ΓΙΑΤΙ Η ΓΗ ΕΙΝΑΙ ΣΦΑΙΡΙΚΗ;

 Όλοι γνωρίζουμε ότι η γη είναι σφαιρική, έχεις αναρωτηθεί όμως γιατί είναι σφαιρική; Γιατί δεν είναι κυβική, ή κυλινδρική ή τυχαίο παράδειγμα, επίπεδη!

 Θα μπορούσαμε να γενικεύσουμε την ερώτηση και να την κάνουμε «γιατί όλοι οι πλανήτες είναι σφαιρικοί». Μα αυτό θα ήταν ελαφρώς παραπλανητικό επειδή ένας πλανήτης είναι εξ’ορισμού σφαιρικός.

Το 2006 η διεθνής αστρονομική ένωση έθεσε τρία κριτήρια τα οποία πρέπει να τηρεί ένα ουράνιο σώμα για να ονομάζεται πλανήτης (αυτά τα κριτήρια μας βοηθούν να χωρίσουμε τους κανονικούς πλανήτες  από τους νάνους πλανήτες*)

1:Πρέπει να είναι σε τροχιά γύρο από το άστρο του.

2:Πρέπει να έχει καθαρίσει την γειτονική του περιοχή από άλλα, συγκρίσιμου μεγέθους σώματα, εκτός από τους δορυφόρους του.

3:Πρέπει να έχει αρκετή μάζα για να έχει στρογγυλοποιηθεί κάτω από την επίδραση της βαρύτητάς του.

  Ο ορισμός αυτός έχει κάποια προβλήματα κι είναι ένα αμφιλεγόμενο θέμα ανάμεσα στους αστρονόμους. Αλλά εγώ θέλω να σταθώ στο 3^ο κριτήριο,  που μας φανερώνει  γιατί κάποια ουράνια σώματα, όπως οι πλανήτες έχουν σφαιρικό σχήμα ενώ άλλα, όπως οι αστεροειδείς, έχουν ακανόνιστο. Όπως μαρτυράει το κριτήριο, ο κύριος λόγος είναι η βαρύτητα.

Φαντάσου ένα  δοχείο με νερό με ένα τοίχωμα όπως στην εικόνα. Αν αφαιρέσεις το τοίχωμα, το νερό θα μετακινηθεί προς τα «κάτω» μέχρι να σχηματίσει μία επίπεδη επιφάνεια. Αυτό συμβαίνει  γιατί το νερό κινείται προς τα «κάτω» και σταματάει μόνο όταν δεν υπάρχει άλλος χώρος για να καλύψει. Όταν βέβαια λέμε «κάτω» εννοούμε προς την κατεύθυνση της βαρύτητας. 

Μπορούμε να θεωρήσουμε την βαρύτητα της γης σαν μια δύναμη που τραβάει όλα τα αντικείμενα προς το κέντρο της, άρα το νερό  στην προκειμένη περίπτωση θα κινηθεί προς τα κάτω για να απέχει τη λιγότερη  απόσταση απ΄το κέντρο της. 

Για ένα μικρό δοχείο, η κατεύθυνση «κάτω» είναι  παντού η ίδια, για έναν πλανήτη όμως, ή για έναν αστέρα, εξαρτάται από το που βρίσκεσαι. Το «κάτω» στον βόρειο πόλο είναι διαφορετικό από το «κάτω» στον Ισημερινό, που με τη σειρά του είναι διαφορετικό από τον νότιο πόλο.

Ας φανταστούμε τώρα ένα γιγάντιο, κυβικό, υδάτινο πλανήτη.                        Για κάθε σημείο του πλανήτη το «κάτω» είναι η κατεύθυνση προς το κέντρο του. Κάποια σημεία όμως απέχουν περισσότερη απόσταση προς το κέντρο από κάποια άλλα, έτσι το νερό στον υποθετικό, υδάτινο πλανήτη μας θα κινηθεί προς τα «κάτω» μέχρι όλα του το σημεία να απέχουν την ίδια απόσταση από το κέντρο του.(Ξέρω ότι αυτό το σημείο ήταν λίγο δύσκολο στην χώνεψη αλλά συνεχίζουμε.) Το νερό  όμως είναι ρευστό και μπορεί να ρέει, πώς απέκτησε σφαιρικό σχήμα ένας πετρώδης πλανήτης σαν την Γη?

Το σχήμα των πλανητών καθορίζεται στα πρώτα χρόνια σχηματισμού τους που τα πάντα είναι λίγο πιο ζεστά, λίγο πιο ρευστά και λίγο πιο τρομακτικά. Εξάλλου, στη γεωλογική κλίμακα των εκατομμυρίων και δισεκατομμυρίων χρόνων,ακόμα και τα στερεά (μέσα από τη συνεχή επίδραση της βαρύτητας) συμπεριφέρονται κατά βάση σαν ρευστά.Παρόλα αυτά, η Γη δεν είναι τέλεια σφαίρα έχει κορυφές και κοιλάδες, η βαρύτητά της δεν είναι ανίκητη.

Οι χημικοί δεσμοί των στερεών αντικειμένων είναι αρκετά δυνατοί. Τα  βουνά της Γης, ας πούμε, μπορούν να υψώνονται ενάντια στη βαρύτητα χάρη στην ανθεκτικότητα των βράχων. Το Έβερεστ απέχει περίπου 9 χιλιόμετρα από την επιφάνεια της θάλασσας αλλά ακόμη κι αυτή η απόσταση είναι ένα απειροστά μικρό κλάσμα  της ακτίνας της Γης

(9 km=0,14% of earth ‘s R).                                                                                              

Η Γη είναι πολύ πιο λεία από όσο νομίζουμε. Αν μπορούσαμε να την μικρύνουμε για να την κρατήσουμε στο χέρι μας θα ήταν  πιο λεία από μία μπάλα μπιλιάρδου. Δεν έχουν όμως όλα τα ουράνια σώματα το ίδιο μέγεθος, γιατί ορισμένα δεν έχουν αρκετή μάζα, οπότε κατά συνέπεια έχουν λιγότερη βαρύτητα και δεν  μπορούν να στρογγυλοποιηθούν κάτω από την επίδραση της βαρύτητάς τους.

 Στην ακτίνα που ένα σώμα πρέπει να έχει για να είναι στρογγυλό, δόθηκε από 2 Αυστραλούς ερευνητές το εμπνευσμένο όνομα «ακτίνα της πατάτας». Η ακτίνα της πατάτας για βραχώδη σώματα είναι περίπου 300 χλμ. Ενώ για σώματα που αποτελούνται κυρίως από πάγο, είναι περίπου 200 χλμ. Ο πάγος έχει πιο αδύναμους χημικούς δεσμούς από την πέτρα, κάνοντας έτσι το έργο της βαρύτητας ευκολότερο. Αν ένα σώμα έχει ακτίνα λιγότερο από 200 χλμ. τότε είναι δυνατό σχεδόν οποιοδήποτε σχήμα, όπως μπορούμε να δούμε από τους χιλιάδες αστεροειδείς στο ηλιακό μας σύστημα.

Εκτός από την βαρύτητα, πολύ μεγάλο ρόλο παίζει και η ταχύτητα περιστροφής. Κανένα σώμα δεν είναι τέλεια σφαίρα επειδή όλα τα ουράνια σώματα περιστρέφονται. Όταν ένα σώμα  περιστρέφεται, γίνεται πεπλατισμένο στους πόλους του, με την πεπλάτυνση να εξαρτάται από την ταχύτητα περιστροφής.

Θα μπορούσε άραγε ένας πλανήτης να περιστρέφεται τόσο γρήγορα ώστε να είναι επίπεδος; 

Όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ένας πλανήτης, τόση μεγαλύτερη φυγόκεντρη δύναμη δέχεται η επιφάνειά του. 

Αν αυτή η δύναμη γίνει μεγαλύτερη της βαρύτητας (αν δηλαδή ΦΥΓ.>ΒΑΡ.) τότε ο πλανήτης θα αρχίσει να εκσφενδονίζει τα κομμάτια του στο διάστημα, όπως ένας σκύλος τινάζει το νερό από πάνω του.

Υπάρχει οπότε ένα πρακτικό όριο στην ταχύτητα περιστροφής. 

Η Γη για παράδειγμα θα μπορούσε να αποκτήσει ένα σχήμα ακτίνας 3/1 πριν αρχίσει να διαλύεται, αυτό είναι το πιο κοντινό σε επίπεδη Γη, που η φυσική επιτρέπει να φτάσουμε. Ωστόσο, αν κάπου στο αχανές σύμπαν υπάρχει κάποιος πλανήτης που αντέχει σε περισσότερες πιέσεις, τότε θα μπορούσε να πάρει περισσότερα σχήματα. Από σφαιρικό, όταν είναι ακίνητος, σε πεπλατυσμένο όταν περιστρέφεται και ύστερα σε σχήμα με 2, 3, και 4 λοβούς. 

Επίσης, θεωρητικά εφικτός είναι κι ένας τόρος (σχήμα κουλουριού).Το ξέρω, ακούγεται πιο τρελό κι από μία επίπεδη Γη αλλά ένας τοροειδής πλανήτης δεν απαγορεύεται από τους νόμους της φυσικής όμως είναι μάλλον αδύνατο να σχηματιστεί φυσικά, αν ωστόσο τον δημιουργούσε κάποιος, ίσως ένας εξωγήινος πολιτισμός με περίεργες ορέξεις θα μπορούσε να μείνει σταθερός!

Μάριος Μελισσουργός Δ1

  

ΠΗΓΕΣ:

https://www.youtube.com/watch?v=xbcZHafiNbo

Καθημερινή Φυσική

Blog: https://www.kathimerinifysiki.gr/2018...

Facebook: http://bit.ly/kathimerini-fysiki-fb

Instagram: http://bit.ly/kathimerini-fysiki-insta