21 august 2017

Månen forsvinner sakte bort

Solformørkelsen 21. august skyldes jo at månen skygger for sola. Det er et spektakulært fenomen, enda mer enn en måneformørkelse er det. Men det finnes et månefenomen til, et som ikke så mange bryr seg om. Det er det at månen beveger seg bort fra jorda med en hastighet på 3.82 +/- 0.07 cm pr år.

Litt overraskende for meg viser det seg at dette brukes av tilhengere av at jorda er ung, sånn ca. 10 000 år, til å ’bevise’ at jord-måne-systemet i hvert fall ikke kan være 4,5 milliarder år gammelt, som er det beste tidsanslaget vi har i dag.

De siste ukene har jeg vært involvert i en diskusjon i avisen Dagen om dette. Det startet med et innlegg 19. juli: ”Måneresesjonen og skapelsesdebatten”, som jeg svarte på 24. juli: ”Sannhet er det viktigste vi kan søke”. En slik debatt kan kanskje virke litt sær, men den bringer opp viktige temaer fra både vitenskapsfilosofi og historie som bør ha mer allmenn interesse.

Jeg skrev blant annet:

Jeg leser i Dagen 19.7.2017 at fordi månen flytter seg vekk med såpass mye som 3,82 cm i året kan ikke jord og måne være så gamle som ca 4.5 milliarder år. Halvannen milliard sies det at er mer sannsynlig. Ellers ville de en gang i fortiden ha vært så nær at de ville ha ødeleggende virkning på hverandre, slik Saturn har hatt på det som nå er blitt dens ringer.

Ved hjelp av astronomen Hugh Ross i organisasjonen Reasons to Believe ble jeg oppmerksom på et par artikler som jeg leste. Beregningen som Per Arne Åkenes i innlegget ”Måneresesjonen og skapelsesdebatten” snakker om, ser ut til være det dilemmaet Louis Slichter presenterte i Journal of Geophysical Research i 1963. Der antok han at månen alltid har fjernet seg med samme hastighet som nå [det er litt mer komplisert enn dette, se under]. På slutten av artikkelen er han inne på at det kanskje ikke stemmer, siden det da ikke kan ha holdt på slik lenger enn 1,4-2,3 milliarder år.

Slichters magefølelse var nok rett for han tok ikke med at kontinentene har forflyttet seg. Den bremsende virkningen av at kontinentene en gang var samlet tok Kirk Hansen med i en studie i Reviews of Geophysics and Space Physics i 1982. Da viser det seg at hastigheten er unormalt stor nå. Det gjør at jord og måne godt kan ha beveget seg fra hverandre i 4,5 milliarder år. Det er 35 år siden dette ble offentliggjort, så det er ikke akkurat noen nyhet. Å presentere resultatet fra 1963 som et faktum i 2017 er derfor ikke langt fra å være ’fake science’.

Jeg fikk to svar 3. august, ”Jordens alder og vi menneskebarn”, der Åkenes gir opp måneargumentet, og  ”Sannheten om måneresesjonen”, der Sakse forsvarer det. Jeg besvarte dette 15. august: ”Lemfeldig omgang med naturvitenskap”.

Der skrev jeg blant annet et forsvar for fagfellevurdert forskning:

Han vedgår at han ikke sjekket tallene angående månens bevegelse. Den er på 3,82 cm pr år slik NASA har funnet det ved å måle siden 1969 da de plasserte laserreflektorer på månen. Det er samme hastighet som neglene vokser med og selv 4,5 milliarders års konstant forflytning vil da bare gjøre at avstanden var den halve av i dag. Så grunnlaget for hele argumentet hans er falt bort.

Men jeg undrer meg jo på hvordan han kunne skrive et langt innlegg 19. juli uten å sjekke. Han ville neppe ha gjort det hvis det gjaldt utleggelse av Bibelen, men med naturvitenskap er det visst ikke så farlig. Den 3. august fortsetter han med mange andre argumenter for en ung jord i stedet. Derfor gjør det meg litt trist til sinns når han så beklager seg over akademikere slik: ”De gidder ikke ta bryet med å sjekke.” Men hvem kan vite om de nye argumentene, selv om de er kledd i et vitenskapelig språk, er sjekket like dårlig som måneargumentet?

Saxe i sitt innlegg samme dag forsøker å støtte det Åkenes nå har gitt opp. Han mener jeg ikke er helt oppdatert og belegger det med boka til Sarfati (Creation Ministries International, 2004/2014). Den har jeg sjekket og den viser seg å bygge på en kilde fra 2000 (Krelove) som Sarfati leste på web 12. desember 2002 og som nå er utilgjengelig. Dessuten er Sarfati uenig med Krelove og legger sin egen ung-jords tolkning i hennes resultater. Men hvordan kan vi vite om dette ikke bare er hans egen mening? Det er i hvert fall sikkert at hvis Sarfati hadde latt seg utsette for kildekritikk og kommet med denne tolkningen i et fagtidskrift, ville det ha vært mye lettere å forholde seg til den.

Hvorfor er det slik? Jo fordi vitenskapen er veldig opptatt av nettopp ”å ta bryet med å sjekke”. Fagfellevurdering er én slik metode for å motvirke tendenser til feiltolking. Alle har en tilbøyelighet i seg til å tolke ting slik at det bygger opp under tidligere antagelser - kanskje det er en slags parallell til Bibelens tale om vår syndige natur? Denne uavhengige sjekken er et forsøk på å heve naturvitenskap til å bli mer enn synsing. De siste 3-400 år har vist at systemet fungerer veldig bra selv om det alltids kan forbedres. Jeg publiserer selv flere artikler i året og er med på å vurdere enda flere. Det er ikke tvil om at denne sjekken luker ut påstander som ikke er godt nok underbygd og hever kvaliteten på forskningen. 

Sakse kom så med flere spørsmål 18. august i ”Han må ha rett”, og siden dette fordrer litt mer plass enn en avisspalte for å besvares, gjør jeg det her. Sakse bygger igjen på Sarfatis bok, som påstår at  måneforflytningen må ha vært mye større før.

Tidevannskreftene som månen utøver på jorda, skyldes at gravitasjonskraften er større på den siden av jorda som vender mot månen enn på den motsatte. Det gjør at jorda trykkes litt flat ved polene, men det påvirker først og fremst havene og til en viss grad også formen på jorda (Fig 1).

Men dette er et dynamisk system siden månen går i bane rundt jorda. Derfor vandrer denne utbulingen av havene rundt etter som jorda går rundt og månen flytter seg (Fig 2). Dette skaper friksjon som gjør at energi tapes. Det igjen gjør at jorda roterer litt langsommere etter som tiden går og at månen fjerner seg. Det har tatt lang tid å forstå dette fenomenet, fra George Howard Darwin (sønn av den Darwin du vet) på 1870-tallet og fram til 1980/90-tallet.

Det er som regel to faktorer i en fysisk forklaring. Det ene er observasjoner og det andre er modeller. Modellene brukes til å fylle inn data mellom observasjoner, mens man har i bakhodet at det er observasjonene som hele tiden representerer ”fasiten”.

En enkel modell med konstant friksjon tilsier at månens avstand, a, øker proporsjonalt med det inverse av avstanden opphøyd i 5.5. Det betyr at den deriverte av avstanden kan skrive slik:

da/dt  ~  1/an,  n =5.5

Det er modellen som finnes i Schlichters artikkel fra 1963, riktignok med n=6  i stedet, men det er en detalj som ikke spiller så stor rolle her. Formelen kan integreres for å finne hvordan avstanden utvikler seg i tid, og en får da at an+1 øker lineært med tid. Bills og Ray plotter resultatet av en slik modell i sin artikkel i Geophysical Research Letters i 1999. Det er kurven  som faller mest i figuren. Den starter med observasjonen på da/dt = 3.82 cm/år og ekstrapolerer det tilbake gjennom mer enn 1,5 milliarder år. Det går ikke bra, månen må da ha vært for nær jorda for mindre enn 4,5 milliarder år siden, akkurat slik Slichter skrev i 1963.

Men det finnes andre observasjoner også. Det går an å lese ut hvor raskt tidevannet har variert langt tilbake i tid ved å analysere sedimenter. Det kan gjøres både på daglig og halvmånedlig basis. Det siste har å gjøre med springflo, det vil si når månen og sola virker sammen for å skape ekstra store tidevannsforskjeller. Siden det er samme effekt som både endrer jordas rotasjonshastighet og månens avstand, kan disse observasjonene brukes til å si noe om sistnevnte også. Ikke spør meg om detaljene her, da analyse av sedimenter nok er litt langt fra hva jeg driver med.

Sonett et al i Science 1996 analyserer slike avsetninger fra flere steder og flere epoker: 900, 650, 312 og 305 millioner år siden. De finner tiden mellom blant annet hver springflo og regner det så om til hva det betyr for månegravitasjonens størrelse og dermed månens avstand. Da finner de at månens avstand har økt omtrent lineært med tiden de siste 900 millioner år, og at den ikke har aksellerert slik som den enkle modellen over skulle tilsi. Deres figur 4 viser dette og er så å si den samme kurven som den øvre linjen i figuren fra Bills over, dvs Fig 3. Punktene representerer anslag basert på målinger av samme type som Sonett et al gjorde.

Siden observasjoner alltid er viktigere enn modeller, må det bety at den enkle modellen må være feil. Det var dette Hansen i 1982 så på også. Hans forklaring, som er den Bills også går god for, er at tidevannsfriksjonen på jorda er avhengig av hvordan kontinenter og hav er fordelt. I en periode for mellom 175 og 335 millioner år siden var alle kontinenter samlet i noe som kalles Pangea, se Fig. 4. Man tror at kontinentene kan ha vært samlet og så blitt brutt opp igjen flere ganger tidligere gjennom jordas historie også. Et samlet kontinent fører til at tidevannet flytter seg mye lettere så friksjonen blir mye mindre. Hansen lagde så en modell som også tok med denne effekten. Men dette er ikke en enkel formel som over, da det er et system av ligninger der parametre varierer over tid. Det kan bare løses numerisk på datamaskin.

Dette er den beste forklaringen på hvorfor avstanden til månen ikke har endret seg så kraftig som den enkle modellen skulle tilsi, men heller har hatt en nærmest lineær vekst gjennom nesten en milliard år. 

Hvordan er det så en ung-jords-tilhenger som Sarfati argumenterer i sin bok fra 2014? Han godtar Sonett et al sine data fra tidevannsavleiringene gjennom de siste 900 millioner år. Men så sier han at den enkle modellen basert på konstant friksjon så tilsier at før dette må avstanden ha vært mye mindre. Dermed sier han ja til observasjonene som sier at modellen er feil da den er for enkel, samtidig som han bruker den samme enkle modellen til å ekstrapolere dataene tilbake i tid. Han er nok ganske alene om ikke å synes at det blir selvmotsigende. Sorry, men dette tåler ikke en gang gransking av meg som bare har normal fysikkbakgrunn. Mange astronomer ville sikkert ha funnet enda flere huller i denne logikken.

Når man leser slik ”vitenskap” som det Sarfati og hans tilhengere fremmer, er det kanskje ikke så rart at en konflikt mellom kristen tro og vitenskap har festet seg hos mange. Det er kanskje til og med velfortjent. Men det stemmer likevel ikke med vitenskapshistorien som Kvellestad, Tveten og jeg skrev om på forskning.no i fjor: ”Kirken har spilt en positiv rolle i naturvitenskapens historie.”

Forsvar av en ung jord på teologisk grunnlag er et ganske moderne fenomen. Riktignok har mange gjennom historien trodd på en ung jord, men det var i mangel av noen egentlige alternativer som sa noe annet. Det er et moderne fenomen at man holder fast på denne troen på tross av en entydig vitenskap som sier at jorda er omtrent 4,5 milliarder år gammel. Numbers (2006) skriver om dette i sin bok om historien til denne bevegelsen, som heldigvis ikke omfatter så mange selv om de er mer synlige enn deres antall skulle tilsi. Derfor avsluttet jeg med dette i mitt første innlegg i Dagen også, ”Sannhet er det viktigste vi kan søke”:

Jeg håper ikke jeg med dette gjør det vanskelig for de som måtte ha koblet sin teologi tett til en vitenskapelig beregning. Eksemplet fra Åkenes sitt innlegg kan jo verken brukes for å vise at jorda er ung eller gammel. Det viser hvor galt det kan gå hvis en sluker resultatet fra én studie uten å se på forutsetningene for den, og uten å lese de studiene som bygger videre på den. Internett er fullt av slike eksempler. I stedet burde vi være i fronten når det gjelder søking etter sannhet – enten det gjelder teologi eller naturvitenskap. Da først fremstår vi som troverdige. Vi burde ha som forbilder noen av de dypt troende pionerene for moderne vitenskap slik som Kepler (1571-1630) som fant planetenes ellipsebaner og utbrøt at ”Disse lovene ligger innenfor den menneskelige ånds rekkevidde. Gud ville at vi skulle erkjenne dem, da han skapte oss i sitt bilde, for at vi skulle ha del i hans egne tanker.” 

Referanser:


on
Etiketter: ,