Bugün öğrendim ki: 20. yüzyılın başlarına kadar pek çok insan Ay'ın aslında dönmediğine inanıyordu; bunların arasında Ay'ın dönme enerjisi olmadığına dair bir "kanıt" yayınlayan Nikola Tesla da vardı.
Önsöz:
Ekteki illüstrasyonun ve açıklamasının, Ay'ın kendi ekseni etrafında dönüp dönmediği konusundaki tüm şüpheleri gidereceğine inanıyoruz. M harfiyle gösterilen her bir top, Ay'ın farklı bir pozisyonunu temsil eder ve Dünya'yı (O noktası) temsil eden merkez noktaya her zaman aynı yüzünü dönük tutarak Ay gibi tam olarak döner.
Ancak bu diyagramı incelerken, toplardan herhangi birinin kendi ekseni etrafında döndüğünü düşünebiliyor musunuz? Açıkça bu, makaralar tarafından fiziksel olarak imkansız hale getirilmiştir. Ancak hala ikna olmadıysanız, Bay Tesla'nın deneysel kanıtı sizi kesinlikle tatmin edecektir. Ekseni etrafında dönen bir cisim, rotasyonel enerji içermelidir. Şimdi, Bay Tesla'nın gösterdiği gibi, bir topun örneğin bir silahtan fırlatılan bir mermiye olduğu gibi böyle bir enerjiye sahip olmadığı bir gerçektir. Bu nedenle, yerçekimsel çekimin bir makara ile değiştirildiği Ay'ın kendi ekseni etrafında dönemeyeceği veya başka bir deyişle, rotasyonel enerji içeremeyeceği açıktır. Eğer Dünya'nın çekimi aniden kesilir ve Ay'ın teğetsel olarak fırlamasına neden olursa, Ay'ın öteleme hareketinden başka bir enerjisi olmazdı ve top gibi dönmezdi. — Editör.
Makale:
Şubat sayınızda “Ünlü Bilimsel Yanılgılar” başlıklı makalemin yayınlanmasından bu yana, Ay'ın “eksenel rotasyonu” hakkındaki görüşlerimi eleştiren bir dizi mektup aldım. Bunlara, alıntı yapmama izin veren 23 Şubat New York Tribune açıklamalarım kısmen cevap verdi:
2 Şubat sayınızda, Bay Charles E. Manierre, 26 Ocak'ta Tribune'da yayınlanan Şubat ayı Electrical Experimenter'daki makalemin üzerine yaptığı yorumda, eksenel rotasyonun bir tanımını vermemi öneriyor.
Aşağıdaki alıntıdan da anlaşılacağı gibi, bu konuda açık olmayı amaçladım: “Bir kütleyi döndürmenin asla şaşmayan testi, hareket enerjisinin varlığıdır. Ay, bu tür bir vis viva'ya sahip değildir.” Bununla, “eksenel rotasyonun” sözlüklerde kayıtsızca tanımlanan “bir eksen etrafında dönme” olmadığını, ancak gerçek fiziksel anlamda - yani, kütlenin yarısı ile hızın karesinin çarpımının kesin ve pozitif bir nicelik olduğu bir dairesel hareket olduğunu kastettim. Ay, yaklaşık 1.087,5 mil yarıçaplı, neredeyse küresel bir cisimdir ve hacminin yaklaşık 5.300.216.300 kübik mil olduğunu hesaplıyorum. Ortalama yoğunluğu 3.27 olduğundan, onu oluşturan bir kübik fit malzeme yaklaşık 205 lbs ağırlığındadır. Buna göre, uydunun toplam ağırlığı yaklaşık 79.969.000.000.000.000.000 ve kütlesi 2.483.500.000.000.000.000 karasal kısa tondur. Ay'ın fiziksel olarak kendi ekseni etrafında döndüğünü varsayarsak, 27 gün, 7 saat, 43 dakika ve 11 saniyede veya 2.360.591 saniyede bir dönüş tamamlar. Matematiksel prensiplere uygun olarak, tüm kütlenin merkezden yarıçapın beşte ikisine eşit bir uzaklıkta yoğunlaştığını varsayarsak, hesaplanan rotasyon hızı saniyede 3,04 fittir; bu hızda küre, 1.000.000.000 beygir gücünde bir süreç için 1.323 yıl boyunca yeterli olan 11.474.000.000.000.000.000 kısa fit ton enerji içerecektir. Şimdi, diyorum ki, Ay'da hassas bir saati çalıştıracak kadar enerji yok.
Astronomi incelemelerinde genellikle “Ay küresi kendi ekseni etrafında dönmeseydi, tüm kısımlarını karasal görüşe maruz bırakırdı. Sadece yarısından biraz fazlası görülebildiğinden dönmelidir.” argümanı öne sürülür. Ancak bu çıkarım yanlıştır, çünkü yalnızca bir alternatife izin verir. Kendi ekseni dışında, Ay'ın dönebileceği ve yine aynı özelliği gösterebileceği sonsuz sayıda eksen vardır.
Makalemde, Ay'ın Dünya'nın merkezi içinden geçen bir eksen etrafında döndüğünü belirttim, bu kesinlikle doğru değil, ancak çıkardığım sonuçları bozmuyor. Elbette, iki cismin Dünya'nın merkezinden biraz daha fazla 2.899 mil uzaklıkta bulunan ortak bir kütle merkezi etrafında döndüğü bilinmektedir.
Astronomi kitaplarında yapılan bir başka hata, bu hareketi bir ipte veya sapanta döndürülen bir ağırlığınkine eşdeğer olarak düşünmektir. İlk olarak, aynı mekanik ilkeyi içermesine rağmen, bu iki cihaz arasında temel bir fark vardır. Bir ipe bağlı bir metal top döndürülür ve ip koparsa, füzede eksenel bir rotasyon oluşur ki bu, önceki harekete büyüklük ve yönden kesin olarak bağlıdır. Örnek olarak - top saat yönünde saniyede on kez döndürülürse, fırladığında kendi ekseni etrafında saniyede on kez, aynı şekilde bir saat yönünde dönecektir. Top bir sapandan atıldığında koşullar oldukça farklıdır. Bu durumda, ona ters yönde çok daha hızlı bir rotasyon kazandırılır. Ay'ın hareketinde bunlara gerçek bir benzerlik yoktur. Yerçekimi ipi diyelim ki koparsa, uydu en ufak bir sapma veya rotasyon olmadan teğete doğru gider, çünkü eksen etrafında hiçbir moment yoktur ve dolayısıyla, dönme hareketine hiçbir eğilim yoktur.
Bay Manierre, Dünya'nın aniden ortadan kalkması durumunda neler olacağı hakkındaki tahmininde yanılıyor. Bunun, Ay'ın karşıt konumda olduğu anda meydana geldiğini varsayalım. Daha sonra, Güneş etrafındaki eliptik yoluna devam edecek ve her zaman Dünya'ya maruz kalan yüzünü ona sürekli olarak gösterecektir. Öte yandan, Dünya birleşme anında ortadan kaybolsaydı, Ay yavaş yavaş 180° dönecek ve bir dizi salınımın ardından, yine aynı yüzü Güneş'e dönük olarak dönecektir. Her iki durumda da, sırasıyla, parlaklığa ve ondan uzağa dönük taraflarda sonsuza kadar gün ve gece olurdu.
Muhataplar tarafından öne sürülen bazı argümanlar zekice ve azımsanmayacak kadar komiktir. Ancak hiçbiri geçerli değildir.
Yazarlardan biri, Dünya'yı, çevresel kısmına sabitlenmiş bir disk şeklindeki Ay bulunan dairesel bir yörünge plakasının merkezinde hayal eder; bu, gezegen sisteminden tamamen bağımsız bir koldan çıkan bir pivottan serbestçe dönebilen aynı çapa sahip başka bir disk ile sürtünmeli veya dişli olarak bağlantı halindedir. Kol sürekli olarak paralel tutulduğu için, yörünge plakası döndürülürken, menteşeli disk de kendi ekseni etrafında döner. Bu bilinen bir tahriktir ve menteşeli diskin dönüşü, yörünge plakasının dönüşü kadar açık bir gerçektir. Ancak, bu modeldeki Ay, kendi ekseni etrafında en ufak bir açısal yer değiştirme olmadan yalnızca sistemin merkezi etrafında döner. Bu yazarın değindiği bir araba tekerleği için de aynı şey geçerlidir. Dünya yüzeyinde ilerlediği sürece, gerçek fiziksel anlamda aks etrafında döner; tek bir tekerleğinin her zaman dikey bir pozisyonda tutulması durumunda tekerlek yine Dünya'nın merkezi etrafında döner, ancak eksenel rotasyon durmuştur. Hala mevcut olduğunu düşünenler bir yanılgı içindedirler.
Aşağıdaki soyut akıl yürütmede açık bir yanılgı vardır. Yörünge plakasının kademeli olarak küçüldüğü, böylece sonunda uydu, kendi ekseni ve Dünya'nın ekseni etrafında aynı anda döndüğü zaman Dünya ve uydunun merkezlerinin çakıştığı varsayılır. Sistemi prensip olarak etkilemeden Dünya'yı matematiksel bir noktaya ve iki gezegen arasındaki mesafeyi Ay'ın yarıçapına indirgeyebiliriz, ancak mesafenin daha fazla azaltılması açıkça saçmadır ve ele alınan soru ile ilgili değildir.
Aldığım tüm iletişimlerde, sunum şekli farklı olsa da, uzaydaki ardışık pozisyon değişiklikleri eksenel rotasyon ile karıştırılıyor. Bu nedenle, örneğin, argümanlarımın olumlu bir çürütmesi, Ay'ın diğer gezegenlere tüm taraflarını gösterdiği gözleminde bulunur! Elbette döner, ancak kanıtların hiçbiri kendi ekseni etrafında döndüğünün bir kanıtı değildir. Foucault sarkacı ile ilgili bilinen deney bile, küremizde olduğu gibi benzer olaylar sergilese de, yalnızca uydunun bir eksen etrafındaki hareketini gösterirdi. Öne sürdüğüm görüş BİR TEORİYE DAYANMIYOR, ancak deneyle gösterilebilir gerçeklere dayanıyor. Bazılarının iddia ettiği gibi bir tanım meselesi değil. EKSENİ ETRAFINDA DÖNEN BİR KÜTLE MOMENTUMA SAHİP OLMALIDIR. Eğer hiç yoksa, eksenel rotasyon yoktur, görünüşler ne olursa olsun.
İyi kurulmuş mekanik prensiplere dayalı birkaç basit yansıma bunu açıklığa kavuşturacaktır. İlk olarak, Şekil 1'de gösterildiği gibi, s ipliği üzerinde O merkezi etrafında döndürülen iki eşit ağırlık w ve w1 durumunu ele alalım. İplerin her ikisinin de a noktasında koptuğunu varsayarsak, her iki ağırlık da dönme dairelerine teğetsel olarak fırlayacak ve farklı hızlara sahip olduklarından, ortak kütle merkezi o etrafında döneceklerdir. Ağırlıklar saniyede n kez döndürülürse, dıştaki ve içteki ağırlığın hızı sırasıyla V = 2(R + r)n ve V1= 2π(R—r)n olacaktır ve V—V1 = 4πrn farkı, dış ağırlığın dairesel yolunun uzunluğu olacaktır. Bununla birlikte, ortalama değere ulaşılana kadar hızların eşitleneceği için, V—V1/2 = 2πrn = 2πrN olacaktır; burada N, ağırlıkların kütle merkezi etrafındaki dönüş sayısıdır. Görüldüğü gibi, ağırlıklar orijinal hızda ve aynı yönde dönmeye devam eder. Bunun gerçek bir deneyle bir gerçek olduğunu biliyorum. Ayrıca, şekilde gösterilen bir topun da benzer şekilde davranacağı sonucu çıkarılabilir, çünkü iki yarım küre kütlesi sırasıyla kütle merkezlerinde ve m ve m1'de yoğunlaştırılabilir ki bu da o noktasından 3/8 r uzaklıkta olacaktır.
Bu anlaşıldıktan sonra, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir merkezden H'den yayılan birçok S makarası tarafından taşınan çok sayıda M topu hayal edin ve bu sistemi sürtünmesiz yataklar üzerinde O merkezi etrafında saniyede n kez döndürelim. Yapıyı bu hıza getirmek için belirli bir miktarda iş gerekecek ve bunun kütlelerin yarısı ile teğetsel hızın karesinin çarpımına tam olarak eşit olduğu bulunacaktır. Şimdi, Ay'ın gerçekte kendi ekseni etrafında döndüğü doğruysa, aynı tür hareketi gerçekleştirdiği için toplardan HER BİRİ için de bu geçerli olmalıdır. Bu nedenle, sisteme belirli bir hız kazandırırken, toplardaki eksenel rotasyonda enerji harcanmış olmalıdır. M bunlardan birinin kütlesi ve R dönme yarıçapı olsun, o zaman rotasyonel enerji E = ½M(2πRn)2 olacaktır. Tekerlek tam bir dönüş yaptığında her top kendi ekseni etrafında bir dönüş yaptığı için, geçerli teoriye göre, her bir topun eksenel rotasyon enerjisi e = ½M(2πr1n)2 olacaktır; burada r1, eksen etrafındaki dönme yarıçapıdır ve 0,6325r'ye eşittir. İstediğimiz kadar büyük topları kullanabilir ve böylece e'yi E'nin önemli bir yüzdesi yapabiliriz, ancak dönen toplardan her birinin yalnızca E enerjisini içerdiği, varsayılan eksenel rotasyonda hiçbir gücün tüketilmediği, dolayısıyla tamamen yanıltıcı olduğu deneysel olarak kesin olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, daha da ilginç bir şey söylenebilir. Daha önce gösterdiğim gibi, fırlayan bir top tekerleğin hızında ve aynı yönde dönecektir. Ancak bu dönen hareket, bir merminin hareketinden farklı olarak, kütlenin gözlemlenen hızı verilmesinde tüketilen işine tam olarak eşit olan öteleme hareketinin enerjisine ne ekler ne de çıkarır.
Yukarıdakilerden, kendi ekseni etrafında fiziksel bir dönüş yapmak için Ay'ın mevcut açısal hızının iki katına sahip olması gerektiği ve daha sonra dönme yarıçapının şeklin beşte ikisi olduğunu varsayarak yukarıdaki New York Tribune mektubumda verilen miktarda depolanmış enerji içereceği görülecektir. Bu elbette belirsizdir, çünkü içerideki yoğunluk dağılımı bilinmemektedir. Ancak uydunun hareketinin özelliğinden, ekseni etrafındaki momentumdan yoksun olduğu kesinlikle sonucuna varılabilir. Yörüngede teğetsel olan bir düzlem tarafından ikiye bölünürse, iki yarının kütleleri kütle merkezlerinin Dünya'nın merkezinden uzaklıklarına ters orantılıdır ve bu nedenle, ikincisi aniden kaybolursa, atılan bir ağırlık durumunda olduğu gibi, eksenel rotasyon oluşmaz.