ทำไมดวงอาทิตย์ไม่ดึงดวงจันทร์ออกจากโลก?

10

ถ้าแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์แรงพอที่จะรองรับมวลที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก (ดาวเคราะห์ทั้งหมด) และในระยะทางที่ไกลกว่ามาก (ดาวเคราะห์ทุกดวงอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ดังนั้นโลก) ทำไมมันไม่ดึงดวงจันทร์ออกจากโลก?

— TheDudeAbides
แหล่งที่มา

4

คำตอบสั้น ๆ : โลกนั้นใกล้กับดวงจันทร์มากกว่าดวงอาทิตย์มาก

— HDE 226868

2

แต่เส้นทางของดวงจันทร์มักจะเว้าเข้าหาดวงอาทิตย์เสมอ แรงโน้มถ่วงที่กระทำโดยดวงอาทิตย์บนดวงจันทร์นั้นยิ่งใหญ่กว่าแรงดึงดูดของโลกบนดวงจันทร์เสมอ ...

— DJohnM

แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์นั้นแสดงออกมาจากผลกระทบของดวงอาทิตย์ต่อกระแสน้ำ

— com.prehensible

ที่เกี่ยวข้อง (อาจจะไม่ล่อ)

— peterh - Reinstate Monica

18

ทำไมดวงอาทิตย์ไม่ดึงดวงจันทร์ออกจากโลก?

คำตอบสั้น ๆ : เนื่องจากดวงจันทร์อยู่ใกล้กับโลกมากกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าการเร่งความเร็วความโน้มถ่วงของโลกที่มีต่อดวงอาทิตย์เกือบจะเท่ากับการเร่งความเร็วความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่มีต่อดวงอาทิตย์

การเร่งของดวงจันทร์ที่มีต่อดวงอาทิตย์,เป็นเรื่องที่สองของดวงจันทร์ที่มีต่อโลก3} สิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้อง สิ่งที่เกี่ยวข้องคือการเร่งความเร็วของโลกเนื่องจากความโน้มถ่วงเทียบกับความแตกต่างระหว่างการเร่งความเร็วแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กับโลก เร่งความเร็วสัมพัทธ์เข้าหา ดวงอาทิตย์เป็นสิ่งรบกวนขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1/87 ^th $-GM_\odot\frac{\boldsymbol R+\boldsymbol r}{||\boldsymbol R+\boldsymbol r||^3}$ $-GM_\oplus\frac{\boldsymbol r}{||\boldsymbol r||^3}$

a_{⊙, rel} = - G M_{⊙} (\frac{R + r}{| | R + r | |^{3}} - \frac{R}{| | R | |^{3}})

$\boldsymbol a_{\odot,\text{rel}} = -GM_{\odot}\left(\frac{\boldsymbol R + \boldsymbol r}{||\boldsymbol R + \boldsymbol r||^3} - \frac{\boldsymbol R}{||\boldsymbol R||^3}\right)$ ในขนาด) บนความเร่งโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่มีต่อโลก เมื่อพิจารณาสถานการณ์ปัจจุบันดวงอาทิตย์ไม่สามารถดึงดวงจันทร์ออกจากโลกได้

คำตอบอีกต่อไป:

แรงโน้มถ่วงที่กระทำโดยดวงอาทิตย์บนดวงจันทร์นั้นมีมากกว่าสองเท่าที่โลกกระทำบนดวงจันทร์ แล้วทำไมเราถึงพูดว่าดวงจันทร์โคจรรอบโลก นี่มีสองคำตอบ หนึ่งคือ "วงโคจร" ไม่ใช่คำที่ไม่เหมือนกัน เพียงเพราะดวงจันทร์โคจรรอบโลก (และเป็นเช่นนั้น) ไม่ได้หมายความว่ามันจะไม่โคจรรอบดวงอาทิตย์ (หรือทางช้างเผือก) มันทำ

คำตอบอีกข้อก็คือแรงโน้มถ่วงขณะที่ - ไม่ใช่ตัวชี้วัดที่ดี แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์และโลกเท่ากันที่ระยะทางประมาณ 260000 กม. จากโลก พฤติกรรมระยะสั้นและระยะยาวของวัตถุที่โคจรรอบโลกที่ 270000 กม. นั้นมีความคล้ายคลึงกับวัตถุที่โคจรรอบโลกที่ 250000 กม. ระยะทาง 260000 กม. ที่แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์และโลกมีขนาดเท่ากันไม่มีความหมาย

ตัวชี้วัดที่ดีกว่าคือระยะทางที่วงโคจรคงที่เป็นเวลานานนานและนาน ในปัญหาของร่างกายทั้งสองวงโคจรที่ระยะทางใดก็ได้คงที่ตราบใดที่พลังงานเชิงกลทั้งหมดนั้นเป็นลบ นี่ไม่ใช่กรณีในปัญหาหลายตัวอีกต่อไป ทรงกลมฮิลล์เป็นตัวชี้วัดที่ค่อนข้างสมเหตุสมผลในปัญหาร่างกายสามประการ

ทรงกลมฮิลล์เป็นการประมาณรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้นและรูปร่างที่ซับซ้อนนี้ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว วัตถุที่โคจรรอบวงกลมที่ (ตัวอย่าง) 2/3 ของรัศมีทรงกลมของ Hill จะไม่คงอยู่ในวงโคจรเป็นวงกลมเป็นเวลานาน วงโคจรของมันจะค่อนข้างซับซ้อนแทนที่บางครั้งก็อยู่ใกล้กับหนึ่งในสามของรัศมีทรงกลมของดาวฤกษ์จากดาวเคราะห์ขณะที่เวลาอื่นเคลื่อนตัวเล็กน้อยนอกทรงกลมฮิลล์ วัตถุหนีคลัทช์แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ถ้าหนึ่งในการทัศนศึกษาเหล่านั้นเกินกว่าทรงกลมฮิลล์เกิดขึ้นใกล้กับจุด L1 หรือ L2 Lagrange

ในปัญหาตัว N (ตัวอย่างเช่นดวงอาทิตย์บวกโลกบวกดาวศุกร์ดาวพฤหัสบดีและดาวเคราะห์อื่น ๆ ทั้งหมด) ทรงกลมฮิลล์ยังคงเป็นตัวชี้วัดที่ดีพอสมควร แต่ต้องลดขนาดลงเล็กน้อย สำหรับวัตถุในวงโคจร prograde เช่นดวงจันทร์วงโคจรของวัตถุยังคงมีเสถียรภาพเป็นระยะเวลานานตราบใดที่รัศมีการโคจรน้อยกว่า 1/2 (และอาจ 1/3) ของรัศมีทรงกลมของ Hill

วงโคจรของดวงจันทร์เกี่ยวกับโลกปัจจุบันมีรัศมีประมาณ 1/4 ของรัศมีทรงกลมของโลก นั่นเป็นสิ่งที่ดีแม้ในขอบเขตที่อนุรักษ์นิยมที่สุด ดวงจันทร์โคจรรอบโลกเป็นเวลา 4.5 พันล้านปีและจะยังคงทำเช่นนี้ต่อไปอีกหลายพันล้านปีในอนาคต

— David Hammen
แหล่งที่มา

1

ฉันก็เกินไป | tf @ ced ที่จะเข้าใจสิ่งนี้ / ทั้งหมด แต่ฉันจะยังคงโหวตเพราะมันฟังดูถูกต้อง ราตรีสวัสดิ์.

— iMerchant

คำตอบนี้มีศักยภาพ แต่ไม่ได้กล่าวถึงความขัดแย้งที่ชัดเจนโดย 1) ระบุอย่างชัดเจนว่าความแตกต่างระหว่างทรงกลมและความสมดุลของแรงโน้มถ่วงคืออะไร ฉันคิดว่ากุญแจสำคัญในที่นี้คือการเร่งความเร็วของดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ชดเชยด้วยการเร่งความเร็วแบบแรงเหวี่ยงของระบบ Earth-Moon รอบดวงอาทิตย์ เกมเดียวกันสำหรับวงโคจรรอบโลก

— AtmosphericPrisonEscape

@AtmosphericPrisonEscape - อะไรที่ผิดธรรมดา? นี่คือความขัดแย้งที่ชัดเจนเท่านั้น ฉันพูดถึงเรื่องนี้อย่างชัดเจนด้วยการอัปเดตล่าสุดของฉันแสดงให้เห็นว่าการเร่งความเร็วแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เทียบกับโลกนั้นเป็นโลกเสมอแม้หลังจากรวมถึงการเร่งความเร็วของดวงอาทิตย์ ไม่จำเป็นต้องเรียกใช้แรงเหวี่ยงที่สมมติขึ้น ... (ต่อ)

— David Hammen

สมมติว่าโลกและดวงจันทร์ตกลงมาด้วยกันในสนามแรงโน้มถ่วงขนาด 600 ไมโครกรัม คำถามเกี่ยวกับวาทศิลป์: ดวงจันทร์จะถูกดึงออกไปจากโลกหรือไม่เนื่องจากความเร่งแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่มีต่อโลกนั้นมีเพียง 270 ไมโครกรัม คำตอบคือไม่ ไม่มีการแยกเหวอิสระในสนามแรงโน้มถ่วงที่เหมือนกันจากที่ไม่มีสนามโน้มถ่วงใด ๆ สนามแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ที่หนึ่งหน่วย AU อยู่ใกล้กับเขตความโน้มถ่วงสม่ำเสมอ 600 ไมโคร - กรัม ความชันของแรงโน้มถ่วงส่วนเบี่ยงเบนจากความสม่ำเสมอมีขนาดเล็กมาก

— David Hammen

ประเด็นคือจุดที่ถูกต้องและถูกต้องซึ่งชัดเจนกว่าคำตอบยาว ๆ ของคุณ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมฉันถึงสับสนว่าทำไมคุณถึงต้องหลบเลี่ยง 'กองกำลังสมมติ' เพราะ 1. ) ให้สัญชาตญาณ 2. ) เป็นสิ่งจำเป็นในการคำนวณพื้นผิวของเนินเขา

— AtmosphericPrisonEscape

4

ดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์มากพอ ๆ กับโลก แม้ว่านี่จะไม่ใช่มุมมองปกติจากโลก แต่แผนการโคจรของดวงจันทร์แสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรรูปไข่เกี่ยวกับดวงอาทิตย์ โดยพื้นฐานแล้วโลก, ดวงจันทร์, ดวงอาทิตย์ระบบคือ (เมตาดาต้า) เสถียรเช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่นที่โคจรรอบดวงอาทิตย์

— adrianmcmenamin
แหล่งที่มา

ดวงจันทร์โคจรรอบโลกอย่างแน่นอนซึ่งแตกต่างจากวัตถุเช่น 2016 HO3 ดังนั้นฉันไม่คิดว่านี่จะตอบคำถามและอาจให้บริการเพียงเพื่อสร้างความสับสน

— James K

ฉันพูดว่าดวงจันทร์ไม่ได้โคจรรอบโลก ประเด็นของฉันมาจากคลาสสิกของ VA Firsoff "ดวงจันทร์เก่าและใหม่" - ดวงจันทร์โคจรรอบโลกและดวงอาทิตย์

— adrianmcmenamin

2

หากเรา "ยึด" โลกและ "ย้าย" ดวงอาทิตย์ไปดวงจันทร์จะไม่อยู่กับโลก แต่จะติดตามดวงอาทิตย์ มันเป็นดาวเทียมดวงเดียวในระบบสุริยะที่ดึงดูดให้ดวงอาทิตย์แข็งแกร่งกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น:

ดวงจันทร์ของเรานั้นมีความพิเศษในหมู่ดาวเทียมทุกดวงของมันจนถึงขณะนี้เป็นดาวเทียมดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มีรัศมีการโคจรเกินค่าเกณฑ์ซึ่งหมายความว่าเป็นดาวเทียมดวงเดียวที่การเร่งความเร็วความโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์สูงกว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ ดังนั้นมันจึงเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่ตกสู่ดวงอาทิตย์เสมอ

ดวงจันทร์มักจะหันไปทางดวงอาทิตย์เสมอ

— วิกเตอร์สตอร์ม
แหล่งที่มา

1

สิ่งนี้ถูกต้อง แต่ไม่ตอบคำถามซึ่งก็คือ "ทำไมดวงอาทิตย์ไม่ดึงดวงจันทร์ออกจากโลก"

— James K

1

@JamesK: ใช่ แต่คำถามนั้นสำคัญและตอบไปแล้วหลายครั้งในขณะที่ประเด็นนี้ส่วนใหญ่ไม่เป็นที่รู้จักและไม่เหมือนใครทำไมดาวเทียม GPS ของเราถึงไม่ถูกดึงออกมาจากดวงอาทิตย์? ทำไมโลกถึงไม่ดึงห่างจากดวงอาทิตย์โดยทางช้างเผือก? (หาว) พวกเขาทั้งหมดตกฟรีไม่มีแรงสัมพัทธภาพทั่วไป

— Victor Storm

เรื่องถ้าเรา "จับ" โลกและ "ย้าย" ดวงอาทิตย์ออกไปดวงจันทร์จะไม่อยู่กับโลก แต่จะติดตามดวงอาทิตย์ : นี่เป็นเรื่องไร้สาระ เรื่องมันเป็นดาวเทียมดวงเดียวในระบบสุริยะที่ดึงดูดให้ดวงอาทิตย์แข็งแกร่งกว่าดาวเคราะห์ที่เป็นโฮสต์ของมันเองนี่ไม่ใช่กรณี ดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์และดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์หลายดวงซึ่งแรงโน้มถ่วงเนื่องจากดวงอาทิตย์แข็งแกร่งกว่าดวงจันทร์บริวาร

— David Hammen

@DavidHammen คุณตรวจสอบลิงก์ที่ยกมาแล้วมิสเตอร์ "อดีตนักวิทยาศาสตร์จรวด" หรือไม่? บางทีไร้สาระอาจเป็นสิ่งที่คุณพูดมากกว่าเควินบราวน์ของ MathPages.com

— Victor Storm

1

ฉันเห็นด้วยกับคำตอบของเอเดรีย ถ้าคุณดูดวงจันทร์โคจรรอบในความเป็นจริงมันโคจรรอบดวงอาทิตย์มากกว่าที่จะโคจรรอบโลก ระบบโลก / ดวงจันทร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ 30 กิโลเมตร / วินาทีดวงจันทร์โคจรรอบโลกด้วยความเร็วประมาณ 1 กิโลเมตรต่อวินาที วงโคจรทั้งสองเป็นวงรีอย่างสมเหตุสมผล

ระบบ solars ทั้งหมดโคจรรอบจุดศูนย์กลางของทางช้างเผือกดังนั้นการโคจรรอบศูนย์กลางมวลมากกว่าหนึ่งจุดจึงไม่ใช่เรื่องแปลก วงโคจรสามารถมีอยู่ในวงโคจรอื่นภายในขอบเขต ขีด จำกัด วงโคจรบางครั้งเรียกว่าทรงกลมแห่งอิทธิพล ( http://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_influence_%28astrodynamics% 29)

หากดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกมากกว่าสองเท่าเล็กน้อยในขณะนี้โลกอาจสูญเสียไป

— userLTK
แหล่งที่มา

2

บทความที่คุณเชื่อมโยงจะอธิบายถึงอิทธิพลของลากรองจ์ ตัวชี้วัดที่ดีกว่าคือทรงกลมฮิลล์ ในกรณีของโลกที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เส้นผ่านศูนย์กลางทรงกลมฮิลล์โลกนั้นใหญ่กว่าทรงกลมอิทธิพลประมาณ 60% ปัจจุบันดวงจันทร์อยู่ที่รัศมี 1/4 ของรัศมีทรงกลมของโลกดังนั้นจึงติดอยู่ภายในได้อย่างปลอดภัย

— David Hammen

จากข้อมูลของวิกิพีเดียพบว่าฮิลล์สเฟียร์ประมาณ 1/2 ถึง 1 ใน 3 เป็นวงโคจรที่เสถียร en.wikipedia.org/wiki/Hill_sphere ฉันเห็นด้วยดวงจันทร์นั้นปลอดภัยและปลอดภัย แต่ Hill Sphere ทั้งหมดนั้นไม่มั่นคง ฉันอาจจะใจดีเกินไปกับ "บิตมากกว่าสองเท่า" ของฉันประมาณ อาจจะน้อยกว่าสองเท่าเป็นระยะทางปัจจุบันและโลกอาจสูญเสียดวงจันทร์ แต่ฉันคิดว่าเราทั้งคู่เห็นด้วยกันดวงจันทร์มีความเสถียรในที่ที่มันอยู่และจะมั่นคงสำหรับระยะทางที่ไกลออกไป

— userLTK

0

ทีนี้ถ้าดวงจันทร์จำเป็นต้องหลบหนีออกจากโลกและไปหาดวงอาทิตย์มันต้องการความเร็วมากกว่านี้ มันไม่สามารถหนีโลกได้จนกว่าความเร็วจะเพียงพอสำหรับการหลบหนี มันต้องการความเร็วมากกว่า

วงโคจรของดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์เป็นหลักวงกลมที่มีรัศมี 150 ล้านกิโลเมตร วงโคจรรอบโลกมีรัศมีเพียง 400,000 กม. ดังนั้นผลกระทบของโลกจึงเป็นเพียงการก่อกวนเล็กน้อยของมัน

เมื่อมองจากดวงอาทิตย์ดวงจันทร์จะมีวงโคจรเป็นวงกลมรอบ ๆ มันคล้ายโลก

— Siddharth
แหล่งที่มา

-1

กฎหมายของนิวตัน: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_universal_gravitation

F = G * (m1 * m2) / d²คือแรงดึงดูดของแรงดึงดูดระหว่าง 2 อย่างของมวล m1 และ m2 โดยคั่นด้วยระยะทาง d G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง (ฉันจำค่าไม่ได้)
-> F_earth / moon = F_moon / earth = G * (m_moon * m_earth) / d²
สิ่งเดียวกันสำหรับ F_sun / moon

คุณจะสังเกตเห็นว่า F_earth / moon มากกว่าพลังอื่นดังนั้นดวงจันทร์จึงถูกดึงดูดโดยโลกมากกว่าดวงอาทิตย์

— Sebastien finor
แหล่งที่มา