Centrifugalkraft och gravitation

Titta igen på avsnittet "Ljus har tyngd". Där nämndes en farkost, som har fönster.

Jag spann vidare på den idén, då jag åkte tåg. Anta att du tittar ut genom ett fönster. Du ser ett tåg bredvid dig. Det ser ut som det går lika snabbt som tåget du sitter på, eller så står bägge tågen stilla. Du kan avgöra vilket fall det rör sig om, genom att titta ut genom ett annat fönster: antingen rör sig landskapet, eller så står det stilla.

Men sitter vi i en rymdfarkost och tittar ut genom ett fönster, kanske vi bara ser en annan rymdfarkost bredvid. Vi kan inte se hur fort vi färdas, eller om vi står stilla. Först då vi ser andra stjärnor, kan vi avgöra om farkosten rör sig eller står stilla.

Så till jorden. Jorden buktar ut vid ekvatorn för att den roterar. Hur vet jorden att den roterar? Vi vet att den roterar, eftersom vi kan se att stjärnorna rör sig, men jorden vet ju inte det.

Einstein kom fram till att rum-tiden är krökt vid en massiv kropp: sålunda är rum-tiden krökt i jorden närhet. Krökningen följer med jorden i dess bana. Men inte nog med det: rum-tiden ligger smetad kring jorden och känner av att den roterar. Sålunda en bromseffekt, precis som ebb och flod.

Det är därför man kan skapa konstgjord gravitation på en rymdfarkost, genom att låta den rotera. Saknar farkosten fönster kan man inte se att den roterar. Den signal som går till denna rymdfarkost, att den roterar är trögheten i rum-tiden (kallas frame-dragging). Länk

Det går också att göra ett experiment. Du står på nordpolen. Framför dig är en pendel, som hänger i en lång stång. Du drar pendeln bakåt, låter den stabilisera sig och släpper den sedan. Rimligtvis bör pendeln svänga i samma riktning som jorden vrider sig: det vill säga efter 24 timmar, om den nu kan svänga så länge, kommer den tillbaka till utgångsläget. Men det gör den inte. Den tar sikte på något ute i rymden och svänger mot en bestämd punkt, trots att jorden under den långsamt vrider sig.

Om man i stället placerar pendeln på ekvatorn orienterar den sig inte alls efter en punkt i rymden.

Då Foucault demonstrerade en sådan pendel i Paris, vred sig pendeln hela varvet runt på 32,7 timmar. Länk