Ár-apály jelenség

Ezer évvel időszámításunk előtt a kínaiak már észrevették, hogy a Holdnak befolyása van az óceán ingadozásaira. A görögök figyelmét sem kerülte el a jelenség. Cleomedes egészen határozottan mondja, hogy a tenger dagadását és apadását a Hold okozza. A rómaiaknak ugyanez a nézetük volt: Aestus maritimi fretorumque angustiae ortu aut obitu Lunae commoveri ("Az ár-apály és a tengeröblök tágassága a Hold felkelésétől és lenyugvásától függ;"), mondja Cicero. Caesar, csapatainak a boulogne-i oldalon való hajóra szállásáról szólva megjegyzi, hogy ebben az időpontban a hullámok magasabbra dagadtak, mert a Hold teli volt. Sőt azt is észrevették, hogy a nap-éj egyenlőségek oly szökőárakat vontak maguk után, melyek minden más árnál magasabbak voltak, és Plinius nem csupán a Holdnak, hanem még a Napnak is tulajdonított az ár-apályra befolyást.

Ezek a nézetek megjelentek az araboknál is. De a jelenség magyarázata ettől az első észrevételtől még nagyon messze volt.

Miként hat a Hold a tengerre? Roger Baco a XIII. században azt mondta: "Az ár és az apály a szerint járnak, a mint a Hold a helyzetét az égen változtatja" KEPLER is úgy képzelte a dolgot, hogy az óceán vizeit a Hold vonzóereje emeli fel. Azonban ezt a feltételezést számításokkal kellett volna igazolni, erre pedig akkoriban még semmilyen módszer és elv sem volt.

Galilei egyik legnagyobb tévedése, hogy az árapályt a Föld mozgásának tulajdonította. "Éjfélkor, úgymond, a forgó mozgás szövetkezik a haladó mozgással: a neki gyorsított partok visszaszorítják az előttük levő vizet. Délben a két mozgás gyengíti egymást: most a neki lódult víz szökik a partra. A közbeeső időszakokban minden roham szűnőben van."

Ha ez igaz lenne, akkor ez azt jelentené, hogy az ár-apály a napi időt követi, ami a megfigyelésekkel ellentétes.

Descartes a hold-befolyás elméletére tért ugyan vissza, de nem ismerte azt a kulcsot, melyet később a távolság négyzetével fordított viszonyban ható tömegvonzásnak a törvénye jelentett. Mivel ő a mindenséget folyadékkal töltötte ki, melyben a bolygók úgy lebegtek egyensúlyban miként a halak a vízben: az óceán hullámait szerinte a folyadéktól tovaterjesztett nyomások szorították vissza. Az ő nézete szerint a Hold azokat a helyeket taszította a legerősebben, melyeknek zenitjében állt, így az alatta levő vizet arra kényszerítette, hogy leszoruljon s ennek következtében a partokra csapódjon. Így magyarázta meg, hogy miért következik be az ár körülbelül 12 órányi időközökben. Kimutatta, hogy miért erősebbek a perigeumbeli árak az apogeumbelieknél: a Hold erősebben szorítja a vizeket, mert közelebb van hozzájuk. De elmélete nem teljesült a nyílt óceánbeli ár időpontjára; valamint az elmélet kiterjesztése a Nap hatására nem volt sikeres.

Az ár-apály jelenségének magyarázata tehát csak nagyon tökéletlenül sikerült a Newton előtti időkben. Ő ellenben az általános tömegvonzás törvényének megfogalmazásával az ár-apály körülményeit pontosan meghatározhatóvá tette.

Az árapály jelenségét a közeli égitestek egymásra gyakorolt tömegvonzása által egymáson létrehozott alakváltozások okozzák. Földi értelemben az árapály vagy régies nevén tengerjárás a tenger szintjének periodikus emelkedése (áradat vagy dagály) és süllyedése (apály), melyet a Hold és a Nap vonzásának befolyása okoz.

De fontos volt az igazolás is: ki kellett számítani a dagály időpontjait és a magasságokat. Laplace a gömb felületén levő folyadéknak egy vonzó égitest hatására létrejövő mozgásait vizsgálta. A kapott eredmények egyeztek a tapasztalatokkal és ez a newtoni magyarázatot gazolta.

Az árapály jelenségben a közelsége miatt a Hold kapja a legnagyobb szerepet. Az égitestek vonzása a Föld felszínének felé eső részére erősebben hat, mint annak a középpontjára, leggyengébben pedig a felszínnek az égitesttel ellentétes oldalára; így a gravitációs erők eredője a hold felőli, és szemközti oldalon magasabb vízszintet eredményez. A Nap is hasonló hatással van a bolygónkra, és a Nap- Hold együttállásai generálják a legszélsőségesebb árapály jelenségeket.