Gezegen yörüngeleri neden dairesel yerine eliptiktir?
Birçok çocuk için popüler bir bilim projesi, güneş sisteminin üç boyutlu bir modelini yapmayı, boyalı köpük toplardan gezegenler yapmayı ve telden yörünge yolları yapmayı içerir. Bugün, çoğu yetişkin güneş sistemini düşündüğünde, en uzak gezegendeki en büyük halka ve tam merkezde güneş olan bir dizi eşmerkezli halka hayal ediyorlar.
Bu, projeyi düzenlemeye yardımcı olsa da, aslında doğru değil. Güneş sistemindeki gezegenlerin (ve uzaydaki çoğu gezegenin) yörüngeleri aslında dairesel değil eliptiktir. Ancak yörüngeler, tekrarlanan yerçekimi, eylemsizlik ve kütle modellerine dayandığına göre, nasıl mükemmel bir daire olamazlar?
Dört olası gezegen yörüngesi
Yörüngenin arkasındaki temel bilim, iki kütleli gök cisminin birbirlerine yerçekimsel çekim oluşturarak uzaydaki hareketlerini etkileyeceğidir. Bu, astrofiziğin temel prensibidir. Genelde gördüğümüz yörüngeler büyük bir gök cisimine ve çok daha küçük bir gök cisimine sahiptir, bu nedenle büyük gök cismi nispeten hareketsiz görünürken daha küçük gök cismi yörüngesine sahiptir. Yörüngeyi anlamak için, iki gök cismi tarafından sisteme getirilen enerjiyi ve yörüngenin şekli üzerindeki etkisini de göz önünde bulundurmanız gerekir.
Örnek olarak güneşi ele alalım: Gök cismi güneşe yaklaştığında, enerjisine ve yörüngesine göre olası dört yörünge yolundan birini izleyecektir: spiral, hiperbolik, eliptik veya dairesel.
Spiral seçeneği, gök cisiminin çok düşük kütlesi veya enerjisi nedeniyle güneşin yerçekimi tarafından dik bir açıyla çekileceği anlamına gelir. Gök cismi, güneşin etrafında sıkı bir spirale düşecek, ona yörünge demek zor olsa da, güneş yüzeyine çarpana kadar alçalacak ve alçalacaktır.
Hiperbolik seçenek, büyük hızlara sahip veya güneş yüzeyinden uzakta olan gök cisimlerinde meydana gelir. Gök cismi yaklaştığında, yolu güneşe doğru bükülür, ancak hızı ve mesafesi, tekrarlanan yörüngelere çekilmek yerine güneşi geçmesine izin verir. U'ya benzer bir hiperbolik yörünge oluşturduktan sonra, son iki yörünge seçeneğinin aksine uzaya uçacak ve asla geri dönmeyecek.
Dairesel seçenek, çoğu çocuğun hayal ettiği güneş sistemidir. Güneşe yakın bazı gezegenler neredeyse mükemmel bir daire oluştursa da (dünya sadece 3 derece uzakta), gerçek bir dairesel yörüngeye ulaşmak zordur. Koşullar kesinlikle mükemmel olmalı, yani sisteme giren enerji kesinlikle eksantriklik olmayan bir yörünge yaratıyor, bu mümkün, ancak çok nadir.
Eliptik yörünge seçeneği, güneş sistemindeki tüm gezegenlerin izlediği bir yörüngedir.Bu türün neden mükemmel bir çemberden daha yaygın olduğu mantıklıdır. Gök cismi güneşin yerçekiminden kaçamayacak kadar küçük veya çok yavaş olduğunda, tekrarlanan bir eliptik yörüngeye düşecektir, bu da sisteme girdiğinde büyük ölçüde orijinal enerjiye ve yörüngeye bağlıdır. Yörünge, yörüngede dönen diğer gezegenlerin yerçekimi etkilerinden de etkilenecek, bu da onu kusurlu, eksantrik ve diğer faktörlere oldukça bağımlı hale getirecek.
Fizik elipsleri tercih ediyor ...
Şunu hayal edin: Bir gezegen güneşi yüksek hızda geçer; şu anda, yalnızca patlamada ilk oluştuğunda kazandığı hıza sahiptir. Güneşin yanından geçerken yeni bir kuvvet olan güneşin yerçekimi gezegene etki eder ve onu güneş yönünde çekmeye başlar. Fakat güneşe doğru düştüğünde yeni bir parça eklenir; bu, yerçekiminin ivmesinin neden olduğu hızdır. Hızın bu kısmı artı gezegenin başlangıç hızı, onun güneşe düşmesini engeller ve eliptik bir yörünge oluşturur.
Kısacası güneşin yerçekimi nedeniyle gezegenin yolu ve hızı etkilenmeye devam edecek ve sonunda gezegen geri çekilecektir; bu dönüş yolculuğu parabolik yolun sonunda başlar. Bu parabolik şekil tamamlandığında eliptik bir yörünge oluşturur.
Eylemsizlik ve yerçekimi, herhangi bir yörüngenin görünmesi için etkileyici bir şekilde birleştirilmelidir ve yörüngedeki gök cisimlerinin hızını ve yolunu etkileyebilecek diğer faktörleri (örneğin, diğer kütle / yerçekimi kaynakları) göz önünde bulundurarak, dairesel bir yörünge pek olası değildir. .
Bununla birlikte, bir astrofizikçi olmaya karar verirseniz, belki bu sizin için bir kariyer hedefi olabilir ... Mümkün olduğunca çok sayıda mükemmel dairesel yörünge bulun!
Referans
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. sciabc
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden baskı için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
