Динар Гарипов
июнь 2015.
9976

Почему планеты движутся в одной плоскости, а не как попало?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
19
7 ответов
Поделиться

Ответ Дмитрия - не просто сильно упрощенный, он еще и абсолютно неверный. Никакого отношения этот процесс не имеет к центробежной силе.

Очень простой контрпример: почему эллиптические галактики не плоские. Дело в том, что в эллиптических галактиках, как показывают наблюдения, очень мало межзвездного газа, тогда как в плоских его очень много. Газ легче взаимодействует, чем звезды и темная материя, и легче переносит энергию.

Ключевая вещь здесь - это времена релаксации, т.е. время, за которое энергия "транслируется" из одной части в другую внутри системы. У эллиптических галактик эти времена релаксации ужасно большие, тогда как у плоских - достаточно малые именно за счет наличия газа. Т.е. эллиптические галактики за время жизни Вселенной ещё успели релаксировать в плоские.

Если бы, с другой стороны, газ, из которых образовались наши планету, УЖЕ не вращался бы в одной плоскости, то дальнейшие орбиты планет не были бы в одной плоскости. Поэтому центробежная сила тут абсолютно не при чем; т.е. протопланетный газ, из которых образовались наши планеты, уже вращался в одной плоскости.

За некоторое время (которое называют динамическим) кинетическая и потенциальная энергии распределяются так, что исчезают радиальные скорости, и все дружно начинают вращаться по окружностям (и начинает выполняться вириальная теорема). 

Затем за время, которое называется временем релаксации (о котором я писал выше), происходит минимизация потенциальной (гравитационной) энергии и приводит к тому, что частицам становится выгоднее двигаться в одной плоскости, чтобы быть максимально далеко друг от друга. Добавьте к этому всему закон сохранения углового момента, и вы получите выделенное направление, перпендикулярно которому и возникнет эта сама плоскость.

Лучше сказать правду не упрощая, чем упростить и наврать. MinutePhysics, кстати, отлично отвечают на этот вопрос здесь: youtube.com

37

Среднее расстояние между частицами в объемном облаке больше, чем в плоском, разве нет?

+2
Ответить

Ничего не понял, спасибо.

+2
Ответить

Александр, правильно. Чем ближе частицы друг к другу, тем меньше их потенциальная энергия. Она ведь отрицательна, а для бесконечно удалённых тел равна нулю.

0
Ответить
Ещё 1 комментарий

Максим, что именно неясно? У вас сначала всё релаксирует до того момента, как исчезают радиальные скорости, и все начинают вращаться по невытянутым орбитам. 

Дальше сохраняется полная механическая энергия + сохраняется угловой момент + минимизируется потенциальная энергия. Так как минимизируется потенциальная энергия, звёздам выгоднее вращаться близко друг к другу, это можно сделать перейдя в одну плоскость.

Далее у вас есть выделенное направление за счёт сохранение углового момента (перпендикулярно ему). Вот и получается, что звёздам выгодно вращаться в одной плоскости, перпендикулярной полному угловому моменту.

+1
Ответить
Прокомментировать

Потому что на этапе формирования солнечной системы из газопылевого облака это самое облако из бесформенного превращалось в дискообразное под воздействием гравитации и вращения. Почему именно диск? Потому что в плоскости вращения облака помимо гравитации действовала центробежная сила, ну а, соответственно, вдоль оси вращения действовала только гравитация. Это привело к тому, что в плоскости вращения облако сжималось медленнее и в итоге сформировался диск, центральная часть которого стала Солнцем, а периферийная часть - планетами.

13

Это неверно.

0
Ответить
Прокомментировать

Потому что все планеты и наше солнце образовались из одного облака газа.

А так же по тому, что тело будучи твердым (т.е. не имеющим подвижных частей) не может вращаться во круг двух осей одновременно, только вокруг одной.

Когда облака газа было большим оно медленно сжималось, и разные его части двигались как у обычного атмосферного облака в разные стороны с разными скоростями. Но все это облако, имело центр масс, к этому центру весь газ притягивался и потихонечку ускорялся. По мере того, как это облако становилось меньше по размерам, сила притяжения к центру возрастала, возрастали и скорости. Когда же размеры облака уменьшились в несколько тысяч раз, то все части этой массы двигались уже очень быстро, они то приближались к центру то снова удалялись. И каждое из них стремилось двигаться по какой-то орбите. Но, так как эти массы расскаленного газа, постоянно сталкивались друг с другом, смешивались, то у них в конечном итоге появилась одна средняя скорость вращения вокруг одной оси (подробнее смотрите момент количества движения тела). Аналог движение фигуриста на льду - с раскрытыми руками он вращается медленно, а когда прижимает руки к телу, скорость вращения возрастает. Когда облако было огромным, его части двигались не очень быстро, когда оно сжалось - вращение ускорилось и усреднилось и его движение стало подобно вращению твердого тела. Основная масса газа упала в центр и образовала Солнце. Остальная часть менее 1% стала летать по кругу. В результате облако превратилось в диск раскаленного газа в центре которого было наше молодое Солнышко. А дальше, газ в этом диске друг к другу притягивался образовались какие-то центры притяжения и потом в эти центры притянулся весь оставшийся газ нашей Солнечной системы образовав планеты.

7
Прокомментировать

Уже было . Если коротко - из - за способа образования нашей солнечной системы из газопылевого облака, которым она когда-то была а так же закона сохранения момента импульса. Если детальнее - в этом видео ( есть российские субтитры).


0
Прокомментировать
Читать ещё 2 ответа
Ответить