Закон всемирного тяготения. Тяготение

Что же еще можно понять, зная о существовании тяготения? Всем известно, что Земля круглая. А почему? Ну, это понятно: конечно, благодаря тяготению. Земля круглая просто потому, что между всеми телами существует притяжение, и все, из чего возникла Земля, тоже взаимно притягивалось до тех пор, пока было куда притягиваться! Точнее говоря, Земля не совсем шар; она ведь вращается, и центробежная сила на экваторе противодействует тяготению. Выходит, что Земля должна быть эллипсоидом, и можно даже получить правильную его форму. Итак, из закона тяготения следует, что и Солнце, и Луна, и Земля должны быть (приблизительно) шарами.

Что же еще следует из закона тяготения? Наблюдая за спутниками Юпитера, можно понять все законы их движения вокруг планеты. В этой связи стоит рассказать об одной заминке, которая вышла у закона тяготения с лунами Юпитера.

Эти спутники очень подробно изучались Рёмером, и вот он заметил, что временами они нарушают расписание: то опаздывают, то приходят в назначенное место раньше времени (расписание можно составить, понаблюдав за ними достаточно долго и подсчитав по многим оборотам средний период обращения). Более того, он заметил, что опоздания случаются, когда Юпитер удален от Земли, а когда мы от Юпитера близко, то движение лун опережает расписание. Такую вещь очень трудно было уложить в закон тяготения, и ему бы угрожала безвременная кончина, не найдись другого объяснения. Ведь если закону противоречит хотя бы один случай, то закон неверен. Но причина расхождения оказалась очень естественной и красивой: дело просто в том, что необходимо какое-то время, чтобы увидеть луну на нужном месте, ведь свет от нее до нас доходит не мгновенно. Время это небольшое, когда Юпитер находится близко к Земле, но оно затягивается, когда Юпитер удалится от нее. Вот почему кажется, что луны в среднем торопятся или отстают в зависимости от того, близко ли или далеко они находятся от Земли. Это явление доказало, что свет распространяется не мгновенно, и снабдило нас первой оценкой его скорости (было это в 1676 г.).
Если все планеты притягиваются друг к другу, то сила, управляющая, скажем, обращением Юпитера вокруг Солнца, это не совсем сила притяжения к Солнцу; ведь есть еще и притяжение, например, Сатурна. Оно невелико (Солнце куда больше Сатурна), но оно есть, и потому орбита Юпитера не может быть точным эллипсом; она чуть колеблется относительно эллиптической траектории, так что движение несколько усложняется. Были предприняты попытки проанализировать движение Юпитера, Сатурна и Урана на основе закона тяготения. Чтобы узнать, удастся ли мелкие отклонения и неправильности в движении планет полностью объяснить только на основе одного этого закона, рассчитали влияние каждой из них на остальные. Для Юпитера и Сатурна все сошло как следует, но Уран -что за чудеса! - повел себя очень странно. Он двигался не по точному эллипсу, чего, впрочем, и следовало ожидать из-за влияния притяжения Юпитера и Сатурна. Но и с учетом их притяжения движение Урана все равно было неправильным; таким образом, законы тяготения оказались в опасности (возможность эту нельзя было исключить). Двое ученых, Адаме и Леверрье, в Англии и Франции, независимо задумались об иной возможности; нет ли там еще одной планеты, тусклой и невидимой, пока еще не открытой. Эта планета, назовем ее N, могла притягивать Уран. Они рассчитали, где эта планета должна находиться, чтобы причинить наблюдаемые возмущения пути Урана. В соответствующие обсерватории они разослали письма, в которых говорилось: «Господа, направьте свои телескопы в такое-то место - и вы увидите там новую планету». Обратят ли на вас внимание или нет, часто зависит от того, с кем вы работаете. На Леверрье обратили внимание, послушались его и обнаружили планету N! Тогда и другая обсерватория поспешила начать наблюдения - и тоже увидела ее.

Это открытие показывает, что в солнечной системе законы Ньютона абсолютно верны. Но верны ли они на расстояниях, больших, чем относительно малые расстояния до планет? Во-первых, можно поставить вопрос: притягивают ли звезды друг друга так же, как планеты? Положительные доказательства этого мы находим в двойных звездах. На фиг. 7.6 показана двойная звезда- две близкие звезды (третья звезда нужна, чтобы убедиться, что фотография не перевернута); вторая фотография сделана через несколько лет. Сравнивая с «фиксированной» звездой, мы видим, что ось пары повернулась, т. е. звезды ходят одна вокруг другой. Вращаются ли они в согласии с законами Ньютона? Тщательные замеры относительной позиции двойной звезды Сириус даны на фиг. 7.7. Получается превосходный эллипс (измерения начаты в 1862 г. и доведены до 1904 г.; с тех пор был сделан еще один оборот). Все сходится с законами Ньютона, кроме того, что Сириус А получается не в фокусе. В чем же дело? А в том, что плоскость эллипса не совпадает с «плоскостью неба». Мы видим Сириус не под прямым углом к плоскости его орбиты, а если на эллипс посмотреть сбоку, то он не перестанет быть эллипсом, но фокус может сместиться. Так что и двойные звезды можно анализировать в согласии с требованиями закона тяготения.

Справедливость закона тяготения на больших дистанциях видна из фиг. 7.8. Нужно быть лишенным воображения, чтобы не увидеть здесь работы тяготения. Здесь показано одно из красивейших небесных зрелищ - шаровое звездное скопление. Каждая точка--это звезда. Нам кажется, будто у центра они набиты вплотную; происходит это из-за слабой чувствительности телескопа; на самом деле промежутки между звездами даже в середине очень велики, а столкновения крайне редки. Больше всего звезд в центре, а по мере удаления к краю их все меньше и меньше. Ясно, что между звездами действует притяжение, т. е. что тяготение существует и на таких гигантских расстояниях (порядка 100 000 диаметров солнечной системы).

Но отправимся дальше и рассмотрим всю галактику (фиг. 7.9). Форма ее явственно указывает на стремление ее вещества стянуться. Конечно, доказать, что здесь действует закон обратных квадратов, нельзя; видно только, что и на таком протяжении есть силы, удерживающие всю галактику oт развала. Вы можете сказать: «Ладно, все это разумно, на почему же эта штука, галактика, уже не похожа на шар?» Да потому, что она вертится, что у нее есть момент количества движения (запас вращения); если она сожмется, ей некуда будет его девать; ей остается только сплюснуться-(Кстати, вот вам хорошая задача: как образуются рукава галактики? Чем определяется ее форма? Детального ответа на эти вопросы еще нет.) Ясно, что очертания галактики определяются тяготением, хотя сложности ее структуры пока невозможно полностью объяснить. Размеры галактик - около 50 000-100 000 световых лет (Земля находится на расстоянии 8 1 / 3 световых минут от Солнца).

Но тяготение проявляется и на больших протяжениях. На фиг. 7.10 показаны какие-то скопления мелких пятен.

Это облако галактик, подобное звездному скоплению. Стало быть, и галактики притягиваются между собой на таких расстояниях, иначе бы они не собрались в «облако». По-видимому, и на расстояниях в десятки миллионов световых лет проявляется тяготение; насколько ныне известно, закон обратных квадратов действует повсюду.

Закон тяготения ведет не только к пониманию природы туманностей, но и к некоторым идеям о происхождении звезд. В большом облаке пыли и газа, подобном изображенному на фиг. 7.11, притяжение частиц пыли соберет их в комки. На фигуре видны «маленькие» черные пятнышки - быть может, начало скопления газа и пыли, из которых благодаря их притяжению начинает возникать звезда. Приходилось ли нам когда-либо видеть рождение звезды - вопрос спорный. На фиг. 7.12 дано некоторое свидетельство того, что приходилось. Слева показан светящийся газ, а внутри него - несколько звезд. Это снимок 1947. г. Снимок справа сделан через 7 лет; теперь видны уже два новых ярких пятна. Уж не скопился ли здесь газ, не вынудило ли его тяготение собраться в шар, достаточно большой, чтобы в нем началась звездная ядерная реакция, превращая его в звезду? Может быть, да, а может, я нет. Маловероятно, что нам повезло увидеть, как всего за семь лет звезда стала видимой, но еще менее вероятно увидеть рождение сразу двух звезд.

Гравитационное влияние, однако, уменьшается, как квадрат расстояния. Расстояние Солнца от Земли в 390 раз больше, чем Луны от Земли, а 390 х 390 = 152 000. Если мы разделим 27 000 000 на это число, мы получим, что гравитационное притяжение Солнца действует на Землю в 178 раз сильнее, чем лунное.

Несмотря на то, что сила лунного притяжения, действующая на нас, составляет только 0,56 процента от силы притяжения Солнца, это все-таки намного больше, чем любое другое гравитационное воздействие на нас. Так, лунное притяжение в 106 раз больше, чем притяжение Юпитера, когда он расположен ближе всего, и в 167 раз больше, чем притяжение Венеры, когда она ближе всего. Гравитационное воздействие на Землю остальных астрономических объектов еще меньше.

Может ли гравитационное притяжение, когда оно столь велико по сравнению со всеми другими объектами, кроме Солнца, оказаться для нас источником катастрофы? На первый взгляд кажется, что нет, не может, ведь гравитационное притяжение Солнца намного сильнее, чем у Луны. И поскольку первое не вызывает у нас тревоги, то почему же должно беспокоить второе?

Отрицательный ответ был бы правильным, если бы астрономические тела реагировали на силу гравитации во всех точках одинаково. Но это не так. Давайте вернемся к вопросу приливо-отливных эффектов, о которых я упомянул в предыдущей главе, и рассмотрим его более детально в отношении Луны.

Поверхность Земли, обращенная к Луне, находится на среднем расстоянии от центра Луны в 378 026 километров. Поверхность Земли на другой стороне от Луны дальше от центра Луны на толщину Земли и, следовательно, находится на расстоянии в 390 782 километра.

Сила притяжения Луны уменьшается, как квадрат расстояния. Если расстояние от центра Земли до центра Луны принять за 1, тогда расстояние от поверхности Земли, обращенной к Луне, составит 0,983, а расстояние от поверхности, обращенной прочь от Луны, составит 1,017.

Если сила притяжения поверхности Земли, обращенной к Луне, таким образом, 1,034, то сила притяжения поверхности Земли, обращенной прочь от Луны, составляет 0,966. Это означает, что притяжение Луной ближайшей поверхности Земли на 7 процентов сильнее, чем притяжение дальней поверхности Земли.

Результатом силы притяжения Луны, изменяющейся с расстоянием, является то, что Земля тянется к Луне. Сторона, находящаяся ближе к Луне, притягивается сильнее, чем центр, а центр, в свою очередь, притягивается сильнее, чем сторона, расположенная в сторону от Луны. В результате Земля деформируется с обеих сторон. Одна деформация – стороны, обращенной к Луне, происходит, так сказать, более энергично, чем остальной структуры Земли. Другая деформация – стороны, обращенной прочь от Луны, так сказать, отстает от всего остального.

Так как Земля состоит из неэластичного камня, который особенно не поддается даже большим усилиям, деформация в твердом теле Земли невелика, но она есть. Однако вода океана более податлива и деформируется сильнее, она «выпячивается» в направлении к Луне.

При вращении Земли континенты, оказываясь, так сказать, «под Луной», испытывают накат «выпяченной» воды. Вода по инерции набегает несколько выше береговой линии, затем отступает, происходят приливы и отливы. На противоположной, обращенной в сторону от Луны стороне Земли повернувшиеся туда континенты испытывают другую деформацию воды, через 12,5 часа происходит прилив, затем отлив. (Дополнительные полчаса набегают из-за того, что Луна за это время продвигается на некоторое расстояние.) Таким образом происходят два прилива и два отлива в день.

Приливо-отливный эффект, производимый на Земле любым телом, пропорционален его массе, но уменьшается, как расстояние в кубе. Солнце (повторим) в 27 миллионов раз массивнее Луны и в 390 раз дальше от Земли. 390 в кубе составляет около 59 300 000. Если мы поделим массу Солнца (соответственно Луны) на куб его расстояния от Земли (соответственно Луны), мы обнаружим, что приливо-отливный эффект Солнца на Землю составляет лишь 0,46 от приливо-отливного эффекта Луны.

Итак, Луна является основной причиной приливо-отливного эффекта на Земле, а Солнце значительно уступает ей. Все другие астрономические тела вообще не производят измеримого приливо-отливного эффекта на Землю.

Теперь нам следует спросить: не может ли существование приливов и отливов каким-нибудь образом привести к катастрофе?

Более длинный день

Говорить о приливах-отливах и о катастрофах, не переводя дыхания, по-видимому, было бы странно. В человеческой истории приливы и отливы существовали всегда, и они были совершенно регулярны и предсказуемы. Они всегда были полезны. Так, корабли обычно отплывали с началом прилива, когда вода поднимала их высоко над любыми скрытыми препятствиями, а отступающая вода несла корабль в нужном ему направлении.

Приливы и отливы и в будущем могут стать полезными иным образом. Так, во время прилива вода может подняться в резервуар, из которого может выйти при отливе, вращая турбину. Приливы и отливы могут таким образом дать миру неиссякаемый источник энергии. При чем же тут катастрофа?

Так вот, когда Земля поворачивается и на сушу накатывается вспучившаяся вода, двигаясь на берег и с берега, вода должна преодолеть сопротивление трения, и не только на самом берегу, но и на тех участках морского дна, где океан, случается, бывает особенно мелководен. Часть энергии вращения Земли затрачивается на преодоление этого трения.

Когда Земля поворачивается, твердое тело планеты тоже деформируется, выпячиваясь в сторону Луны, и это выпячивание составляет примерно одну треть от выпячивания океана. Тем не менее выпячивание твердого тела Земли происходит за счет, так сказать, трения камня о камень, когда кора тянется кверху и опускается, и этот процесс повторяется снова и снова. Часть энергии вращения Земли затрачивается на это тоже. Конечно, энергия на самом деле не уничтожается. Она не исчезает, а превращается в тепло. Другими словами, в результате приливов и отливов Земля приобретает немножко тепла и немного теряет в скорости вращения. День становится длиннее.

Недостатком существующей теории является то, что она,определяя физические свойства природных явлений, не раскрывает их физической сущности! Не указывает, какие силы задействованы при тех или иных явлениях природы!Напимер,какая сила удерживает энергию внутри атомного ядра? Почему все планеты и солнце находятся в дной плоскости, при этом, движутся по своим орбитам, вращаются вокруг своей оси? Или, почему Земля вращается вокруг своей оси, а Луна вращается вокруг земли, но не вращается вокруг своей...

Синоптики, об атмосферном давлении всегда сообщают в мм. ртутного столба, норма которого составляет 760 мм. ртутного столба., что равнозначно высоте 10 метров водяного столба. При этом, мы должны понять, что высота подъема столба: ртути, воды или спирта, не зависит от диаметра столба. То есть, этот размер может быть равен: одному миллиметру, одному сантиметру или даже одному метру. Во всех этих приборах, результат будет одинаков. Следовательно, этот пример подтверждает, что атмосферное давление...

Теория Ньютона глубоко ошибочна! Так как в природе все тела и вещества не обладают собственным весом и массой! А так же не обладают свойством тяготения друг другу или отталкивания друг от друга. Все эти явления проявляются в результате действия на эти тела электромагнитных сил сжатия и расширения.

Доказательство! Возьмем герметичный цилиндр, например, высотой 1 метр, а диаметром 30 сантиметров.В цилиндр помещен поршень со штоком. и общий вес которого составляет примерно 20 килограмм.

На протяжении долгого времени считали, что древние месопотамские поселения появились на берегах великих рек и зависели главным образом от орошения окружающих пустынь.

Дженнифер Пурнель из Школы окружающей среды Университета Южной Каролины (США) в свою очередь, полагает, что большие города на юге современного Ирака процветали в обширных болотистых низменностях, питавшихся этими реками.

Прошлой осенью Пурнель посетила Ирак в составе первой американской исследовательской группы за 25 лет...

Академики утверждают, что приливы и отливы морей и океанов, есть результат тяготения луны! При этом возникает вопросы: 1)Почему воздух и пары воды, которые в 1000 раз легче воды, и при этом, являются прослойкой между водой и луной, ни как не реагируют на тяготение луны? 2) Почему академики забывают о том, что солнце, когда насыщает своей энергией любые тела и вещества, при этом, все эти тела, увеличиваются в своем объеме?

1) Этот опыт не корректен! Так как,
ученые не учитывают фактор атмосферного давления, которое сжимает все тела с силой 1,2 кг. А, следовательно, при этом, эта энергия способна прижимать эти тела друг другу. Тем более, что подвешенный стеклянный шар с ртутью, не обладает весом. Потому, что сила, которая его стремиться прижать к земле, уравновешена весами! Следовательно, весы показывают не силу притяжения, а силу разности атмосферного давления, которое давит на этот шар сверху, а снизу, это...

Ньютон в своей теории математически доказывает силу притяжения между телами, но не указывает, с какой силой они отталкиваются друг от друга.

При этом, он не объясняет откуда появляются эти силы. При этом, в любых теоретических разработках современных ученых по вопросу всемирного тяготения, почему то не упоминается роль в гравитации тел за счет атмосферного давления. Очевидно, это связано с тем, что наука до настоящего момента не понимает сущность атмосферы и почему она сжимает землю...

Как мы уже убедились раньше, классическая и релятивистская механика дают ответ на многие вопросы движения больших объектов и с большими скоростями, вплоть до скорости света. Однако ряд физических фактов, связанных с движением и взаимодействием света с веществом, не укладывался в имевшиеся законы механики.

Рассмотрим кратко эти явления и проследим, как они привели к механике микромира или квантовой механике и в рамках ее были объяснены.

Предварительно отметим несколько соображений. Первое...

По сравнению с Солнцем. Фотография предоставлена: NASA.

Масса: 1.98892 х 10 30 кг
Диаметр: 1,391,000 км
Радиус: 695,500 км
Гравитация на поверхности Солнца: 27.94 g
Объем Солнца: 1.412 х 10 30 кг 3
Плотность Солнца: 1.622 x 10 5 кг/м 3

Насколько большое Солнце?

По сравнению с другими звездами, Солнце имеет средний размер, и еще небольшая звезда. Звезды с гораздо большей массой могут быть намного больше, чем Солнце. Например, красный гигант Betelgeuse, в созвездии Ориона, как полагают, в 1000 раз больше, чем Солнце. А самая большая известная звезда - это VY Canis Majoris, имеющая размеры приблизительно в 2000 раз больше, чем Солнце. Если вы могли бы поместить VY Canis Majoris в нашу Солнечную Систему, оно бы было вытянуто за орбиту Сатурна.

Размер Солнца меняется. В будущем, когда оно выработает годное к употреблению водородное топливо в ядре, оно тоже будет становиться красным гигантом. Оно поглотит орбиты и , и возможно даже . В течение нескольких миллионов лет, Солнце будет в 200 раз больше, чем его текущий размер.

После того как Солнце станет красным гигантом, оно сожмется, чтобы стать белой карликовой звездой. Затем размер Солнца станет примерно размера Земли.

Масса Солнца

Масса Солнца 1.98892 х 10 30 кг. Это действительно огромное число, и действительно трудно поместить его в окружение, поэтому давайте напишем массу Солнца со всеми нулями.

1,988,920,000,000,000,000,000,000,000,000 кг.

Все еще надо поворачивать голову? Давайте проведем сравнение. Масса Солнца в 333,000 раз больше массы Земли. Она в 1048 раз больше массы Юпитера и в 3498 больше массы Сатурна.

Фактически, Солнце насчитывает 99.8% всей массы во всей Солнечной Системе; и большая часть несолнечной массы - это Юпитер и Сатурн. Сказать, что Земля незначащее пятнышко - это мягко сказано.

Когда астрономы пытаются измерять массу другого звездного объекта, они используют массу Солнца для сравнения. Это известно как "солнечная масса". Поэтому масса объектов, как черные дыры, будет измерятся в солнечных массах. Массивная звезда может иметь 5-10 солнечных масс. Супермассивная черная дыра может иметь сотни миллионов солнечных масс.

Астрономы приписывают к этому символ М, который выглядит как круг с точкой в середине - M ⊙ . Чтобы показать , которая имеет массу в 5 масс Солнца, или 5 солнечных масс, это было бы 5 M ⊙ .

Eta Carinae, одна из самых массивных известных звезд. Фотография предоставлена: NASA.

Солнце массивная, но не самая большая звезда там. Фактически, самая большая массивная звезда, которую мы знаем, - это Eta Carinae, которая имеет массу в 150 масс Солнца.

Масса Солнца медленно уменьшается со временем. Там работают два процесса. Первый - это реакции ядерного синтеза в ядре Солнца, преобразовывающие атомы водорода в гелий. Некоторая часть массы Солнца теряется в процессе ядерного синтеза, когда атомы водорода преобразуются в энергию. Тепло, которое мы чувствуем от Солнца, - это потеря солнечной массы. Второй - это , который постоянно выдувает протоны и электроны во внешний космос.

Масса Солнца в килограммах: 1.98892 х 10 30 кг

Масса Солнца в фунтах: 4.38481 x 10 30 фунтов

Масса Солнца в американских тоннах: 2.1924 x 10 27 американских тонн (1 американская тонна = 907,18474 кг)

Масса Солнца в тоннах: 1.98892 х 10 30 тонн (1 метрическая тонна = 1000 кг)

Диаметр Солнца

Диаметр Солнца 1.391 миллиона километров или 870,000 миль.

Снова, давайте поместим это число в перспективе. Диаметр Солнца имеет 109 диаметров Земли. Это 9.7 диаметров Юпитера. Действительно, действительно много.

Солнцу далеко до самых больших звезд во . , которую мы знаем, называется VY Canis Majoris, и астрономы полагают, что она имеет 2100 диаметров Солнца.

Диаметр Солнца в километрах: 1,391,000 км

Диаметр Солнца в милях: 864,000 миль

Диаметр Солнца в метрах: 1,391,000,000 м

Диаметр Солнца по сравнению с Землей: 109 Земель

Радиус Солнца

Радиус Солнца, размеры от точного центра до его поверхности, - 695,500 км.

Солнцу требуется около 25 дней на оборот вокруг своей оси. Так как оно вращается относительно медленно, Солнце совсем не сплюснуто. Расстояние от центра до полюсов почти такого же размера, как расстояние от центра до экватора.

Где-то там есть звезды, которые отличаются значительно. Например, звезда Achernar, расположенная в созвездии Eridanus, сплюснута до 50%. Другими словами расстояние от полюсов - это половина расстояния от экватора. В такой ситуации звезда фактически выглядит как игрушка волчок.

Поэтому относительно звезд там, Солнце почти превосходная сфера.

Астрономы используют радиус Солнца, чтобы сравнивать размеры звезд и других астрономических объектов. Например, звезда с 2 солнечными радиусами в дважды больше Солнца. Звезда с 10 солнечными радиусами в 10 раз больше Солнца, и так далее.

VY Canis Majoris. Самая большая известная звезда.

Полярная Звезда (Polaris), Северная Звезда - самая большая звезда в созвездии Малая Медведица (Ursa Minor), и из-за близости к северному астрономическому полюсу ее считают текущей северной полярной звездой. Полярная Звезда прежде всего используется для навигации и имеет солнечный радиус 30. Что означает, она в 30 раз больше Солнца.

Сириус (Sirius), который является самой яркой звездой в ночном небе. В плане видимой звездной величины, вторая самая яркая звезда Canopus имеет только половину размера Сириуса. Неудивительно, что действительно выделяется. Сириус на самом деле бинарная звездная система со звездой Sirius A, имеющей солнечный радиус 1.711, и Sirius B, которая намного меньше, в 0.0084.

Радиус Солнца в километрах: 695,500 км

Радиус Солнца в милях: 432,000 миль

Радиус Солнца в метрах: 695,500,000 м

Радиус Солнца по сравнению с Землей: 109 Земель

Гравитация Солнца

Солнце имеет огромное количество массы, и поэтому у него много гравитации. Фактически, масса Солнца в 333,000 раза больше массы Земли. Забудьте, что 5800 Кельвин и состоит из водорода - что бы вы почувствовали, если бы могли пройтись по поверхности Солнца? Подумайте об этом, гравитация Солнца на поверхности в 28 раз больше гравитации Земли.

Другими словами, если ваша шкала говорит 100 кг на Земле, это было бы 2800 кг, если бы вы пытались прогуляться по поверхности Солнца. Не надо говорить, человек бы умер довольно быстро только от притяжения гравитации, не говоря уже о жаре, и т.д.

Гравитация Солнца притягивает всю массу (главным образом водород и гелий) в почти совершенную сферу. Вниз к ядру Солнца температуры и давление такие высокие, что становится возможен ядерный синтез. Огромное количество света и энергии, льющееся из Солнца, противостоит тому, чтобы притяжение гравитации сжало его.

Схема Солнечной Системы, включая Облако Оорта, по логарифмической шкале. Предоставлено: NASA.

Астрономы определяют как расстояние под влиянием гравитации от Солнца. Мы знаем, что Солнце держит отдаленный (в среднем на расстоянии 5.9 миллиардов километров). Но астрономы думают, что Облако Оорта простирается на расстояние 50000 астрономических единиц (1 а.е. - это расстояние от Земли до Солнца), или 1 световой год. Фактически гравитация Солнца могла бы распространятся на расстояние до 2 световых лет, точка, в которой притяжение других звезд сильнее.

Поверхностная гравитация Солнца: 27.94 g

Плотность Солнца

Плотность Солнца 1.4 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность воды 1 г/см3. Другими словами, если бы вы нашли достаточно большой бассейн, Солнце "потонуло бы и не плавало". И это кажется контр-интуитивным. Разве Солнце не состоит из водорода и гелия, двух самых легких элементов во Вселенной? Так как плотность Солнца может быть такой высокой?

Ну, это все от гравитации. Но сначала, давайте вычислим плотность Солнца самостоятельно.

Формула плотности - это деление массы на объем. Масса Солнца 2 х 10 33 грамма, а объем 1.41 х 10 33 см 3 . И так, если посчитаете, плотность Солнца составляет 1.4 г/см 3 .

Внутренняя часть Солнца. Изображение предоставлено: NASA.

Солнце сдерживает себя гравитацией. Хотя самые внешние слои Солнца могут быть менее плотными, сильная гравитация сдавливает внутренние регионы с огромным давлением. В ядре Солнца давление более 1 миллиона метрических тонн на квадратный сантиметр - что эквивалентно более 10 миллиардам атмосфер Земли. И как только вы получаете такое давление, запускается ядерный синтез.

Название прочитанной вами статьи "Характеристики Солнца" .

Что сильнее притягивает Луну: Земля или Солнце?

Возможно, вы удивитесь, но Солнце притягивает Луну в 2,5 раза сильнее , чем Земля . И этот факт можно подтвердить простым расчётом, доступном школьнику.

Почему же тогда Солнце не отрывает Луну от Земли?

В теоретической космонавтике используется понятие сферы действия тела М1 относительно тела М2. Это область пространства вокруг тела М1, в которой третье тело m свободно движется в соответствии с задачей двух тел, а тело М2 оказывает только возмущающее действие на это движение. Оно выражается в том, что тело М2 стремится разорвать гравитационную связь между телами m и М1, придавая им разные ускорения ‑ соответствующие их расстояниям до М2. Внутри сферы действия тела М1 разность ускорений тел m и М1, сообщаемых им телом М2, меньше, чем ускорение тела m в поле тяготения тела М1. Поэтому тело М2 не может оторвать тело m от тела М1.

Пусть тело М1 - Земля, тело М2 - Солнце, а тело m- Луна. Простые расчеты показывают, что максимальная РАЗНОСТЬ ускорений Луны и Земли, создаваемых Солнцем, в 90 раз меньше среднего ускорения Луны по отношению к Земле.

Поэтому Солнце не отрывает Луну от Земли, а только деформирует ее орбиту .

Ваши комментарии и статьи на данном сайте не остаются без внимания. Они воспринимаются, как добросовестный бескорыстный труд целеустремлённого человека. И обязательно будут оценены не только близкими Вам людьми.

Ваш высокий образовательный уровень вызывает уважение.

Простой и исчерпывающий ответ на поставленный вопрос можно найти у корифея астрономии Константина Владиславовича Холшевникова .

При всём уважении к Константину Владиславовичу Холшевникову (к сожалению, его имя известно сейчас только профессиональным астрономам), ответ воспринимается далеко не просто молодым поколением. Но Ваша ссылка очень полезна для тех, кому необходимо докапываться до сути.

Почему же Солнце не отрывает Луну от Земли?

(«Повторение - мать учения»)

Это происходит оттого, что Солнце притягивает не только Луну, но и Землю. Чтобы разорвать связь между Луной и Землей, Солнце должно придать этим телам сильно отличающиеся друг от друга ускорения.

Но в действительности разность ускорений Земли к Солнцу и Луны к Солнцу не так уж велика. Она ведь зависит от разности расстояний Луны и Земли от Солнца, а эти расстояния отличаются не более, чем на 380 000 км. В результате ускорение Луны к Земле оказывается больше разности ускорений, сообщаемых Солнцем Земле и Луне, в 90 раз. В этом состоит условие «неотрыва» Луны от Земли.

Луна находится в сфере действия Земли относительно Солнца. Определение понятия «сфера действия» дано в начале изложения этой темы.

«Полученные оценки относительных величин сил (или, что то же, ускорений) описывают их влияние на траекторию Луны в инерциальной или близкой к ней гелиоцентрической системе отсчета. Но чаще всего нас интересует геоцентрическое движение. Сила, приводящая к ускорению даже в парсек за квадратную секунду, никак не отразится на движении Луны относительно Земли, если это ускорение одинаково для обоих тел, иными словами, если силовое поле однородно. Эффекты в геоцентрическом движении вызываются разностью ускорений поля в точках, где находятся центры масс Луны и Земли…

Более того, даже если бы Луна вдруг полетела в сторону Солнца, она все равно бы не упала на него. Она была бы отклонена солнечным ветром и оказалась на вытянутой орбите, пролетев в непосредственной близости от Солнца, как комета Лавджоя…

Все. Ответ будет с запозданием, интернет в палате запрещен…

guryan пишет:

С шуткой согласен. Спутник может долго и устойчиво летать только на круговой орбите с 1-й, для данной высоты космической скоростью. И при условии, что высота орбиты такова, что влияние сопротивления атмосферы исключено.

Что касается эллиптической орбиты, я просмотрел это несколько десятков раз, получается, что орбита не может быть эллиптической. Или точка фокуса эллипса не может совпадать с центром тяжести земли.

Я тоже оценил Ваш юмор. Особенно после того, как , как движутся реальные , а не математически «неточные» и «абстрактные» спутники.

guryan пишет:

Я могу прокручивать движение голове, как в объемном кино, вперед и назад.

Явление интересное, но само по себе оно доказательством истинности не является. Пациенты некоторых больниц видят и не такое кино, да ещё и озвученное. :) Пока это Ваше «кино» не проверено логикой и экспериментом, это - не более, чем Ваша вера , пусть и образная. Об этом я уже писал. Только после такой проверки вера становится надёжным знанием , или отбрасывается, как суеверие.

guryan пишет:

Случилось это в далеком детстве, и я напишу об этом на Вашем сайте «Солярис». С Вашего, конечно, разрешения.

Если Вы будете себя вести корректно по отношению к собеседникам, я не против. Это интересное психологическое явление, почему бы его не обсудить. Создайте в разделе «Психология» форума Соляриса новую тему и опишите в заголовке темы эту Вашу способность.

guryan пишет:

Дело в том, что если центр тяжести земли совпадает с точкой фокуса эллипса, то часть траектории спутника (в правой части рисунка, который вы правили), представляет собой часть окружности. При движении по ней, силы, действующие на спутник, уравновешены. Радиус орбиты на этом участке постоянен. Скорость совпадает с 1-й космической. То есть спутник движется по эквипотенциальной кривой, и никакой разности потенциалов на него не дейстствует. Тогда с какой радости, он начинает двигаться по эллипсу? То есть, по сути, увеличивать высоту.

В точках апогея и перигея центробежная сила и сила гравитации не уравновешены друг другом и скорости не равны первым космическим для данных расстояний. В апогее сила гравитации больше центробежной силы, скорость меньше первой космической и поэтому спутник стремится упасть на Землю, но вследствие наличия тангенциальной скорости, «пролетает мимо» неё. А в перигее центробежная сила больше силы гравитации, скорость больше первой космической и спутник стремится улететь от Земли.

RMR_astra пишет:

Диаметр сферы действия Земли всего 1 миллион километров, но расстояние Луны от Земли еще меньше - 0,38 миллиона километров, т.е. Луна находится внутри сферы действия Земли относительно Солнца.

Радиус действия гравитационных полей, бесконечен. Сила притяжения между Солнцем и Луной, в 80 раз меньше, чем между Солнцем и Землей, так как они находятся практически на одинаковом расстоянии от Солнца, а масса Луны в 80 раз меньше. А так как расстояние от Луны до Солнца, в 400 больше, чем от Луны до Земли, то сила притяжения Луны к Земле в 160000 раз больше, чем к Солнцу... В полном согласии с законом всемирного тяготения старика Ньютона...

В школьном учебнике была такая задача:

Во сколько раз сила притяжения Луны к Солнцу отличается от силы притяжения Луны к Земле?

Перед решением я нисколько не сомневалась, что притяжение Луны к Земле, конечно же, больше. И была очень удивлена, что получилось "с точностью наоборот".

Спасибо, RMR astra за привлечение к такому действительно необычному вопросу. Возможно, кто-то заинтересуется и проверит.