완벽하게 원형 궤도가 가능합니까?

완전히 구형 인 행성이 있고 완전히 구형 인 달이 있다고 가정 해 봅시다. 대기 드래그와 다른 중력 풀이 없다고 가정 해 봅시다. 만약 달이 어떻게 지구 주위에 완전한 원형 궤도에 놓여 있다면, 달은 결국 행성을 향해 "떨어져"타원형 궤도를 형성할까요? 아니면 계속해서 완전한 원형 궤도를 따라 갈까요?

편집 : 내가 실제로 묻고 싶었던 것은 행성 의 중력 이 달을 행성쪽으로 "떨어지게"하거나 중력이 달이 행성을 향해 더 이상 경로를 구부리지 않고 궤도를 계속 유지할 수있게하는 것입니다. 나는 입자의 모양으로 인해 어떤 행성도 진정한 구 또는 큐브가 될 수 없다는 것을 알고 있습니다.

orbit gravity

— 와 사트
소스

어떤 중력 모델, 뉴턴 식 또는 일반 상대성 이론을 원하십니까?

— James K

그렇습니다. "지구의 중력으로 인해 달이 지구를 향해 떨어지게됩니다"; 그것이 궤도가 정확히 무엇입니까!

— Keith

달은 지구 주위의 궤도에서 엄격하게 말한 것이 아니라는 점에 주목해야한다. 오히려 둘 다 공통 질량 중심을 선회하고 있습니다. 작은 달과 큰 행성의 차이는 작지만 명왕성 / 카론 것이 중요하다 (그리고 카론의 궤도가, userLTK 상당히 원형 말한다) : 원의 중심 - 무게 중심 명왕성 / 카 론 시스템의 -입니다 명왕성 밖.

— 피터-모니 티 복원

답변:

짧은 답변:

예. 조석 효과와 상대성 및 질량의 변화 (행성이 빛을 방출하고 대기를 잃고 항상 우주 먼지와 유성을 추가하여 질량이 일정하지 않음)를 무시하면 외부 효과가없는 두 신체 시스템에서 궤도는 완전히 원형을 유지합니다. 원형 궤도에 영향을 미치는 외력은 없습니다. 원형 궤도는 정확한 것이 없기 때문에 불가능하지만 컴퓨터 시뮬레이션에서는이를 설정할 수 있으며 원형으로 유지됩니다.

긴 대답 :

시나리오가 작동하려면 행성과 달에 무한한 경도를 주어야하므로 구부러지지 않으며 고정 된 질량과 공간이 다른 것에서 완전히 비워야합니다. 말할 것도없이 불가능합니다. 그러나 뉴턴의 중력에서만.

상대성은 행성과 달의 시스템에서 무시할 수있을 정도로 가까이 있지만 궤도에 매우 작은 붕괴를 일으킨다. 궤도에 대한 상대 론적 영향은 태양 주위의 머큐리의 궤도에서 처음 발견되었습니다 (그리고 머큐리는 태양에 떨어지지 않으며 다른 효과에 의해 발견되었지만 여기에 들어가서는 안됩니다).

마찬가지로 질량 손실, 질량 또는 궤도 항력 증가 (공간은 작은 입자, 빠르게 움직이는 입자, 광자 및 중성미자로 가득 차 있기 때문에 작지만 적어도 시뮬레이션에서는 계산할 수있는 항력으로 인해) 시스템은 엄청나게 작은 나선을 가지고 완벽한 원이 아닙니다. 당신은 그것이 타원형이된다는 의미에서 말할 수 있지만, 일단 일단 타원형이되면 다시 원형으로 돌아올 수있는 매우 작은 힘과 같을 것입니다. 궤도상의 모든 섭동 또는 드래그가 궤도를보다 타원형으로 만들지는 않지만 어느 방향 으로든 작동 할 수 있습니다.

지구를 향해 "떨어지거나"타락하면 타원형 궤도를 "만들지"않을 것입니다. 원은 타원입니다. 조수를 무시하고, 빠지거나 빠지는 두 가지 신체 시스템에 대해 구체적으로 물었습니다. 타원은 붕괴되거나 교란 된 궤도의 결과가 아닙니다. 타원은 기준선 궤도입니다. 타원 위에서 섭동과 궤도 붕괴가 발생하면 (타당한 경우) 타원을 유발하지 않습니다.

3 개 이상의 차체 시스템에서는 궤도에서 궤도 변동이 발생합니다. 그것들은 종종 안정적으로 유지되며, 대부분 앞뒤로 움직이는 변형입니다. 편심 변화 및 정점 세차를 참조하십시오 .

— userLTK
소스

달이 조력 잠금 상태 인 경우 (실제로 알다시피 결국 발생합니다)? 그리고 그것이 지구 (또는 오히려 행성)의 정지 궤도에 있다면, 행성의 중력장으로부터의 회전 가속도도 없습니까?

— 피터-모니 티 복원

@ PeterA.Schneider 아마도 자세한 내용으로 답변을 업데이트 할 것이지만 완벽한 원은 불가능합니다. 완벽한 조력 잠금 장치도 불가능하며, 항상 흔들림과 에너지가 열로 전달됩니다. 그러나 여러분은 그런 조력 잠금 장치가 원형만큼이나 원형 인 것이 맞습니다. 명왕성-카론은 그런 식으로 원에 매우 가깝습니다.

— userLTK

"완벽하게"는 재미있는 단어입니다.

완벽한 원은 수학적 추상화입니다. 실제 물체는 "완벽"하지 않습니다. 따라서 "완전히 구형 행성"이라고 가정하면 존재 하지 않거나 존재 하지 않는 것을 가정하는 것입니다 . 모든 실제 행성은 원자로 만들어졌으며 작은 덩어리로 만들어진 것은 완전히 구형 일 수 없습니다. 가능한 한 구형 인 행성을 만들었더라도 회전과 조수에 의해 왜곡 될 수 있습니다. 따라서 완전한 구형 행성은 없습니다.

$\pi$

우리가 할 수있는 것은 수학적 수학적 모델을 고려하는 것입니다. 태양과 지구를 "입자"(즉, 질량)로 모델링하고 뉴턴의 보편적 중력 법칙으로 중력을 모델링하고 시스템에 정확한 양의 에너지를 제공하여 완벽한 원을 제공하면 시스템은 완전한 원으로 유지되며 절대 타원형이되지 않습니다.

일반 상대성 이론을 사용하여 중력을 모델링하는 경우 중력 복사가 방출되면 원형 궤도가 가능하지 않으며 모든 궤도가 안쪽으로 나선형이지만 타원이되지는 않습니다. 양자 중력 모델에서도 비슷한 일이 일어날 것입니다.

따라서 당신의 질문은 수학적인 중력 모델의 상황에서만 답할 수 있습니다.

— 제임스 K
소스

약간 비관적 인 것처럼 보이지만 정확히 Pi : Pi 인 숫자를 선택할 수 있습니다. Pi가 숫자로 존재하지 않는다고 말하지 않는 한. 당신의 요점의 나머지 부분은 잘 이해됩니다 (완벽한 수학적 추상화는 실제 세계에서는 일반적으로 나타나지 않습니다.)

— Beska

이것은 매우 플라토닉을 얻을 수 있습니다. 나는 수학적 실체가 "존재"하는지에 대해서는 논의 할 필요가 없으므로 다시 말하겠습니다.

— James K

와! "완벽한"불가능하다고 말하는 것은 비트이다 현학적 , 실제 과학자들이 만들어 때문에 다른 조건의 paribus의 가정에 모든 시간을 ... ( "모든 다른 바보 같은 짓을 영어로 동일 *의 온 합성되는). 그래서, 정지 때리기 그와주세요 다시 시도하십시오

— GwenKillerby

실제 과학자들은 대답이 사용 된 중력 모델에 의존하기 때문에 "모델"의 의미를 정확히 알고 있습니다. "완전히"실제 모델이 아니라 모델과 관련이 있다는 것을 이해하는 것은 종종 오해되는 중요한 사실입니다. 따라서 이것은 단순한 농약이 아닙니다. 본문을 입자로 모델링하여 Newtonian 및 GR 모델 모두에 대한 답변을 제공하는 답변의 후반부에 이미 언급 했으므로 다시 읽으십시오.

— James K

@Beska "Pi 정확하게"는 현실 세계에서하기가 쉽지 않습니다.

— Thorbjørn Ravn Andersen

갯벌 마찰은 궤도에서 구형을 방해합니다. 당신의 행성과 달은 최적의 모양이 아니기 때문에 자연적으로 액체 방울 모양을 취할 수있는 것보다 더 빨리 일어날 것입니다. 무게 중심 주변의 균형 잡힌 모양과 균형 잡힌 궤도를 달성 한 후에는 일반적인 상대 효과로 인해 시스템이 여전히 원형이 아닙니다.

이것이 짐승의 본질입니다. 원형 궤도는 본질적으로 불안정하며 선행 타원에 빠지기를 원합니다.

— 여호수아
소스

달이 조력 잠금 상태에 있고 중력파 에너지 손실을 무시한다면 어떻게 될까요? 조석 잠금 장치가있는 조력 (열 발생)이 있습니까?

— 피터-모니카 복직 자

조력과 관련이없는 것은 "원형 궤도는 본질적으로 불안정하고 선행 타원에 빠지기를 원합니다."라는 진술입니다. 정말 그렇습니까?

— 피터-모니카 복직 자

@ PeterA.Schneider : 그들은 나에게 그 사실을 말해줍니다. 하나의 좋은 상대성 효과.

— Joshua