Om man svänger en sten på ett snöre, så känner man med handen huru
snöret spänner sig, och är snöret icke tillräckligt starkt kan det
springa af, om rörelsen är hastig. Denna spänning i snöret är en
värkan af stenens tröghet, hvilken i hvarje ögonblick sträfvar att
åt stenen bibehålla dess rörelse fortsatt _i rät linie_ i stället
för den cirkelformiga rörelse, som snöret binder honom uti. Denna
värkan kallas _centrifugalkraft_. Det är den, som sträfvar att kasta
oss ur vagnen, om vi köra fort uti en skarp krök af vägen; det är
den, som spränger sönder smärgelskifvorna i fabrikerna. Tillvaron af
denna centrifugalkraft vid hvarje roterande rörelse hade ej undgått
Ptolemäus. Det är ytterst löjligt -- sade han -- att tro att jorden rör
sig kring sin axel; ty om jorden rörde sig så, skulle allt, som fans
på jorden, ryckas loss eller brista sönder (genom centrifugalkraften).
Han hade rätt så till vida, som en centrifugalkraft måste uppstå.
Men hans föreställning om dess storlek var öfverdrifven. Snöret,
med hvilket stenen svänges, brister icke, förr än hastigheten blir
mycket stor. Och jordens kringsvängande rörelse är i själfva värket
mycket långsam. Timvisaren på våra klockor går urtaflan omkring två
gånger på dygnet; den vrider sig således dubbelt så fort som jorden.
Därför är centrifugalkraften icke ens vid ekvatorn, där den är störst,
tillräckligt stark för att t. ex. rycka upp ett träd med roten; men den
existerar dock och yttrar sig på sådant sätt, att kropparnas värkliga
tyngd förminskas. En kropp, som vid polen väger 1 kilo, blir lättare
och lättare, ju närmare man för den till ekvatorn. Vid själfva ekvatorn
har han förlorat 3 gram i vikt. Detta kan man direkt iakttaga genom att
på olika ställen af jorden väga samma föremål med en fjädervåg.
En noggrannare metod att uppvisa samma sak erbjuda de s. k.
pendelobservationerna, hvilkas idé är följande. Om man upphänger t.
ex. en järnkula vid en tråd, så har man en apparat, som benämnes
pendel. Får kulan vara i fred så ställer sig tråden lodrätt. Om man
för kulan åt sidan från dess jämviktsläge och sedan släpper den, så
börjar pendeln svänga fram och tillbaka. Orsaken härtill är jordens
attraktion, som söker draga kulan ned från dess sidoläge till dess
lägsta möjliga läge. Väl kommen dit, fortsätter den åt andra sidan
genom sin tröghet, hvarefter samma rörelse å nyo upprepas. Efter som
rörelsen sålunda beror af pendelns tyngd, så följer äfven, att om man
upphängde samma pendel på en mindre himmelskropp, t. ex. månen, så
skulle den svänga långsammare, emedan den då vore lättare. Likaså,
emedan kulan till följd af jordens rotation och centrifugalkraften är
lättare vid ekvatorn än vid jordens poler, så svänger samma pendel
långsammare vid ekvatorn än åt polerna till. Försök i denna väg kräfva
mycken noggrannhet och många försiktighetsmått, för hvilka här ej kan
redogöras. Låt oss helt enkelt antaga, att vi hafva ett pendelur, som
går riktigt t. ex. i Stockholm. Om vi sätta upp samma pendelur vid
ekvatorn, så måste pendelsvängningarna bli långsammare och klockan
måste draga sig efter -- förutsatt att jorden roterar. Detta är äfven
hvad alla dylika pendelförsök hafva bekräftat. De visa dessutom,
att tyngden vid ekvatorn är minskad med ⅟₂₈₉ till följd af jordens
rotation. Enligt detta skulle det blott behöfvas en 17 gånger hastigare
rotation hos jorden, för att kropparna vid ekvatorn skulle förlora
_hela_ sin tyngd. De skulle då ej mera falla, om man släppte dem i
luften, och alla sådana förrättningar, vid hvilka kroppars tyngd och
fall tagas i anspråk, skulle naturligtvis blifva en omöjlighet.
Vi hafva i det föregående sett, huru Galileis motståndare i kroppars
egenskap att falla lodrätt emot jorden sökte framdraga ett bevis mot
jordens rotation. Om man emellertid på ett riktigt sätt utför deras
tankegång, så vänder den sig emot dem själfva. Låt oss föreställa oss,
att vi från balustraden af ett högt torn vid ekvatorn nedsläppa en
sten. Huru faller den? Erfarenheten säger: synbarligen lodrätt. Men
detta är ej fullt riktigt. Dylika försök, som med stor noggrannhet
utförts t. ex. vid grufvorna i Freiberg, visa, att föremål hafva en
benägenhet att falla åt öster d. v. s. -- enär jorden rör sig från väster
till öster -- _framåt_ i rotationens led och ej, såsom man förut ansåg
händelsen skola blifva, bakåt. Detta bör ock så vara. Ty genom jordens
rotation erhåller tornets spets en större hastighet än tornets fot,
emedan tornets spets är längre aflägsen från rotationsaxeln än tornets
fot. Detta är alldeles samma förhållande, som att en slängkälke rör sig
snabbare än den, som går och drifver den samma. När stenen släppes,
har den samma hastighet, som tornets spets, i vågrät led; och denna
hastighet kan den (på grund af sin tröghet) icke förlora, under det den
samtidigt faller nedåt. Den bör därför hinna ned till marken framom den
punkt, dit tornets fot har fortskridit.
I enlighet med denna tankegång förklaras äfven de s. k.
_passadvindarna_, som i sned, och alltid samma, riktning blåsa
öfver jordklotet. Hvar och en har t. ex. hört talas om den s. k.
_nordostpassaden_, hvilken är till så stor nytta för alla segelfartyg,
som skola öfver till Amerika. För att förstå, huru dessa vindar äro
beroende af jordens rotation, skola vi först föreställa oss att
jorden vore orörlig. Omkring jorden tänka vi oss vidare lufthafvet
(_atmosfären_) likaledes utan rotation. Såsom i värkligheten är
händelsen, så skulle naturligtvis äfven under dessa antaganden
trakterna kring ekvatorn uppvärmas starkare af solen än polerna.
Den varma luften vid ekvatorn skulle höja sig från jordytan, emedan
den genom uppvärmningen blir lättare och samtidigt skulle den börja
röra sig åt jordens båda poler till. Från polerna skulle i stället
en kall luftström rusa mot ekvatorn för att fylla det där uppkomna
tomrummet. Förloppet är ungefär det samma, som när man öppnar dörren
till ett varmt rum. En varm luftström rusar då ut vid dörröppningens
öfre del och i stället drages kall luft in i rummet närmare golfvet.
Genom att hålla ett påtändt ljus på olika ställen i öppningen, kan man
lätt på lågan se, att så är fallet. Vore jorden orörlig, så skulle
således t. ex. på norra halfklotet uppstå tvänne “passadvindar“,
alltid blåsande i samma led, en sydlig vind i de högre luftlagren och
en kall nordlig vind i de lägre. Genom jordens rotation inträffar
det nu, att dessa vindar afvika från riktningen norr och söder till
en sned riktning. -- Det är lätt att förstå, huru härvid tillgår. Hela
lufthafvet deltager i jordens rotation. Men alla delar af jordytan röra
sig ej lika hastigt till följd af rotationen. Hastigast är rörelsen
vid ekvatorn. Och sådana punkter på jorden, som ligga aflägsna från
ekvatorn, fortskrida med desto mindre hastighet, ju närmare de befinna
sig till jordaxeln. Mycket nära polerna är ju hastigheten så godt som
ingen och vid själfva polerna lika med noll. -- Låt oss nu föreställa oss
en luftmassa, som är i begrepp att från ekvatorn rusa upp åt nordpolen
till. Denna luftmassa har vid ekvatorn en hastighet i rotationens
riktning, som den icke kan förlora under det den rusar uppåt. Denna
hastighet är äfven större än hastigheten hos alla de punkter på
jordytan, åt hvilka den genom sin rörelse från ekvatorn sträfvar.
Luftmassan måste således så att säga fara om dessa ställen i deras
roterande rörelse. Den måste sålunda, emedan rotationen försiggår åt
öster afvika från sin riktning mot norr åt öster: den måste åstadkomma
en sydvästvind. Detta för den öfre, varma luftströmmen. Den vid
jordytan blåsande kalla luftströmmen åter, som, om jorden ej roterade,
skulle vara en nordpassad, den blir på samma grunder en nordostpassad.
Åtskilligt kunde ännu vara att tillägga med afseende på jordens
rotation, men vi skola ej längre uppehålla oss därvid, utan i stället
anföra några bevis för jordens årliga rörelse omkring solen.
Om jorden rör sig och stjärnorna stå stilla, så måste jordens rörelse
framkalla en skenbar rörelse hos stjärnorna, en s. k. _parallaktisk
rörelse_ eller _parallax_. Finnes ingen sådan parallax hos dem,
då kan ej häller jorden röra sig: detta var det skäl mot jordens
rörelse, som på skilda tider framdrogs mot Aristarkos, Kopernikus och
Galilei -- ett skäl, som hvar och en af dem bemötte med den förklaringen,
att stjärnorna äro för långt aflägsna, för att någon sådan rörelse
skulle kunna blifva märkbar. Otaliga voro de försök, som från tid till
annan gjordes för upptäckandet af stjärnparallaxer. Först sedan den
astronomiska mätningskonsten blifvit drifven till en utomordentlig
höjd, lyckades det första gången år 1838 den tyske astronomen _Bessel_
att upptäcka en årlig parallax hos en liten stjärna i Svanens
stjärnbild, om hvilken man hade anledning att antaga att den var
solsystemet jämförelsevis nära. Bessel följde denna stjärna under 14
månader med sin kikare och fann genom de noggrannaste mätningar, att
den samma ej var fullt orörlig, utan under årets lopp syntes beskrifva
en liten ellips -- en spegelbild på himmelen af jordens bana omkring
solen. Härmed var det starkaste beviset mot jordens rörelse vändt
till förmån för den samma. Sedan Bessels tid hafva ett stort antal
stjärnparallaxer blifvit upptäckta. Den största rörelsen tillkommer den
mest lysande stjärnan på södra halfklotet, i stjärnbilden Centauren.
Denna stjärna är sålunda den oss närmaste af alla fixstjärnor. Och
dock är dess afstånd så stort att ljuset, som tillryggalägger 300,000
kilometer på sekunden, behöfver 3½ år för att hinna från denna stjärna
till oss. Den lilla fläck af himmelen som stjärnan i sin parallaktiska
rörelse årligen kringvandrar är i motsvarande grad liten: månens skifva
är i genomskärning 2,000 gånger så stor.
Genom dylika små parallaktiska rörelser hos fixstjärnorna har man äfven
lyckats visa, att hela solsystemet rör sig uti rymden. Man har bestämt
riktningen af denna rörelse. Vårt solsystem närmar sig i själfva värket
oafbrutet till stjärnorna i stjärnbilden Herkules. Vi kunna tydliggöra
den engelske astronomen _Herschels_ upptäckt häraf genom ett exempel.
Låt oss föreställa oss, att vi från hafvet närma oss en strand, på
hvilken vi redan från långt håll kunna skönja en grupp af träd. Denna
grupp synes måhända i början rätt tät. Men ju närmare vi komma stranden
desto mera se vi träden glesna. Och denna omständighet skulle vara
tillräcklig att öfvertyga oss, att vi värkligen komma stranden närmare
och närmare, äfven om vi ej på annat sätt kunde afgöra, att vår båt
rörde sig framåt. -- Genom en dylik betraktelse upptäckte Herschel
solsystemets rörelse. Granskar man fixstjärnornas lägen, sådana de
från tid till tid blifvit uppmätta, så finner man att de ingalunda
äro fixa utan hafva rörelser, om än små och långsamma. Det behöfves
blott att undersöka dessa rörelser för att man skall finna, att det
finnes en trakt af himmelen, där stjärnorna synas aflägsna sig från
hvarandra, och där hvarje stjärngrupp synes glesna. Det är trakten vid
stjärnbilden Herkules. På motsatta delen af himmelen finner man, hur de
där befintliga stjärnorna från tid till annan tränga sig tillhopa.
Innan stjärnparallaxerna ännu blifvit funna, hade en annan årlig
rörelse hos stjärnorna blifvit upptäckt, som äfven den utgör ett bevis
för jordens rörelse omkring solen. Denna rörelse, som upptäcktes af den
engelske astronomen _Bradley_ 1728, försiggår såsom den parallaktiska
rörelsen i små ellipser, hvilka dock äro ojämförligt mycket större än
de parallaktiska. Att denna rörelse ej är af parallaktisk natur framgår
däraf, att den för det första iakttages hos _alla_ stjärnor oberoende
af deras större eller mindre glans och därmed sammanhängande afstånd
från oss, för det andra, emedan rörelsen synes försiggå i samma led som
jordens rörelse och ej i motsatt led, såsom fallet skulle blifva med en
parallaktisk rörelse.
Den rörelse, om hvilken vi tala, beror därpå, att vårt öga icke är
stillastående. Vore vårt öga stillastående, skulle vi se stjärnorna
i deras rätta riktning. Men tillföljd däraf att ögat deltager i
jordens rörelse och hastighet, se vi stjärnorna icke i deras rätta
riktning, utan något framflyttade i samma riktning, i hvilken vi
själfva röra oss. Denna framflyttning af en stjärna från dess rätta
läge, hvilken dessutom är större ju större vårt ögas hastighet
är, benämnes _aberration_. Vi skola strax söka förklara den med
ett exempel, men anmärka först att denna _aberration_ är orsaken
till den omtalade rörelsen hos stjärnorna. Ty jorden rör sig nära
i en cirkel omkring solen och i hvarje punkt af dess bana se vi
stjärnan -- som i värkligheten befinner sig exempelvis rakt ofvanför
jordbanan -- framflyttad i samma riktning, som jorden rör sig. Det måste
således taga sig ut så, som om jorden under sin rörelse kring solen
sköte stjärnan framför sig i en rund bana.
Huru aberrationen uppkommer, kan man inse genom att betrakta följande
likartade fall. Antag att någon från sidan afskjuter en kula rätt
emot (vinkelrätt emot) en i full gång varande järnvägsvagn. Kulan
genomtränger den första väggen och skulle, om vagnen vore stilla,
träffa den andra väggen midt emot hålet i den första. Men under det
att kulan genomlöper afståndet från den första väggen till den andra,
har vagnen rört sig något framåt. Kulan träffar sålunda den andra
väggen ett litet stycke bakåt. Om nu någon i vagnen tager sig för att
undersöka hvarifrån skottet kom, så skall han troligen säga, att det
blifvit afskjutet mot vagnen något snedt framifrån, i det han icke
tager i betraktande hvad man skulle kunna kalla kulans aberration. Ty
sammalunda förhåller det sig med ljusets aberration. Vårt öga förhåller
sig såsom den framilande järnvägsvagnen, och ljuset förhåller sig som
den afskjutna kulan, i det det ilar fram från stjärnan för att först
genomtränga den främre delen af vårt öga och sedan träffa den bakre
delen i en punkt, som ligger något bakom den, där strålen skulle
träffat, om ögat varit stilla. Vi få sålunda en falsk föreställning om
ljusstrålens riktning och om stjärnans läge, vi komma att se den framom
dess värkliga läge åt det håll vi själfva röra oss med jorden.