Onko maapallo ikiliikkuja?

Heurekan päänäyttelyn vanhimpia ja kiehtovimpia kohteita on ”ikiliikkuja”. Se on pyörinyt muutamia huoltokatkoksia lukuun ottamatta keskeytymättä 4.10.1990 alkaen. Tämän ”ikiliikkujan” salaisuuden tuntee vain sen tekijä englantilainen David Jones ja muutama muu huoltohenkilö sen lisäksi. Arvailut laitteen tarvitseman energian alkuperästä ovat olleet ollut enemmän tai vähemmän lennokkaita alkaen perinteisestä ”mangeetista” ja päätyen jokaisen oudon Heureka-kohteen viimeisimpään selitykseen. ”Se on huijausta.”

http://www.youtube.com/watch?v=xr2VI8a0r7A

Heurekan ”ikiliikkuja” ei ole huijausta, sen energialähde on vain hienosti piilossa. Se saattaa kuitenkin herättää kysymyksen, että vaikka maanpäällä ei ole mahdollista rakentaa ikiliikkujaa, niin voisiko sellainen toimia avaruudessa. Ovatko Maa Aurinkoa kiertävällä ja Kuu Maata kiertävällä radalla ikiliikkujia. Ainakin nämä ”laitteet” ovat toimineet aika pitkään. Maa on kiertänyt Aurinkoa 4,5 miljardia vuotta ja Kuu Maata vain noin 50 miljoonaa vuotta vähemmän.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Maa
http://fi.wikipedia.org/wiki/Kuu

Ihmisen näkökulmasta ja aikaperspektiivistä Maa ja Kuu näyttävät hyvinkin ikuisilta. Laulun sanojen mukaan Kuukin on ”tuomittu ikuisesti maata kiertämään!”. Joten ainakaan omakohtaista havaintoa siitä, että Maa lakkaisi kiertämästä Aurinkoa ja Kuu Maata emme varmaan tule kokemaan.
Ennen tarkempaa tutkimusta on hyvä selvittää, mitä ikiliikkujalla yleensä tarkoitetaan.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Ikiliikkuja
Kiertolaisiin Maa ja Kuu varmaan sopisi edellisen linkin kohta 3. Ne ovat laitteita, jotka eivät kuluta energiaa. Voimia toki niihin vaikuttaa, suurimpana niistä gravitaatio, joka on koko maailmankaikkeutta koossa pitävä voima.
Miten siis Maa voi kiertää Aurinkoa ja Kuu Maata ikuisesti, vaikka niihin kumpaankin vaikuttaa voimakas gravitaatiovoima. Kiertävätkö ne ylipäänsä ikuisesti?
http://jove.geol.niu.edu/faculty/stoddard/JAVA/moonphase.html

Gravitaation suunta keskuskappaletta kiertävään kohteeseen on aina kohtisuorassa liikesuuntaan nähden. Se ei jarruta kappaleen vauhtia, vaan kääntää sen suuntaa. Siksi gravitaatio on voima, joka ei kuluta kiertolaisen liike-energiaa.
Edellä oleva on siis väärin. Kuu kiertää Maata lievästi elliptisellä radalla, kuten Mikko Rahikka alla olevassa kommentissaan huomauttaa. Siitä syystä Kuun nopeus vaihtelee Maata kiertävällä radalla. Perigeumissa eli lähinnä Maata olevassa kohdassa se on suurimmillaan ja apogeumissa eli kauimpana Maata taas pienimmillään. Nopeuksien muuttuminen ei kuluta energiaa, koska se vain vaihtelee potentiaalienergian ja liike-energian keskinäisten suhteiden välillä. Kokonaisnergia pysyy samana kierron aikana. Koska Kuun rata Maan ympäri ja Maan rata Auringon ympäri sen paremmin kuin Maan pyöriminen akselinsa ympäri eivä tole missään synkronissa keskenään, niin Maasta ei voi päätellä, milloin Kuu on perigeumissa tai apogeumissa.
Täällä enemmän.
Itse asiassa gravitaatio on juuri se voima, joka pitää kiertolaisen radallaan. Ilman sitä kiertolaiset sinkoaisivat ulos radaltaan kuin kiekko heittäjän kädestä.
http://www.youtube.com/watch#!v=EoQgUlLb3U4&feature=related
http://www.rkm.com.au/ANIMATIONS/animation-moon.html
Muut kiertolaisten liikettä avaruudessa vastustavat voimat ovat niin pieniä kiertolaisten liikemääriin verrattuina, että niiden aiheuttamat liikemäärän muutokset ovat miljoonienkin vuosien kuluessa olemattomia, ihmisen aikaperspektiivistä puhumattakaan. Muutoksia aiheuttavat lähinnä Maahan ja Kuuhun osuvat kappaleet, meteorit ja meteoriitit sekä kiertolaiset riittävän läheltä ohittavat isot kappaleet. Ensin mainittujen vaikutus on hyvin vähäinen ja jälkimmäiset ovat onneksi hyvin harvinaisia. Sitä paitsi kummatkin voivat vaikuttaa kiertolaisten nopeutta lisäävästi ja vähentävästi, joten näiden vaikutus on siitäkin syystä plus miinus nolla.
Ihmisen aikaperspektiivistä katsoen Maa ja Kuu radoillaan ovat siis ikiliikkujia, vaikka niidenkin kiertolaisuus on joskus päättyy. Fysikaalinen ja inhimillinen ikuisuus ovat vähän ei mittakaavan asioita.

Maapallolla on kahdenlaista energiaa. Toinen on liike-energiaa, joka antaa Maalle vauhtia ja estää gravitaatiota vetämästä Maata suoraan Auringon pätsiin. Toinen energia on sitoutunut Maan pyörimiseen. Sama pätee myös Kuuhun. Kummankin näistä energioista on kiertolaiset ovat saaneet Aurinkokunnan muodostuessa. Pohjimmiltaan energia syntyi jo alkuräjähdyksessä.
http://www.youtube.com/watch?v=hSZqhqR5XKM&feature=related
Kuu, Maa ja Aurinko vuorovaikuttavat toisiinsa gravitaatiovoiman välityksellä. Tästä seuraa Maassa joillakin alueilla hyvinkin merkittävä tapahtuma, vuorovesi-ilmiö.





http://www.youtube.com/watch?v=l37ofe9haMU&feature=related

Vuorovesi-ilmiöön on sitoutunut energiaa, jota voidaan jopa hyväksi ja jota vapautuu koko ajan veden liikkeeseen nousu- ja laskuveden vaihdellessa. Energia ei synny tyhjästä. Mistä vuorovesi-ilmiön energia on peräisin?
Pääosin Maan pyörimisenergiasta ja Kuun liike-energiasta. Se tarkoittaa silloin myös sitä, että Maan pyörimisen täytyy hidastua, kuten myös Kuun vauhdin Maata kiertävällä radalla. Voidaanko nämä ilmiöt havaita ja mitä merkitystä niillä on?
Voidaan, mutta ei ihmisen aistein. Maapallon pyörimisen hidastuminen on suuruusluokkaa 1/1000 sekunti vuodessa. Konkreettisesti tämä näkyy pienenä osana niissä vaikuttavissa tekijöissä, joiden johdosta tarkkoihin kelloihin täytyy lisätä karkaussekunteja muutaman vuoden välein. Vuorokausihan pitenee pyörimisen hidastuessa. Mainittakoon, että suuret luonnonilmiöt saattavat myös vaikuttaa asiaan. Intian valtamerellä Jouluna 2004 tapahtunut tsunamin aikaan saanut maanjäristys nopeutti maapallon pyörimisnopeutta noin 3/1000 sekuntia vuotta kohti.
http://www.astro.utu.fi/zubi/time/leapsec.htm
Pyörimisen hidastuvuuden suurusluokka on siis noin miljoonasosa sekuntia vuorokaudessa, eli ero tulee näkyviin vasta miljoonien vuosien kuluttua. Se, että Maapallon pyöriminen on ollut ennen nopeampaa ja päivä vastaavasti lyhyempi, on saanut selkeän todistuksen joidenkin fossiilitutkimusten avulla.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Maa
Koska Maa ja Kuu ovat vuorovaikutuksessa, niin myös Kuun kiertonopeus hidastuu. Pyörimisliikkeen lakien mukaan tämän pitäisi näkyä siten, että Kuu kiertää Maata yhä kauempana olevalla radalla. Ensimmäiset astronautit Kuussa veivät sinne peilin, josta heijastuvan Maasta lähetyn lasersäteen kulkuajasta voidaan laskea hyvin tarkasti Maan ja Kuun välinen etäisyys ja siinä mahdollisesti tapahtuvat muutokset.
Nykyisin Kuu on noin 384 000 kilometrin päässä Maasta ja mittausten mukaan se loittonee joka vuosi noin 3,2 cm. Nuoruudessaan Kuu oli paljon lähempänä Maata kuin nykyisin. Esim. 4 miljardia vuotta sitten se oli 128 000 kilometriä lähempänä kuin nykyään. Auringonpimennykset olivat silloin yleisempiä ja ulottuvat laajemmalle alueelle kuin nykyisin. Ennen kaikki oli paremmin!
http://fi.wikipedia.org/wiki/Kuu