อะไรคือความยาวของปี 1 ล้านปีก่อน?

เรารู้ว่าเอกภพกำลังค่อย ๆ ขยายตัวและทางอ้อมนี้หมายความว่าแรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์โลกดาวเคราะห์และดาวดวงอื่น ๆ (สิ่งใด ๆ ในเอกภพ) จะค่อยๆลดลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนระยะห่างระหว่างวัตถุกับวัตถุโดยอ้อม

ดังนั้นฉันคิดว่านี่เป็นผลกระทบต่อความยาวของปี ถ้าใช่ก็เป็นไปได้ไหมที่จะรู้ว่า 1 ปีมี 1 ล้านปีย้อนหลังอย่างไร

solar-system gravity newtonian-gravity

— SpringLearner
แหล่งที่มา

ถ้าคุณบอกว่าวันนี้คุณหมายถึงความยาวของวันนี้หรือจำนวนรอบการหมุนของโลกที่ย้อนกลับไป?

— นาย Lister

@MrLister จำนวนวันในช่วงเวลานั้นดี

— SpringLearner

ฉันอาจมีคำตอบว่า 1 ล้านปีที่ผ่านมาปีนั้นสั้นกว่า 34.81 วินาทีหากคุณคำนึงถึงการขยายตัวเท่านั้น แต่ฉันไม่เชื่อมั่นอย่างเต็มที่เกี่ยวกับการแทรกซึมของพารามิเตอร์ฮับเบิล (ฉันไม่เคยคำนวณด้วย) . แม้ว่าฉันอาจจะผิดทั้งหมดฉันควรโพสต์คำตอบของฉันได้อย่างไร ฉันใช้เวลาไปกับมัน แต่หลังจากนั้นก็ตัดสินใจหลังจากที่ฉันคิดว่าฉันอาจตีความความหมายของอย่างไม่ถูกต้อง

H_{0}

$H_0$

— Alexander Janssen

ระบบสุริยะ (และในความเป็นจริงกาแล็กซี่) ถูกแยกออกจากการขยายตัวของจักรวาล การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในระยะยาวของปีขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นเท่านั้น นอกเสียจากว่าค่าความโน้มถ่วงจะเปลี่ยนแปลงตามเวลา แต่นี่เป็นปัญหาอื่น

— Francesco Montesano

@JqueryLearner จำนวนวันในหนึ่งปีและความยาวของปีเป็นสองสิ่งที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง (เพราะความยาวของวันเปลี่ยนไปตามเวลา)

— วอลเตอร์

คำตอบ:

การขยายตัวของฮับเบิลไม่ได้มีผลกระทบใด ๆ กับความยาวของปี นี่เป็นเพราะกาแลคซีทางช้างเผือกทั้งหมด (และในความเป็นจริงกาแลคซีส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทั้งหมดและแม้แต่กลุ่มท้องถิ่น) ก็แยกตัวออกจากกระแสฮับเบิลมานานแล้ว ในความเป็นจริงมันสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากแยกออก โปรดทราบว่า M31 ซึ่งเป็นกาแลคซีน้องสาวของเรากำลังตกลงสู่ทางช้างเผือกมากกว่าที่จะถอยร่นลง (เนื่องจากกระแสฮับเบิลแปลว่า) ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากลุ่มกาแลคซีในพื้นที่ทั้งหมดถูกแยกออกจากกระแสฮับเบิล

สิ่งที่เกิดขึ้นคือความหนาแน่นเกินจะขยายตัวน้อยกว่าอัตราฮับเบิล กาแลคซี (และโครงสร้างที่ใหญ่กว่า) ก่อตัวขึ้นจากความหนาแน่นของสัมพัทธ์ขนาดเล็กจนในที่สุดมันก็ใหญ่ขึ้นพอที่จะต้านทานการขยายตัวโดยรวมและแทนที่จะยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเองเพื่อก่อตัววัตถุที่ถูกผูกไว้ นี่ก็หมายความว่ากระแสฮับเบิลนั้นไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภายในของระบบดังกล่าว

แน่นอนจำนวนวันในหนึ่งปีในอดีตสูงกว่าวันนี้ แต่เป็นเพราะโลกกำลังหมุน (เนื่องจากแรงเสียดทานของกระแสน้ำกับดวงจันทร์) เพื่อให้วันเวลายาวนานขึ้น

หากสิ่งใดมีผลกระทบต่อแกนกึ่งหลักของวงโคจรโลก (และจากช่วงเวลาของมัน) แสดงว่าเป็นการปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ดวงอื่น อย่างไรก็ตามการตอบโต้ที่อ่อนแอ (การก่อกวนทางโลก) สามารถแก้ไขความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรได้และทำให้แกนกึ่งแกนใหญ่ไม่เปลี่ยนแปลง

ในที่สุดมีผลเล็กน้อยจากดวงอาทิตย์ที่สูญเสียมวล (กับลมสุริยะ) ระยะเวลาของร่างกายที่โคจรรอบ ๆ เป็นสัดส่วนกับ1/2} $M_\odot^{-1/2}$

— วอลเตอร์
แหล่งที่มา

ขอบคุณสำหรับคำตอบอเล็กซานเดอร์ก็พูดสิ่งเดียวกัน แต่ฉันอยากรู้ว่ามันนานกว่าวันนี้เท่าไหร่

— SpringLearner

ฉันได้พบไซต์ภาษาเยอรมัน ( scilogs.de/relativ-einfach/astronomisches-grundwissen-9 ) อธิบาย (เหมืองแปล): "สิ่งสำคัญคือการรู้ว่าการขยายตัวมีผลต่อระบบที่ถูกผูกไว้ - เช่นกาแลคซี, ระบบสุริยะของเรา หรือแม้กระทั่งอะตอมที่เราทำจากนิวเคลียสและอิเลคตรอนของพวกมันคำตอบสั้น ๆ : มันไม่ถ้าพันธะแข็งแรงพอมันจะไม่เปลี่ยนโดยการขยายตัวของเอกภพเริ่มต้นที่ระดับความยาว คอสโมสมีความหนาแน่นเท่ากัน - หมายถึงไม่มีความเข้มข้นของมวลมากขึ้นในที่นี้และการขาดดุลมวลในนั้น - การขยายตัวของเอกภพอาจไม่ จำกัด "

— Alexander Janssen

@Envite: 1) ความจริงที่ว่าการขยายตัวของเอกภพไม่สำคัญสำหรับระบบกาแล็กซี่ในกลุ่มไม่ได้หมายความว่ามันจะไม่แสดงอิทธิพลใด ๆ เลยเนื่องจากคุณสามารถเข้าใจได้จากโพสต์ของคุณ คำตอบของคุณน่าจะดีกว่านี้มากถ้าคุณสามารถระบุขอบเขตบนอิทธิพลของการขยายตัวทั่วโลกในช่วงระยะเวลาหนึ่งปี 2) M31 ไม่ได้มาหาเราเนื่องจากกองกำลังแรงโน้มถ่วงมันเกิดขึ้นเพื่อให้มีความเร็วที่เหมาะสม ทึ่พวกเรา.

— Alexey Bobrick

10^{9}

$10^9$

@AlexeyBobrick (1) ความแตกต่างที่นี่คือ M31 และทางช้างเผือก (MW) ครองมวลรวมของกลุ่มท้องถิ่นดังนั้นคุณไม่ควรเปรียบเทียบกับกลุ่มดาว แต่เป็นดาวคู่และดาวเคราะห์บางดวง (2) ในกรณีนี้ถ้าความเร็วสัมพัทธ์ของ M31 wrt MW กำลังลดลงแรงโน้มถ่วงจะเอาชนะได้ในที่สุดและส่งผลให้ความเร็วใกล้เข้ามาสังเกต โปรดทราบว่าการตรวจสอบการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมของ M31s เมื่อเร็ว ๆ นี้ (และด้วยเหตุนี้ความเร็วตามขวาง) ทำให้ได้ค่าที่น้อยกว่าความเร็วเรเดียลมาก มีงานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ (ค้นหา "อาร์กิวเมนต์เวลากลุ่มท้องถิ่น")

— วอลเตอร์

$H_0$

หากคุณไม่สนใจวงโคจรที่เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆของโลกอย่างสมบูรณ์และเพียงพิจารณาการขยายตัวของพื้นที่และสมมติว่าพารามิเตอร์ฮับเบิลมีค่าคงที่ในช่วงเวลา 1 ของฉันเราสามารถคำนวณความแตกต่างของระยะเวลาการโคจรของโลกโดยใช้กฎข้อที่สามของ Keppler [3]:

$T = 2\pi\sqrt(a^3/GM)$

สำหรับ

$a = 1.4959789*10^{11} m$
$G = 6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2$
$M = 1.988435*10^{30} kg$

$H_0 = 2.3*10^{-18} s^-1$ $2.3*10^{-18} m$

แทนที่จะเอาความยาวของช่วงเวลาการโคจรของโลกจากแหล่งข้อมูลบางอย่างมาคำนวณด้วยตนเองก่อนและนำไปอ้างอิง

$T_{today} = 2 \pi \sqrt((1.4959789*10^{11}m)^3/(6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2 * 1.988435*10^{30} kg))$

ใกล้เคียงและอ้างอิงที่ดีสำหรับการคำนวณเพิ่มเติม

$H_0$

$x - (2.3*10^{-18} s^-1 * 1 My * x) = 1.4959789*10^{11} m$
$x$ $x = 1.49598*10^{11} m$

แกนกึ่งหลักเก่านั้นเล็กกว่าเล็กน้อย การใช้กฎของ Keppler อีกครั้งเราสามารถคำนวณระยะเวลาการโคจรได้อีกครั้ง:

$T_{old} = 2 \pi \sqrt((1.496*10^{11} m)^3/(6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2 * 1.988435*10^{30} kg))$

ดังนั้นการลบทั้งสองครั้งจากที่อื่นที่เราสามารถพูดได้ว่า1 ของฉันที่ผ่านมาปีนี้เป็นจริง 34.81 วินาทีสั้น

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจไม่ได้มีความหมายอะไรมาก วงโคจรเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป พารามิเตอร์ของฮับเบิลนั้นไม่ถือว่าเป็นค่าคงที่อีกต่อไปมันจะเปลี่ยนไปตามเวลาเล็กน้อย และในขณะที่นี่เป็นคำถามที่น่าสนใจฉันไม่ไว้ใจการตีความของฉันมากและหวังว่าคนอื่นที่มีคุณสมบัติมากกว่าฉันสามารถสอนคำถามได้ดีกว่าที่ฉันเคยทำได้

(ฉันหวังว่าฉันไม่ได้ทำอะไรเลยซักอย่างฉันต้องการกาแฟเพิ่ม)

[1] แหล่งที่มา: Wolfram Alpha
[2] แหล่งข้อมูลสำหรับฮับเบิลพารามิเตอร์ในหน่วย SI ที่นำมาจากภาษาเยอรมัน Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante#Definition
[3] http: // en .wikipedia.org / วิกิพีเดีย / Orbital_period # Small_body_orbiting_a_central_body

— Alexander Janssen
แหล่งที่มา

คุณมีความคิดใด ๆ บ้างว่าช่วงเวลา

— กลางวันจะเป็นอย่างไร

เอ่อไม่ได้ตอนนี้ ถ้าวงโคจรเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงมุมจะต้องคงที่ดังนั้นบางสิ่งจะเปลี่ยนไป จำเป็นต้องคิดในภายหลัง

— Alexander Janssen

ฉันไม่คิดว่าการขยายตัวของจักรวาลเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวของปี (ดูความเห็นต่อคำถาม)

— Francesco Montesano

@FrancescoMontesano ฉันไม่เชื่อเช่นกัน ฉันหมายความว่าความคิดทั้งหมดของฉันจะเป็นจริงถ้ามวลถูกยึดติดกับการขยายพื้นที่ - แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าพื้นที่นั้นจะกระตุ้นมวล มันทำให้ฉันปวดหัวและฉันไม่มีคุณสมบัติอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามฉันพบว่ามันสนุกที่จะให้เวลาคิดเกี่ยวกับมัน

— Alexander Janssen

@AlexanderJanssen: มันซับซ้อนสำหรับความคิดเห็น ฉันจะไม่พูดว่าการขยายตัวออกแรงมาก มันเหมือนกับการลากสิ่งที่อยู่ในจักรวาล แต่เมื่อความโน้มถ่วงดึงดูดระหว่างมวลสองก้อนนั้นแข็งแรงพอพวกเขาก็เริ่มคลี่คลายจากการขยายตัวและเมื่อพวกเขาไปถึงจุดสมดุลการเคลื่อนไหวซึ่งกันและกันกลายเป็นอิสระ (ส่วนใหญ่) เป็นอิสระจากสิ่งที่เกิดขึ้นนอกระบบ (แม้ว่าพารามิเตอร์บางตัว สถานะเมื่อพวกเขาแยกตัวออก)

— Francesco Montesano