In het boek Maps of Time (1) kom ik twee dingen te weten over het Zonnestelsel die me de moeite waard lijken om over door te mijmeren. Hier volgt de geschreven neerslag van die mijmeringen.
Beeld je in dat je op school vrij veel tijd hebt gespendeerd aan verhalen als “God heeft de wereld gemaakt, met alles er op en er rond”, gevolgd door de met stalen gezicht uitgesproken mededeling “en wie heeft God gemaakt? God heeft zichzelf gemaakt”; wat op zijn beurt gevolgd werd door de conclusie “da’s straf, hé”. Dit is pure autobiografie! Er was bij momenten ook sprake van een hemel – hierbij werd naar boven gewezen – en van een hel – hierbij werd naar beneden gewezen – waartussen nogal opvallende contrasten zaten. Dat vreet in op je wereldbeeld, en invreten op wereldbeelden is op zich ook wel wat scholen moeten doen, nietwaar?
Beeld je anderzijds in dat je tijdens die zelfde schooltijd helemaal géén tijd hebt gespendeerd aan meer dan de allersimpelste geografie. Het gevolg is dat je wereldbeeld weinig benul heeft voorbij “de Aarde draait rond de zon”. Het zou niet de eerste keer zijn dat iemand ontzaglijk geleerd werd, en toch over dat soort dingen met een zeer simpel, zeg maar simplistisch wereldbeeld blijft zitten (2). Alleen maar de aangeboren nieuwsgierige geest die maakt dat je dingen als Speels maar Serieus leest maakt dan dat je toch een béétje te weten komt dat de Aarde samen met een kleine tien andere planeten deel uitmaakt van een zonnestelsel (3), alsook nog wat details rond hoe dat weer in hogere kaders past, enzovoort.
Hoe verwacht je, als je werkelijk niets anders weet dan dat, dat de verdeling van die planeten in de ruimte rond de zon er ongeveer uitziet? Laten we even doen alsof de banen van de planeten geen denkbeeldige ellipsen in quasi-lege ruimte zijn, maar bestaan uit solide glazen schijven die om de zon draaien, waarbij de planeten een klein stofje op de rand van de draaiende glazen schijf zijn. Hoe verwacht je, dus, dat de posities van de glazen schijven voor de Aarde, of Jupiter, of al de rest er ongeveer zouden uitzien?
Op dit punt biecht ik op dat ik moet raden; dat ik toepas wat in mijn opinie “gezond verstand” is, met het besef dat ik het totaal mis kan hebben. Maar in mijn opinie verwacht je, met geen andere informatie dan dat er (maak er) tien (van) planeten rond de zon cirkelen, dat die schijven ten opzichte van elkaar quasi willekeurige posities innemen. Met andere woorden, als je er één uitkiest (dat mag de Aarde zijn) en je de bijhorende glazen schijf als “horizontaal” voorstelt, dan zal je er wel één (of enkele) vinden die quasi “verticaal” staan (de twee schijven staan in een hoek van 90 graden op elkaar) en er zullen er een paar hoeken van rond de dertig tot zestig graden vertonen, enzovoort. Gewoon, als je geen bijzondere informatie hebt besluit je voor willekeurige verdeling te kiezen, en volgens mij levert dat het plaatje op dat ik net beschreven heb.
Grote verrassing, dus, als je verneemt dat in werkelijkheid het vlak van al die planeten praktisch samenvalt. Op één uitzondering na (en die wijkt dan niets eens erg veel af, integendeel) vormen de vlakken van al die planeetbanen tesamen bijna één enkel vlak; zodat je kan zeggen dat bijna alle materie van het zonnestelsel buiten de zon zelf in een dunne schijf (en niet zoals in mijn voorstelling een soort bol) rond de zon zit.
Zoveel orde waar je geen reden had om orde te verwachten; dat roept om een verklaring. En die verklaring hebben we. Misschien is het interessant de vergelijking te maken met een eerdere post die ging over hoe sterren en planeten onder invloed van zwaartekracht bolvormen aannemen (4). De natuurkunde vertelt ons echter ook dat gaswolken waaruit zonnestelsels - en overigens ook Melkwegen - ontstaan schijfvormen aannemen, en dus géén bolvormen. Voor zover ik het goed begrepen heb gaat het idee als volgt. De gaswolken waaruit structuren als zonnestelsels of melkwegen bestaan komen net als sterren en planeten in een draaiende beweging terecht. Maar de dichtheid van de materie is heel veel kleiner in een zonnestelsel, of een melkweg, dan in de zon of de planeten zelf - en daar zit het verschil.
In sterren en planeten zit zoveel materie opeengepakt dat de zwaartekracht alle materie zo dicht mogelijk op elkaar perst, wat een bolvorm geeft: zolang er nog significante uitstulpingen zijn is er nog ruimte om de boel nog wat dichter bij elkaar te duwen. En ga maar na: verhoudingsgewijs is de Aarde, Himalaya inbegrepen, gladder dan een biljartbal. Maar de veel grotere structuren waarin per eenheid volume veel minder massa zit samengepakt ondergaat veel minder invloed van de zwaartekracht en verhoudingsgewijs dus veel meer van wat wij, amateurs, de “middelpuntvliedende kracht” zullen noemen. Dus neem zelfs aan dat je gaswolk min of meer bolvormig begon. Natuurlijk trekt de zwaartekracht alles naar het centrum. Maar er is één richting, namelijk in het vlak van de beweging van de wolk om haar eigen as, waarin die middelpuntvliedende kracht de materie naar alle windstreken wegblaast. De resultante van die twee, dus de zwaartekracht die alles naar het centrum trekt en de middelpuntvliedende kracht die in één vlak alles wegslingert, is precies de relatief platte schijf die je in melkwegen en zonnestelsels terugvindt.
Dus nu zitten al die planeten in praktisch één enkele schijf rond de zon. Het volgende dat opvalt is dat de vier planeten dichtst bij de zon kleine, rotsachtige planeten zijn, terwijl de vier planeten die daarna volgen heel grote gasplaneten zijn. Zoveel orde waar je kon verwachten dat de rots- en gasplaneten willekeurig verdeeld zouden zijn: het roept om een verklaring! De verklaring is de zonnewind (5). De oplaaiende zon stoot een waaier van stralen en deeltjes uit, die in de gaswolk om haar heen de lichtste elementen (de gassen) gemakkelijker uiteen doet stuiven dan de zwaardere elementen (de rotsen). Daarom bevonden er zicht relatief veel rotsachtige elementen eerder dicht bij de zon, en relatief veel gasachtige elementen verder van de zon, toen de planeten zich begonnen te condenseren – en dus zitten nu de rotsplaneten dicht bij de zon, en de gasplaneten een eind verder.
De vorm van het zonnestelsel... Je moet natuurlijk eerst weten dat het zonnestelsel een vorm heeft (en niet in termen van hemel en hel...), daarna moet het je opvallen dat er een paar dingen aan zijn die niet zo vanzelfsprekend zijn, en tenslotte moet iemand je vertellen hoe die dingen er gekomen zijn. Maar nu het eenmaal zo ver is, vind ik het toch de moeite.
-------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/09/niet-bescheiden-genoeg.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/03/de-melkweg.html
(3) http://tombonte.blogspot.com/2008/09/planeet-of-geen-planeet.html
(4) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2010/04/waarom-zijn-sterren-rond.html
(5) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/12/de-heliopauze.html
Beeld je in dat je op school vrij veel tijd hebt gespendeerd aan verhalen als “God heeft de wereld gemaakt, met alles er op en er rond”, gevolgd door de met stalen gezicht uitgesproken mededeling “en wie heeft God gemaakt? God heeft zichzelf gemaakt”; wat op zijn beurt gevolgd werd door de conclusie “da’s straf, hé”. Dit is pure autobiografie! Er was bij momenten ook sprake van een hemel – hierbij werd naar boven gewezen – en van een hel – hierbij werd naar beneden gewezen – waartussen nogal opvallende contrasten zaten. Dat vreet in op je wereldbeeld, en invreten op wereldbeelden is op zich ook wel wat scholen moeten doen, nietwaar?
Beeld je anderzijds in dat je tijdens die zelfde schooltijd helemaal géén tijd hebt gespendeerd aan meer dan de allersimpelste geografie. Het gevolg is dat je wereldbeeld weinig benul heeft voorbij “de Aarde draait rond de zon”. Het zou niet de eerste keer zijn dat iemand ontzaglijk geleerd werd, en toch over dat soort dingen met een zeer simpel, zeg maar simplistisch wereldbeeld blijft zitten (2). Alleen maar de aangeboren nieuwsgierige geest die maakt dat je dingen als Speels maar Serieus leest maakt dan dat je toch een béétje te weten komt dat de Aarde samen met een kleine tien andere planeten deel uitmaakt van een zonnestelsel (3), alsook nog wat details rond hoe dat weer in hogere kaders past, enzovoort.
Hoe verwacht je, als je werkelijk niets anders weet dan dat, dat de verdeling van die planeten in de ruimte rond de zon er ongeveer uitziet? Laten we even doen alsof de banen van de planeten geen denkbeeldige ellipsen in quasi-lege ruimte zijn, maar bestaan uit solide glazen schijven die om de zon draaien, waarbij de planeten een klein stofje op de rand van de draaiende glazen schijf zijn. Hoe verwacht je, dus, dat de posities van de glazen schijven voor de Aarde, of Jupiter, of al de rest er ongeveer zouden uitzien?
Op dit punt biecht ik op dat ik moet raden; dat ik toepas wat in mijn opinie “gezond verstand” is, met het besef dat ik het totaal mis kan hebben. Maar in mijn opinie verwacht je, met geen andere informatie dan dat er (maak er) tien (van) planeten rond de zon cirkelen, dat die schijven ten opzichte van elkaar quasi willekeurige posities innemen. Met andere woorden, als je er één uitkiest (dat mag de Aarde zijn) en je de bijhorende glazen schijf als “horizontaal” voorstelt, dan zal je er wel één (of enkele) vinden die quasi “verticaal” staan (de twee schijven staan in een hoek van 90 graden op elkaar) en er zullen er een paar hoeken van rond de dertig tot zestig graden vertonen, enzovoort. Gewoon, als je geen bijzondere informatie hebt besluit je voor willekeurige verdeling te kiezen, en volgens mij levert dat het plaatje op dat ik net beschreven heb.
Grote verrassing, dus, als je verneemt dat in werkelijkheid het vlak van al die planeten praktisch samenvalt. Op één uitzondering na (en die wijkt dan niets eens erg veel af, integendeel) vormen de vlakken van al die planeetbanen tesamen bijna één enkel vlak; zodat je kan zeggen dat bijna alle materie van het zonnestelsel buiten de zon zelf in een dunne schijf (en niet zoals in mijn voorstelling een soort bol) rond de zon zit.
Zoveel orde waar je geen reden had om orde te verwachten; dat roept om een verklaring. En die verklaring hebben we. Misschien is het interessant de vergelijking te maken met een eerdere post die ging over hoe sterren en planeten onder invloed van zwaartekracht bolvormen aannemen (4). De natuurkunde vertelt ons echter ook dat gaswolken waaruit zonnestelsels - en overigens ook Melkwegen - ontstaan schijfvormen aannemen, en dus géén bolvormen. Voor zover ik het goed begrepen heb gaat het idee als volgt. De gaswolken waaruit structuren als zonnestelsels of melkwegen bestaan komen net als sterren en planeten in een draaiende beweging terecht. Maar de dichtheid van de materie is heel veel kleiner in een zonnestelsel, of een melkweg, dan in de zon of de planeten zelf - en daar zit het verschil.
In sterren en planeten zit zoveel materie opeengepakt dat de zwaartekracht alle materie zo dicht mogelijk op elkaar perst, wat een bolvorm geeft: zolang er nog significante uitstulpingen zijn is er nog ruimte om de boel nog wat dichter bij elkaar te duwen. En ga maar na: verhoudingsgewijs is de Aarde, Himalaya inbegrepen, gladder dan een biljartbal. Maar de veel grotere structuren waarin per eenheid volume veel minder massa zit samengepakt ondergaat veel minder invloed van de zwaartekracht en verhoudingsgewijs dus veel meer van wat wij, amateurs, de “middelpuntvliedende kracht” zullen noemen. Dus neem zelfs aan dat je gaswolk min of meer bolvormig begon. Natuurlijk trekt de zwaartekracht alles naar het centrum. Maar er is één richting, namelijk in het vlak van de beweging van de wolk om haar eigen as, waarin die middelpuntvliedende kracht de materie naar alle windstreken wegblaast. De resultante van die twee, dus de zwaartekracht die alles naar het centrum trekt en de middelpuntvliedende kracht die in één vlak alles wegslingert, is precies de relatief platte schijf die je in melkwegen en zonnestelsels terugvindt.
Dus nu zitten al die planeten in praktisch één enkele schijf rond de zon. Het volgende dat opvalt is dat de vier planeten dichtst bij de zon kleine, rotsachtige planeten zijn, terwijl de vier planeten die daarna volgen heel grote gasplaneten zijn. Zoveel orde waar je kon verwachten dat de rots- en gasplaneten willekeurig verdeeld zouden zijn: het roept om een verklaring! De verklaring is de zonnewind (5). De oplaaiende zon stoot een waaier van stralen en deeltjes uit, die in de gaswolk om haar heen de lichtste elementen (de gassen) gemakkelijker uiteen doet stuiven dan de zwaardere elementen (de rotsen). Daarom bevonden er zicht relatief veel rotsachtige elementen eerder dicht bij de zon, en relatief veel gasachtige elementen verder van de zon, toen de planeten zich begonnen te condenseren – en dus zitten nu de rotsplaneten dicht bij de zon, en de gasplaneten een eind verder.
De vorm van het zonnestelsel... Je moet natuurlijk eerst weten dat het zonnestelsel een vorm heeft (en niet in termen van hemel en hel...), daarna moet het je opvallen dat er een paar dingen aan zijn die niet zo vanzelfsprekend zijn, en tenslotte moet iemand je vertellen hoe die dingen er gekomen zijn. Maar nu het eenmaal zo ver is, vind ik het toch de moeite.
-------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/09/niet-bescheiden-genoeg.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/03/de-melkweg.html
(3) http://tombonte.blogspot.com/2008/09/planeet-of-geen-planeet.html
(4) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2010/04/waarom-zijn-sterren-rond.html
(5) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/12/de-heliopauze.html
Geen opmerkingen:
Een reactie posten