Hvor hurtigt kører Parker Solar Probe i forhold til lysets hastighed? Hvis man dividerer sondens hastighed med lysets hastighed, får man 0,00023. Faktisk kan vi skrive det som 0,00023c (hvor c er lysets hastighed). Det er hurtigt, men det er ikke lysets hastighed.
Du vil sandsynligvis se noget om Parker Solar Probe’s hastighed mærket som den heliocentriske hastighed. Hvad er det for noget med det?
På Jorden er det sjældent et problem. Hvis du kører din bil med en hastighed på 55 mph, forstår alle, at vi måler denne hastighed i forhold til den stationære jordbund. Faktisk giver hastigheder kun rigtig mening, når de måles i forhold til en eller anden referenceramme. På Jorden er den indlysende referenceramme jorden.
Hvad nu hvis du ikke ønsker at bruge Jordens overflade som referenceramme? Forestil dig en politibetjent, der stopper dig i din bil og siger “Åh hallo, jeg har målt dig med 67,055 mph”. Det kunne faktisk være sandt, da jorden ikke er stationær. For at kredse om solen skal den bevæge sig med en hastighed på 67.000 mph for at nå hele vejen rundt om solen på et år. Ja, det er hurtigt (i forhold til Solen).
Hvis du ville måle Parker Solar Probe’s hastighed i forhold til Jorden, ville du få det svært, fordi du ikke kun ville have én værdi. Efterhånden som sonden bevæger sig tættere på Solen, kan sonden og Jorden bevæge sig i forskellige retninger. Så selv om hastigheden i forhold til Solen kunne forblive konstant, ville dens hastighed i forhold til Jorden ændre sig, da Jorden drejer rundt i sin bane om Solen.
Hvis du virkelig vil være skør, kunne du bruge en anden referenceramme – som f.eks. det galaktiske centrum. Men lad os ikke blive skøre.
Sonden vil køre endnu hurtigere, end den allerede gør i forvejen. NASA forventer en lidt højere hastighed, når den kommer tættere på solen i 2024. Men hvorfor bliver den hurtigere, når den er tættere på solen?
Der er to vigtige idéer her. Den første er gravitationskraften. Det er en tiltrækkende kraft mellem Solen og sonden. Størrelsen af denne kraft øges, efterhånden som afstanden mellem dem mindskes. Åh, bare rolig – du kan ikke mærke en stigning i gravitationskraften, når du bevæger dig tættere på jorden. Selv hvis du bevægede dig vertikalt 1000 meter, er det ubetydeligt i forhold til Jordens størrelse med en radius på 6,37 millioner meter.
Den anden del af problemet er cirkulær bevægelse. Forestil dig, at rumsonden bevæger sig i en cirkulær bane (hvilket faktisk ikke er sandt). For at et objekt kan bevæge sig i en cirkel, skal der være en kraft, der trækker det mod cirklens centrum. Størrelsen af denne sideværts kraft er proportional med kvadratet på objektets hastighed, men omvendt proportional med cirklens radius. Ved at lægge tyngdekraften og den nødvendige cirkelkraft sammen får jeg følgende udtryk for kredsløbshastigheden.
