Sterrekunde

Verandering van baan met massaverandering?

Verandering van baan met massaverandering?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

In die wetenskapfiksieboek 2010 verhoog monoliete die massa van Jupiter totdat dit 'n ster word.

https://en.wikipedia.org/wiki/2010:_Odyssey_Two

Die Leonov-bemanning vlug van Jupiter terwyl 'n geheimsinnige donker kol op Jupiter verskyn en begin groei. HAL se teleskoopwaarnemings onthul dat die "Groot Swartvlek" in werklikheid 'n groot bevolking monoliete is wat teen 'n eksponensiële tempo vermeerder, wat blykbaar die planeet vreet. Deur selfmasjinerende masjiene op te tree, verhoog hierdie monoliete die digtheid van Jupiter totdat die planeet kernfusie bewerkstellig en 'n klein ster word.

Uiteraard fiksie. Maar my vraag is oor wentelbane en die massa van liggame wat wentel. Vir planete waarvan die massa weglaatbaar is in vergelyking met hul ster, verstaan ​​ek dat mens die massa kan ignoreer vir die berekening van wentelbane.

Maar as Jupiter volgens scifi-magie so massief soos 'n ster gemaak is, sou sy baan dieselfde bly, ongeag? Of sou dit op dieselfde baanpad bly, sou dit vinniger moes beweeg om sy baan van Sol in 'n korter tyd te voltooi?


Wat jy gesê het :

monoliete verhoog die massa van Jupiter

Wat u aangehaal het:

hierdie monoliete verhoog Jupiter se digtheid

Toenemende digtheid is nie dieselfde as toenemende massa.

Deur goed saam te stamp, kan u die digtheid verhoog, sonder om die massa te beïnvloed.

Maar as Jupiter met behulp van scifi-towery so massief soos 'n ster gemaak is, sou sy baan dieselfde bly, ongeag?

Nee, en ook geen liggaam in die sonnestelsel, insluitend die son, sal ongestoord bly nie. Dit sou 'n massiewe ingewikkelde verandering wees.


Deur die oortreding van die wette van die fisika te ignoreer deur die massa-aspek van die vraag te skep, word die wiskunde van wentelbane dikwels vereenvoudig, waar die wentelende voorwerp as gewigloos beskou word en die massa van die wentelbaan al gebruik word.

Dit werk goed genoeg as die massas baie anders is, maar dit is nie akkuraat nie. Dit is 'n kortpad. In werklikheid moet die massa van albei voorwerpe in ag geneem word en die wiskunde is ietwat moeiliker.

Wikipedia dek dit hier

Die interessanterste verandering as u massa by Jupiter voeg, is dat namate dit groter word, die ander planete destabiliseer, omdat hulle deur twee liggame beïnvloed word en uiteindelik uit die sonnestelsel of moontlik in die son of in Jupiter gegooi sal word. Dit sal nie goed wees vir ons hier op aarde as dit gedoen word nie.


Verander u die aarde & # 039s?

Klein kragte verander voortdurend die baan van die aarde. Maar die Aarde bly steeds binne 'n sekere omvang.

As 'n groot verandering in die baan van die Aarde plaasgevind het, sou die lewe beslis iets moes aanpas. Maar selfs as die aarde so ver as Mars sou beweeg, dink ek die lewe sou 'n manier vind om vas te hou. Die vernietiging van alle lewe is waarskynlik 'n moeilike ding. Dink aan hoe moeilik dit is om kakkerlakke dood te maak.

'N Verandering in die hoekmomentum, dws die kanteling of rotasie van die aarde, of die maan se baan sou die verstorings van die aarde se baan beïnvloed, maar nie veel in die gemiddelde baan van die aarde nie.

Basies om 'groot' veranderinge aan te bring, sal die sonmassa of aardmassa aansienlik moet verander, of 'n aansienlike verandering in die aarde se hoekmomentum rondom die son moet toeneem / afneem, wat oënskynlik 'n groot massa benodig wat naby genoeg verby gaan die aarde / sonnestelsel.

Ek dink dat die baan van die aarde beduidende verandering moet ondergaan, selfs terwyl ons praat, maar die verandering is so geleidelik dat dit ongemerk kan wees, selfs op evolusionêre tydskale. Die son voltooi elke omwenteling elke 11 uur (ongeveer), maar die aarde neem 365 dae om 'n baan te voltooi. Die onderskeid tussen hierdie tydperke moet 'n & quotbrekende & quot-effek op die son hê (met die gravitasie tussen die twee liggame as die breekmeganisme), waardeur die rotasie van die son moet vertraag en die baan van die aarde versnel. Namate die baan van die aarde versnel, moet die planeet in 'n hoër baan beweeg en al hoe verder van die son af wegkom.

Hierdie effek sou uiteindelik baie diep moes raak, gegewe die verskil in die massa van die twee betrokke liggame, maar dit gebeur baie stadig. Gegewe tyd moet ons wentelbaan uiteindelik baie meer verwyder wees as wat dit tans is, maar die tyd wat benodig word, sal so groot wees dat die son waarskynlik Red Giant sal word voordat dit meer as 'n paar persent sal toeneem.

Maar die Son voltooi elke 25 dae 1 omwenteling, nie 11 uur nie, anders lyk dit nie rond nie.

Is die meganisme wat u beskryf dieselfde as die een wat die maan van die aarde af ontvang? Die gety wat deur die aarde op die son getrek word, is baie sterkte swakker as die getye wat die maan op die aarde trek. Dit is natuurlik 'n nie-nul-getal, maar so klein dat ek in die loop van die leeftyd van die aarde verbaas sou wees as dit meer as 'n paar kilometer dryf beloop.

5 miljoen jaar. Ons kan statisties sê dat die baan waarskynlik stabiel is op tydskale wat langer is as die son se leeftyd. Met ander woorde, die son sal waarskynlik sterf voordat ons 'n groot verandering in die baan van die aarde sien.


Wat sou dit neem om die aarde & # x27s-baan te verander en wat kan ons verwag as ons dit doen?

Ek dink meer van 'n wetenskaplike vraag, maar ek dink dat julle vertroud sal wees met die grootte-orde wat daar speel. Sommige kongreslede het hiervoor 'n afslag, maar ek dink dit is 'n interessante vraag, selfs al is dit net hipoteties.

In ander stelsels, watter soorte kragte verander planeetbane nadat hulle gevestig het? Hoeveel verander die wentelbane oor tyd? Hoeveel sal 'n baie klein verandering in die baan die klimaat op Aarde beïnvloed? Hoe sou dit verander as ons die aphelion vermeerder? Kan ons een aspek van die milankovitsiklus op een of ander manier verander?

Laat ons 'n eenvoudige saak oorweeg: sê ons wil die baan van die aarde sirkuleer sodat die hele baan gelyk is aan die aarde se aphelion. Ek kies hierdie voorbeeld, want dit sal natuurlik geen interessante uitwerking op klimaatsverandering hê nie.

Om die aarde & # x27s te sirkuleer sodat dit ooreenstem met sy huidige aphelie, moet u die Aarde & # x27s se grootste as & # x27r & # x27 met 1,67% vergroot. Die bindingsenergie van die aarde & # x27s is:

E = G * M_sun * M_aarde / r = 5,3 x 10 ^ 33 Joule

Laat ons dus 1,67% daarvan neem. Ons wil 'n verandering in energie hê van:

dE = 1,67% x E = 8,8 x 10 ^ 31 Joule

Die totale energie-uitset van die hele mensdom is volgens Wikipedia P = 11,63 TWh / jaar.

dE / P = 2.113 kwadriljoen jaar

Met ander woorde, as u op een of ander manier daarin geslaag het om die hele energie-uitset van die hele mensdom saam te stel in 'n magiese voortstuwingstoestel wat perfek 100% doeltreffend was en absoluut geen energieverlies hoegenaamd sou neem nie, sou dit ongeveer 153,000 keer die huidige ouderdom van die heelal neem om te sirkuleer Aarde & # x27s wentel, vergroot sy half as met 1,67%, en hierdie verandering sal absoluut geen waarneembare impak op die Aarde & # x27s klimaat hê nie.

Laat die gedagte-eksperiment voortgaan. Die massa van alle water op aarde is ongeveer 1,38 x 10 ^ 21 kilogram. Die benodigde energie om al die water af te kook is ongeveer 5,78 x 10 ^ 29 Joule. Dit beteken dat as die magiese enjin nie 100% doeltreffend is nie, maar die wette van die termodinamika gehoorsaam, het dit 'n klein bietjie energieverlies in die vorm van hitte - laat ons sê dit is 99,34% doeltreffend om presies te wees --- dan sou die hitteverlies genoeg wees om al die oseane van die aarde af te kook.


Antwoorde en antwoorde

Jammer, lees u boodskap verkeerd.

Namate die massa van die ster afneem, neem die gravitasiekrag af, wat die planeet in 'n 'hoër' baan laat beweeg.

'N Planeet word op 'n relatiewe stabiele baanafstand gehou tussen die wentelsnelheid en die swaartekrag. As swaartekrag afneem, maar die omwentelingsnelheid nie, sal die planeet na buite draai.

Newton se swaartekragwet is F = GM / r ^ 2.

'N Skielike verdwyning of vermindering van swaartekrag is 'n handeling wat reaksie vereis van alle dinge wat daardeur geraak word, soos Newton in sy bewegingswette opgemerk het.

Ons het twee kragte wat speel

1. swaartekrag wat geneig is om die afstand tussen planeet en ster te verminder,
2. sentrifugale krag wat geneig is om die afstand tussen planeet en ster te vergroot.

Solank hierdie twee kragte mekaar balanseer, bly die baan van 'n planeet stabiel. Maar as die een verhoog of verminder word, sal die baan verander. Verlaag die swaartekrag en die wentelmomentum of sentrifugale krag van die planeet sal dit van sy ster of son wegbeweeg. Verhoog die swaartekrag en die planeet val in die ster of neem 'n strenger baan aan. Dieselfde gebeur met enige afname of toename in sentrifugale krag as gevolg van hoër snelheid. Net soos om die spoed van 'n motor te verhoog, want dit maak 'n nou draai met wrywing tussen bande en padontleding na die swaartekrag en die identiese sentrifugale krag van die motor, alhoewel op 'n pad. Of anders word die wrywing verminder deur olie wat die sypaadjie uitsteek. Dieselfde effek, maar verskillende krag [wrywing as gravitasiekrag] en verskillende scenario's.


Dit gebeur in binêre sterstelsels waar een ster supernova gaan en die ander een vlieg omdat die hoekmoment daarvan ongeskonde bly terwyl die swaartekrag afneem. Dit gebeur ook in galaktiese sentrums wanneer 'n swart gat 'n wesenlike deel van een van die massa van die binêre kan sluk. Dit veroorsaak dat die ander ster óf 'n wyer wentelbaan aanneem óf na die interstellêre of intergalaktiese ruimte vlieg. Sommige beskou dit as een moontlike meganisme wat die hipersnelheidsterre kan voortbring wat blykbaar ons sterrestelsel verlaat.


Snaaks hoe ons rustig te werk gaan in ons daaglikse lewe, ondanks hoe onseker ons sit!
: )

As u na die Lagrangian van 'n puntdeeltjie in die swaartekragveld van 'n massiewe ster kyk:

en jy skaal [itex] M rightarrow mu , M [/ itex], [itex] mathbf rightarrow lambda , mathbf[/ itex] en [itex] t rightarrow tau , t [/ itex], dan verander u Lagrangian as:
[tex]
L rightarrow left ( frac < lambda> < tau> right) ^ 2 frac <1> <2> , m , v ^ 2 - frac < mu> < lambda> , frac
[/ tex]

As u dan:
[tex]
links ( frac < lambda> < tau> regs) ^ 2 = frac < mu> < lambda> = 1 Rightarrow frac < lambda ^ 3> < tau ^ 2> = mu
[/ tex]
jy sien dat die Lagrangian vermenigvuldig word met 'n gemeenskaplike faktor. Dit beteken dat as [itex] mathbf(t) [/ itex] was 'n moontlike vergelyking van 'n baan, dan is dit ook [itex] lambda , mathbf( tau t) [/ itex] vir 'n stelsel met 'n swaartepunt met 'n [itex] mu [/ itex] keer groter massa.

As die stelsel sy massa verloor & quot; stadig & quot, word die trajek op die bostaande skaalmodus gewysig. Daar is egter 'n ander verband tussen die skaalfaktore. Die totale meganiese energie van die deeltjie word nie behoue ​​gebly nie, omdat die lusintegraal van die gravitasiekrag oor een periode nie nul is nie, aangesien dit mettertyd verander.

Hoekmomentum word egter behoue ​​gebly omdat die krag altyd radiaal gerig is. Hoekmomentum skaal soos volg:
[tex]
mathbf = m ( mathbf times mathbf) rightarrow frac < lambda ^ 2> < tau> , mathbf
[/ tex]
so, ons het die verdere beperking:
[tex]
frac < lambda ^ 2> < tau> = 1
[/ tex]

Hierdie twee toestande bepaal [itex] tau [/ itex], en [itex] lambda [/ itex] in terme van [itex] mu [/ itex]:
[tex]
tau = lambda ^ 2 Rightarrow frac < lambda ^ 3> < lambda ^ 4> = mu Rightarrow lambda = mu ^ <-1>, tau = mu ^ <-2>
[/ tex]

Dit beteken dat as die massa van die ster met 'n breukdeel verander [itex] epsilon ll [/ itex], dan:
[tex]
epsilon equiv frac < Delta M> = frac - M_ mathrm > > = frac > > - 1 = mu - 1 Rightarrow mu = 1 + epsilon
[/ tex]
Let dan op dat volgens die binomiale stelling:
[tex]
(1 + epsilon) ^ sim 1 + n , epsilon, epsilon ll 1
[/ tex]

Dus:
[tex]
lambda = (1 + epsilon) ^ <-1> sim 1 - epsilon
[/ tex]
en
[tex]
tau = (1 + epsilon) ^ <-2> sim 1 - 2 , epsilon
[/ tex]

Dus kwantifiseer ons die skaal as die massa van die ster 'n breuk het afneem [itex] epsilon [/ itex], dan het die lineêre afmetings van 'n planeet se baan 'n breukverhoging [itex] epsilon [/ itex], en die wentelperiode het 'n breukverhoging [itex] 2 epsilon [/ itex] .


Verandering van baan met massaverandering? - Sterrekunde

As ek korrek is, skakel fusiereaksies 'n bietjie massa in energie om. Moet hierdie omskakeling nie die swaartekrag "trek" (of kromtrekking) van die voorwerp wat die reaksie ondergaan verminder nie? Dus, in die geval van ons son, moet die wentelbane van die planete mettertyd nie effens anders wees nie, aangesien die massa van die son geleidelik verminder word deur samesmelting? Ek verstaan ​​dat die effek oor waarneembare tyd baie gering sal wees en dat dit deur die hoekmomentum van die liggame omring kan word.

Ja, die massa van die son word inderdaad verminder weens kernfusieprosesse in die kern van die son, wat 'n deel van die massa in energie omskakel. (Hierdie energie word uiteindelik in die vorm van lig vanaf die sonoppervlak weggestraal.) Die effek op die wentelbane van die planete is egter baie klein en sal oor geen redelike tydperk meetbaar wees nie.

Een manier waarop ons kan sien dat dit 'n klein effek moet wees, is om te kyk na die belangrikste samesmeltingsreaksies wat die son se energie produseer, waarin vier waterstofatome in een heliumatoom omskep word. As u na 'n periodieke tabel kyk, sal u sien dat een heliumatoom ongeveer 0,7% minder massa het as vier waterstofatome saam - hierdie 'ontbrekende massa' word in energie omgeskakel. Daarom, absoluut die meeste, kan slegs 0,7% van die son se massa omgeskakel word, en dit vind plaas gedurende die hele 10 miljard jaar leeftyd van die son. Dit moet dus 'n baie klein effek wees. (In werklikheid is nie al die massa van die son waterstof om mee te begin nie, en slegs die massa in die binneste kern van die son word warm genoeg om fusiereaksies te ondergaan, dus ons verwag eintlik net dat ongeveer 0,07% van die massa omgeskakel sal word. )

Dit is ook maklik om die tempo waarteen die son massa in energie omskakel, direk te bereken. Begin met Einstein se beroemde formule:

waar E die geproduseerde energie is, is M die massa wat omgeskakel word en c die spoed van die lig (3 x 108 meter / sekonde). Dit is maklik om hierdie formule uit te brei om die tempo waarteen energie geproduseer word, te bepaal:

(tempo waarteen E geproduseer word) = (tempo waarteen M verdwyn) x c 2

Die tempo waarteen die son energie produseer, is gelyk aan die tempo waarmee die energie van sy oppervlak afstoot (sy helderheid), wat ongeveer 3,8 x 10 26 Watt is - hierdie getal kan bepaal word uit metings van hoe helder die son vanaf die aarde verskyn, sowel as die afstand van ons af. As u dit in die bostaande formule aansluit, vertel ons dat die son elke 4,200,000,000 kilogram per sekonde verloor!

Dit klink baie, maar in vergelyking met die totale massa van die son (2 x 10 30 kilogram) is dit eintlik nie soveel nie. Laat ons byvoorbeeld sê dat ons die effek van hierdie massaverlies oor 100 jaar wil meet. In daardie tyd het die son 1,3 x 10 19 kilogram verloor as gevolg van die samesmeltingsreaksies, wat steeds 'n baie klein fraksie van die son se totale massa is (6,6 x 10-12, of ongeveer 6,6 dele in 'n triljoen!).

Hoe beïnvloed dit die wentelbane van die planete? Intuïtief, as ons dink dat 'n planeet met 'n vinnige wentelbaan oor die son gaan, aangesien die son massa verloor, sal sy swaartekrag op die planeet verswak, en dit sal probleme ondervind om dit in dieselfde baan te hou. Die snelheid van die planeet sal dit dus verder van die son wegneem en die skeiding tussen die son en die planeet sal toeneem.

Die formule wat hierdie situasie beheer, blyk dat die skeiding van die baan eweredig is aan 1 gedeel deur die massa van die son - dit kan afgelei word van die feit dat die son-planeetstelsel sy hoekmoment moet bewaar namate die son massa verloor. Die wenteltydperk van die planeet is intussen eweredig aan 1 gedeel deur die massa van die son in die kwadraat.

Vir klein persentasie veranderinge in die massa van die son (soos ons hier oorweeg), verminder al die bostaande formules tot 'n mooi eenvoudige benadering: Vir elke persentasie afname in die massa van die son sal die wentelskeiding van die planeet met dieselfde persentasie toeneem, en die wentelperiode van die planeet met twee keer die persentasie.

Hierbo het ons gesê dat die massa van die son oor 100 jaar met 6,6 dele in 'n triljoen sal afneem. Daarom sal die wentelskeiding van die planeet met 6,6 dele in 'n triljoen vermeerder en die wenteltydperk met 13,2 dele in 'n triljoen vermeerder. As die planeet ter sprake die aarde is (waarvan die skeiding van die wentelbaan ongeveer 150.000.000 kilometer is en waarvan die wenteltydperk 1 jaar is), sal die skeiding tussen die aarde en die son met ongeveer 1 meter vermeerder en die wenteltydperk met ongeveer 0,4 millisekondes vermeerder. ! Geen van hierdie waardes is groot genoeg sodat ons dit kan opspoor nie.

Ek weet nie presies hoe lank ons ​​sal moet wag om 'n meetbare effek in die aarde-sonbaan te sien nie. Waarskynlik is daar ander effekte wat hierdie een oorweldig en wat dit moeilik of onmoontlik maak om op te spoor, selfs oor baie lang tydperke - byvoorbeeld veranderinge in die baan van die aarde as gevolg van versteurings van ander planete. Die massa van die son verander ook as gevolg van ander effekte (soos die sonwind), maar op die lange duur is dit waarskynlik kleiner as die massaverlies van die son as gevolg van samesmelting (soos aangedui in 'n ander vraag aan 'n sterrekundige se antwoord op hierdie vraag) .

Oor die algemeen dink ek dit is veilig om tot die gevolgtrekking te kom dat (a) daar geen merkbare effek op die wentelbane van die planete sal wees oor enigiets wat soos 'n menslike leeftyd lyk nie, en (b) daar sal kan 'n merkbare effek wees gedurende tydskale wat die son se leeftyd nader, aangesien die son gedurende daardie tydperk ongeveer 0,07% van sy massa sal verloor, wat sal lei tot 'n verandering in die wentelperiode van die aarde van ongeveer 'n halwe dag.

Hierdie bladsy is laas op 18 Julie 2015 opgedateer.

Oor die skrywer

Dave Rothstein

Dave is 'n voormalige nagraadse student en na-doktorale navorser aan Cornell, wat infrarooi- en X-straal-waarnemings en teoretiese rekenaarmodelle gebruik het om swart gate in ons Melkweg te bestudeer. Hy het ook die grootste deel van die ontwikkeling vir die voormalige weergawe van die webwerf gedoen.


Verandering van baan met massaverandering? - Sterrekunde

1. Watter van die volgende beweeg op die hemelse sfeer?
(a) Planete
(b) Sterre
(c) Beide "a" en "b"

2. Die aarde neem net meer as 365 dae om die son te wentel. Wat word hierdie tyd genoem?
(a) Rotasietydperk
(b) Revolusietydperk
(c) Omsendperiode

3. As die maan opkom net na die son ondergaan, watter tipe maan sal dit waarskynlik wees?
(a) Geen maan nie
(b) Kwartmaan
(c) Volmaan

4. Hoe groot is 'n astronomiese eenheid?
(a) Die semi-hoofas van die Aarde
(b) Die semi-klein as van die Aarde
(c) Die hoofas van die Aarde

5. Reis ons met 'n konstante snelheid op ons wentelbaan om die son?
(a) Ja
(b) Nee
(c) Slegs as daar polisie is

7. Waar is die hemelse sfeer?

8. Waarom is ster-parallakses so moeilik om te meet?

9. Lyk dit van die aarde af, asof dit sterre in die ooste of die weste opkom?

11. Wie se noukeurig opgetekende posisies van Mars en ander planete is deur Kepler gebruik?

12. Het Galileo die teleskoop uitgevind?

13. Hoe het Galileo die mane van Jupiter gebruik om te argumenteer vir die Kopernikaanse siening van 'n heliosentriese heelal?

14. Waarom word Newton se wette meer algemeen en dieper beskou as Kepler se wette?

15. Wat is u gunsteling ruimtevaarder-kos?

Klik hier om die antwoorde te sien.
1. Op watter maniere kan u bewys dat die aarde rond is?

2. Waarom het Aristoteles gedink dat die aarde onbeweeglik was en dat die hemel daaromheen draai? Was hy irrasioneel?

3. Waarom lyk dit nie asof die kerk omgee toe Copernicus sy geloof in 'n heliosentriese sonnestelsel aankondig nie? Waarom het hulle Galileo gekritiseer, maar Copernicus byna geïgnoreer?

4. Hoe het die teleskoop die sterrekunde verander?

5. Hoe verskil Newton se swaartekragwet van Kepler se tweede wet?

10. Ma, kan ek een hou? Pleeeeease?

9. FANTASTIES! Ons sal die erts in 'n japtrap laat ontgin!

8. Hallo, ons gaan planeet na planeet aanbied vir hierdie pragtige Gin-su messe. Kyk na die vakmanskap.

7. Kan u ons parkering bekragtig?

6. Ooo. Hulle het nie gesê dit gaan 'n buffet wees nie.

5. Wel, ek eet nie hierdie aarde-kos nie. Daar moet êrens 'n McZebulort s'n wees.

4. Neem ons na u leier. Ons wil hierdie "Regis" persoon ontmoet.

2. Ons skip het gebreek, gee u om as ons u telefoon gebruik om die Beta Centauri Galaxy te bel. O, en ons het ons telefoonkaart vergeet.

AU & # 151 Astronomiese eenheid. Een AU is gelyk aan die lengte van die Aarde se semi-hoofas.

hemelsfeer & # 151 'n Denkbeeldige sfeer rondom die aarde waarop al die sterre en planete geplaas is.

meridiaan & # 151 'n Sirkel op die hemelsfeer wat deur die twee pole en die hoogtepunt van u posisie gaan.

nadir & # 151Die punt op die hemelse sfeer reg oorkant die hoogtepunt en onder jou voete.

Zenith & # 151Die punt op die hemelse sfeer direk bokant jou kop.

geosentriese heelal & # 151 'n Model van die heelal met die Aarde in die middel.

heliosentriese sonnestelsel & # 151 'n Model van die heelal met die son in die middel.

ioon & # 151 'n Atoom wat elektrone verloor of verwerf het.

Kepler se wette & # 151 Drie wette van planetêre beweging gebaseer op die waarneming dat planete in ellipse om die son wentel.

Reg een & # 151 Die wentelbane van planete is ellipse, met die son een fokus.

Wet twee & # 151 'n Denkbeeldige lyn van 'n planeet na die son sal in gelyke tydsperiode oor gelyke dele van die ellips vee.

Wet drie & # 151 Die periode van 'n planeet in kwadraat is eweredig aan a. A is die lengte van 'n planeet se semi-hoofas.

Die gravitasiewet van Newton & # 151 Die swaartekrag tussen enige twee voorwerpe in die heelal is gelyk aan die massa van die eerste voorwerp (m1), vermenigvuldig met die massa van die tweede voorwerp (m2), vermenigvuldig met 'n gravitasiekonstante (G) , alles gedeel deur die vierkant van die afstand tussen die twee voorwerpe.

Newton se bewegingswette & # 151 Drie bewegingswette wat 'n meer fundamentele begrip van die heelal gee as Kepler se wette.

Wet een & # 151 Alle voorwerpe in rus bly rus. Alle voorwerpe in beweging bly in beweging, in 'n reguit lyn en met 'n konstante spoed, tensy 'n krag daarop inwerk.

Wet twee & # 151 Krag is gelyk aan massatye versnelling, of F = m x a 3

Wet drie & # 151 Vir elke krag wat een liggaam op 'n tweede liggaam uitoefen, oefen die tweede 'n gelyke en teenoorgestelde krag uit op die eerste.

periode & # 151 Die hoeveelheid tyd (in Aardejare) wat dit 'n planeet neem om een ​​keer om die son te wentel.

regterhand & # 151 'n Reël om u te help bepaal watter pad noord op 'n planeet is. Wys jou vingers in die rigting waarop die planeet draai. U vingers moet om die planeet krul, soos om 'n bal te gryp. Steek dan jou duim uit. Daardie pad is noord.

retrograde beweging & # 151 Agterwaartse (weswaartse) beweging van 'n planeet ten opsigte van die sterre.

rewolusionêre periode & # 151 Die tydsduur neem 'n planeet of maan om om die voorwerp wat dit wentel, te fiets. Die rewolusieperiode van die aarde is 365 dae.

rotasieperiode & # 151 Die tydsduur wat dit 'n planeet of maan neem om 360 grade op sy as te draai. Die aarde se rotasietydperk is 24 uur.

semi-hoofas & # 151 Die helfte van die lengte van die langste deursnee van 'n ellips.

spektrum & # 151 Die reeks sigbare lig: rooi, oranje, geel, groen, blou, indigo en violet.


Verandering van baan met massaverandering? - Sterrekunde

Onthou uit die hoofstuk Gravity Applications dat as u die grootte van die baan van 'n voorwerp weet en hoe vinnig dit in sy baan beweeg, kan u die massa van die sentrale voorwerp of die massa van die twee voorwerpe rondom 'n gemeenskaplike punt vind. Dieselfde beginsel kan gebruik word om die massa van die Melkweg te bereken! (Is die swaartekrag nie wonderlik nie?) In hierdie geval is die twee massas betrokke die massa van die ster en die massa van die deel van die Melkweg wat binne die ster se wentelbaan. Vir die meeste wentelbane is die Galaxy-massa binne die baan BAIE groter as die ster se massa, dus is dit veilig om die ster se massa te ignoreer.

Die swaartekrag van die deel van die Melkweg binne die ster se baan versnel die ster sodat dit in 'n baan beweeg. Hoe groter die swaartekrag aan 'n ster trek, hoe vinniger sal die ster beweeg. As u die massa- en wentelsnelheidsverhoudinge van die swaartekrag-hoofstuk toepas, is die ingeslote massa in die ster se baan = (wentelsnelheid) 2 & # 215 (ster se afstand tot die galaktiese middelpunt) /G, waar G is die swaartekrag konstante. Die massa van die Melkweg word gevind deur die omwentelingsnelheid van sterre (of gaswolke) en hul afstand vanaf die middelpunt te meet.

Uit metings van sterre en waterstofwolke in die galaktiese skyf konstrueer sterrekundiges a rotasiekurwe vir die Galaxy. Dit is 'n plot van die wentelsnelheid van sterre (of gaswolke) teenoor hul afstand vanaf die middel van die Melkweg. Die & quotrotation & quot-gedeelte van die term verwys na die beweging van die skyf as geheel. Dit lyk asof die skyf draai (draai) al is dit eintlik die individuele sterre en wolke wat om die middel wentel. Die rotasiekurwe vertel die hoeveelheid massa binne 'n gegewe afstand vanaf die middelpunt. U sien hoe die massa in die Melkweg versprei word deur te kyk hoe die hoeveelheid ingeslote massa verander met die grootte van die wentelbane.


Kies die prentjie om 'n volledige weergawe in 'n ander venster te sien

'N Stewige liggaamsrotasie word naby die middelpunt gesien (asof die deel naby aan die middelpunt as een enkele voorwerp gedraai het, alhoewel dit van sterre en gas bestaan), dan val die kurwe af, styg dan en plat dit uiteindelik uit ver uit soos gesien kan word. Omdat swaartekrag swakker word met groter (toenemende) afstand, moet die sterre aan die buitewyke van die sigbare sterrestelsel stadiger beweeg as dié nader aan die plek waar die grootste sigbare massa is. In plaas daarvan beweeg hulle ongeveer dieselfde spoed, al is hulle verder van die meeste van die sigbare materie! Daar moet ekstra massa in die Melkweg wees, wat ons nie kan sien om die ekstra hoeveelheid swaartekrag te skep nie. Die Melkweg draai te vinnig --- die sigbare materie het nie genoeg massa om die Melkweg bymekaar te hou nie! [Onlangse metings oor die grootte van die Melkweg met behulp van die VLBA het die afstande en die snelheid versnel - die afstand van die son vanaf die middelpunt is 8,15 kpc en die sirkelvormige rotasiesnelheid op die son se posisie is 236 km / sek --- maar hoe die snelhede verander met afstand, die vorm van die rotasiekurwe, is steeds soos hier beskryf.]

Die waargenome rotasiekurwe kan ontbind word in die individuele dele wat deur elke komponent van die Melkweg bygedra word: die skyf, bult + ster-stralekrans, en die res van die totale massa word genoem donker materie--- materiaal wat geen lig uitstraal nie ('n klein fraksie daarvan is gewone materie wat te flou is om nog opgespoor te word), maar het 'n beduidende hoeveelheid swaartekraginvloed. Die hoogste soliede lyn in die linker grafiek hieronder is vir al die galaktiese komponente saam. Die ander krommes (stippelvormig, stippelvormig en solied) is die bydraes van die individuele galaktiese komponente (die bult + ster-halo = & quotbulge & quot, skyf en die donker materie-halo) tot die rotasiesnelheid. In die onderstaande figuur word die halo van die donker materie die & quotcorona & quot genoem. Kies die prentjie om 'n vergrote aansig in 'n ander venster te wys. (Die spesifieke model wat vir hierdie kurwes gebruik word, is wat ek vir my proefskrifnavorsing in 1994-1995 gebruik het.)

Die plot aan die regterkant toon die ingeslote massa binne 'n gegewe afstand. As u die punt bereik waar die geslote massa NIE met afstand toeneem NIE, het u die rand van die massa van die Melkweg gevind. Daarbuite aan die rand van die Melkweg, sal die rotasiesnelheid afneem namate die afstand vanaf die middelpunt toeneem. Beide erwe toon dat die einde van die massa van die Melkweg nog nie gevind is nie, maar metings van baie verre bolvormige trosse deur Gaia en die Hubble-ruimteteleskoop in 2019 blyk 'n totale galaktiese massa van 1,5 triljoen sonmassas binne 'n afstand van 129 000 ligjare aan te dui. vanaf die galaktiese sentrum. Die sterre, stof en gas in die skyf en sterre-stralekrans verklaar nie al die massa nie. Die deel van die Melkweg wat die res van die massa vul, is die donker materie-stralekrans (korona). Negentig persent van die massa van die Melkweg is in die vorm van hierdie donker materie! Helaas, omdat swaartekrag slegs afhang van die afstand en massa en nie die samestelling nie, is sterrekundiges nie seker waaruit die donker materie bestaan ​​nie. Dit kan in die vorm van planete wees, bruin dwerge (sterre wat te klein is om van kernfusie te skyn), wit dwerge, swart gate, neutrino's met massa of ander eksotiese deeltjies wat nog nie in die laboratorium ontdek is nie. Om redes wat in die hoofstuk van die sterrestelsel en die kosmologie-hoofstuk uiteengesit moet word, het sterrekundiges agtergekom dat die donker materie 'n kombinasie is van al die dinge, maar die eksotiese deeltjies moet die oorgrote meerderheid van die donker materie uitmaak. In werklikheid, van die totale materie in die heelal, is die totale massa van die eksotiese deeltjies vyf keer die algehele massa van die & ongewone materie & quot waarmee ons meer vertroud is (materiaal gemaak van protone, neutrone, elektrone, neutrino's, ens.).


Donker saak in die plaaslike omgewing

Is daar donker materie in ons eie sonnestelsel? Sterrekundiges het die wentelbane van bekende planete en ruimtetuie ondersoek terwyl hulle na die buitenste planete reis en daarna. Geen afwykings is gevind van die voorspelde wentelbane op grond van die massas voorwerpe wat reeds in ons sonnestelsel ontdek is nie en die teorie van swaartekrag nie. Ons kom dus tot die gevolgtrekking dat daar geen bewyse is dat daar groot hoeveelhede donker materie in die omgewing is nie.

Sterrekundiges het ook gesoek na bewyse van donker materie in die omgewing van die Melkwegstelsel wat binne 'n paar honderd ligjare van die son lê. In hierdie omgewing is die meeste sterre beperk tot 'n dun skyf. Dit is moontlik om te bereken hoeveel massa die skyf moet bevat om te verhoed dat die sterre ver bo of onder dit dwaal. Die totale materiaal wat op die skyf moet wees, is minder as twee keer die hoeveelheid ligmateriaal. Dit beteken dat nie meer as die helfte van die massa in die streek naby die son donker materie kan wees nie.


Wat veroorsaak dat bane oor tyd verander?

Swaartekraggolwe straal energie weg.
'N Sferoïedvormige vorm aan die ster sal veroorsaak dat 'n wentelbaan wat geneig is tot die rotasie-as se voorganger is.
Raamsleep.

As sonstraling tel:
Yarkovsky-effek - straal weer sonstraling uit, maar in 'n voorkeur rigting.
Poynting-Robertson-effek - planeet wat in fotone baseer, soortgelyk aan ry in reën. Meer reëndruppels tref die voorruit as die agterruit. (hoewel dit van sonstraling kom.)

Dit word veroorsaak deur die oordrag van hoekmomentum van die Aarde na die Maan. Die maan laat getybultjies op die aarde ontstaan. As gevolg van wrywing sleep die aarde se rotasie hierdie bultjies uit die lyn met die maan. Dink hieraan, die Aarde probeer om die uitpuilings daarmee te laat draai, terwyl die Maan probeer om dit in lyn met homself te hou, en u eindig met 'n kompromie waar die uitpuilings nie heeltemal met die Maan strook nie. Die gevolglike swaartekragtrek van die bultjies is geneig om die maan in sy baan vorentoe te trek, wat weer die maan tot 'n hoër baan laat optrek. Terselfdertyd vertraag die Aarde se draai 'n bietjie.

Die aarde kan die maan nie deur hierdie proses verloor nie, want uiteindelik sou 'n tyd aanbreek wanneer die rotasieperiode van die aarde en die wentelperiode van die maan dieselfde sal wees en sodra dit gebeur, sal die meganisme wat die baan van die maan vergroot, verdwyn. (Die meeste ramings dui ook aan dat ons son, voordat dit nog gebeur, uitgebrei het tot 'n rooi reus en die aarde en die maan sou kon omhul.

Hierdie proses kan ook andersom werk. As die maan vinniger wentel as wat die aarde in die teenoorgestelde rigting draai of draai, sal die baan krimp eerder as om te groei. The Mars moon Phobos is an example of this, its orbits Mars in less time than it takes for Mars to rotate and is slowly being pulled into a lower and lower orbit.


Change of orbit with change of mass? - Sterrekunde

It is an active area of research whether or not the orbiting objects in the solar system can indefinitely orbit the Sun without ever undergoing *drastic* changes in their orbits --- they may actually change dramatically at some point: such changes would be called "chaotic" and the area of research is called "chaos theory". No new forces would be necessary to make this possibility happen it would simply be the application of gravity once again. There are known examples of chaotic behavior in the solar system, but only involving a few small objects orbiting the outer planets, or in the asteroid belt. Chaotic behavior is defined as happening when very small differences in the initial or current conditions of an experiment, or of the solar system's motions (perhaps so small as to not be easily measured), would lead to drastically different results later in time.

Besides the planets in the solar system, it is even possible (over a much longer time scale) for a passing neighbor star to cause small changes in the planets' orbits. That's actually how comets, which otherwise have large orbits that never take them near the Sun, are caused to change orbit and pass near the Sun, allowing us to see them. If the incoming comet passes near Jupiter, it may be permanently moved into a small orbit that will keep it repeatedly passing near the Sun (once every 75 years, or so, for Halley's comet, for example). An example of chaos: in this case, if Jupiter is in just a slightly different position when the comet passes during its first fall toward the Sun, the comet may not end up in a small orbit due to Jupiter's gravitational pull, but may instead end up hitting the Sun! Or it might be "ejected" from the solar system entirely.


Kyk die video: Problemen baan verandering tarot (Februarie 2023).