Почему планеты не сталкиваются с Солнцем?
С незапамятных времен планеты нашей звездной системы вращаются вокруг своей единственной звезды. И мы называем это Солнечной системой. Солнце, в свою очередь, вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. А еще спутники миллионы лет стабильно вращаются вокруг своих планет. Вроде бы полный порядок, гармония и полная музыка небесных сфер…
Но… Почему все эти спутники не разбиваются о своих хозяев?
Солнце всегда притягивает Землю
Движение Земли вокруг Солнца можно довольно легко проиллюстрировать. Просто привяжите тяжелый предмет к одному концу веревки. И раскрутите его вокруг себя. Перемещайте его по кругу, удерживая веревку с грузом на другом конце. Если Вы будете вращаться слишком быстро, то заметите, что объект на конце веревки попытается покинуть Вас. Потому что на него будет действовать центробежная сила. Однако, если Вы будете вращаться слишком медленно, объект не сможет долго оставаться в воздухе. А непременно захочет закопаться в придорожную пыль. Но если Вы наберете правильную скорость, то заметите, что объект вращается на натянутой веревке без ощущения очень сильной центробежной силы.
Точно так же и наша планета (как и все объекты, которые вращаются вокруг нашей звезды) постоянно притягиваются к Солнцу. Если бы наша планета была неподвижна по отношению к своей звезде, она бы просто столкнулась с ней под действием силы тяжести. Но, на самом деле, она движется по почти круговой орбите со скоростью около 30 км/с по отношению к его центру. Наша планета движется недостаточно быстро, чтобы преодолеть гравитацию нашей звезды. Но при этом она движется достаточно быстро, чтобы Солнце могло просто притянуть ее.
Однако все планеты падают
Однако, на самом деле, с точки зрения обыкновенной физики, все планеты постоянно «падают» на Солнце. На самом деле и Международная космическая станция постоянно падает на Землю. Спутники, которые вращаются вокруг нашей планеты, тоже непрерывно на нее падают. Даже Луна падает на нашу планету. Точно так же Солнце падает в центр Галактики. И так далее. До бесконечности. Просто траектория этого падения замкнута.
На самом деле не только Солнце притягивает Землю. Но и Земля — Солнце. Но поскольку масса Земли ничтожна по сравнению с массой нашего светила, центр масс этой системы находится где-то рядом с центром Солнца. Ту же картину можно наблюдать и при анализе системы Земля — Луна.
Если бы гравитация Солнца внезапно стала больше, это привело бы к тому, что Земля (как и остальные планеты) резко приблизилась бы к Солнцу. Однако тут вмешалось бы правило сохранения углового момента. Оно увеличило бы скорость движения Земли. И она продолжила бы вращаться вокруг Солнца. Но гораздо быстрее.
Как появилось первоначальное движение?
Как же так получилось, что Земля движется по очень стабильной орбите? И никогда не приближается к Солнцу, и не удаляется от него?
На само деле это не совсем так. В течение года мы приближаемся немного ближе к нашей звезде, или оказываемся чуть дальше от него. Но в сумме это расстояние всегда примерно одинаково. И так происходит на протяжении миллиардов лет. Да, орбита Земли, — это не идеальный круг. Этот же принцип применим и к движению Солнца вокруг центра нашей Галактики. Если бы мы могли остановить Землю (относительно Солнца), а затем позволить ей свободно двигаться, наша планета непременно столкнулась бы со своей звездой.
Земля (как и планеты, астероиды и т.д.) родилась из материала, который изначально вращался вокруг Солнца. Мы называем этот материал, который имел форму гигантского кольца, окружающего звезду, аккреционным или протопланетным диском. И это обычное явление у молодых звезд. Этот аккреционный диск имел стабильное спокойное вращение. Таким образом, первоначальное движение является не чем иным, как следствием поддержания начальной орбитальной энергии планетезималей, которые объединялись и сталкивались, пока не сформировали Землю. Также образовались и все остальные планеты Солнечной системы.
Источник
Как Солнце движется по орбите Млечного Пути
Во все времена вопрос о том, как устроена наша Галактика, был одним из самых актуальных. Все мы знаем о том, что наша Солнечная система состоит из восьми планет, которые двигаются по орбите вокруг Солнца. Но в этой статье вы сможете также узнать, как двигается само Солнце. Для начала давайте разберем принцип движения планет.
Почему планеты движутся вокруг Солнца?
Сказать, что планеты вращаются вокруг Солнца, это просто еще один из способов озвучить, что они находятся на орбите вокруг Солнца. Двигаясь вокруг Солнца по орбите, планета похожа на Луну или спутник НАСА, вращающийся вокруг Земли. Давайте подумаем о том, почему планета вращается вокруг Солнца, а не Солнце вокруг планеты. Легкий объект вращается вокруг более тяжелого, поэтому любая планета — это небесное тело, движущееся вокруг Солнца, так как эта звезда, безусловно, является самым тяжелым объектом в нашей Солнечной системе. Солнце в 1000 раз тяжелее, чем самая большая планета Юпитер, более чем в 300000 раз тяжелее Земли. По такому же принципу Луна и спутники двигаются вокруг Земли.
Исаак Ньютон
Но и теперь у нас все еще остается вопрос, почему что-то вращается вокруг чего-то другого. Причины сложны, но первое толковое объяснение дал один из величайших ученых, когда-либо существовавших. Это был Исаак Ньютон, который жил в Англии около 300 лет назад. Ньютон приобрел известность еще при жизни; многие восхищались его ответами на самые сложные и увлекательные научные вопросы того времени.
Ньютон понял, что причина, по которой планеты вращаются вокруг Солнца, связана с тем, почему объекты падают на Землю, когда мы их бросаем. Гравитация Солнца притягивает планеты так же, как гравитация Земли сбрасывает все, что не удерживается какой-либо другой силой, и удерживает нас с вами на земле. Тяжелые объекты притягивают сильнее, чем легкие, поэтому будучи самым тяжелым в нашей солнечной системе, Солнце оказывает самое мощное гравитационное притяжение.
Принцип постоянного движения планет
Теперь возникает следующий вопрос: если Солнце притягивает планеты, почему бы им просто не упасть и не сгореть? В дополнение к падению к Солнцу планеты движутся еще и в стороны. Это так же, как если бы у вас был вес на конце струны. Если вы поворачиваете его, вы постоянно притягиваете его к своей руке. Так и гравитация Солнца притягивает планету, но движение в сторону удерживает шар, вращающийся вокруг. Без этого бокового движения оно упало бы к центру; и без тяги к центру он полетел бы по прямой линии, что, конечно же, именно то, что произойдет, если вы отпустите струну.
Как двигается Солнце?
Наша Галактика вращается вокруг ее центра, который называется Млечным Путем. По вычислениям ученых, скоростью движения Солнца по орбите составляет около 828000 км/ч. Но даже при такой высокой скорости один проход вокруг Млечного Пути будет составлять 228 млн лет!
Млечный Путь — это спиральная Галактика. Ученые считают, что в его состав входят 4 рукава. Солнце (и, конечно же, остальная часть нашей солнечной системы) расположено недалеко от рукава Ориона, между Персеем и Стрельцом. Солнце движется по орбите на расстоянии около 30000 км от Млечного Пути.
Интересно отметить, что недавние исследования астрономов дают возможность предположить, что Млечный Путь на самом деле является спиральной Галактикой с перемычкой, а не просто спиральной Галактикой.
Как двигаются Солнце и наша Галактика вокруг млечного пути?
- Солнце вращает Землю каждые 24 часа. Само Солнце же вращается, но не с одинаковой скоростью по всей его поверхности. Движения солнечных пятен показывают, что Солнце вращается один раз каждые 27 дней на своем экваторе, но при этом только один раз в 31 день на его полюсах.
- Как уже говорилось, все звезды в Галактике вращаются вокруг Галактического центра, но не с одинаковым периодом. Звезды в центре имеют более короткий период, чем те, которые находятся дальше. Солнце находится во внешней части Галактики. Основываясь на показаниях расстояния и скорости, период прохода Солнечной системы вокруг Млечного Пути называется космическим годом. За 5 миллиардов лет жизни Солнце вращалось вокруг Галактики более 20 раз.
- Солнце движется вверх и вниз во время своего галактического вращения как карусель.
- Млечный Путь и Андромеда находятся в Местной группе. Вся Местная группа движется к скоплению Девы. Это заключение было предложено Лопесом Луисом.
В древние времена все представления о сущности Галактики были основаны на философии, поиске и представлении того, как части соединяются вместе. Используя такой подход, именно Аристотель выдвинул предположение, что все планеты вращаются вокруг совершенных кругов, а звезды заключены в совершенную сферу, охватывающую планету Земля. Формальные представления о принципе притяжения частиц, начиная с атомов, дали возможность понять человеку, что познание границ или же безграничности Галактики является одним из самых насущных вопросов человечества. Это дало огромный толчок в изучении устройства космического пространства.
Источник
Почему солнце не притягивает планеты к себе?
Центробежная сила — это сила, которая воздействует на тела при их вращательном движении по окружности. При этом вращающееся тело стремится улететь от центра этой окружности с постоянным ускорением. Центробежное ускорение зависит от скорости вращения тела. Чем выше скорость, тем больше ускорение.
Показательный пример. Возьмем шарик, подвешенный на веревочке. В спокойном состоянии шарик под воздействием гравитационной силы Земли висит на веревке в направлении вертикально вниз. Это на него действует сила притяжения Земли. Полностью упасть на землю ему не дает только сила натяжения нити.
Если шарик раскрутить в горизонтальной плоскости с большой скоростью, на него начнет действовать центробежная сила. Шарик больше не будет висеть вертикально вниз, а станет вращаться в горизонтальной плоскости и как будто удаляться от центра вращения. Можно даже физически ощутить, как вращающийся шарик растягивает веревку. А удерживает шарик около центра вращения все та же сила натяжения нити. Если раскрутить шарик до такой скорости, что центробежная сила станет больше силы натяжения нити, то нить порвется, и шарик улетит по прямой, перпендикулярной радиусу его вращения. Но при этом вращаться дальше он не будет, центробежная сила исчезнет и, пролетев немного, шарик упадет на землю (сами понимаете, почему).
Центробежная сила вращения Земли
Аналогичное взаимодействие наблюдается и при движении Земли вокруг Солнца. Центробежная сила, действующая на Землю при ее вращении, удаляет ее от центра вращения (то есть от Солнца). Но если Земля прекратит вращаться вокруг Солнца и остановится, то Солнце притянет ее к себе.
С другой стороны, сила притяжения Солнца уравновешивает центробежную силу вращения Земли. Солнце притягивает Землю, Земля не может улететь от центра своего вращения и движется по постоянной орбите вокруг Солнца. Но если скорость вращения Земли многократно увеличится, и центробежная сила превысит силу притяжения Солнца, то Земля улетит в открытый космос и какое-то время будет лететь как комета, пока не попадет под притяжение другого тела с еще большей массой.
Источник
Солнце, планеты и гравитация – описание, фото и видео
Гравитация — самая таинственная сила во Вселенной. Ученые до сих пор не знают ее природы. Но именно гравитация удерживает на орбитах планеты Солнечной системы. Не будь силы тяготения, планеты разлетелись бы от Солнца, как бильярдные шары от удара кием.
Гравитация – сила тяготения
Если же смотреть глубже, то станет ясно, что не было бы гравитации, не было бы и самих планет. Сила тяготения — притяжение материи к материи — это та сила, которая собрала вещество в планеты и придала им круглую форму.
Гравитация
Силы тяготения Солнца вполне хватает на то, что бы удерживать девять планет, десятки их спутников и тысячи астероидов и комет. Вся эта компания роем вращается вокруг Солнца, как мотыльки вокруг освещенного балкона. Если бы не было силы тяготения, эти планеты, спутники и кометы полетели бы каждый своим путем по прямой линии. Вместо этого они вращаются вокруг Солнца по своим орбитам, потому что Солнце силой своего притяжения постоянно искривляет их прямолинейную траекторию, притягивая к себе планеты, луны и кометы с астероидами.
Гравитация и расстояние между объектами
Планеты кружатся вокруг светила, подобно тому, как пони, катающие детей, ходят по кругу, привязанные к столбу в центре этого круга. Разница только в способе привязки. Космические тела привязаны к Солнцу невидимыми нитями гравитации. Правда, чем больше расстояние между объектами, тем меньше сила притяжения между ними. Солнце гораздо слабее притягивает планету Плутон, самую дальнюю в Солнечной системе, чем, скажем, Меркурий или Венеру. Сила гравитации уменьшается (или увеличивается) в зависимости от расстояния экспоненциально.
Что это значит? Если бы, например, Земля была удалена от Солнца в два раза больше, чем сейчас, то сила притяжения уменьшилась бы в четыре раза. Если увеличить расстояние между Солнцем и Землей в три раза, то сила тяготения уменьшилась бы в девять раз. И так далее. Если «отодвинуть» Землю достаточно далеко и свести практически к нулю силу тяготения, то Земля может разорвать путы солнечного притяжения и отправиться в самостоятельное межзвездное плавание.
Гравитация и масса тела
На силу гравитации влияет также масса тел, то есть количество вещества в них. Земля и Солнце взаимно притягивают друг друга, но поскольку масса Солнца намного больше, то оно притягивает Землю сильнее. Ученые считают, что гравитация формирует пространство, которое искривляется вокруг сгустков материи. Чем массивнее сгусток, тем больше искривляется пространство. Каким образом это происходит? Вместе с приятелем туго растяните на весу простыню. Положите на простыню тяжелый металлический шар. Простыня прогнется под тяжестью шара и примет его форму.
Если положить на простыню меньшие шары, то они скатятся к большому. По мнению ученых, нечто подобное происходит и со звездами. Они искривляют пространство, как шары простыню в вашем опыте, и заставляют другие объекты «скатываться» по направлению к ним.
Интересное видео о гравитации
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник