Sterrekunde

Waarom is planete rond?

Waarom is planete rond?


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.

Ek het ons sonnestelsel bestudeer en alle hemelse voorwerpe word uitgebeeld as ronde voorwerpe, insluitend swart gate ... wurmgate as hol silinders as 'n pad oor twee heelalle ... selfs die sterrestelsel is sirkelvormig ... Waarom gebeur dit?


Swaartekrag laat voorwerpe saamdruk tot hul massasentrums, aangesien swaartekrag in alle rigtings strek.

Vir planete gaan die swaartekrag voort met die kompressie van die voorwerp totdat die rotse nie meer saamgepers kan word nie, aangesien die druk teen swaartekrag sal veg. Op hierdie punt (wat hydrostatiese ewewig genoem word) het die voorwerp 'n sferoïed geword. Een van die vereistes om 'n planeet te kan noem, is dat dit hidrostatiese ewewig bereik het.

Vir swart gate hang die vorm van hul gebeurtenishorisonne regtig af of die swart gat draai of nie. Vir nie-draaiende swart gate strek swaartekrag in alle rigtings, sodat die gebeurtenishorison bolvormig word. Vir die draai van swart gate sal dit waarskynlik 'n afgeronde sferoïed wees.

Die meeste sterrestelsels is slegs bolvormig as dit vorm. Hul hoekmomentum veroorsaak dat hulle mettertyd plat word. Een deel van sterrestelsels, wat die "stralekrans" genoem word, is egter sferies.

Wurmgate is suiwer hipoteties, so ek sal dit nie regtig vermaak nie.


17 Maart: Waarom bly die planete in 'n wentelbaan?

Titel: Waarom bly die planete in 'n wentelbaan?

Podcast: Stuart Clark

Beskrywing: Waarom bly die planete in 'n wentelbaan? En hoekom val die Maan nie uit die lug nie.

Bio: Dr Stuart Clark is 'n bekroonde skrywer en joernalis vir sterrekunde. Sy boeke sluit in The Sun Kings, en die hoogs geïllustreerde Deep Space, en Galaxy. Sy volgende boek is Big Questions: Universe, waaruit hierdie podcast aangepas is. Stuart is 'n genoot van die Royal Astronomical Society, 'n besoekende genoot van die Universiteit van Hertfordshire, Verenigde Koninkryk, en senior redakteur vir ruimtewetenskap by die Europese Ruimteagentskap. Hy lewer ook gereeld bydraes tot koerante, tydskrifte, radio- en televisieprogramme. Sy webwerf is www.stuartclark.com en sy Twitter-rekening is @DrStuClark.

Vandag se borg: Hierdie episode van & # 8220365 Days of Astronomy & # 8221 word geborg deur & # 8212 niemand. Ons benodig nog borge vir baie dae in 2010, dus oorweeg dit om 'n dag of twee te borg. Klik op die knoppie & # 8220Skenk & # 8221 aan die linkerkant van die webblad, of kontak ons ​​by [email protected]

WAAROM BLY DIE PLANETE IN 'N BAN?

Hallo ek is Dr Stuart Clark, sterrekunde-outeur en joernalis. Vandag wil ek die vraag ondersoek: waarom bly die planete in 'n baan?

Wel, as die vraag eenvoudig is, is die antwoord allesbehalwe. Tog het dit gelei tot die bepalende oomblik van die wetenskap: die oomblik toe die natuurfilosofie op sy koers geplaas is om moderne wetenskap te word, met wiskunde as taal.

Die rede waarom die planete in 'n baan bly, is vervat in die gravitasieteorie van Isaac Newton, waarvan die sentrale konsep 'universele gravitasie' is, wat sê dat alles met massa swaartekrag genereer: die aarde, die maan, die son, al die planete en die mane, al die sterre - alles. Die hoeveelheid swaartekrag wat gegenereer word, is eweredig aan die massa van 'n voorwerp, en beïnvloed enigiets anders in die omgewing met massa, met ander woorde alles trek alles anders.

Newton se Universal Gravitation was deels gebaseer op die baanbrekerswerk van Johannes Kepler, wat 'n paar dekades tevore planetêre beweging wiskundig beskryf het.

Kepler se eerste van drie wette sê dat elke planeet in 'n elliptiese baan beweeg, met die son op een fokus. Die tweede wet is dat as die planeet ver van die son af is, dit nie so vinnig beweeg as wanneer dit naby die son is nie. Dit impliseer dat watter krag ook al die planeet beweeg, met afstand verswak het. Die derde wet volg op die tweede, wat die vergelyking uitdruk tussen die grootte van die planeet se baan en die tyd wat dit neem om die baan te voltooi. Maar Kepler kon nie verduidelik waarom die planete so beweeg het nie.

Newton kon. Hy visualiseer 'n kanon bo-op 'n hoë toring, wys dit horisontaal en skiet die projektiel. As die lugweerstand geïgnoreer word, sou die kanonskogel parallel met die grond uitzoom en die swaartekrag van die Aarde sal dit dadelik na onder begin trek en uiteindelik na die vloer sleep. Hoe groter die plofbare lading, hoe vinniger word die projektiel uitgestoot en hoe verder sal dit beweeg voordat die swaartekrag dit aftrek. Newton het hom genoeg plofstof voorgestel om die kanonskogel so vinnig uit te werp dat teen die tyd dat dit begin val het, die kromming van die aarde tot gevolg gehad het dat die grond daaronder weggeval het en dat die kanonkogel dus altyd op dieselfde hoogte bo die grond is. Sonder lugweerstand sou die projektiel steeds met dieselfde snelheid beweeg as wanneer dit die kanon verlaat het, en die hele situasie begin weer. Elke keer as die kanonskog 'n bietjie sak, vergoed die kromming van die Aarde, sodat die projektiel vir ewig in werking kan bly en dit in 'n baan plaas.

Dit gee ons die oplossing vir die vraag wat keer dat die maan op die aarde val. Die maan val na ons toe, maar reis ook so vinnig dat dit die aarde 'oorskiet' en in 'n sirkelvormige pad voortgaan.

Die swaartekrag van Newton het die manier waarop sterrekundiges oor die naghemel gedink het, verander. Hulle was nie meer tevrede om die posisies van die sterre as 'n hulpmiddel vir navigasie in kaart te bring nie, maar kon die beweging van die hemelse voorwerpe verstaan ​​en toekomstige bewegings voorspel. Die datums van toekomstige verduisterings, die terugkeer van komete, die belyning van die planete - alles is voorgeskryf deur Newton se teorie.

En dit was ook van toepassing op 'n asemrowende reeks ander verskynsels. Dit het 'n manier gegee om die massa van die planete en die son te skat, en 'n manier om te verduidelik waarom die aarde en ander planete by hul ewenaars gebult het. Dit het 'n metode gegee om die beweging van vallende voorwerpe op die aarde te bereken, en, nog belangriker, in die 17de eeu, die voorspelling van die trajek van projektiele wat uit kanonne geskiet is.

Die getye, wat so belangrik is vir 'n seevarende nasie, kan uiteindelik verklaar word as gevolg van die aantrekkingskrag van die maan en die son in die oseane. En die werk van Newton het getoon dat dieselfde omgekeerd gebeur. Die swaartekrag van die aarde vervorm die maan en omdat die aarde massiewer is, is die maantyd ooreenstemmend groter, wat neerkom op 'n verlenging van die maan met baie meter. Hierdie veranderinge aan die sferiese vorms van die Aarde en die Maan sap voortdurend hul rotasie-energie. In die geval van die Aarde neem die lengte van die dag stadig maar waarneembaar toe en moet 'n ekstra sekonde af en toe bygevoeg word by die middernagklokkies op Nuwejaar. Die vertraging van die maan se rotasie is ingewikkelder oor die miljarde jare sedert die vorming daarvan, dit het soveel vertraag dat dit nou net een keer elke wentel draai en voortdurend dieselfde gesig op die aarde voorstel.

Vanweë sy groot grootte skep Jupiter enorme getykragte op sy versameling mane. Dit transformeer die binneste maan, Io, tot die vulkanies aktiefste plek in die Sonnestelsel. Verder buite is die maan Europa, waar die getykrag minder ekstreem is en die energie kan bied om 'n wêreldsee van vloeibare water onder die ysige kors van Europa te hou. Daar kan selfs meer water in Europa wees as op aarde.

Newton se gravitasieteorie het sterrekundiges in staat gestel om meer as 400 planete te vind wat om ander sterre wentel, en hulle het nog nie een van hierdie planete gesien nie, maar hulle teenwoordigheid is seker omdat die sterre 'wankel'. Net soos die ster die planeet in 'n wentelbaan trek, so trek die planeet terug na die ster en laat dit wankel. Die verrassing is dat in plaas daarvan om stadige pirouette te volg, soos die een wat Jupiter in die son induseer, die meeste wankelende sterre vinnig beweeg, wat dui op groot planete in noue wentelbane. Namate tegnologie verbeter, verwag sterrekundiges dat hulle planetêre stelsels meer soos ons s'n sal vind.

Maar ondanks al sy sukses, het Newton nêrens die aard van swaartekrag verklaar nie, maar hy het dit eenvoudig wiskundig beskryf. Daaropvolgende natuurfilosowe en wetenskaplikes worstel met die fundamentele oorsprong van swaartekrag, alhoewel niemand naby die deurbraak kom nie. Die wêreld moes tot die tweede dekade van die 20ste eeu wag om 'n gedagte-buigende antwoord van Albert Einstein met sy Theory of General Relativity te ontvang.


Waarom is planete rond? - Sterrekunde

Wanneer u studente bekend maak met die wentelbane van die planete rondom ons son, is dit belangrik dat hulle meer as net die volgorde op grond van afstande verstaan. As u kyk na die hoeveelheid tyd wat dit neem om een ​​baan te voltooi, kan u vra waarom die buitenste planete soveel langer neem as die binneplanete. Is dit net omdat hulle soveel verder het om te gaan? Of is daar 'n ander faktor betrokke? Hierdie les ondersoek.

Eerstens, as u 'n skaalmodel van die sonnestelsel bou, kan u stukke tou neem en dit gebruik om die wentelbane van elk van die agt planete voor te stel. As u die toutjies dan van 'n gemeenskaplike punt uittrek, sal u sien dat die buitenste planete inderdaad veel verder moet gaan om een ​​omwenteling te voltooi. Dit alleen verklaar egter nie die wentelperiodes nie. Daar is nog iets daaraan. Die volgende aktiwiteit kan studente 'n groot idee gee oor wat die iets meer is.

Benodigde materiaal:

  • Stewige plastiekdrinkstrooi (in die helfte gesny)
  • String - 18-24 duim per persoon
  • Rubberwassers of stoppers - 2 per persoon

Stel u & quotsolar-stelsel-model & quot saam deur die tou aan een van die ringe vas te bind, dan die tou deur die strooi te loop en die tou aan die ander wasser vas te bind, soos hieronder getoon.

Begin met baie ruimte. Hou die strooi- en wasser-eenheid regop en trek die tou totdat die onderste wasser teen die onderkant van die strooi rus. Hou die strooi met een hand vas met u arm voor u lyf. Deur die pols van die verlengde arm vinnig te draai, begin die tou / wasmasjien te draai totdat die tou heeltemal verleng is. Hou aan om die stelsel konstant te draai terwyl u u ander hand gebruik om die onderste wasmasjien stadig af te trek. Wat merk u op met die snelheid waarmee die draai-wasser beweeg terwyl die wentelbaan al hoe korter word?

Notas aan onderwyser:

  • U moet die draai-wasser vinnig, maar bestendig aan die gang sit voordat u die tou begin trek. U sal die draai moet aanhou terwyl u trek totdat u 'n punt bereik dat dit 'selfonderhoudend' sal word - dan hoef u nie meer daaroor bekommerd te wees om die draai te dryf nie. Studente dink miskien dat u die wasserbaan vinniger maak namate die baanstraal kleiner word. Let daarop dat u dit nie is nie. Hulle sal dit self sien as hulle hul eie 'planete' in 'n baan plaas.
  • Korter snaarlengtes lewer 'n meer hanteerbare samestelling vir jonger of kleiner studente. Hulle kan selfs hul 'planeet' in 'n vertikale sirkel draai as hulle nie die horisontale sirkel kan handhaaf nie. Alhoewel die wetenskap met 'n vertikale sirkel nie so korrek is nie, is dit miskien vir jonger studente die enigste manier waarop hulle die ervaring onafhanklik kan geniet. Laat elkeen van hulle beskryf wat hulle voel in die hand wat die strooi vashou, en ook wat hulle sien as die wentelsirkel kleiner word. Dit sal help om hulle te laat fokus om na die wasmasjien te kyk en nie na hul bure te kyk of hul oë toe te maak nie!
  • Doen 'n spesiale poging om die tou stadig genoeg te trek sodat die wasser volledige wentelbane in elke radius kan maak voordat u die tou meer trek. Dit is moeilik om op groter bane te doen, maar dit is maklik om te doen as die bane kleiner word.
  • Moenie harde en swaar voorwerpe gebruik nie. As studente hierdie aktiwiteit oefen, sal hulle hulself noodwendig met die wentelende voorwerp slaan. Dit moet dus iets sag wees. Dit moet egter genoeg massa hê om 'n effektiewe wentelbaan te wees, dus kies versigtig.

Vrae om te vra:

1.) Wat het dit te doen met planete wat om die Son wentel? Wys daarop dat die planete wat verder van die son af geleë is, 'n langer baanbaan het EN stadiger om die pad beweeg as die planete nader aan die son. Maak seker dat studente verstaan ​​dat daar twee redes is waarom die buitenste planete sulke lang wentelperiodes het in vergelyking met die binneplanete. Vir die hoër grade kan u dit in Vraag 2 wiskundig ondersoek.

2.) Hoe help dit om die vraag te beantwoord waarom Pluto soveel langer as Neptunus neem om die son te wentel? Laat hulle vir hoër grade (6 en hoër) die wentelsnelheid van Mercurius bereken en kyk hoe lank dit Pluto sal neem om sy baan te maak as hy teen die snelheid beweeg. Vergelyk dan die tyd met hoe lank dit regtig Pluto neem om 'n baan te voltooi, en maak 'n gevolgtrekking. Doen dit ook vir verskeie ander planete. Onthou dat u die gemiddelde snelheid kan bereken deur die lengte van die baanbaan te deel deur die tyd wat dit neem om een ​​volledige baan te maak. Die baanbaan (neem aan dat alle bane sirkelvormig is) is twee keer pi keer r, waar r die afstand van die planeet na die son is. Die nodige sonnestelseldata word aan die einde van hierdie les in 'n tabel gegee.

3.) Vir graad 6 en hoër is dit ook 'n uitstekende manier om Newton se wet van swaartekrag in te stel. Studente kan 'n grafiek maak wat die afstand van elke planeet vanaf die son vergelyk met die gemiddelde snelheid van die planeet in sy baan. Kyk na die grafiek. Hoe verder u van die son is, hoe stadiger gaan u en hoe langer neem dit om 'n baan te maak. Dit stem baie ooreen met die gedrag van 'n slinger. Hoe langer die swaaiarm, hoe langer neem dit om een ​​te laat swaai. U kan u studente hierdie konsep laat ondersoek deur hul snaarapparatuur as 'n slinger te gebruik om te sien dat slegs die lengte van die swaaiarm (nie die hoeveelheid massa van die bob nie) invloed het op die tydsduur wat dit neem om een ​​swing te voltooi). Isaac Newton was die eerste persoon wat besef het dat daar 'n verband moet wees tussen die periode van 'n slinger en die periode van 'n planeetbaan. Hy het besef dat die slingerbob aangetrokke was tot die aarde, wat hom laat swaai het soos wat dit gedoen het, en dat die maan eweneens aangetrokke was tot die aarde met die gevolg dat dit soos hy wentel.

Gaan terug na u strooi- en touapparaat. Hou die tou vas (nie die strooi nie) en swaai die wasser oor u kop. Voel jy dat dit aan jou hand trek? Sir Isaac Newton besef dat u hand ewe sterk aan die tou moet trek, anders vlieg die wasser die ruimte in. Terwyl hy besef het dat geen snaar die Maan en die Aarde verbind nie, het hy hom 'n onsigbare tou voorgestel wat swaartekrag genoem word, wat net soos die regte tou 'n trek gee. Hy het besef dat die hoeveelheid trek afhanklik was van die hoeveelheid materie in elke voorwerp (in hierdie geval die massa van die aarde en die maan), aangesien dit duidelik was om die wasser op 'n tou te swaai dat 'n groter gewig van die wasser meer trek nodig het. . Hy het ook besef dat die hoeveelheid trek afhang van die afstand tussen die voorwerpe, net soos jy met jou tou voel. Namate die afstand tussen u hand en die wasser kleiner word, is dit baie makliker om die baan te onderhou. Newton het die wiskunde uitgewerk en gevind dat die trek (wat ons nou die swaartekrag noem) as uitgedruk kan word

Met woorde, die trekking wat 'n ander liggaam uitoefen, is gelyk aan Newton se konstante keer die massa van die eerste liggaam maal die massa van die tweede liggaam gedeel deur die vierkant van die afstand tussen die middelpunte van die twee liggame. Let op dat daar in hierdie vergelyking geen onderskeid is tussen watter liggaam die trekwerk doen nie. Dink na oor wat dit beteken. Die trek van die Aarde aan u liggaam is presies gelyk aan die trek van u liggaam op die Aarde!

Newton se swaartekragmodel is een van die belangrikste wetenskaplike modelle in die geskiedenis. Dit is nie net van toepassing op appels en mane naby die aarde nie, maar ook op sterre en sterrestelsels in die verte. Die enigste keer dat u nie die model van Newton vir swaartekrag gebruik nie, is wanneer u baie materie in 'n baie klein ruimte kry. Onder hierdie omstandighede moet u oorskakel na Albert Einstein se swaartekragmodel. Maar dit is 'n ander storie.


Waarom is planete sferies?

Planete is rond vanweë sy swaartekragveld. Namate 'n planeet massief genoeg word, neem interne verwarming oor en die planeet gedra hom soos 'n vloeistof. Swaartekrag trek dan al die materiaal na die middelpunt van die massa (of kern). Omdat alle punte op die oppervlak van 'n sfeer ewe veel van die massamiddelpunt is, vestig planete uiteindelik 'n bolvormige vorm. Vir die belangrikste planete is een van die vereistes dat dit groot genoeg is om die swaartekrag in 'n sfeer te trek. Alhoewel, selfs vir klein asteroïdes, is dit nie ongewoon dat hierdie liggame "rond" is nie (hoewel dit dikwels ovaalvormig is).

Dit is egter interessant om daarop te let dat, omdat planete draai, dit nie perfekte sfere is nie en dat dit eintlik by die ewenaar uitbult.

In die geval van 'n kubus is die hoeke verder weg van die massamiddelpunt as die res van die kubus. Veral vir voorwerpe so massief soos 'n planeet of 'n ster, sou die hoeke onder hul eie gewig ineenstort en die voorwerp 'n bolvormige vorm aanneem. So koel soos 'n kubieke planeet sou wees, hulle kan eenvoudig nie bestaan ​​nie. Wel, regstelling, 'n kubieke planeet kan waarskynlik ontwerp word deur 'n beskawing wat daarop gemik is om alle lewe in die sterrestelsel te assimileer, maar die punt is dat 'n vierkantige planeet nie sal vorm sonder hulp van buite nie.


As die son rond is, waarom is die planete in elliptiese wentelbane?

Hierdie week se vraag kom van Wilma David in Ottawa, Ontario. Dawid vra:

Aangesien die son amper perfek bolvormig is (nie plat nie), waarom wentel planete die son in 'n ellips? Ek verstaan ​​dat swaartekrag swakker word, hoe verder weg 'n planeet van die son af is, maar waarom sou die afstand nie amper konstant wees nie, gegewe die ronde vorm van die massa (die son) wat die planete wentel?

Dit is waar dat die son amper sferies is. Ons kan ook sê dat dit 'n baie groter omgewing is as die aarde, het dr. Ruobing Dong, assistent-professor in die departement fisika en sterrekunde aan die Universiteit van Victoria, gesê.

Dr. Dong het gesê dat die deursnee van die son by die ewenaar net ongeveer 12 kilometer groter is as die paal-tot-paal-deursnee. Daarteenoor het die aarde 'n baie groter ekwatoriale uitstulping - dit is 47 km groter - al is die son ongeveer 100 keer groter as die aarde.

Maar die feit dat die son bolvormig is, verhinder nie dat planete eksentrieke wentelbane het nie. Dit oefen swaartekrag uit op planete, maar wat die planete betref, gedra dit asof die hele massa in die middel gekonsentreer is.

In 1687 het Isaac Newton getoon dat as gevolg hiervan, planetêre beweging Kepler se wette sou gehoorsaam, waarvan die eerste wentelbane van planete ellipse is met een fokus op die son.

Dus, waarom is planeetbane ellipse in plaas van sirkels? Dit blyk dat dit nie veel met die vorm van die son of die aarde te doen het nie. Dit het baie meer verband gehou met die aanvanklike toestande van planetêre vorming, het Dong gesê - spesifiek watter momentumplanete opgetel het terwyl hulle gevorm het. Dit is hoofsaaklik verantwoordelik vir die vorm van wentelbane.


Waarom is planete rond? - Sterrekunde

Die son se gesig is baie keer groter as die aarde. Die lig van die son bereik ons ​​as parallelle strale. As dit effens bewolk is met gapings tussen die wolke, lyk dit asof die strale van 'n ligbron (die son) net bo in die atmosfeer kom, en die strale is onder 'n hoek versprei asof die ligbron net 'n entjie bo is. Hulle moet tog seker maar parallel met mekaar afkom?

U het heeltemal gelyk dat die sonstrale as parallelle strale na die aarde toe kom! Waarom sien ons dan dat die strale soms by 'n puntbron lyk? Die antwoord is - dit is net 'n kwessie van perspektief. Oorweeg dit byvoorbeeld om op 'n lang, reguit spoorlyn te staan. Die spore is inderdaad parallel met mekaar, maar lyk asof dit op 'n punt saamtrek hoe verder jy kyk. Dit is presies wat met die sonstrale aangaan! Hoop dit beantwoord u vraag!

Oor die skrywer

Abhinav Jindal

Abhinav Jindal (hy / hy / sy) is 'n nagraadse student in sterrekunde aan die Cornell Universiteit wat besig is met die begrip van die oppervlak-evolusie van sonnestelselliggame.