Naar de content

Waarom stort de aarde niet op de zon?

Illustratie van een planeet
Illustratie van een planeet
Wikimedia Commons, NASA/JPL-Caltech via publiek domein

“Waar haalt de aarde de energie vandaan om zonder vertraging om de zon te blijven draaien?”, vroeg onze lezer Bob. NEMO Kennislink-redacteur Roel van der Heijden geeft antwoord.

5 augustus 2021
Een man zwaait met een golfclub op een golfbaan.

Een speler slaat een golfbal. De bal komt uiteindelijk tot stilstand door luchtwrijving en het stuiteren op de baan.

 flickr.com, North Carolina National Guard via CC BY-ND 2.0

Voor een aardbewoner lijkt dat een logische vraag. Wij leven immers in een wereld waarin alles uiteindelijk stil komt te staan. Een auto met motorpech stopt op de vluchtstrook, een weggeslagen golfbal vind je ergens (hopelijk) op de baan en een draaimolen houdt ermee op als je er niet continu energie in pompt.

Dat lijkt heel normaal, want op aarde ondervindt alles wrijving. De auto stopt door tegenwind en het contact van de banden met het wegdek. Een golfbal verliest zijn snelheid na de afslag door luchtwrijving en het stuiteren op de baan. De draaimolen houdt ermee op door de wrijving in de as waarop de installatie draait.

Wrijving is het proces waarbij bewegingsenergie wordt omgezet in warmte. Bij al deze voorbeelden is de bewegingsenergie als warmte afgegeven aan de atmosfeer, het wegdek, de banden, de golfbaan of draaias.

Uitzonderlijke situatie

Vanuit een meer kosmisch perspectief is dat een best uitzonderlijke situatie. Ga je naar de ruimte dan verdwijnen veel vormen van wrijving. Bij gebrek aan een atmosfeer is er doorgaans geen (noemenswaardige) tegenwind en een ruimteschip maakt meestal ook geen contact met een oppervlak waarbij wrijving ontstaat. Dat betekent dat een ruimteschip met pech niet tot stilstand komt op de interplanetaire vluchtstrook. Het blijft simpelweg rechtdoor vliegen met dezelfde snelheid! De eerste wetenschapper die dit opschreef was Isaac Newton. Hij formuleerde de beroemde wet van behoud van energie.

Bij de beweging van een planeet om een ster (of bijvoorbeeld een maan om een planeet) ligt het iets subtieler. Zonder zon zou de aarde rechtdoor (blijven) vliegen. De zwaartekracht van de zon buigt de baan van de aarde tot een rondje om de zon, maar onze planeet verliest daarbij geen bewegingsenergie. In principe zal een planeet tot aan het einde gratis en voor niets rondjes blijven draaien. Overigens zijn er wel subtiele wrijvings- en getijdeneffecten die de snelheid en baan van hemellichamen beïnvloeden.

Vanuit kosmisch perspectief moet je jouw vraag eigenlijk omdraaien. De aarde heeft (gelukkig) geen energie nodig om in beweging te blijven, de aarde heeft juist energie nodig wanneer je haar tot stilstond zou willen dwingen!

Maar waar heeft de aarde de energie vandaag gehaald voor haar baan om de zon? Die bewegingsenergie komt uit de gas- en stofwolk waaruit het zonnestelsel ontstond. Hoe dat ging leg ik uit in dit filmpje voor Wetenschap101.

ReactiesReageer