Физици от университетите в Орхус и Копенхаген (Дания) са доказали, че центърът на Земята е много по-млад от нейната кора, като по този начин леко коригира Нобеловия лауреат Ричард Фейнман. Изследването е публикувано в European Journal of Physics и е достъпно на arXiv.org.
Според общата относителност гравитационният потенциал влияе на времето: колкото по-малко е, толкова по-бавно минава времето. Това означава, че хипотетичното измерване на възрастта на масивно тяло, като Земята или Слънцето, на повърхността му и в близост до центъра му ще доведе до различни резултати.
Историята на формирането на Земята от протопланетен диск не е пряко свързана с определянето на нейната възраст - за разлика от стареенето на радиоактивни елементи. По-специално, на повърхността на Земята има повече продукти на разпад на радиоактивни изотопи, отколкото в нейния център, което е свързано с различни условия, при които настъпва стареене на изотопи.
Това вероятно е имал предвид Файнман, когато в лекциите си за гравитацията, изнесени през 1962-1963 г. в Калифорнийския технологичен институт (САЩ), той каза, че „човек трябва да бъде много по-внимателен в бъдеще, когато говори за възрастта на обекти като Земята, защото центърът на земята трябва да е с ден или два по-млад от повърхността му."
Този мисловен експеримент е едно от многото наблюдения, направени от Фейнман за физическия свят. Разликата във възрастта на центъра и повърхността на Земята, посочена от него, е цитирана в няколко произведения. Изследването на датски физици обаче дава съвсем различен резултат. Не е ясно кой е сбъркал - стенограф или Фейнман, но вместо дни трябва да има години.
Датчаните се опитаха да възпроизведат разсъжденията на Фейнман за хомогенен модел на Земята (когато плътността й не се променя с дълбочина), а също така извършиха изчисление за предварителен референтен модел на Земята. Резултатите се различават значително един от друг и от оценката на Фейнман. Също така бяха извършени изчисления, показващи разликата във възрастите на центъра и повърхността на Слънцето.
В случай на хомогенна Земя гравитационният потенциал на планетата се описва с две формули: едната - за точка извън небесното тяло, другата - вътре в нея. Гравитационното червено изместване между центъра и повърхността на планетата се определя чрез потенциалната разлика в съответните точки, радиуса и масата на планетата. Резултат: центърът на Земята е с 1,58 години по-млад от нейната повърхност.
По-реалистичен предварителен референтен модел на вътрешната структура на Земята отчита промяната на гравитационния потенциал поради различни плътности на различни дълбочини на планетата. В този случай ядрото на планетата е 2,49 години по-младо от нейната повърхност. Учените също дадоха оценка, според която релативистката дилатация във времето, причинена от въртенето на Земята около оста си, може да бъде пренебрегната (приносът на ефекта не надвишава два дни).
Промоционално видео:
Датските физици завършват статията си с разсъждения за причините, поради които заключенията на Фейнман не са тествани по-рано. Лекциите на американския учен бяха стенографирани от постдокументи, коректирани от редактори, те бяха препечатани няколко пъти и послужиха като учебник за няколко поколения студенти по физика. Според датчаните тук се сблъскваме с пример за аристотелевско доказателство за етос.
Тоест, когато авторитетът и статутът на учен са високи, неговите заключения се приемат за даденост от колегите. Един от авторите на статията (Улрик Угерхой) призна, че също смята оценката на Файнман за разликата във възрастта на центъра и ядрото на Земята за правилна.
Междувременно самият Фейнман, докато работеше върху теорията за бета-разпад, някак в една от старите статии (не негова собствена), посветена на интерпретацията на експерименталните данни, откри неточности. Това доведе до много други статии, които се оказаха некоректни, защото се основаваха на първоначално неправилни данни. „Оттогава не обръщам внимание на това, което казват експертите. Аз самият го разбирам - каза той по този въпрос. Този епизод е описан в автобиографичния сборник "Вие, разбира се, се шегувате, господин Фейнман!"
Ксения Крюгер