Fysiker från Aarhus och Köpenhamns universitet (Danmark) har bevisat att jordens centrum är mycket yngre än dess skorpa, vilket således korrigerar Nobelpristagaren Richard Feynman. Studien publiceras i European Journal of Physics och finns tillgänglig på arXiv.org.
Enligt generell relativitet påverkar gravitationspotentialen tiden: ju mindre den är, desto långsammare tid går. Detta innebär att en hypotetisk mätning av en massiv kropps ålder, som jorden eller solen, på ytan och nära dess centrum kommer att leda till olika resultat.
Historien om jordbildning från en protoplanetär disk är inte direkt relaterad till att bestämma dess ålder - i motsats till åldrandet av radioaktiva element. I synnerhet finns det fler sönderfallsprodukter av radioaktiva isotoper på jordytan än i dess centrum, vilket är förknippat med olika förhållanden under vilka åldring av isotoper sker.
Det var förmodligen vad Feynman hade i åtanke när han i sina föreläsningar om tyngdekraften, som gavs 1962-1963 vid California Institute of Technology (USA), sa att”man borde vara mycket noggrannare i framtiden när man pratar om åldern på objekt som Jorden, för jordens centrum bör vara en dag eller två yngre än ytan."
Detta tankeexperiment är en av många observationer gjorda av Feynman om den fysiska världen. Skillnaden i åldern på mitten och jordens yta som anges av honom citerades i flera verk. Studien av danska fysiker ger emellertid ett helt annat resultat. Det är inte klart vem som hade fel - stenograf eller Feynman, men istället för dagar måste det finnas år.
Danskarna försökte reproducera Feynmans resonemang för en homogen modell av jorden (när densiteten inte förändras med djupet) och gjorde också en beräkning för en preliminär referensmodell av jorden. Resultaten skiljer sig avsevärt från varandra och från Feynmans uppskattning. Dessutom genomfördes beräkningar som visar skillnaden i åldrarna på centrum och solens yta.
När det gäller en homogen jord beskrivs planetens gravitationspotential med två formler: en - för en punkt utanför himmelkroppen, den andra - inuti den. Gravitationsrödskiftet mellan planetens centrum och ytan bestäms genom potentialskillnaden vid motsvarande punkter, planetens radie och massa. Resultat: Jordens centrum är 1,58 år yngre än ytan.
En mer realistisk preliminär referensmodell av jordens interna struktur tar hänsyn till förändringen i gravitationspotentialen på grund av olika tätheter på olika djup av planeten. I detta fall är kärnan på planeten 2,49 år yngre än ytan. Forskare gav också en uppskattning enligt vilken den relativistiska tidsutvidgningen som orsakas av jordens rotation kring dess axel kan försummas (effekten av effekten överstiger inte två dagar).
Kampanjvideo:
Danska fysiker avslutar sin artikel med resonemang om orsakerna till att Feynmans slutsatser inte har testats tidigare. Den amerikanska forskarens föreläsningar stenograferades av postdokaler, korrekturläsades av redaktörer, de trycktes upp flera gånger och fungerade som en lärobok för fysikstudenter i flera generationer. Enligt danskarna står vi här inför ett exempel på aristoteliska bevis på etos.
Det vill säga, när en forskares myndighet och status är hög, tas hans slutsatser för givet av kollegor. En av författarna till artikeln (Ulrik Uggerhoy) medgav att han också ansåg Feynmans uppskattning av skillnaden i åldern på jordens centrum och kärna som korrekt.
Under tiden upptäckte Feynman själv, medan han arbetade med teorin om beta-förfall, på något sätt i en av de gamla artiklarna (inte hans egna), ägnade åt tolkningen av experimentella data, felaktigheter. Detta ledde till många andra artiklar som visade sig vara felaktiga eftersom de baserades på ursprungligen felaktiga uppgifter.”Sedan dess har jag inte uppmärksammat vad experterna säger. Jag räknar ut det själv, sa han om detta. Det här avsnittet beskrivs i den självbiografiska samlingen "Du gillar naturligtvis, herr Feynman!"
Ksenia Kruger
