Hipotetyczna sekunda zerowej grawitacji: Analiza konsekwencji dla Ziemi i Kosmosu

Wyobrażenie sobie scenariusza, w którym pole grawitacyjne Wszechświata znika natychmiastowo i trwa to przez dokładnie jedną sekundę, stanowi potężny eksperyment myślowy. Pozwala on ocenić głębokość naszej wiedzy na temat fundamentalnych praw rządzących kosmosem. Takie ćwiczenie wykracza poza ramy Ogólnej Teorii Względności (OTW), która traktuje grawitację jako cechę geometrii czasoprzestrzeni, a nie jako siłę, którą można po prostu włączyć lub wyłączyć. W chwili, gdy przyciąganie by ustało, pierwszym odczuciem na Ziemi byłaby całkowita nieważkość. Jednakże, zgodnie z zasadą bezwładności, obiekty nie poszybowałyby w górę, lecz zachowałyby swój dotychczasowy stan ruchu.

Rotacja naszej planety wprowadziłaby jednak znaczące modyfikacje do tego stanu. Siła dośrodkowa, która normalnie utrzymuje obiekty na zakrzywionym torze, przestałaby działać. W rezultacie ludzie i przedmioty zaczęliby poruszać się stycznie do powierzchni Ziemi. Na równiku doprowadziłoby to do minimalnego, lecz mierzalnego oddzielenia się od gruntu. Szacuje się, że w ciągu tej sekundy byłoby to około 1,7 centymetra, co wynika z przyspieszenia dośrodkowego wynoszącego 0,034 m/s².

Infrastruktura naziemna, nagle pozbawiona obciążenia grawitacyjnego, doświadczyłaby natychmiastowej redystrybucji naprężeń. To zjawisko wywołałoby mikrowibracje w elementach, które są zazwyczaj ściskane, takich jak liny nośne czy sprężyny. Kiedy grawitacja powróciłaby, nastąpiłoby uwolnienie tych skumulowanych naprężeń, co można by porównać do planetarnego wyładowania elastycznego.

Atmosfera, normalnie utrzymywana przez przyciąganie, zareagowałaby na ten impuls tworzeniem się fal ciśnienia. Chociaż ucieczka powietrza w kosmos w ciągu jednej sekundy jest niemożliwa z powodu ograniczenia prędkością dźwięku, mikroskopijne rozprężenie spowodowałoby oscylacje. Te mikrowybuchy, powstałe po przywróceniu pola, zostałyby zarejestrowane przez precyzyjne barometry jako globalny impuls. W oceanach, natychmiastowe usunięcie wpływu grawitacji, w tym składowej księżycowej, doprowadziłoby do chwilowego wyrównania powierzchni wody. Powrót przyciągania wywołałby ledwie zauważalne łańcuchy fal i sejsze przybrzeżne, które zarejestrowałyby mareografy, ale z pewnością nie osiągnęłyby skali tsunami.

Dla konstelacji satelitów, efekt polegałby na przerwaniu ciągłego „spadania” i przejściu w ruch po linii prostej. W ciągu 60 sekund (czas obserwacji efektu) to odchylenie wyniosłoby zaledwie kilka metrów, skutkując nieznaczną korektą orbit. W skali Układu Słonecznego, Ziemia na moment przestałaby zakrzywiać swoją drogę wokół Słońca, przelatując około 30 kilometrów po prostej, zachowując swoją prędkość orbitalną. Utracone przyspieszenie spowodowałoby odchylenie trajektorii o zaledwie jeden milimetr od przewidywanej ścieżki, co nie stanowiłoby zagrożenia dla stabilności orbit.

Ostatecznie, dla codziennego życia, to zdarzenie byłoby jedynie krótkotrwałym wstrząsem i nieocenionym źródłem danych dla metrologii. Dla inżynierów zajmujących się orbitami byłby to niewielki problem techniczny. Nauka natomiast zyskałaby jaskrawą demonstrację tego, jak mocno nasza egzystencja jest związana ze stałą obecnością przyciągania. Spekulacyjny charakter tego scenariusza uwydatnia fundamentalną sprzeczność z OTW, ponieważ natychmiastowe wyzerowanie grawitacji narusza prawa zachowania, gdyż zaburzenia grawitacyjne rozchodzą się z prędkością światła, co jest kluczowym elementem odróżniającym OTW od modelu newtonowskiego.