3.6.6 SLAPOVÉ SÍLY
Pojem „slapové síly“ byl v této knize použit několikrát, a proto je dobré jej osvětlit:
Trajektorie nebeských těles je výslednicí Gravitačního zákona symetrického pohybu (dle TČ), respektive rovnováhy odstředivé setrvačné síly a dostředivé gravitační síly (v terminologii Newtonovské).
V reálném světě má však každé těleso nejen hmotnost sídlící v těžišti, ale i nezanedbatelný rozměr a tvar, přičemž hmotnost pochopitelně sídlí nejen v těžišti, ale i v každé částečce daného tělesa (a dokonce i v okolním „prázdném“ gravitačním poli).
Na orbitě kolem „centrálního“ nebeského tělesa je tudíž v rovnováze sil pouze těžiště obíhajícího tělesa (gravitace směřující do centra = odstředivá setrvačná síla trajektorie po zakřivené kružnici), pro částečky hmoty vzdálené od těžiště však tato rovnice neplatí – směrem k centrálnímu zdroji gravitace (kolem něhož těleso obíhá) vítězí gravitace, směrem opačným vítězí odstředivá setrvačnost.
Poznámka:
V této situaci nevadí zjednodušené tvrzení, že satelit obíhá centrálního obra. V reálném světě (samozřejmě) i obři obíhají satelit (viz symetrie pohybu), avšak v důsledku nepoměrných hmotností jsou nepoměrné i rozměry a rychlosti orbity „centrálního“ obra.
Zatímco samotné těžiště satelitu na oběžné dráze je opravdu bez jakýchkoliv sil – s radiální vzdáleností od těžiště působí oběma směry síly, které způsobují napětí a deformaci tvaru. Stejnou příčinu má i tzv. mikrogravitace, kterou pozorují kosmonauti na palubě vesmírných stanic – předmět ponechaný uprostřed modulu (v těžišti) zůstává v beztížném stavu dlouhodobě na svém místě, zatímco radiálně umístěné předměty se časem pomalu přesunou „k Zemi“ či naopak „od Země“.
Ve výsledku se slapové síly podílí na tvaru (deformaci) nebeských těles a geotermální aktivitě. Na Zemi například přitažlivost Měsíce způsobuje nejen pravidelné (dynamické) protahování zemského globu, ale má na svědomí i periodické „stěhování“ kapalin na povrchu – příliv a odliv moří.
Sekundárně mají na Zemi vliv i slapové síly způsobené Sluncem.
Obrázek 132:
Slapové síly jsou mocnými silami. Mořský příliv a odliv sílí, když gravitace Slunce i Měsíce působí „synergicky“ (dolní scénář).
Obecně formulováno – je příčinou slapových sil rozdílný gravitační potenciál, který radiálně klesá se vzdáleností od masivního centrálního tělesa.
V kontextu vesmíru si tudíž musíme uvědomit, že opět vše souvisí se vším – slapové síly Slunce deformují orbitální dráhy satelitů planet (například Měsíce). Stejně tak slapové síly centra Mléčné dráhy deformují naši Sluneční soustavu, respektive jednotlivé orbitální dráhy i samotné Slunce (byť nikdo netuší, jak moc).
Je třeba zdůraznit, že opět nejde o „poruchy“ v platnosti Newtonových zákonů, ale naopak o jejich potvrzení!
Se slapovými silami musíme počítat proto, že jsme v našich výpočtech nahradili reálná 3D tělesa (rozličných tvarů) idealizovaným hmotným bodem. Kdybychom uměli kalkulovat gravitační situaci naší Sluneční soustavy (či ještě lépe celé Mléčné dráhy) s ohledem na každou částečku hmoty (dle veškeré tvarové a hmotnostní distribuce), slapové síly by vymizely, respektive by jejich účinek byl plně popsán Newtonovým gravitačním zákonem, respektive Gravitačním zákonem symetrického pohybu hmoty.