7. Några nutida bevis för jordens rörelse.

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.

Jorden och solsystemet · 第 5 / 5 题