Lyst på 25 timer i døgnet? Gal forsker har planer for jorden.

Hadde jeg bare hatt...

Hadde jeg bare hatt…

Nok en dag er over uten at alt på ToDo-listen kan krysses av. Det hoper seg opp av ugjorte ting, stress blomstrer og tidsklemma gliser mot deg. Hadde det ikke vært deilig med en 25. time i døgnet? Og helst for alle, slik at alle andre blir ferdig med arbeidet som du venter på resultatet av også? Heldigvis har fysikk en mulig løsning, hvis vi bare jobber sammen. Les videre for å bli del i en snedig plan… 

Idéen

Tanken er såre enkel, som de fleste geniale planer når man først har kommet på dem. Den krever kanskje litt store vyer, men den som intet våger og alt der der… Vi må rett og slett få jorden til å rotere litt saktere. Akkurat såpass mye at den roterer på 25 timer i stedet for 24. Og hvordan gjør vi så det?

Det er flere muligheter. Science Fiction-forfattere som skriver om terraforming av andre planeter eller måner pleier å løse det med å bombardere himmellegemet med asteroider, slik at det enten bremses ned eller spinnes opp av voldsomme kollisjoner. Det vil fungere for jorden også, men er nok en noe røff metode – og dessuten har vi ikke teknologien enda (skjønt en fersk NASA-plan gir litt ubehagelige vibber her…)

Nei, idéen her er en helt annen. Vi kan utnytte en av naturens bevaringslover. Hva er det? Energi ikke kan bli borte eller skapes, men bare gå over i andre former. Dette er en bevaringslov, en av mange som finnes i ulike sammenhenger i fysikken. En annen, som er mer nyttig for oss nå, heter på fint «bevaring av angulærmoment». Spinnbevaring på godt norsk, eller rett og slett «det som går rundt vil fortsette å gå rundt».

Spinnbevaring er litt finurlig. Et kjent eksempel er når du snurrer rundt på skøyter, med armene ut, og så trekker dem raskt inn. Hva skjer? Jo, du snurrer fortere. Dette er fordi formen på kroppen din har endret seg, og det endrer også kroppens angulærmoment eller spinn. Det blir i utgangspunktet mindre – men siden spinn ikke kan bli borte av seg selv så kompenserer kroppen ved å rotere raskere.

Men før eller siden slutter du jo å spinne likevel? Hva har skjedd da? Jo, da har friksjonen mot bakken bremset deg – og spinnet er blitt tatt opp av noe annet. Jorden. Siden den har bremset deg har jorden blitt nødt til å spinne bittelitt raskere eller saktere, avhengig av hvilken vei du spant.

Nå nærmer vi oss en idé her. Kunne vi gjort en eller annen felles bevegelse alle sammen, slik at jorden tok opp så mye spinn at den begynte å rotere saktere?

Planen

Her er selve planen: Tenk deg at du befant deg på ekvator. Står du stille så beveger du deg med jorden, rundt og rundt, og du og jorden har et felles angulærmoment. Men hva nå om du begynte å gå, med jordens rotasjonsretning? Da får du litt ekstra spinn samme vei. Og spinn kan ikke bare dukke opp. Du har tatt det – fra jorden.

I dette tilfellet er det greit å forstå hva som skjer med spinnbevaring også. Det er bare en annen versjon av energibevaring. Når du begynte å gå så måtte du sparke fra mot bakken. Hvis jorden var bitteliten under deg så ville frasparket ditt sendt den spinnende i motsatt retning. Du dytter på jorden når du begynner å gå – det skjer bare i bitteliten skala.

…og dette med bitteliten skala er så klart et problem. Du alene vil neppe klare å bremse ned jorden nok. Men hva om vi samlet alle mennesker i verden rundt ekvator en liten stund, og løp i samme retning alle sammen? Da måtte det vel monne? Vi er jo tross alt syv milliarder folk nå.

Jepp, der har vi en plan. Det eneste som mangler er en lang, lang vei rundt ekvator, og den kan jo være nyttig i flere sammenhenger også. Sett i gang og bygg!

Gjennomføringen

Er du overbevist? Ikke det, nei… Har det rablet for en ellers ganske sindig fysiker, som rett nok har et hemmelig håp om en dag å gå fra vettet og blir en ekte gal forsker?

Det er ingenting i veien med idéen over (vel OK, en ting, men mer om det etterpå). Hovedproblemet med den, som du antakelig forlengst har skjønt, er at effekten er så bitteliten at selv om vi sto ved ekvator, alle syv milliarder av oss, og la inn en Usain Bolt-sprint langs rotasjonsretningen, så ville det ikke monne.

Fysikere krever alltid to ting av en idé. En fysisk mekanisme som forklarer hva som skal skje og hvorfor (check), og en utregning som viser at tallene går opp (oops).

La oss sjekke. Den fulle utregningen kan tilsendes på forespørsel, men her er hovedtrekkene. Anta først at vi vil spinne ned hele jorden. Den veier 6*10^24 kg, og har en radius på ca. 6400 km. Hvis vi først beregner planetens treghetsmoment. Rotasjonshastigheten er en omdreining per 24 timer. Ut fra dette kan vi beregne jordens spinn til å være ca. 10^34 kg m^2/s. Tro meg, det er et digert tall.

Deretter må vi beregne det ekstra spinnet en person får ved å begynne å løpe med f.eks. 10km/t – en normal løpefart som kan holdes en stund av en gjennomsnittsperson på ca 70 kg. Det blir ca. 10^9 kg m^2/s. Altså et tall med ni nuller, som skal konkurrere med et tall som har 34 nuller. Hmmm…

Men det var bare en person. Vi snakket om hele menneskeheten her. La oss runde opp til ti milliarder for enkelhets skyld. Da blir totalt spinn vi kunne tatt fra jorden 10^19 (den lange enheten). Fortsatt et godt stykke unna…

Men vent! Vi trenger jo ikke spinne ned hele jorden – bare overflaten. Jordens skorpe ligger jo og flyter på mantelen, og kjernen roterer alt med en annen hastighet enn resten. Hva er spinnet til jordskorpen? Vel, skorpen er i snitt rundt 20km tykk og har en tetthet på 3 gram per kubikkcentimeter. Sånn omtrent. Med litt mer regning finner vi noe som er rundt 1% av jordens totale spinn, 10^32 (lang enhet). Egentlig hjalp ikke det så mye…

Men vent igjen! Vi skulle jo ikke stanse jorden – eller skorpen – helt, bare ta fra den ca en tjuefjerdedel av spinnet slik at den går en time saktere rundt. La oss si at vi bare tar en hundredel, for å være litt snille med oss selv. Da er vi nede i at vi må ta opp 10^30 kg m^2 / s.

Kunne vi klart det? Hva om vi løp mye, mye raskere enn vi antok over? Spinnet øker lineært med hastigheten, som vi sier i fysikkland, så det er lett å regne ut. For å få det til måtte faktisk alle mennesker på hele jorden stilt seg ved ekvator – og løpt raskere enn lysets hastighet.

Og en annen ting jeg akkurat kom på: Når vi først var i gang med å løpe så måtte vi bare fortsatt. Hvis vi stoppet så ville jo jorden spunnet opp igjen og gått like fort som før.

Nei, vettu hva… Det går ikke. Søren også. Jeg som hadde så fin en plan…

Moralen

Hvorfor skriver jeg dette? Sånn rent bortsett fra at det er en artig lek med tall og en snikete måte å fortelle om det ellers litt kjedelige begrepet spinnbevaring på?

Moralen har jeg alt presentert: Fysikk – og all kvantitativ vitenskap – krever alltid to ting av en idé. En fysisk mekanisme som forklarer hva som skal skje og hvorfor, OG en utregning som viser at det hele henger på greip. Det er de færreste idéer som lar seg avsløre så lett som den jeg presenterte over. Som regel må vi ta tanken, regne på den, gruble og prøve å forstå, før vi kommer til et svar.

Et eksempel er idéen om at kosmisk stråling skal kunne påvirke jordens klima. Les mer om det her. Det er ingenting i veien med tankerekken. De fysiske mekanismene henger helt på greip. Problemene kommer først når du prøver å sette inn tall og sjekke om det hele faktisk betyr noe. (Svar: Nei.)

Et annet eksempel er at magneter plassert for eksempel på håndleddet i et armbånd skal kunne påvirke helsen, ytelsen eller noe annet biologisk. At det går elektriske ladninger rundt i kroppen, og at magneter påvirker ladninger, er gammelt nytt. Men prøv å sett inn noen tall så får du noe som er like tåpelig som argumentet jeg prøvde å selge deg over. Ikke kjøp slike produkter – de er svindel.

I en verden som flommer over av påstander, idéer og motstridende forklaringer kan det være lurt å ha i mente at en plausibel mekanisme ikke er nok. Tallene må også gå i hop. Still spørsmål. Den som kom med påstanden bør også kunne kvantifisere den.

Så jeg må bare beklage – fysikk kan ikke gi deg den 25. timen i døgnet. (Ihvertfall ikke uten å gå drastisk til verks og skaffe noen asteroider.) Faktisk er det snarere motsatt. Med litt fysikk innabords blir det fristende å faktisk sette seg ned og regne litt på alle de forunderlige påstandene som flyter rundt der ute – og det kan fort ta både en og to og tre timer… Lykke til. Du kan jo begynne med å sjekke utregningene mine over – for jeg garanterer ikke at de er uten feil 🙂

20 comments

  1. kee · juni 17, 2013

    Når fysikeren har stresset ned og evner å tenke klart igjen, kanskje rundt 21 august for eksempel, kan han vente på kvelden, sjenke seg et godt glass amarone, finne frem dekkstolen, sette seg ned i hagen og titte østover. Der vi han etterhvet se mekanismen som vil gi ham femogtjue timer i døgnet. Helt uten kroppslig anstrengelse. Det eneste som kreves er tålmod.

    • Bjørn H. Samset · juni 17, 2013

      Jasså? Jeg er glad i amarone, så jeg tester gjerne det.

      • kee · juni 17, 2013

        Det blir noen millioner år i dekkstolen da, dog. Men pytt, amarone er godt og sensommers fullmåne er det vanskelig å gå lei.

      • kee · august 21, 2013

        Nå, fått sett lyset? Det er ganske vakkert her i alle fall. Får følelsen av bedre tid allerede.

  2. Jan Ivar Korsbakken · juni 17, 2013

    Hvis du bare vil ha en ekstra time i døgnet, kan du få det til ved å bevege deg i (relativt sett) sneglefart: Bare flytt deg ca. 1650 km vestover per dag (én tidssone) :-). Litt juks, ettersom du mister et helt døgn hver 24. dag (når du krysser datolinja). Men det burde vel funke bra for B-mennesker som vil ha en bedre døgnrytme, og kan ta seg drøyt én fridag i måneden?

    Hovedproblemet er nok etikken i det: Ved å bevege deg konstant vestover, *øker* du rotasjonshastigheten til Jorda litte grann. Så alle andre mennesker mister et attosekund eller to av døgnet sitt for at ett selvopptatt B-menneske skal få sove en time ekstra hver morgen. #atdetgåran

    • KML · juni 17, 2013

      Ah, husker en gang jeg var med et skip fra Japan til Canada. Brukte knapt et par uker over Stillehavet. Med noen dagers mellomrom, måtte skipets klokker stilles frem en time på grunn av tidssonene. Ikke spesielt optimalt for et B-menneske…

    • Bjørn H. Samset · juni 17, 2013

      Etikk schmetikk 😉 Men forslaget ditt er kanskje et hakk mer praktisk ja. Strengt tatt litt overraskende fra en teoretiker, men du er kanskje blitt korrumpert av skoleverket? Kanskje vi skulle innføre tvungen vestflytting for alle? Det ville løst mange regionkonflikter og gjort flyktningebegrepet noe overflødig… (Sånn mer seriøst: Takk for kommentar 😉

  3. Lungemos · juni 17, 2013

    Justerer vi ned en time til å vare i 57.6 minutter fremfor 60, så får vi 25 timer i døgnet.

    • Bjørn H. Samset · juni 17, 2013

      Veldig pragmatisk løsning, men ja. Og et par minutter i timen har vi jo råd til å miste uten at det svir alt for mye. Lurt.

  4. Helge Fredriksen · juni 17, 2013

    Enkel bruk av den spesielle relativitetsteorien, det er bare å lage en motor som får deg opp i 0,28 ganger lyshastigheten, så har du strekt døgnet til 25 timer.

    • fredrik helgesen · juli 25, 2013

      Det blir vel omvendt? Om du beveger deg med 0,28c i forhold til jorda, så vil 25 forløpte timer på jorda oppleves som 24 timer i ditt referansesystem, eller hva? Et annet problem er jo at du i løpet av de første 4 av disse 24 timene har beveget deg utenfor solsystemets grenser, så døgnets lengde på jorda blir temmelig uvesentlig for deg.

  5. Kjell Arne Rekaa · juni 17, 2013

    – Newtons påstander om gravitasjon er bare sprøyt!
    – Han hadde ikke datamaskiner å lage simuleringer på heller – dessuten har Einstein påvist at Newton tok feil gjennom sin generelle relativitetsteori – var det ikke?
    – Teori? Det er jo bare en teori det og?
    – Det er bare tull å bruke heis eller trapp for å komme ned fra tiende etasje.
    – Se!
    – Jeg kjenner meg til og med vektløs!?
    – Bullshit all forsk…

    • Carbomontanus · juni 23, 2013

      Nei, ikke all forskning er bullshit.

      Jeg drøftet dette med kollega Bob Marvin Uphill bak i skauen i Maine USA, han har elg i haven og bever bak i skauen og bjørn på fuglebrettet. Men så var det bare en vaskebjørn. Men grevling har de ikke.. Han hadde mye epler og dem la han til beverne og de felte ospeskogen for ham og gnagde den ren så han hadde til ved. Nå er han flyttet over i Canada, jeg vet ikke om han er blitt jaga.

      så har de noen svære ugler «Chat Huant» som er lappugler. tenk det. Lappugla er en amerikaner som er kommet hit via Beringstredet. Han sa vi bare har pusekatter og veit ikke hva ugler er men de har ikke Hubro. Men lappugla er effekltiv. Den faller som et blylodd fra det store intet og letter som en fjørball to sekunder etter. Og der ligger Pus helt kaputt med hodet kuttet av med barberblad. Den dreper sine konkurenter og spiser dem ikke.Hos oss tar Hubroen revehvalper som den ikke liker.

      Oppgaven er dopplereffekten, og toget T går langs jernbanelinja s for skinner. Med farten V for velocity. Og så er det en gårdsvei eller bygdevei som går tversover i plan uten bommer. Toget T vil da tute før og over krysset for å skremme folk, og står man litt fra så vil man høre «TUUUUUUUuuuuuuuuuu» og det er dopplereffekten. Og så skal denne drøftes som funksjon av avstanden fra personen P og til toget som passerer og som går med den konstante farten V.

      Og så går man nærmere og nærmere og droppet blir krappere og krappere inntil hvis man står midt på linja på overgangen når toget passerer, «Then the drop is not heard!» iflg Marvin.

      Argumentet er fra Harward fo der har Marwin vært og han har også vært i Library of Congress.

      Men Samset, dette her har jeg også i en bok 1″ x 6″ x 8″ bøttepapir Middelalderscolastikk «Die vorlaufer Gallileis im XIV Jahrhundert» hvor 1/4 av teksten er middelalderlatin så jeg måtte falle tilbake på skolefransk og kjøpe Egl. Latin Lexicon i Universitetsbokhandelen. Da er det språket les- bart. Og det er null over og under brøkstreken og sånt og ting som nærmer seg nedre og øvre grenser. De var ikke dumme.

      • KEE · juni 26, 2013

        Men noen ganger kan det virkelig lønne seg å forske på oksemøkk:
        http://teora.hit.no/dspace/handle/2282/1311
        Les PDF’en. Smittesanering, bedre form på plantetilgjengelig næring og metangass man kan svi av. Det er bullshit som rocker. Om det får verden til å spinne saktere er vel heller tvilsomt.

  6. Morten Eckersberg · juni 20, 2013

    Kom i hug en bok jeg leste i barndommen: Jules Verne hadde løsningen i The Purchase of the North Pole. De vil endre klimaet og avfyrer en kjempekanon for å endre jordens helling. Så om de hadde avfyrt kanonen langs ekvators retning ville de endret jordens rotasjonshastighet.
    Det hører med til historien at forsøket var misslykket på grunn av en regnefeil, kanonen måtte være en billion ganger sterkere for å oppnå ønsket effekt.

  7. Jitte · juni 23, 2013

    Månen er vel den største kandidaten til å bremse ned rotasjonshastigheten, problemet er at det vil ta noen hundre millioner år før jorda har blitt bremset med en time (månen bremser per nå jorda med ca to millisekunder per 100 år: http://en.m.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration )

    • Jitte · juni 23, 2013

      Og hvorfor kom ikke de andre kommentarene opp før etter at jeg postet min? Nå ser det jo ut som om jeg ikke kan lese…

  8. Carbomontanus · juni 23, 2013

    Men Samset

    Det er noe som er seriøst og verdinøytralt her.
    Etter tsunamien i Japan kom det melding at nå var døgnet blitt så og så mange microsekunder kortere og jeg regna ut. Det var pico- døgn.

    Og det oppklarer jo hele saken

    Platene er faststofflige og de stuver og det stuver opp i gravitasjonsfeltet til det knekker, og da faller det ned og jordkloden spinner da opp litte grann. Og dette gjentar seg.

    Og da har vi jo jordskjelv og tsunami- varsel. Når døgnet sakkler og sakker og sakker…. så er det jo like før det smeller og dratter! og da går det fortere igjen.

  9. klima schlima · juni 27, 2013

    Hei bjørn!

    For deg har moralen i denne historien et navn, og det er sewtha.

    Hm.

  10. mortensickel · august 12, 2013

    Forsøk på å gå whatif.xkcd.com i næringen? 😉 Ikke dårlig. (men forøvrig er det jo pussig at ingen ennå har vist til http://xkcd.com/162/)

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s