Dünya güneşin çekim kuvvetinden kurtulamıyor, neden "yabancı" Omomo?
2017'de, gizemli bir gök cismi güneş sistemine geldi. Daha sonra ona Oumomo adını verdik. Bunun nedeni, Oumomo'nun gözlemlendiği gözlemevinin Hawaii olmasıdır. Yerel Hawaii dilinde Oumomo, Uzaktan gelen ilk haberci. Ancak Oumomo güneş sistemine geldikten kısa bir süre sonra güneş sisteminden hızla ayrıldı.
Hepimiz güneşin güneş sisteminin mutlak hükümdarı olduğunu ve kütlesinin güneş sisteminin toplam kütlesinin% 99,86'sını oluşturduğunu biliyoruz. Büyük kütle nedeniyle yerçekimi çok büyük. Teoride, güneş sistemindeki gök cisimlerinin güneşin kendisinin yerçekiminden kurtulması zor olmalı, peki bu Omomo güneş sisteminin yerçekiminden neden kurtulabilir?
Evren hızı
Bu sorunu anlamak için aslında Newton'un yaptığı bir düşünce deneyiyle başlayabiliriz. Başka bir deyişle, 1687'de Newton, "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" adlı ünlü bilimsel eserini yayınladı.Bu çalışmada Newton, modern fiziğin paradigmasını ve temel teorisini kurdu. Bunlar, Newton'un üç yasasını ve evrensel çekim yasasını içerir.
Bu kitapta Newton, örneğin ayın hareketini bir elmanın düşmesiyle karşılaştırarak, ters kare oranı yasasını kabaca tahmin ederek, evrensel çekim yasası hakkında nasıl düşündüğünden bahsetti. İkinci olarak, ayrıca Newton'un topu ile bir düşünce deneyinden bahsetti. Öyle düşünüyor: Dünyaya geniş ölçekte bakarsak, büyük küre kavisli, öyle ki dünya bir küre.
İdeal bir topumuz varsa ve bu sırada mermiyi fırlatırsak, mermi parabolden çıkacaktır.
Bunun nedeni, yer çekiminin mermiye dikey yönde bir kuvvet uygulamasından kaynaklanmaktadır. Top mermisini daha uzağa vurursak, aşağıdaki resme büyük ölçekte benziyor. (Dünyanın küresel olduğunu, ancak dünyanın kavisli olduğunu unutmayın.)
Şu anda, ideal topumuz mermiye yeterince hızlı bir şekilde vurursa, merminin dikey yer değiştirmesi, dünyanın aşağı doğru eğriliği ile tamamen aynı olur, o zaman bu durumda, kabuk dünyanın etrafında hareket edebilir.
Şimdi bu hıza, Dünya'da 7,9 km / s olan ilk kozmik hız diyoruz. Evrene fırlatılan roket en azından bu hıza ulaşmalıdır, aksi takdirde başarılı bir şekilde fırlatmanın bir yolu olmayacaktır.
O zaman kabuğa daha hızlı vurursak, kabuğun dünya etrafındaki yörüngesi bu zamanda daha büyük olacaktır. Bu hız 11,2 km / sn'yi geçmediği sürece yerçekiminden kurtulamayacaktır.
Mermilerin hızının 11,2 km / s veya daha fazla olmasını sağlayabilirsek, mermiler dünyanın yerçekiminden kaçabilir ve tükenebilir.
Peki buldun mu? Aslında bir cismin bir gök cisiminin çekim kuvvetinden kurtulup kurtulamayacağı, cismin hızının belirli bir seviyeye ulaşmasına bağlıdır.
Güneşin yerçekimi kuvvetinden kurtulmak, aslında hız ile ilgilidir, hız yeterince büyük olduğu sürece, güneşin yerçekimi kuvvetinin zincirlerinden kurtulabilir.
Bununla birlikte, burada belirtmek gerekir ki, Neptün'deyseniz, zaten güneşten yeterince uzaktasınız, bu nedenle güneşin yerçekiminden kurtulmanın nispeten daha kolay olduğu ve gereken hızın daha az olduğu, yaklaşık 7,7 km / sn.
Güneş sisteminin yerçekimi kuvvetinden dünyadan kurtulmak istiyorsanız, bu aynı zamanda dünyanın üçüncü kozmik hızı olarak da adlandırılan en az 16,7 km / s gerektirir. (Farklı gök cisimlerinin evrende farklı hızları vardır.)
Omomo dünyadan nasıl kaçtı?
Bu nedenle, Aumomo güneşin yer çekiminden kurtulmak istiyorsa, sadece yeterince hızlı olması gerekir. Aslında, Aumamo güneşin içine doğru uçtuğunda, hızı zaten çok hızlıydı ve 26 km / s hıza ulaşıyordu. Bu hızın yörüngesi uygun olduğu sürece, güneşin yerçekiminin kısıtlamalarından kurtulabilir.
Ama daha da şaşırtıcı olanı, güneş sisteminde büyük bir adam olması, bu Jüpiter, güneş sistemindeki güneş dışındaki en büyük gök cismi. Varlığı da Aumamo'ya hız kattı. Burada kullanılan ilkeye yerçekimsel sapan etkisi denir. Açıkça söylemek gerekirse, Aomomo'yu gezdirmek için kendi güçlü yerçekimini kullanmaktır. Bununla birlikte, kütleçekimsel sapan etkisinin sadece hızlanma için olmadığı, aslında yavaşlayabileceği ve gök cismi hareketinin yönünü büyük ölçüde değiştireceği unutulmamalıdır.
Bilim adamları, uzay aracını hızlandırmak için sık sık yerçekimsel sapan etkisini kullanır ve bu da çok fazla yakıt tasarrufu sağlayabilir.Jüpiter, güneş sistemindeki en büyük gezegen olduğundan, Jüpiter aynı zamanda yerçekimsel sapan etkisi için en yaygın kullanılan nesnedir. Ünlü bilim kurgu filmi "The Wandering Earth" de senaryo yazarı, gezen dünyadan Jüpiter'in yerçekimsel sapan efektini kullanarak hızlanmasını istedi.
Omomo, Jüpiter tarafından hızlandırıldı, yörüngesi değişti ve hızı da çok arttı. Sonuç olarak, güneş sistemini daha hızlı terk etti.
Başka bir deyişle, Aumomo'nun güneşin çekim kuvvetinden kurtulmasının nedeni, esas olarak yeterince hızlı bir hıza dayanır. Omomo'nun kendi hızı başlangıçta yeterince hızlıydı, ancak Jüpiter tarafından yerçekimi sapan etkisiyle hızlandırıldı. Bu nedenle güneşin yer çekiminden kurtulma hızına sahiptir. Bu, güneşin yerçekiminden kurtulmasını ve yıldızlararası uzayda dolaşmaya devam etmesini sağladı.
