Z Creation.com přeložil Pavel Akrman – 04/2023. Translation granted by Creation.com – přeloženo s povolením od Creation.com. Zdroj úvodního obrázku: sciencing.com, by Chris Deziel.
Bible nám říká, že Bůh stvořil Měsíc 4. dne Tvůrčího týdne (Genesis 1:14–19). Některé z jeho funkcí jsou stručně popsány takto: poskytuje světlo a pomáhá nám plánovat naše dny v kalendáři. Měsíc má ale ještě jednu důležitou funkci: pomáhá vytvářet příliv a odliv, tedy každodenní stoupání a klesání vody podél našich břehů. Ale jak tento příliv a odliv funguje? To je záhada, která mátla lidi v dávné minulosti, a dokonce mate lidi i dnes. Přesto, když se nad tím zamyslíte, není tak těžké to pochopit.
Proč máme příliv a odliv?
Síly, které v oceánu vytvářejí každodenní příliv a odliv, jsou mimo naše běžné vnímání, a tak se lidé snažili je nějak vysvětlit. Galileo (1564–1642 po Kristu) např. mylně tvrdil, že příliv a odliv způsobuje rotace Země a její oběžná dráha. Ale již lidé v jeho době poukazovali na to, že takto by docházelo k přílivu pouze jednou denně. Jenže podél většiny pobřeží na světě dochází ke dvěma. Nicméně již staletí před Galileem dospěl ke správnému závěru středověký anglosaský mnich a historik Beda Ctihodný (673–735 po Kristu), tedy že za slapovými silami stojí Měsíc. Galileo však měsíční přitažlivost odmítl jako příliš mystickou. Nebylo to snadné pochopit, protože i když je příliv při úplňku vyšší, je vysoký i při novoluní. Také maximální výška přílivu obvykle není v době, kdy je Měsíc přímo nad hlavou.
Jak Měsíc způsobuje příliv
Příliv a odliv je způsoben gravitací. Čím jsou dvě tělesa blíže, tím silnější je mezi nimi gravitační síla, a tím rychleji se pohybují k sobě (viz rámeček níže). Vysvětlíme si krok za krokem, jak to způsobuje příliv a odliv.
Nejprve si představme, že Země stojí nehybně ve vesmíru. Co by se stalo? Vlivem gravitace by okamžitě byla přitahována ke Slunci. Ale gravitační přitažlivost závisí také na vzdálenosti. Blízká strana Země by tak byla přitahována ke Slunci silněji než vzdálenější strana. Jenže Země je pevná. Takže i když jedna její strana se chce ke Slunci blížit rychleji než druhá, hmota jako celek se pohybuje jako jedno těleso a Země se neroztáhne do tvaru vejce.1
Nicméně oceány nejsou pevné. Mohou volně reagovat na gravitační přitažlivost Slunce. Takže oceán na přilehlé straně je přitahován ke Slunci rychleji než Země, zatímco oceán na odvrácené straně je přitahován pomaleji než Země.
Obrázek 1. Rozdílná gravitační síla (od Slunce nebo Měsíce) způsobuje stejné ale opačné slapové výdutě na blízké a vzdálené straně Země. Pevná Země se zrychluje (pohybuje) doprava, ale voda blíže Slunci nebo Měsíci se zrychluje více a voda na odvrácené straně se zrychluje méně. To je důvod, proč existují dvě slapové výdutě a proč jsou stejně velké. Šipky – jejichž velikost je značně přehnaná – znázorňují, jak to vidí pozorovatel na Zemi. Hvězdička označuje bod, ve kterém je čistá síla stejná se Zemí. V tomto bodě se voda začíná „vytahovat“ a přispívá ke slapové výduti. Zakřivená šipka označuje směr rotace Země při pohledu ze severního pólu. (©123rf.com/Zacarias Pereira Da Mata)
Voda se samozřejmě nenatahuje a nemůže se odlepit od dna oceánu, tak jak je možné, že se takto vzedme? Voda se k výdutím přidává z takových míst na Zemi, kde jsou čisté gravitační síly téměř stejné se zemským povrchem (obrázek 1). Zde voda „klouže bokem“, jen trochu, protože na přilehlé straně „padá“ ke Slunci rychleji nebo na odvrácené straně „padá“ pomaleji než zbytek Země.
Jenže Země přece nepadá do Slunce, ne? Pozor, ve skutečnosti ano. Zároveň se ale také pohybuje do strany, což má za následek téměř kruhovou dráhu. Náš dopředný orbitální pohyb však neruší gravitační sílu od Slunce. Body na zemském povrchu reagují na sluneční gravitaci stejným způsobem, jako bychom padali přímo k němu. Na Zemi by tedy měly být dvě slapové výdutě způsobené gravitací Slunce (a ty tam jsou).
Úplně stejným způsobem můžeme vysvětlit měsíční příliv a odliv. Měsíc a Země se také neustále přitahují. Voda na přilehlé straně Země se opět k Měsíci blíží rychleji než voda na odvrácené straně. Je zajímavé, že měsíční příliv je více než dvakrát vyšší než příliv sluneční, protože i když je Slunce mnohem hmotnější, Měsíc je mnohem blíže (viz rámeček níže).
A toto způsobuje oceánský příliv a odliv, jak poprvé vysvětlil Sir Isaac Newton v roce 1687. Nicméně slapové síly jsou složitější, než je tato jednoduchá ilustrace, protože jak se vodní výdutě pohybují napříč oceány, dostávají se do mělčích vod (což zvyšuje jejich rychlost a často je odklání jiným směrem) a na nerovnoměrná pobřeží (která vytváří složité vzorce proudění vody). Konečným výsledkem pak je, že některá místa v oceánu zažívají pravidelný příliv dvakrát denně, některá místa mají příliv jen jednou denně, někde je příliv extrémní a někde není vůbec žádný.
Také Slunce a Měsíc nejsou ve fázi. Ke slunečnímu přílivu dochází dvakrát denně, po 12 hodinách, jak se Země otáčí. Ale protože Měsíc obíhá kolem Země, trvá mu 24 hodin a 50 minut, než zaujme stejné místo na obloze jako den předtím. Sluneční a měsíční příliv se tedy odehrávají na různých frekvencích. Když je sluneční a měsíční příliv současně, buď při úplňku nebo novu, zažíváme nadprůměrný jarní příliv. Vyskytuje se každé dva týdny, a nejen na jaře! Když nastane měsíční příliv současně se slunečním odlivem a naopak, obě slapové síly se navzájem vyruší. Menší slapový efekt způsobený Sluncem se odečte od většího slapového účinku vyvolaného Měsícem. V takových případech pak máme podprůměrně „nízký“ příliv.
Tento systém má v sobě úžasnou stránku designu. Měsíc má přesně tu správnou velikost i vzdálenost, aby příliv a odliv jen zlehka zaplavoval naše pobřeží. Pokud by slapové síly byly silnější, Země by dvakrát denně zažívala tsunami, což by rozervalo pobřežní horniny a zničilo všechno živé i na velké vzdálenosti od pobřeží. Pokud by ale příliv byl velmi slabý, zátoky a ústí řek by stagnovaly a pro život by se staly nehostinnými. Systém Země-Měsíc je v naší Sluneční soustavě vskutku jedinečný. Popírá možnost, že by vznikl náhodou. Existence slapových sil tedy ukazuje na inteligentní plán milujícího Boha, který nám dal k životu úžasné místo.
Gravitační síla mezi dvěma objekty je dána vztahem F = Gm₁m₂/R², kde G je gravitační konstanta, m1 a m2 je hmotnost objektů a R je vzdálenost mezi jejich těžišti.2 Podívejte se na vzorec a uvidíte, proč se nazývá zákonem převrácených čtverců. Například, pokud se vzdálenost mezi dvěma objekty zdvojnásobí, síla se sníží čtyřikrát (protože (2R)² = 4R².
Ale to znamená, že gravitační síla se od jednoho místa k druhému liší. Rozdíl mezi gravitační silou na opačných stranách každého objektu se nazývá „slapová“ síla. Slapová síla klesá s R³ – zákon převrácené krychle – tedy zdvojnásobení vzdálenosti, a slapová síla se sníží osmkrát [protože (2R)³ = 8R³].3
Uvažujme: Průměrná vzdálenost Země-Slunce je 149,6 milionů km. Rovníkový průměr Země je pouze 12 756 km. Slapová síla, tj. rozdíl v gravitační přitažlivosti Slunce na opačných stranách Země (0,0017 %), je tedy pouze malým zlomkem celkové gravitační síly. Měsíc je ale vzdálen pouze 384 500 km. Rozdíl v gravitaci Měsíce napříč průměrem Země je tu 6,7%. Takže i když je Slunce 27milionkrát hmotnější než Měsíc, a přestože je gravitační síla Slunce asi 175krát větší než síla Měsíce, slapová síla Měsíce je větší. Zákon převrácené krychle znamená, že hmotnost Slunce neodpovídá blízkosti Měsíce, takže Měsíc vytváří příliv 2,2krát větší než Slunce.
Pochopení gravitace a slapových sil nám také pomáhá vyhnout se bezdůvodným obavám. Čas od času například slyšíme o lidech, kteří se bojí velkého zarovnání planet (také konjunkce, tj. když se planety ocitnou v linii na jedné straně Slunce současně, pozn. překl.) Ale zákon inverzní krychle nám pro slapové síly říká, že bulvární tvrzení o seřazených planetách způsobujících obrovské katastrofy můžeme zcela ignorovat. Např. slapový efekt největší planety Jupiter na Zemi je pouze 0,008 % vlivu Slunce, zatímco vliv nejbližší planety Venuše je pouze 0,003 %. Takže i kdyby byly všechny planety v jedné linii se Sluncem a Měsícem, nedocházelo by k žádnému znatelnému efektu.
Odkazy a poznámky
- Ve skutečnosti se Země trochu natáhne (asi o 10 cm). Můžeme to změřit citlivými přístroji.
- DeYoung, D., Gravity: the mystery force, Creation 22(3):40–44, 2000.
- To lze mimochodem určit buď pomocí algebry nebo kalkulu. Necháme na vás, abyste na to přišli sami. Nápověda: co je Gm₁m₂/R² – Gm₁m₂/(R+r)²? Ale nezapomeňte, že poloměr Země (r) je zanedbatelný ve srovnání se vzdáleností (R) od Země ke Slunci (13 750r) nebo Měsíci (60r).
Zapomněl jsem ještě zmínit oddíl z Genesis, kde se právě tato síla podílí na zavlažování země. Neboť právě Genesis se zmiňuje o tom, že “záplava pak vystupovala ze země a napájela celý zemský povrch”. Myslím, že to má právě onu spojitost s Měsícem. Ačkoli to jako důvod této záplavy podané není – myslím, že to z toho co víme – naprosto jednoznačně vyplývá. Není nutné za vším hledat nějaké “zvláštní” zázraky vytržené z kontextu přírodních sil a zákonů.
Bezva článek – takový jednoduchý – ale naprosto perfektní k zamyšlení nad tím, co by bylo – kdyby…… kdyby byla země jinak vzdálená od měsíce, kdyby bylo slunce dále o “kousek” – nebo blíže, kdyby se pohybovala o “trochu” rychleji – popř. “pomaleji” – atd. atd. – co by kdyby…. Myslím že z toho vychází pak úplně něco jiného – než obyvatelná planeta k životu právě takovému, jaký zde dnes máme. Ano – je to perfektní a naprosto skvělý důkaz toho, že to nemůže být pouhou náhodou, neboť taková náhoda… Číst vice »
Pěkně a přehledně vysvětleno, že jsem to pochopil i já 🙂