Движение тел в околосолнечном пространстве

Здесь будет рассмотрено влияние различных сил на движение различных тел в околосолнечном пространстве. Известно, что планеты солнечной системы движутся по орбитам, близким к круговым. Какие же силы действуют на планеты? При движении по круговой орбите это сила притяжения Солнца и равная по величине и противоположная по направлению центробежная сила. Если считать, что других сил нет, то планеты будут вращаться по своим орбитам бесконечно. Орбиты будут замкнутыми с постоянными средними расстояниями от Солнца и постоянными периодами обращения вокруг него. Однако известно, что поток вещества, исходящего от Солнца, вызывает уменьшение его массы, а значит, и гравитационного притяжения. Уменьшение гравитационного воздействия на планету наступает тогда, когда сферический слой массой Δm, расширяясь, покинет сферу радиусом, равному радиусу орбиты планеты. При уменьшении силы гравитационного притяжения, пусть даже на самое малое мгновение (Δt→0), центробежная сила инерции оказывается больше, что приводит к увеличению радиуса вращения и, следовательно, к зеркальному уменьшению центробежной силы Уменьшение гравитационной силы можно вычислить по формуле

Fг = GmпΔm/r2  (1), где

Известно, что ежеминутно Солнце теряет на излучение около 240 миллиардов килограмм своей массы [10].

Следующим фактором, воздействующим на тело в околосолнечном пространстве, является солнечный ветер. Солнечный ветер - это в основном поток протонов и электронов. На уровне орбиты Земли скорость этих частиц составляет около 400 км/с и плотность потока протонов - 6 протонов в 1 см3. На основе этих данных можно вычислить общую мощность солнечного ветра Pво = 0,9·1020 Вт.

Самым мощным фактором, отталкивающим любое тело от Солнца, является волновое давление солнечного света. Общая мощность света, излучаемого всей поверхностью Солнца, или светимость Солнца Pсо = 3,86·1026 Вт.

Цифровые данные, приведённые выше, это объективные данные астрономических измерений. Кроме того, известно, что хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца. Это испарившиеся частички вещества ядра отбрасываются давлением солнечного света. Это наглядный факт отталкивающего воздействия Солнца. Я подчёркиваю, это не гипотеза, это факт! Все эти факторы действуют на все тела, вращающиеся вокруг Солнца! Значит все они, вращаясь, удаляются от Солнца. Спрашивается, когда они отделились от Солнца и с какой скоростью удаляются?

Потенциальная энергия тела в центральном поле тяготения Солнца - это работа по перемещению этого тела из бесконечности до орбиты радиусом r.

W = -Gmсmп/r  (2), где

Мгновенная мощность воздействия, которое испытывает планета, выражается формулой P = dW/dt  (3). Левая часть этого равенства есть сумма мощностей воздействий солнечного ветра и волнового давления света, которые приходятся на площадь поперечного сечения.

  (4), где

В правой части равенства (3) подставим выражение (2) и продифференцируем. В выражении (2), строго говоря, постоянное значение имеет только G. Величина mп, масса планеты, с течением времени меняется очень незначительно, поэтому будем считать mп величиной постоянной. Тогда

  (5), где

Из выражения (3) после подстановки в него выражений (4) и (5) получаем

(7)
Так как Pсо >> Pво и 0,25Rп2Pсо>Gmпr·dmс/dt , то значительно меньшие величины можно опустить, и тогда выражение (7) приобретает вид
(8)
Переменная t меняется от t0 = 0, когда планета отделилась от Солнца, до t = tп, настоящего момента времени. Таким образом, tп - это продолжительность существования планеты. Переменная r меняется от r = Rс - радиуса Солнца до r = rп - радиуса орбиты планеты, который есть в настоящее время. Проинтегрировав обе части выражения (8), получим
отсюда (9)
Величиной Rc можно пренебречь, так как Rc << rп. Таким образом, получили формулу возраста планеты
Формула возраста планеты (10)

Если в правой части формулы (10) численные значения величин подставим в системе единиц СИ, то возраст планеты получим в секундах. Одна секунда, как её определил в 1960 году международный комитет мер и весов, составляет как часть длительности 1900-го тропического года.

Из выражения (8) вытекает выражение радиальной скорости планеты

Формула радиальной скорости удаления планеты (11)
Как видим, что:
  1. если все величины в правой части формулы (11) практически постоянны, то и радиальная скорость удаления планеты от Солнца практически постоянна;
  2. лёгкие тела, то есть тела, имеющие меньшую массу (точнее - меньшую плотность), удаляются с большей радиальной скоростью;
  3. возникает вопрос: а всегда ли была постоянной светимость Солнца? Пока будем считать, что светимость была постоянной.

В приведённой ниже таблице 1 обратите внимание на графу "Возраст".
Таблица 1. Некоторые физические характеристики планет Солнечной системы
Планета Масса, 1024 кг Возраст, млн. лет Радиальная скорость, м/с Период обращения
Меркурий 0,324 143,3 1,2796·10-5 58,65 суток
Венера 4,86 623,9 0,5493·10-5 225 суток
Земля 5,96 954,4 0,4964·10-5 365,25636 суток
Марс 0,639 557,3 1,2954·10-5 1,9 года
Юпитер 1900 13199,0 0,1868·10-5 11,9 года
Сатурн 568,0 10560,7 0,4279·10-5 29,5 года
Уран 87,3 18726,6 0,4855·10-5 84 года
Нептун 103,0 38814,2 0,3670·10-5 164,8 года

Четвёртая планета от Солнца Марс оказалась моложе Земли и Венеры! Марс не самая лёгкая планета, легче только Меркурий, однако, имеет самую высокую радиальную скорость. Парадокса здесь нет, потому что средняя плотность Марса 3,99·103 кг/м3 меньше средней плотности Меркурия 5,7·103 кг/м3.

Ещё обратите внимание на период обращения. Он зависит только от расстояния от центра вращения. Следовательно, когда планета находилась ещё на поверхности Солнца, период её обращения составлял 10010,551 секунды или 2 часа 46 минут 50,551 секунды. Так быстро вращалось Солнце в момент отделения от него планеты. В настоящее время один оборот на экваторе Солнца совершается за 25 суток.

Известно, что возраст Земли до сих пор считался равным 4,5 млрд. лет. Такое число рассчитано по соотношению содержания в образце горной породы урана (или тория) и продуктов его распада. Время 4,5 млрд. лет - это время от появления урана "из источника" до настоящего момента времени. Напрашивается вопрос: где этот источник находился или находится? Есть мнение, что тяжёлые элементы, такие как уран, могли образоваться только в звезде, то есть элементы, которые находим на Земле, образовались на Солнце, точнее в недрах Солнца. С момента своего образования они могли какое-то время находиться на Солнце.

Изложенное здесь не гипотеза, а доказательство существования объективной реальности. Установление факта движения тел в околосолнечном пространстве по раскручивающейся спирали это только начало в цепи открытий.




Сайт создан в системе uCoz