Güneşin ay üzerindeki çekim kuvveti, dünyanınkinden 2,5 kat daha büyüktür, neden ay hala dünyanın etrafında dönüyor?
Bu, yer çekiminin doğasıyla yakından ilgilidir. Newton'un evrensel çekim kuvveti, nesneler arasındaki çekim kuvvetinin kütlenin ürünüyle orantılı ve uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğuna inanır.
Bu, nesnelerin kütlesi ne kadar büyükse, aralarındaki çekim kuvveti o kadar büyük olur; nesneler ne kadar uzaksa, aralarındaki çekim kuvveti o kadar küçük olur. Nesneler arasındaki çekim kuvvetini hesaplamanın formülü şöyledir: F = G (Mm / r ^ 2).
Formülde, F yerçekimi kuvvetini, G yerçekimi sabiti değeridir, yaklaşık 6.67 × 10-11N · m² / kg², M ve m etkileşen iki nesnenin kütleleridir ve r aralarındaki mesafedir.
Yerçekimi süper uzun bir kuvvettir ve teoride yerçekiminin etkisi sonsuzdur. 2015 yılında, bilim camiası tarafından keşfedilen yerçekimi dalgaları dünyaya 1,3 milyar ışıkyılı gitti ve algılama cihazının 4 km uzunluğundaki kolunu, bir nefesten yüz milyon kat daha küçük olan bir protonun çapının on binde biri ölçeğine taşıdı. Mikroskobik hareketler bilim adamları tarafından doğru bir şekilde yakalanır.
Ancak yerçekimi zayıf bir kuvvettir, mesafe ne kadar uzunsa, yerçekimi o kadar zayıftır. Yerçekiminin bariz etkisi, tepe küresinin yarıçapı olarak adlandırılan bir aralığa sahiptir.
Uzay yıldızlar, galaksiler, kara delikler ve diğer gök cisimleriyle doludur ve yerçekimi etkileşimi çapraz kesişir, bu nedenle sonsuzluğu ölçmek çok zordur. Ancak yerçekimi daha açıktır ve kararlı kontrolün bir aralığı vardır, bu aralığa Hill küresi denir ve Hill küresinin yarıçapı için hesaplama formülü şöyledir:
Burada r, Tepe küresinin yarıçapıdır, m küçük bir gök cismi kütlesidir, M, küçük kütleli gök cisimleriyle çevrili büyük bir gök cismi kütlesidir, a yörüngenin yarı-ana eksenidir ve e merkezkaç kuvvetidir.
Bu formüle göre, dünyanın tepe küresinin yarıçapı 1.5 milyon kilometre ve güneşin tepe küresinin yarıçapı yaklaşık 1 ışıkyılıdır. Ay, dünyadan ortalama olarak yaklaşık 385.000 kilometre uzaklıktadır, bu nedenle dünyanın yerçekimi kuvveti tarafından sabit bir şekilde yakalanabilir ve yalnızca dünyanın etrafındaki daireler halinde gidebilir; Güneşin tepe küresinin yarıçapı yaklaşık 1 ışıkyılıdır, bu nedenle güneşten yaklaşık 1 ışık yılı uzaklıktadır. Bir Oort Bulutsusu, yani güneşi çevreleyen sayısız küçük gök cismi (kuyruklu yıldızlar) vardır (yukarıdaki resme bakın).
Ama sonuçta, Güneş'in ay üzerindeki çekim kuvveti, Dünya'nın ay üzerindeki çekim kuvvetinden çok daha büyüktür, yaklaşık 2,5 kat ve Hill küresinin yarıçapı da dünyanınkinden çok daha büyüktür.Ay, neden hala güneş yerine dünyanın etrafında dönüyor?
Aslında bu anlayış yanlıştır.
Dünya ile çeşitli gök cisimleri arasındaki etkileşimi düşündüğümüzde, ona bir bütün olarak güneş sistemi perspektifinden bakmalıyız. Görüş alanımızı genişletelim Güneş sistemindeki tüm gök cisimlerinin genel hareketi perspektifinden, güneş sistemindeki tüm gök cisimleri güneşin yerçekimi tarafından kontrol edilir ve güneşin yörüngesinde döner.
Dünya ve ay bir istisna değildir, genel olarak güneş etrafında dönerler, ancak yerçekiminin varlığı nedeniyle, ayın güneş etrafında dönme şekli biraz özeldir, bir dalga dişli tipidir (yukarıya bakın).
Dünyanın doğal bir uydusu olan ay, yörüngesinde dünyanın etrafında dönerken, aynı zamanda dünyanın yörüngesini büyük ölçekte izleyerek güneşin etrafında döner.
Dünya ve ay bir atlıkarınca gibidir.Dünya, atlıkarıncanın ortasındaki eksendir. Çevreleyen atlıkarıncalar (ay ve uydular) orta eksen etrafında döner, ancak aynı zamanda dünyamız da dönmektedir. Yeryüzü tarafından yere sıkıca çekildiğinden, tahta atın (ay) güneşine eşdeğer olan dünyanın kütle merkezi etrafında döner.
Bu şekilde, dünya ve bir bütün olarak ay, güneşin devasa çekim kuvvetine sıkı sıkıya dahil olur ve onun etrafında döner. Dahası, Dünya'nın yörüngesi de Venüs, Mars ve Jüpiter'in yerçekimsel karışıklığına ve etkisine tabidir, aksi takdirde böyle bir yörünge olmazdı.
Bu kadar.
