριν, θα ορκιζόσουν ότι τα δέντρα είναι που κινούνται, γιατί η διαίσθησή σου, και ο εγωισμός σου, θα έθεταν εσένα ως σταθερό σημείο αναφοράς. Πραγματικά, είναι μονάχα η εμπειρία που μας έχει επιτρέψει να δεχτούμε σημεία αναφοράς έξω από τον ίδιο μας τον εαυτό.

Αν ο κάθε οδηγός θεωρούσε τον εαυτό του ως το σημείο αναφοράς, τότε τα δέντρα θα «κινούνταν» προς όλες τις δυνατές κατευθύνσεις με όλες τις πιθανές (και απίθανες) ταχύτητες, γιατί κάθε εγωκεντρικό σημείο αναφοράς θα κινούνταν με διαφορετική ταχύτητα προς μία διαφορετική κατεύθυνση. Επειδή όμως είναι τόσο πιο εύκολο τελικά να ζούμε (και να οδηγούμε) θεωρώντας τα δέντρα στατικά, πνίξαμε τον εγωισμό μας και συμφωνήσαμε ότι για όλους μας το σημείο αναφοράς θα είναι τα δέντρα και η γη πάνω στην οποία είναι ριζωμένα.

Ας απομακρυνθούμε όμως λίγο για να δούμε ολόκληρη τη Γη, Βλέποντας ένα φοινικόδεντρο να κινείται κάπου στον ισημερινό με 1.670 χιλιόμετρα την ώρα, πρέπει να ρωτήσουμε; «Σε σχέση με τι;» Λοιπόν, τι θα λέγατε για το κέντρο της Γης; Εντέλει, είναι το μοναδικό σημείο σ’ ολόκληρη τη σφαίρα της υδρογείου που δεν κάνει κύκλους. Με άλλα λόγια, θα πάρουμε το κέντρο της Γης ως το «σταθερό» σημείο αναφοράς μας.

Όμως, ωωω! Κάνοντας ακόμα πιο πίσω, βλέπουμε ολόκληρο τον πλανήτη να περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, με 17.100 χιλιόμετρα την ώρα σε σχέση με το κέντρο του ήλιου, που τώρα μπορούμε να το πάρουμε ως το νέο σημείο αναφοράς μας.

Και ο ήλιος όμως κινείται σε σχέση με τα άλλα αστέρια. Και τα αστέρια κινούνται σε σχέση με το κέντρο του γαλαξία. Και ο γαλαξίας...

...σε έναν κοσμικό χορό που κυριολεκτικά δεν έχει τέλος.

Πριν όμως ζαλιστούμε εντελώς, ας επιστρέφουμε μέσα στο αεροπλάνο. Κοιτώντας από τη θέση σου, το κάθε σταθερό σημείο του αεροπλάνου αποτελεί ένα πιθανό σημείο αναφοράς' έτσι λοιπόν βλέπεις τη Γη να κινείται «προς τα πίσω» με την (προς τα εμπρός) ταχύτητα εδάφους του αεροπλάνου σου. Θυμήσου όμως ότι εσύ, το ποτό σου και το μωρό που στριγκλίζει στην άλλη άκρη του διαδρόμου ταξιδεύετε όλοι σας με σχεδόν την ταχύτητα περιστροφής της επιφάνειας της Γης, σε σχέση πάντα με το κέντρο της. Και είπα «σχεδόν» γιατί εάν πετάς προς τα ανατολικά, κατά τη φορά δηλαδή της περιστροφής της Γης, τότε η ταχύτητα του αεροπλάνου σου (σε σχέση με το κέντρο της Γης) προστίθεται στην ταχύτητα περιστροφής της Γης. Εάν πετάς δυτικά, αντίθετα από τη φορά περιστροφής της Γης, η ταχύτητα του αεροπλάνου αφαιρείται από την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Εάν τώρα πετάς βορειοανατολικά ή νότια-νοτιοδυτικά, συμβουλεύσου τα βιβλία τριγωνομετρίας σου. Σου λέει μήπως κάτι η λέξη «διάνυσμα»;

ΓΙΑ ΣΧΟΛΑΣΤΙΚΟΥΣ

Είπα προηγούμενος ότι το αεροπλάνο είναι σταθερά συνδεδεμένο με την περιστρεφόμενη Γη, διότι είναι σταθερά συνδεδεμένο με τον αέρα και ο αέρας με τη σειρά του είναι σταθερά συνδεδεμένος με τη Γη. Ε λοιπόν, δεν είναι ακριβώς έτσι.

Ο αέρας είναι ένα ρευστό, το οποίο σημαίνει ότι δεν είναι κάτι άκαμπτο, αλλά ρέει. Έτσι λοιπόν, καθώς η Γη περιστρέφεται, ο αέρας δεν μπορεί να την ακολουθήσει σε κάθε της βήμα* ξεμένει λίγο πίσω και περιχύνεται ελαφρώς ολόγυρα όπως κάνει μία κηλίδα νερού μέσα σε μία κωπηλατική λέμβο. Παρότι το αεροπλάνο όντως «συγκρατείται» πολύ καλά στον αέρα, ο αέρας ο ίδιος συγκρατείται σχετικά χαλαρά από τη Γη, Δεν εννοώ σε καμιά περίπτωση με αυτό ότι υπάρχει ο παραμικρός κίνδυνος να χάσουμε την ατμόσφαιρα μας* η βαρύτητα συγκρατεί τα στρώματα της ατμόσφαιρας εξαιρετικά καλά. Μέσα όμως σ’ αυτά τα στρώματα, ο αέρας είναι μία μάζα που αναδεύεται, λυσσομανάει και ανεβοκατεβαίνει, και οι τοπικές αυτές αναταράξεις μπορούν να κλυδωνίσουν το αεροπλάνο σου με διαδοχικές ριπές αντίθετου και ούριου άνεμου καθώς και να το ρίξουν στα περιβόητα «κενά», τα οποία στην πραγματικότητα είναι καθοδικά και ανοδικά ρεύματα αέρος, που το μόνο τους κενό είναι αυτό που αφήνουν στο στομάχι μας.

Δε ρώτησες, αλλά...

Αν εγώ, από ένα αεροπλάνο, δεν μπορώ να δω τη Γη να γυρνάει από κάτω μου, μπορούν τουλάχιστον οι αστροναύτες να τη δουν να γυρνάει κάτω απ’ το διαστημόπλοιό τους;

Όχι, γιατί, παρότι βρίσκονται πολύ πιο ψηλά και κινούνται πολύ πιο γρήγορα απ’ οτι ένα αεροπλάνο, η κατάσταση εξακολουθεί να είναι η ίδια. Οι αστροναύτες βλέπουν την επιφάνεια της Γης να «κινείται προς τα πίσω» με τη δική τους ταχύτητα, των περίπου 29.000 χιλιομέτρων την ώρα, ακριβώς όπως συμβαίνει μ’ εσένα σε μικρότερες ταχύτητες, μέσα σ’ ένα αυτοκίνητο ή σ’ ένα αεροπλάνο. Η μόνη διαφορά είναι ότι αυτοί, λόγω της πολύ μεγάλης τους ταχύτητας, μπορούν να δουν μία ολόκληρη ήπειρο να «περνάει από κάτω» τους σε λιγότερο χρόνο απ’ όσο εσύ χρειάζεσαι για να πας στη δουλειά σου. Μπορεί να έχεις δει στην τηλεόραση κάποιο βίντεο μερικών λεπτών από διαστημικούς περιπάτους με τους αστροναύτες στο προσκήνιο και κάποια ήπειρο να «περνάει» από πίσω τους προς τα δυτικά.

Γιατί όμως προς τα δυτικά;

Αχά! Αυτό είναι μια ενδιαφέρουσα ιστορία.

Έχεις ποτέ αναρωτηθεί γιατί το Διαστημικό Κέντρο Κέννεντυ, απ’ όπου εκτοξεύονται όλες οι αποστολές της ΝΑΣΑ, βρίσκεται στο Ακρωτήριο Κανάβεραλ, στο νότιο άκρο της Φλόριντά στις ανατολικές ακτές των ΗΠΑ, και όχι στην Καλιφόρνια από την πλευρά των δυτικών ακτών; Σε τελική ανάλυση, Ντισνεϊλαντ έχουν και οι δύο πολιτείες, γιατί όχι και από ένα κέντρο εκτόξευσης;

Ένας λόγος είναι ότι οι μηχανικοί της ΝΑΣΑ θέλουν οι εκτοξεύσεις να γίνονται πάνω από θάλασσες και όχι πάνω από κατοικημένες περιοχές, ώστε μετά το αρχικό στάδιο «προώθησης» να μπορούν με ασφάλεια να ρίχνουν τους βοηθητικούς προωθητικούς πυραύλους στη θάλασσα. Αυτό λοιπόν αποκλείει τις εκτοξεύσεις από την Καλιφόρνια προς τα ανατολικά, πάνω από το έδαφος των ΗΠΑ.

Για ποιο λόγο όμως να μη γίνονται εκτοξεύσεις από την Καλιφόρνια προς τα δυτικά, πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό; Διότι ~ και αυτό είναι το σημαντικότερο — οτιδήποτε εκτοξεύεται προς τα ανατολικά παίρνει μία δωρεάν προώθηση από την περιστροφή της Μητέρας Γης, που στον ισημερινό φτάνει τα 1.670 χιλιόμετρα την ώρα (και όσο απομακρυνόμαστε από τον ισημερινό μειώνεται μέχρι που στους Πόλους μηδενίζεται).

Γι’ αυτούς τους δύο λόγους, λοιπόν, το πεδίο εκτοξεύσεως της ΝΑΣΑ πρέπει να έχει μια θάλασσα στα ανατολικά του και ταυτόχρονα να είναι όσο το δυνατόν νοτιότερα (πλησιέστερα στον ισημερινό) μέσα στο έδαφος των Ηνωμένων Πολιτειών*.

Όταν ένα διαστημόπλοιο βρεθεί σε τροχιά, εξακολουθεί να πετάει πάντα προς την κατεύθυνση εκτόξευσής του. Οι αστροναύτες λοιπόν βλέπουν τη Γη να περνάει από κάτω τους πάντα προς τα δυτικά, όπως τη βλέπεις κι εσύ σ’ ένα αεροπλάνο από τη Νέα Τόρκη στο Λονδίνο.

Αυτοί βεβαίως έχουν το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι μπορούν να τεντώσουν και τα πόδια τους...

* Για τους ίδιους ακριβώς λόγους, ένα ιδανικό σημείο εκτοξεύσεως στην Ευρώπη θα ήταν η Νότια Κρήτη (35° Β). Ευτυχώς για την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία), η Γαλλία διέθετε μια παλιά αποικία σχεδόν δίπλα στον ισημερινό και έτσι οι εκτοξεύσεις της γίνονται από τη Γαλλική Γουιάνα (5° Β), τοποθεσία πιο ευνοϊκή από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ της ΝΑΣΑ (28° Β). (Σ.τ.Μ.)