พลังระหว่างดวงอาทิตย์และศูนย์กลางทางช้างเผือกแข็งแกร่งแค่ไหน?


12

ฉันรู้ว่าดวงอาทิตย์กำลังโคจรรอบทางช้างเผือก แต่แรงดึงดูดระหว่างพวกมันแข็งแกร่งแค่ไหน (เช่นลำดับความสำคัญในแง่ของนิวตัน) คืออะไร?

คำตอบ:


11

วงโคจรของกาแลคซีไม่ใช่เคปเลอเรียน: ไม่มีศูนย์กลางขนาดใหญ่เดี่ยวซึ่งแรงดึงดูดดึงดูดดวงอาทิตย์แทนที่จะเป็นแผ่นดิสก์ทั้งหมดและรัศมีสสารมืดที่ล้อมรอบกาแลคซี เราไม่สามารถใช้กฎกำลังสองผกผันในการคำนวณแรงโน้มถ่วงโดยไม่ทราบว่าการกระจายของมวลในกาแลคซี

อย่างไรก็ตามวงโคจรของดวงอาทิตย์นั้นค่อนข้างเป็นวงกลมดังนั้นเราจึงสามารถใช้จลนศาสตร์เพื่อรับแนวคิดเกี่ยวกับแรงที่เกี่ยวข้อง: สำหรับการเคลื่อนที่แบบวงกลม . ความเร็วของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ225,000 m / sและเราอยู่ในรัศมีประมาณ 2.5e20 m จากศูนย์กลาง สูตรข้างต้นให้อัตราเร่งที่น้อยมากที่ 2e-10 m / s²a=โวลต์2R

อย่างไรก็ตามดวงอาทิตย์มีขนาดค่อนข้างใหญ่ 2e30 กิโลกรัมดังนั้นการใช้แรงของดวงอาทิตย์นั้นอยู่ในลำดับ 4e20 N นี่คือประมาณ 0.01 ของแรงที่กระทำต่อโลกโดยดวงอาทิตย์ (3.6e22 N)F=ม.a


ก.Mม.R2

3
คุณสามารถแน่นอนใช้กฎหมายตารางผกผันในการคำนวณแรงโน้มถ่วง มันยากกว่าระบบเคปเลอเรียนทั่วไปเล็กน้อย แต่ก็สามารถทำได้ คุณเพียงแค่ต้องเข้าใจการตกแต่งภายในทั้งหมดให้เป็นวงโคจรของดวงอาทิตย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการบูรณาการบางอย่าง หากคุณไม่สามารถทำสิ่งนี้ได้การจำลองทางช้างเผือกของกาแล็กซี่ N-body จะไม่ทำงานเหมือนเป็นสิ่งที่พวกเขาทำ
zephyr

1
นั่นเป็นเรื่องจริง แต่อย่างที่คุณบอกว่าคุณจะต้องรู้การกระจายมวลภายในและ (เนื่องจากกาแลคซีไม่สมมาตรเป็นทรงกลม) นอกวงโคจรของดวงอาทิตย์ ในทางตรงกันข้ามวิธีการจลนศาสตร์ข้างต้นให้วิธีการแก้ปัญหาโดยไม่ต้องแคลคูลัส, การเปลี่ยนแปลงของร่างกาย n ฉันจะแก้ไขเพื่อชี้แจง
James K

1
@CarlWitthoft หากคุณรวมสิ่งที่คุณเห็นแล้วไม่ได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องมีสสารมืด ฉันเชื่อว่าความเร็วของดวงอาทิตย์จะเป็นไปได้ของคำสั่ง 2/3 สิ่งที่มันเป็นเพียงการใช้สต็อกของสสารแบริออน แน่นอนว่าการขาดดุลนี้จะรุนแรงมากขึ้นในรัศมีกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่
Rob Jeffries
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.