Superhmotný granát jako analog k planetě Zemi aneb proč se Země nerozletí?

14. 04. 2019 18:05:11
Granát je nechvalně proslulý předmět, jehož cílem je zneškodnit nepřítele tak, že se rychle pohybující střepiny zaseknou do jeho tkání. Tak jako všechny válečné nástroje je i on značně zlotřilý. Avšak podrobné studium...

...jeho výbuchu nám může vysvětlit mnohé o chování planety Země.

Granáty, miny, jaderné hlavice. To všechno jsou nástroje, které by, když už, měly být pěkně uloženy v muničních skladech a tam vyčkávat do doby, dokud jim nedojde trvanlivost. Že jsme to ale my, geovědci / geovědkyně studující Zemi, nějaký ten granát bychom si z muničního skladu přeci vypůjčili a dokonce jej i odpálili. Nejen to, my bychom přímo byli tím výbuchem fascinováni. Natočili bychom si jej ve 'slow-motion', tj. zpomaleném záběru, na video a chtěli se něco dozvědět o síle výbuchu, stylu generování střepin a jejich odlétávání.

Jeden by řekl, sakra to vás taková blbost zajímá? Snad je jasný, že se to rozlítne a zasadí nepříteli tvrdou ránu! A my odpovíme: A co když si abstraktně usmyslíme, že ten granát bude mít superhmotnost? Třeba jako letadlo! Nebo jako Měsíc! Země! Nebyl by najednou tak hmotný, že by ten výbuch dokázal díky gravitaci zadržet? A nebo by byl tak hmotný, že by ten výbuch trval místo milisekund třeba 10,000 let? Inu, to už jsou problémy, které běžný uživatel granátu neřeší. A je to možná škoda, protože by si třeba uvědomil, že na jednom takovém žije.

Již v 17. století si lidé uvědomili, že těleso setrvává v klidu či přímočarém rovnoměrném pohybu, pakliže není nuceno tento stav změnit. Když leží jablko na stole, není pravdou, že na něj nepůsobí žádné síly. Ačkoliv je vůči Zemi v klidu, působí na něj kromě té gravitační také síla stolu, který díky vlastní soudržnosti vytváří sílu stejně velkou opačně orientovanou k té gravitační - tím jablko setrvává v klidu. Čistě pro zajímavost - nejen jablko padá k Zemi ale i Země k jablku. Hmota jablka je však v soustavě zanedbatelná a tak můžeme říci, že jablko padá k Zemi. Síla, kterou působí Země na jablko je stejně velká, jako síla, kterou působí jablko na Zemi. Liší se zrychlení, které je pro pohybující se jablko extrémní v porovnání s urychlením Země proti jablku. Proto se Země proti jablku prakticky nepohne. Zajímavější by bylo studovat dva hmotné body o podobné hmotnosti, které se srazí na polovině vzdálenosti mezi nimi. Protože se zrychlení (síla) mění se vzdáleností od tělesa (jiné zrychlení je na zemském povrchu, jiné 1,000 km nad zemí), je vhodné volit numerický přístup. My při výpočtech pádů těles na Zemi zpravidla uvažujeme konstantní zrychlení, ve skutečnosti se zrychlení v čase vyvíjí.

Když vybuchuje granát, střepiny jeho rozbitého pláště se rozletí do všech směrů. Na střepinu působí síla, která jí donutí změnit její pohybový stav. Střepina zrychlí z nuly na určitou rychlost. Kdyby granát vybuchl ve volném vesmíru, urychlila by reakce v nitru střepinu na určitou rychlost, kterou by si potom držela třeba miliardu let (to znají dobře astronomové díky studiu například hvězdných explozí). V praxi se střepina pohybuje v gravitačním poli Země a pokud nesměřuje do nepřítele, jehož tkáň jí klade odpor a tím ji zpomaluje, spadne o kus dál od výbuchu zase na zem. Kdyby byl granát extrémně hmotný, přitahoval by střepiny k sobě. Představte si to tak, že jste uprostřed granátu a držíte střepinu na provázku. Granát sice vybouchne, ale vy jste dost silní, abyste střepinu udrželi. A nebo jste jenom trošku slabší a střepina vám začne ulétávat - podaří se vám extrémně redukovat zrychlení střepiny dané čistě výbuchem.

Země je hmotné těleso. Pro úvod bychom ji mohli uvážit jako izotropní kouli - určité zrychlení bude na jejím povrchu. Někde mezi tím je graf závislosti gravitačního zrychlení na hloubce. Na každé sféře nitra Země je určité gravitační zrychlení. Když bychom Zemi trochu stlačili, jako relaxační míček, bude gravitační zrychlení v jejím rámci chvíli narůstat. Kromě toho dojde vlivem stlačení i ke kompresi hmot, která jde proti silám elektromagnetickým. Když dáme ruce pryč od stlačeného relaxačního míčku, tento se prakticky ihned rozepne. Když dáme ruce pryč od Země, budeme svědky souboje dvou sil - gravitačních a elektromagnetických. Pokud budou ty elektromagnetické jen v trošičku nepatrné nadvládě nad těmi gravitačními, začnou vítězit a Země se začne rozpínat. Pokud budou v rovnováze, což je možné zkusit zařídit díky pevným horninovým vnějším obalům - plášti + ledovému sarkofágu, zůstane Země stabilní. Právě tak stabilní, jako jablko na stole z popisu výše. Až tehdy, když stůl povolí, jablko začne padat k Zemi.

Relaxační míček se po uvolnění vnějších sil rozepne prakticky ihned, protože mu nikdo v rozepnutí příliš nebrání:

Zkusit Zemi stlačit a spočítat průběh gravitačního zrychlení s hloubkou není tak složité, vlastně je to hodně jednoduché. Jde jen o to, zdali budeme mít předpoklad radiálně rozložené hustoty. Mnohem těžší je určit, co se bude dít s jejím nitrem a jakou odpudivou sílu bude klást vzniklý ultrakondenzát, tj. hlavně dnešní jádro a spodní plášť.

Jedna podmínka je jasná - gravitace společně s pevnými sférickými obaly musí dokázat ultrakondenzát udržet. A když už tyto obaly povolí, rozbijí se (tání ledového sarkofágu, rozpad Pangey), musí být síly stále téměř balancované, tj. odpudivé síly nitra musí jen lehce vítězit, tak, aby došlo k relaxaci. Pravdou je, že čím více se Země rozepne, tím je gravitace na sférách nižší a tím je i odpudivost ultrakondenzátu nižší. Tedy už nyní zde máme v základu zaručeno chování, které nám bude vyhovovat.

Když to shrnu, je vůbec fascinující mít možnost o těchto problémech zde v klidu diskutovat. Pakliže se mé úvahy potvrdí, ukáže se, že vlastně základní silové interakce a jejich nastavení přímo určují chod a vývoj života na Zemi (jakoby to nebylo jasné už nyní). Avšak s tímto dostává věc úplně nový rozměr, mnohem lépe si uvědomíme, že síly jsou vyladěné tak přesně, aby Země jako dynamický celek fungovala tak, jak má. Jen si představte tu náhodu, že Země relaxuje tak dlouho a tak vyváženě a v optimálně zasazeném místě ve vesmíru, aby třeba vznikl tento text. A nebo třeba přidružená diskuse mající v zásadě, tak jako diskuse u jiných textů, za cíl uvolnit frustraci mnohých, kteří se právě dozvídají, že Země není plochá.

Autor: Jan Mestan | neděle 14.4.2019 18:05 | karma článku: 11.10 | přečteno: 361x

Další články blogera

Jan Mestan

Proč v systému NAD83 nevidíme pohyb desek, ale v systému ITRF08 (IGS08) ano?

Několik mých posledních textů přineslo zajímavé diskuse ohledně referenčních rámců užívaných v geodézii. Podíval jsem se na věc podrobněji a stále to vypadá tak, že deskový tektonik si myslí, že GPS automaticky nepozná pohyb...

24.4.2019 v 23:59 | Karma článku: 16.11 | Přečteno: 527 | Diskuse

Jan Mestan

Něco málo o trackingu objektů aneb nemohu trackovat něco, co se neděje

Když zaměříte fotoaparát na noční nebe a ponecháte jej v tzv. dlouhé expozici, na políčko filmu či fotočip se propíší hvězdy coby kružnice. Jaký to má vztah k terestrickým rámcům deskové tektoniky?

23.4.2019 v 15:27 | Karma článku: 14.00 | Přečteno: 261 | Diskuse

Jan Mestan

Proč si deskový tektonik myslí, že referencí GPS je deska?

Pročítáním textů při datových sériích UNAVCO jsem zjistil jednu zajímavou věc. Deskový tektonik si myslí, že referencí GPS není elipsoid WGS84, ale pohybující se deska.

21.4.2019 v 16:09 | Karma článku: 12.17 | Přečteno: 300 | Diskuse

Jan Mestan

Doplnění k textu 'Rozdíl mezi mýtem a realitou'

Ještě si doplníme předchozí text mapou pro celou Severní Ameriku, aby bylo zcela jasné, že desková tektonika je nesmysl nepodpořený daty.

20.4.2019 v 16:53 | Karma článku: 12.70 | Přečteno: 393 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Libor Čermák

Včera se objevil první anglický obrazec v obilí roku 2019

Ale to neznamená, že se od podzimu do jara na tomto záhadologickém poli nedělo nic. I v této době se nové obrazce objevovaly. Ve sněhu, ledu a trávě. Pojďte se seznámit s mými interpretacemi těchto nejnovějších obrazců.

23.5.2019 v 12:00 | Karma článku: 17.14 | Přečteno: 595 |

Dana Tenzler

Komu vděčíme za objev kofeinu?

Za kofein vděčíme především pilným sběračům na plantážích, kde se pěstují kávovníky. Látku “kofein” pro nás pro změnu objevil před 200 roky vědec, který má na kontě nejeden objev v oblasti chemie. Uhodnete jeho jméno?(délka 5 min)

23.5.2019 v 8:00 | Karma článku: 23.41 | Přečteno: 391 | Diskuse

Karel Tejkal

Uveďme kosmologii na pravou víru

V půlnočním království žije kreacionista Vendelín Dobrotivý. Jeho koníčkem je kosmologie. Poté, co vrchní inkvizitor vyobcoval téměř všechny heretiky, stal se Vendelín Dobrotivý v půlnočním království zásadní vědeckou autoritou.

22.5.2019 v 16:21 | Karma článku: 8.99 | Přečteno: 322 | Diskuse

Lukas Plachy

Střelba do vlastních řad: Živit se v IT poctivě? Nemožné...

Dnes není nejmenších pochyb o tom, jak báječně se informační technologie rozšířily mezi nás a do našich životů. Obdobně se v jisté báji radovali obyvatele Tróje nad jedním dřevěným koněm. A tím nemám na mysli počítačové viry.

21.5.2019 v 16:17 | Karma článku: 16.53 | Přečteno: 1212 | Diskuse

Zdenek Slanina

Problém zatím ještě pod obzorem: Oslabení ozónové vrstvy stratosférickou leteckou dopravou

Oslabování ozónové vrstvy utlumil Montreálský protokol. Ukazuje se ale, že pokud by měl nastat rozmach letecké dopravy ve stratosféře ve výškách kolem 20 km, mohly by tam uvolňované spaliny vést k oživení problémů s úbytkem ozónu.

21.5.2019 v 15:33 | Karma článku: 19.78 | Přečteno: 2197 |
Počet článků 143 Celková karma 11.49 Průměrná čtenost 557

Zajímám se o geofyziku, letectví a vědu jako takovou. Člověk, který spojil Zélandii s Jižní Amerikou. Autorem webu: http://expandingearthresearch.org/ & Twitter

 

Nové objevy a zejména možnost charakterizace či dokonce přímého zobrazování exoplanet vedly v novém miléniu ke značnému rozšíření jejich katalogů. V roce 2003 spatřuje světlo světa pojem chtonijská planeta (https://arxiv.org/abs/astro-ph/0312384). O několik let později dochází ve vědecké komunitě k přímějšímu zkoumání tzv. ultrakondenzované hmoty a nápadu, že taková hmota může při dekompresi relaxovat. Ve 20. a 21. století se zároveň v geologické komunitě opakovaně diskutuje myšlenka, že Země expanduje. To mě přivedlo k nápadu, že by právě Země mohla být horkým kandidátem na planetu chtonijského typu a důvod její expanze spočívat v relaxaci ultrakondenzovaných hmot jejího jádra a spodního pláště. Nadějnou cestou k ještě lepšímu poznání exoplanet budou data z nově budovaného dalekohledu E-ELT v Chile. Studium okolního vesmíru, chování materiálů při vysokých tlacích a modelování separace kontinentální vs oceánské kůry společně s produkcí citlivějších družic mapujících drobné real-timové proměny zemského povrchu dle mého názoru povedou k lepšímu pochopení Země a nabídnou nejen nové odpovědi, ale jistě i mnoho nových otázek v teorii expandující Země - EE theory.

 

https://bit.ly/2DgalE0

https://bit.ly/2CuxK3l

 

http://expandingearthresearch.org/jan/about/

 

Najdete na iDNES.cz