Fizyka w NASA pisana 'wężykiem'.

Panie Redaktorze do 'Nauki' proszę; Dziękuję.

Dawno, dawno temu, ze trzysta lat przed otwarciem obiektu 'Pod Niepokalaną Stajenką' żył pewien znudzony najwyraźniej facet. Łaził bez celu po wsi wte i wewte i kombinował coś jak koń pod górę. Nazywał się Aristarchos z Samos. Jako, że żył on w ciepłych krajach, to przechadzał się w lekkich sandałach, zawinięty jedynie w coś, jakby w prześcieradło. Chodził sobie po wsi, a że często spoglądał w górę, a to do gwiazd, a to do Słońca i Księżyca, to nazywano go 'astronom'. Od czasu do czasu coś tam sobie też policzył, albo i narysował kijaszkiem na piasku, to mówiono o nim też 'matematyk'. Z obserwacji zmian faz Księżyca wyszło mu, że to Ziemia razem z Księżycem okrąża Słońce i że to właśnie ono stoi w centrum Kosmosu, a nie Ziemia, jak to się wtedy pospólnie uważało.

Fig.1 Aristarchos z Samos

Z zaćmień Księżyca Aristarch już całkiem nieźle oszacował jego (Księżyca) średnicę w relacji do Ziemi 2,85 (rzeczywiście 3,67). Trochę się machnął w szacunkach odległości Ziemia-Słońce, którą liczył z trójkąta prostokątnego.

Ponieważ kąt 'ɛ' przyjął 87° (rzeczywiście jest to 89° 51') odległość do Słońca otrzymał 19,1 odległości Ziemi do Księżyca (jest: ~400). Przy skąpych możliwościach i dokładnościach obserwacyjnych w tamtych czasach trudno sie temu niedoszacowaniu jednak dziwić. Sama myśl Aristarcha była jednak ze wszech miar słuszna i prorocza. Tu i ówdzie ktoś mu wygrażał, że 'bezbożność' szerzy, ale sprawa na parę ładnych lat i tak przyschła, bo ludzkość miała wtedy ważniejsze rzeczy do załatwienia.

A to trzeba było coś spalić, a to jakieś ludy wymordować. Pojawiły sie też nisko latające czarownice, które trzeba było też jakoś dopaść i upiec. Stąd nikt nie miał głowy do takich tam niuansów naukowych. Poza tym zwykłe lenistwo myślowe kazało pospólnie wierzyć, że "przecie widzim i kaznodzieja tyż tak prawi, że syćko się wkoło Ziemi obraco". Na tej wierze i trochę na strachu bazowały całe pokolenia późniejszych kaznodziejów-naukowców, następców Ptolemeusza i nieźle też z tej wiary i strachu żyły. Dopiero 1800 lat po Aristarchu znalazł się jeden, co mu się chciało natężyć nieco szarą substancję i pokombinować trochę ponad tę pospólną wiarę w gusła epicykliczne. Niejaki Mikołaj zwany Kopernikiem ogarnął, uporządkował i uzupełnił mocno myśl heliocentryczną Aristarcha i spisał jako jego dzieło własne 'De revolutionibus...' w języku zwyczajowo wtedy obowiązującym. Obawiając się nieco Izby Dyscyplinarnej instytucji zarządzającej w tamtych czasach Wiarą i Wiedzą, próbował Kopernik opublikować jego 'Revolutionibus' tak trochę incognito, ale na próżno, bo i tak się zaraz wydało.

Jak zwał, tak zwał, na koniec Kongregacja Dyscyplinarna instytucji Wiary i Wiedzy też machnęła ręką, bo heretycy się tak już rozmnożyli, że inkwizytorzy to taczki nie nadążali już załadować. Żeby nie być pomawianym o plagiat, Kopernik wspomina jednoznacznie Aristarcha i jego ówczesne myśli. Do historii przeszedł jednak Kopernik, jako ten co to 'wstrzymał Słońce, ruszył Ziemię'. Historycznie sprawa nie całkiem ścisła, ale najważniejsze, że fakty naukowe jakoś znalazły ich miejsce i dotarły do świadomości grup zarządzających Wiedzą, bo akcje grup zarządzających Wiarą jakoś kiepsko się mają w tym względzie od dawna.

Nie przedłużając już tego historycznego wstępu należy z naciskiem nacisnąć na uznany już ogólnie fakt, że to Ziemia 'wespół-wzespół' z Księżycem okrąża Słońce, 'obkrążając' się też wzajemnie, czyli wkoło ich barycentrum. W niejakim skrócie graficznym można przedstawić drogę Ziemi wężykiem wokół Słońca jak na tym rysunku poniżej. Wężyk Ziemi ma jakieś 6000 km amplitudy. Księżyc ma orbitę wokół Ziemi ok. 300 000 km, więc w skali tego rysunku nie da się przedstawić tutaj, bo wylazłby on daleko poza najdalszą nawet figurkę w okolicznej wsi. Tu czytelnik musi niestety natężyć jego wyobraźnię (jeśli posiada). Wężyki Ziemi i Księżyca (6000-300000 km) są zatem przesunięte w fazie o 180°. Jeżeli Szanowny Czytelnik (SC) spróbuje sobie jeszcze wyobrazić, że precesja orbity Księżyca (obrót węzłów orbity w kierunku przeciwnym do obiegu Ziemi) wynosi 18,6 lat, to SC bez trudu sobie wyobrazi, że Ziemia i Księżyc poruszają się wokół Słońca nawet nie 'wężykami', ale każde po swojej 'spiralce' (6000-300000 km) z 'okresem spiralkowym' 18,6 lat.

Jako ćwiczenie na przestrzennie-dynamiczną wyobraźnię proponuję SC wyobrazić sobie jeszcze jak wygląda 'spiralka' stacji ISS w jej ruchu wokół Słońca, kiedy to okres obiegu ISS wokół Ziemi jest ok. 90 min.

Fig. 2 Wężyk Ziemi

Jedyną orbitą zatem, która nie jest pogięta, jest orbita barycentrum układu Ziemia-Księżyc, ale żeby ona była prosta, to też nikt nie może chyba twierdzić, bo na mocy znanych praw jest ona eliptyczna. Jeżeli uzmysłowimy sobie teraz, że ogólnie znana i uznana siła grawitacji zależy od promienia 'r', a orbitalna siła odśrodkowa zależy 'tyż' od promienia i prędkości obiegu, to ze wszech miar zasadnym wydaje się pytanie:

We 'Freefallu' tej bulwy wystrzelonej z armaty Newtona to jest tyle samo tego 'free' co miał niejaki Sołżenicyn w gułagu. On mógł uciec, przeskakując przez płot obozu i luźnym truchtem ruszyć w dowolnym kierunku przez tajgę, wtedy by go wilcy pożarli na ciepło. Mógł też z wyczerpania przysiąść w śniegu pod malowniczą jodłą syberyjską i zamarznąć, wtedy go wilcy pożarły na zimno. Tyle samo 'free' ma ta bulwa z armaty Newtona. Ona może sobie 'free' okrążać armatę (z podstawą) po 'apo-' albo 'peri-' elipsie, będąc uwiązaną za środek ciężkości na sznurku siły grawitacji, która to znana wszem i wobec siła nieprzerwanie ciągnie tę bulwę w inną stronę, niżby ona chciała naturalnie, znaczy "nic ino precz" po prostej od tego towarzystwa Słońce, Ziemia, Księżyc i te inne. Czasem 'peri-' = 'apo-' , co by oznaczało, że głodny wilk zaczaił się tuż za płotem gułagu.

I tutaj przechodzimy do sedna rozważanego problemu, o którym to sednie "Freefall" całe zastępy fizyków już pióra strzępiły i kałamarze osuszały. W tym miejscu pozwolę sobie zacytować Mistrza Wojciecha M. do a'proposu sedna: "Czy ci ludzie w jednej chwili tacy mądrzy sie zrobili, czy to sedno się zrobiło takie duże".

Rzeczony 'Freefall' należy do całego wachlarza, albo bukietu (żeby nie powiedzieć 'wykwitu') pojęć dzisiejszej fizyki urzędowej, którym to wachlarzem fizycy urzędowi, opłacającemu ten wachlarz podatnikowi, próbują zaprezentować miraż wietrzyku, wrażenie świeżej bryzy naukowej, że już za chwilę, tuż za rogiem czeka na tegoż podatnika wiedza o 'WSZYSTKIM', o 'CAŁOŚCI WSZECHWIATA', czyli ta poszukiwana TOE (czyli, znaczy jej mit (nie mylić z MIT!)). Tutaj pozwolę sobie z dużym szacunkiem zacytować do a'proposu wachlarza i sztucznego wietrzyka naszą szanowną i niepowtarzalną Panią Krystynę J. ("Guma do żucia"; Opole 1977). Fizyka zmieniła się w jakieś wyścigi konne, kwadryg, czy też indywidualnych dżokejów, gdzie napisu 'META' jeszcze nawet nie zamontowano na stadionie, ale wszyscy już biegają w kółko wierząc, że im droższego rumaka dosiądą tym szybciej dojadą do mety. Tylko nikt nie pomyślał o tym, żeby przed startem do wyścigu dojrzeć konie i uprząż, posprzątać stajnię i bieżnię. Przy okazji więc tych porządków w stajni spójrzmy na jednego z dorodniejszych rumaków Augiasza.

Koń jaki jest w podczerwieni, każdy widzi.

Fig. 3 Koń jaki jest w podczerwieni

Kto nie wie dlaczego koń w podczerwieni taki jest, może już dalej nie czytać, reszta tego tekstu też mu nie pomoże. Zasadniczo można jeszcze zrozumieć, że nie wszyscy czytelnicy notek na S24N od razu muszą zajarzyć o co z takim koniem w podczerwieni chodzi, kiedy im się go wrzuci w kontekście astronomii, na ich patelnię naukowych problemów znanych im bardziej lub mniej. Temat poleży na patelni, poskwierczy, się go potem zapomni i wywali razem z patelnią. Notki salonowe mają krótki czas rozpadu, pomijając już fakt, że wiele z nich narodziny ma też nad wyraz połowiczne.

Jeżeli jednak największa światowa agencja kosmiczna NASA, zżerająca miliardy w różnych walutach, z powodów kompletnie niezrozumiałych, też nie dostrzega jaki jest koń w podczerwieni, to sprawa jest już poważniejsza. Teleskop HST trochę grosza kosztował, a kiedy był jeszcze w powijakach, to się okazało, że nieco niedowidzi i okulista COSTAR musiał do niego parę razy podjechać na orbitę, żeby mu dioptrie podrasować. Po wizycie okulisty na orbicie, HST widzi już tak, że daj Boże zdrowie. Fotografie robi takie, że ja sam z otwartą gębą się gapię w te galerie NASA-HST i jestem mocno kontent, że takich czasów jeszcze dożyłem po Gagarinie, GEMINI, APOLLO jednym, drugim i trzynastym(!).

Nie mniej jednak, obok całego mojego podziwu i ukontentowania osiągami i fotkami, które nam NASA serwuje, pojawia sie też mały zgrzyt, taka zadra. Takie pytanie:

- czy teleskop HST był jedynym w tym programie NASA, który niedowidział i czy tylko on potrzebował okulisty, czy może potrzebują też okulisty niektóre zespoły w NASA?

W roku 1998 poleciałem do Pasadeny, żeby dyskretnie i nienachalnie zwrócić uwagę zespołom analizującym fotografie i dane z misji kosmicznych VOYAGER tudzież fotografie z teleskopu HST, że w tych analizach niejakie nieścisłości się pojawiły.

JPL Pasadena; Meeting on astrophysics with infrared surveys; (22.6-24.6; 1998)

Poleciałem do LA prywatnie, z własnej kieszeni i czystej troski o ogólność wiedzy ludzkości.

Naiwny chyba trochę byłem, bo pomyślałem sobie, że tam w tym USA-NASA to są tacy ludzie, no tacy fizycy, że 'o Jezu'. Że im to tylko postęp fizyki i nauki we łbie. I jak one te ludzie tylko wstaną rano z pościeli, to im ta troska o ten postęp fizyki po czerepie tak wali, że one spokoju nie mają te ludzie do wieczora. Okazało się jednak, że najczęściej niestety to wali tym ludziom po czerepie nocny klub z poprzedniej nocy w Hollywood, bo Pasadena to tylko taka okoliczna wioska przy LA.

Mam poważne podejrzenia, że Imaging team z NASA, który analizował poniższe zdjęcia Urana w podczerwieni był po jakimś hucznym sympozjum w klubie z udziałem 'zielonej wróżki', albo nawet 'białej księżniczki'. Na trzeźwo takiej gafy nie da się walnąć.

Bo Uran jaki jest w podczerwieni, każdy widzi. Każdy, tylko nie eksperci w NASA. Bo ci, lekko skacowani najwyraźniej, fizycy z NASA z ruchu tych małych chmurek (A,B) w atmosferze Urana dość dokładnie policzyli okres rotacji planety, ale całego konia już nie dostrzegli i nie zauważyli, że ten koń (→) się śmieje. Jak trzeba być skacowanym, żeby nie dostrzec konia. Dobrze, że Uran to spokojna szkapa jest i nie kopie.

Fig. 4 Koń na fotografii z HST

Bo policzenie (dość dokładne nawet) okresu rotacji z tych chmurek (A,B), a przeoczenie reszty powierzchni, to tak, jakby z oczek tego zwierzaka wnioskować o jego preferencjach seksualno-kulinarnych, a nie dostrzec pyska konia, który się śmieje, i że to w ogóle o konia chodzi. Jeśli do tego dodamy fakt, że pole magnetyczne Urana ma ekstremalne dla całego US wartości położenia jego osi w stosunku do osi rotacji, i że zespoły naukowe w NASA nie skojarzyły tego pola z faktem, że Uran wygląda jak koń, to musimy dojść do wniosku, że intuicja naukowa nie jest najmocniejszą stroną niektórych zespołów w NASA. Nie wpadli na to, że Uran jest obiektem specjalnej troski i trzeba mu się bliżej przyjrzeć.

Fig. 5 Osie rot-mag Urana

Mam ponadto poważne podejrzenie, że na tym rysunku (Fig. 5) 'Dipole offset' (~1/3 R_U) jest namalowany w przeciwną stronę. Bo chyba to przesunięcie powinno być w kierunku cieplejszej półkuli Urana. Ale jeśli w NASA konia nie dostrzegli, to ten 'offset' jest już drobnym 'zecerskim' szczegółem.

Od jakiegoś czasu NASA struga nowy rydwan OCEANUS, który znów ma lecieć do planet zewnętrznych. Nieco retoryczne pytanie się nasuwa:

- po jaką cholerę

A kto w NASA otworzy oczy i przeanalizuje zestawy danych, które udało sie zebrać dotychczas z misji Voyager i HST? Czy ktoś pochylił sie nad tym pokracznym polem magnetycznym tej planety? Czy ktoś zadał sobie pytanie skąd ta 'pokraczność' sie bierze? Postęp nauki nie bierze się z samego zbierania coraz większej ilości obrazków, fotografii, czy konstruowania coraz większej rozdzielczości pikselo-matryc. Jeśli teoretycy w NASA nie widzą konia, to nawet najwspanialszy, pozłacany rydwan OCEANUS im nie pomoże w dalszej podróży. Bo skąd mogą mieć pewność że 'kierunek słuszny'?

Prawdziwy postęp nauki bierze się najczęściej z 'bezcelowego' łażenia po wsi. Coś tam kijaszkiem na piachu namalować, poszukać jakichś związków między faktami, które na pierwszy rzut oka nie mają ze sobą nic wspólnego. Kurz um: z myślenia! Z myślenia, a nie 'zmyślania' i przeżuwania ciągle na nowo tej, po wielokroć już używanej i wypluwanej, gumy do żucia jak 'Freefalla', czy tych równie pokracznych 'sił pływowych', tylko dlatego, że kaznodzieje tak prawią i nie warto już wysilać czerepa, bo wystarczy w pospólnym chórze śpiewać 'radosną nowinę 'Freefalla''.

SNAFU 19 stycznia 2020, 04:38 pisał:

"Jeszcze, z innej beczki -- a propos swobodnego spadku. W mechanice newtonowskiej pojęcie to jest ściśle zdefiniowane i nie ma powodu by się na nie wybrzydzać. Podobnie, ściśle zdefiniowane jest pojęcie więzów, jest kilka kategorii tychże, ale np. ruch w samym tylko polu grawitacyjnym nie podchodzi pod żadną z tych kategorii. Takie są definicje i z definicjami nie należy walczyć -- najwyżej można stwierdzić, że w przypadku takiego to a takiego pojęcie ma się "zdanie odrębne", przyjętej powszechnie definicji się nie uznaje, a zamiast niej będzie się stosować "definicję własną", którą zawsze w takich przypadkach należy podać, ze szczególną dbałością o jasność."

Trochę pogrzebałem w sieci, co to ją ciągle ciągam za sobą, cóż to właściwie może znaczyć to Pańskie sformułowanie o 'Freefallu'

"...W mechanice newtonowskiej pojęcie to jest ściśle zdefiniowane ..."

Czy ta "ścisła definicja 'Freefalla' " to jest to zdanie, które otwiera te wszystkie wywody w wielu językach? Bo nic innego póki co nie znalazłem.

"In Newtonian physics, free fall is any motion of a body where gravity is the only force acting upon it. " (+ inne języki z tą samą treścią).

Tylko proszę mi tutaj tych panów z 'The Eöt-Wash Group' z University of Washington nie cytować, bo te ich 'pomiary' i wywody to już są tak bardziej przez ścianę do kabaretu. Wskazówki do konkretniejszych tekstów mogą być pomocne w dalszej dyskusji, bo to zdanko o 'only force acting' to jest póki co jak ta "guma do żucia" Pani Krystyny Jandy. No chyba Snafu, że jest Pan w stanie wykazać na podstawie działania samej siły grawitacji i "ze szczególną dbałością o jasność", dlaczego Uranus wygląda jak koń i jego pole magnetyczne jest takie pokraczne. Czy masz Pan jakieś problemy ze wzrokiem, czy może teflon pokrył Waćpana percepcję tak dokładnie, że tych fotek Urana Pan wcale percepcyjnie nie rejestrujesz i się do nich nie odnosisz? A ponadto sam Pan przecież wrzucałeś kamyki do mojego ogródka, że ja o "siłach pływowych" to niby wcale nie mam pojęcia. Znaczy, że, czyli, że jednak nie sama siła grawitacji działa na orbicie, ale jak również zarówno te 'siły pływowe', czy jak to jest? 'Freefall' czy 'Nie-Freefall'? Ja już wstępnie pominę tutaj fakt, że te 'siły pływowe', które mnie od początku różni fizycy w szprychy rzucali, to jeden z bardziej pokracznych pomysłów we fizyce jest. Kiedyś poruszałem ten problem u Artymowicza i u Pana też, ale teflonowe myślenie nie zezwala wam na dyskusję. Ta bzdurna Zasada Macha głoszona kiedyś przez Einsteina pokryła mózgi fizyków warstwą teflonu, do którego nie klei się żaden argument. Ani fizyczny, ani optyczny, ani logiczny, NIC. Waćpan serwujesz mi tutaj ciągle na nowo tę lekko nadwyrężoną już i nadgryzioną "freefallową gumę do żucia" jako 'pierwyj Mitschurinowskij sort' potrawę naukową. A koń się śmieje ...

Żeby nie przedłużać już tych wywodów Snafu. W roku 1997 Prof. Teisseyre i Dr. Tomasz Ernst z Instytutu Geofizyki PAN pisali do mnie:

"... pomysł wydaje się bardzo dobry, ale obliczenia są złożone. Między innymi wektor związany z obrotem Ziemi powinno się rozłożyć na składowe..."

I tu leży koń..., tfu... pies pochowany właśnie. Wektor rotacji własnej i orbitalnej niejednorodnego i niesztywnego ciała niebieskiego należy rozłożyć na składowe, bo inaczej to ten freefallowy teflon przesłania wszystkie dynamiczne procesy wnętrza każdego(!) ciała niebieskiego. A ścisłe obliczenia matematyczne są faktycznie ku...lsońsko trudne. Sama myśl o matematycznym opisie rozkładu ciśnień i pływów dla płynnego wnętrza Ziemi 'napędzanego impulsowo' asymetryczną żelazo-niklową stałą kulą już jeży grzywę Konia-Ziemia., nawet jeśli przyjmiemy wstępnie stałą gęstość płynnego wnętrza Ziemi. Założenia tego nie możemy jednak przyjąć dla gazowego konia o imieniu Uranus, gdyż koń ten nie posiada zewnętrznego stałego płaszcza, a gęstość jego rozkłada się (na zewnątrz stałego jakoś-lodowego jądra) bez stromych uskoków wzdłuż promienia.

Do w miarę spójnego opisu tych problemów we wnętrzach rzeczywistych ciał niebieskich potrzebny jest zespół tęgich głów, nieskażonych teflonem Zasady Macha i freefalla. Ja niezbędną do tego zadania Mechanikę Ośrodków Ciągłych poznałem tylko ze słyszenia od mechaników kiedyś. Sama teoria pola to za mało, trzeba dodać realną substancję, z której się taka bulwa na orbicie składa.