Почему вертится Земля и другие космические объекты?
Каждый день Земля делает один оборот вокруг своей оси, вот почему на нашей планете существуют восходы и закаты. Наш каменистый космический дом вертится с тех самых пор, как сформировался 4,6 миллиардов лет назад и будет продолжать вращаться до конца времен, которые, вероятно, наступят после того как Солнце превратится в красного гиганта и поглотит ближайшие планеты. Но когда наша Солнечная система только родилась, все обломки ранней звездной системы вращались вокруг Солнца примерно в одном и том же направлении. Сталкиваясь, обломки также вращали Землю и почти все остальные объекты в Солнечной системе – в этом направлении. Но почему все космические объекты вообще вращаются?
Все объекты во Вселенной вращаются
Как сформировалась Земля и Солнечная система?
Наша планета образовалась из диска газа и пыли, который вращался вокруг новорожденного Солнца. Кусочки пыли и камней в процессе вращения слиплись вместе, формируя планету. По мере ее роста камни продолжали сталкиваться с зарождающейся Землей, тем самым создавая силы, заставляющие ее вращаться. Еще больше интересных статей о Солнечной системе и ее планетах читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Солнце и Солнечная система образовались, когда облако пыли и газа обрушилось из-за собственного веса. Большая часть газа конденсировалась, чтобы стать Солнцем, в то время как оставшийся материал уходил в окружающий планетообразующий диск. Перед тем как коллапсировать, молекулы газа и частицы пыли двигались повсюду, но в какой-то момент некоторые из них немного сдвинулись в одном определенном направлении, приводя в движение его спин. Когда газовое облако коллапсировало, его вращение ускорилось – точно так же фигуристы начинают вращаться быстрее, поджимая руки и ноги.
Формирование Солнечной системы масштабное и красочное событие
Поскольку в космосе не так уж много места, чтобы замедлить ход событий, как только что-то начинает вращаться, оно обычно продолжает движение. У вращающейся ранней Солнечной системы в этом случае было много того, что называется угловым моментом – величиной, которая описывает тенденцию объекта продолжать вращение. В результате, после рождения Солнечной системы, все планеты, вероятно, вращались в одном и том же направлении. А о том, что ждет Солнце в будущем, я писала в предыдущей статье.
Как вращаются планеты Солнечной системы?
Но сегодня у некоторых планет свой собственный спин в движении. Так, Венера вращается в противоположном направлении, как и Земля, а ось вращения Урана и вовсе наклонена на 90 градусов. Ученые не совсем понимают, почему эти планеты такие, но кое-какие идеи у них есть.
Столкновение Венеры с обломками, возможно, привело к тому, что она стала вращаться в другую сторону. Но есть и другая теория – согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature в 2001 году, гравитационное взаимодействие с Солнцем наряду с другими факторами могло привести к замедлению и обратному вращению Венеры. В случае с Ураном исследователи предположили, что столкновения, а точнее одно крупное происшествие с участием нескольких объектов могло привести к вращению планеты в другую сторону.
На изображении симуляция вращения объектов во время формирования Солнечной системы
Вращение – это фундаментальное поведение объектов во Вселенной. Все в пространстве вращается в том или ином направлении.
Астероиды вращаются. Звезды вращаются. Галактики вращаются – по данным NASA, Солнечной системе нужно 230 миллионов лет, чтобы завершить один оборот вокруг Млечного Пути. Но одними из самых быстрых объектов во Вселенной являются пульсары – плотные вращающиеся объекты, которые по сути являются мертвыми массивными звездами. Существуют пульсары, которые могут вращаться сотни раз в секунду. Самый быстрый из известных науке был обнаружен в 2006 году и получил название Terzan 5ad. Он вращается 716 раз в секунду.
Наша Солнечная система – ничем не примечательна по меркам Вселенной
Как пишет Live Science, черные дыры могут быть еще быстрее. Одна из них, согласно результатам исследования 2006 года, под названием GRS 1915+105 вращается где-то от 920 до 1150 раз в секунду! Можете себе представить?
Но все космические объекты – отнюдь не вечный двигатель – они замедляются. Когда Солнце сформировалось, оно вращалось вокруг своей оси каждые четыре дня, в то время как сегодня на один оборот уходит около 25 дней. Исследователи полагают, что его магнитное поле взаимодействует с солнечным ветром, что и замедляет его вращение. Более того, вращение Земли тоже замедляется. Гравитация Луны притягивает Землю таким образом, что слегка замедляет ее движение. А проведенное в 2016 году исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society A, показало, что за столетие вращение Земли замедлилось на 1,78 миллисекунды. Как ни крути, Вселенная очень странная.
Источник
Крутится, вертится — почему каждый объект во Вселенной находится в движении (3 фото)
Любая система звезд во Вселенной рождается из облаков газа и пыли. Они могут быть в сотни или даже в миллионы раз больше, чем Солнце. А вот первично очень рассредоточены и распределены на многие сотни и тысячи световых лет. Если они хоть как-то вращаются, то заметить это сложно, ведь для завершения одного цикла им требуются миллиарды лет. Вокруг них движется вся остальная материя и энергия, которая подвержена притяжению.
Газопылевое облако
Когда два объекта движутся относительно друг друга, гравитация, которую они создают, образует крутящий момент.
Приливное ускорение
Именно так этот феномен назвали астрофизики. Каждое тело, существующее во Вселенной, образовалось с угловым моментом. Из участков газопылевых облаков появляются отдельные звезды и системы. Так родилась и наша Солнечная Система.
Почему некоторые планеты вращаются вспять
Интересно, что осевое вращение небесного тела может существенно меняться. Это может случиться из-за влияния родительской звезды или же иного тела. Например, Венера и Уран. Эти объекты совершают движение в восточно-западном направлении, то есть в противоположную сторону относительно других планет нашей системы. Предположительно, угловой момент этих тел сместился из-за воздействия какого-то очень массивного тела, с которым они столкнулись в определенный момент своего существования.
Материя движется всегда и везде
Да, это кажется очень странным, ведь и мы, и наши дома сегодня, ровно как и неделю назад, находимся на одном месте. Однако и неделю, и сегодня, и через сто лет все на нашей планете будет продолжать лететь вместе с нею со скоростью вращения Земли вокруг Солнца. Она равна 108 000 км/ч. Наша планета проделывает долгий путь в 940 млн км за один цикл. И все живое на планете участвует в этом движении, совершенно не замечая этого.
А что насчет движения галактик
Они безостановочно перемещаются в космическом пространстве. Все дело в гравитации. Именно ее силы связывают их и не дают им рассредоточиться по всей безграничной Вселенной. Это значит, что через несколько миллиардов лет нашу галактику ждет встреча с галактикой Андромеды. Как это произойдет и чем именно закончится, пока неизвестно. Очевидно, более массивная просто-напросто проглотит свою соседку, образовав совершенно новую галактику.
Снимок процесса слияния галактик, полученный с помощью спектрографа Gemini
Возможно, жители Солнечной Системы и вовсе не заметят этого события. Вообще, разумную жизнь на планете Земля в тот момент будет волновать Солнце, которое вот-вот должно будет перейти на следующий этап своей эволюции — стать красным гигантом.
Вращается ли Вселенная
Вероятнее всего, нет. Чтобы понять это, ученые изучали карты космического микроволнового излучения — самого древнего света Вселенной. Карты появились на основе измерений, сделанных в течение пяти лет спутником. Долгие исследования показали, что Вселенная, вероятнее всего, направленности не имеет.
Источник
Почему Земля вращается? Почему её вращение не прекращается?
Планеты вообще не обязаны вращаться. Взгляните на Венеру. Она вращается так медленно, что с таким же успехом могла бы и не вращаться. Она также вращается в противоположном обычному направлении. Вы можете думать об этом как об «отрицательном» вращении. Поэтому отсутствие вращения — это нормальный вариант для любой планеты.
Большинство планет вращаются в прямом направлении — том же направлении, что и вокруг Солнца. Всё это происходит из-за закона сохранения углового момента. Это ожидается в результате моделирования развития Солнечной системы. Однако хаос при формировании планет может привести и к другому вращению, в том числе близкому к нулю.
Почему вращение Земли не прекращается?
Если вы установите игрушечный волчок в космосе вдали от любой серьёзной массы в этом почти вакууме и раскрутите его, вы можете улететь и вернуться спустя годы, чтобы увидеть, что он всё ещё вращается с практически той же скоростью. Это означает, что он по-прежнему обладает той же энергией вращения.
Если бы вы сделали то же самое внутри МКС, вы бы обнаружили, что волчок остановился. Его вращательная энергия была бы истощена трением, столкновениями с молекулами воздуха. Земля находится в похожей ситуации, и скорость её вращения уменьшается (очень медленно) из-за таких факторов, как Луна, захватывающая часть её углового момента, и солнечного ветра, создающего трение.
Точная продолжительность дня на Земле 4 миллиарда лет назад неизвестна, но оценки привязывают её примерно к одной четверти сегодняшнего дня. Еще через 4 миллиарда лет день может стать вдвое длиннее — опять же, мы не можем точно определить этого из-за слишком большого количества неизвестных будущих факторов.
Вращение прекратится, когда Солнце поглотит Землю через 4-5 миллиардов лет.
По материалам публикации (англ.).
Из комментариев
Данные китайских учёных свидетельствуют о том, что в настоящее время вращение Земли замедляется примерно на 1 секунду за год. За 3600 лет это даст на один час больше, чем сейчас. За 36 000 лет — на 10 часов. За 360 000 лет — примерно на 100 часов больше. За 3,6 миллиона лет один полный оборот составит около 1024 часов.
Замедление Земли не линейно, но если мы предположим, что это так, то 36 миллионов лет назад на земле не было бы дня, а были бы постоянные сумерки или рассвет, учитывая, как быстро вращалась бы Земля. Я подозреваю, что ночные животные, которые видят только чёрное и белое (оттенки серого), исторически предшествовали тем животным, которые видят цвета.
Некоторые планеты вращаются вокруг собственной оси настолько медленно, что для их оборота требуется больше времени, чем для прохода по орбите вокруг своего светила. Если планета не вращается, то её день равен её году.
В глубинах Вселенной облака газа сжимаются под действием гравитации. Понаблюдайте как-нибудь за фигуристкой. Когда фигуристка втягивает руки, вращение ускоряется. Таким образом небольшое вращение всех молекул газа становится общим вращением гигантской галактики. Внутри галактики звёзды формируются таким же образом.
Без вращения мы не увидели бы планет вокруг звезды. Наше Солнце вращается довольно быстро, учитывая его размеры.
С момента своего образования Луна замедлила вращение Земли примерно в четыре раза.
Источник
Почему все планеты и звёзды круглые и вращаются в одну сторону?
Недавно мне на моём телеграм канале прислали следующий вопрос:
Почему все планеты и звёзды круглой формы и почему почти все планеты и их спутники вращаются в одном направлении
Давайте разбираться в этом вместе. Звёзды и планеты имеют круглую (точнее говорить — сферическую) форму, потому что все системы во вселенной стремятся к минимуму энергии.
Планеты и звёзды, в отличие от астероидов, обладают очень большой массой и их собственная сила тяготения достаточно велика, чтобы менять форму объекта. Сила тяжести минимизирует энергию звёзд и планет за счёт того, что старается минимизировать расстояние от каждой частицы до центра масс объекта, именно это достигается, когда тело принимает форму сферы.
Все тела в звёздных системах вращаются в одном направлении так как они формировались из одного протозвёздного, а затем — протопланетных облаков. Звёзды формируются из огромных газопылевых облаков. Частицы в облаках движутся хаотично, но со временем, под действием собственной гравитации облака сжимаются, а частицы благодаря закону сохранения момента импульса закручиваются в одном направлении.
В результате всё протозвёздное облако начинает вращаться в одном направлении. Затем центробежная сила растягивает протозвёздное облако и оно приобретает форму диска. После формирования звезды протопланетный диск продолжает вращаться в направлении вращения исходного облака, что и обуславливает одинаковое направление движения планет в системе.
Аналогичная ситуация с планетами и их спутниками, которые формируются из одного протопланетного облака. Отличия в направлении вращения планет являются следствием их взаимодействия друг с другом и со спутниками. Так, Венера изначально скорее всего вращалась вокруг своей оси так же, как и остальные планеты, но из-за приливного взаимодействия с Солнцем, столкновения с другой планетой или сближения с планетой гигантом (Юпитер когда-то мог путешествовать по Солнечной системе) она изменила направление вращения. Похожий эффект может оказать захват планетой спутника.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом! А кроме того посетите мой сайт .
Источник
Почему все планеты вращаются в одной плоскости?
Какая картинка всплывает перед глазами, когда мы представляем солнечную систему? Ровный диск из планет, обращающихся вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце вокруг своей оси.
Эта картинка настолько идеальна, что невольно возникает вопрос: действительно ли все так просто? Как и почему в трехмерном пространстве образовалась практически идеально плоская планетная система с единым направлением вращения? И можно ли называть Солнечную систему в этом плане особенной?
Сейчас Солнечная система действительно выглядит примерно так, как ее изображают на схемах: в центре – Солнце, а вокруг – ряд планет, орбиты которых лежат в одной плоскости (Почти. Об этом чуть позже). Но, как известно, так было не всегда. Для того, чтобы объяснить нынешнюю геометрию Солнечной системы, придется обратиться к процессам ее формирования.
Солнечная система образовалась около 4.6 млрд лет назад из облака космической пыли и газа. Изначально облако, удерживаемое взаимными силами гравитации частиц, имело произвольную форму, предположительно близкую к шару, а его содержимое было примерно равномерно распределено по всем трем плоскостям пространства. Частицы пыли и газа в облаке хаотично двигались и сталкивались друг с другом, не имея упорядоченного направления. И все-таки огромное облако «эволюционировало» к строгому виду системы, которую мы имеем сейчас. Как это произошло?
Во-первых, дело в законе сохранения момента импульса. Как было сказано выше, частицы пыли и газа постоянно находятся в хаотическом движении. Однако чисто математически крайне маловероятно, что общий момент импульса облака будет нулевым. А значит есть некоторое направление, в котором частиц движется больше, чем в любом другом. Общий момент импульса, представляет собой векторную сумму всех моментов импульсов отдельных частиц, и задает направление и скорость вращения замкнутой системы вокруг ее центра масс.
В процессе развития протопланетного диска направление и скорость могли изменяться за счет влияния внешних сил и факторов: это могло быть влияние гравитационной силы близлежащих звездных систем или попадание в систему инородных объектов. Но сейчас для нас это не имеет значения, поэтому влиянием внешних сил можно пренебречь.
При движении «вверх» и «вниз» относительно общего направления вращения системы частицы пыли и газа сталкиваются: импульсы частиц движущихся во всех направлениях кроме основного со временем нивелируются и остаются только частицы движущиеся в том самом основном направлении. То есть общее движение частиц в «вертикальной» плоскости компенсируется и стремится к нулю. При этом устанавливается такое распределение частиц в пространстве и по скоростям, при котором вероятность столкновений наименьшая. Такое состояние соответствует движению в плоскости по круговым орбитам.
Этому процессу помогает центробежная сила, «раскручивающая» протопланетное облако Солнечной системы в тонкий диск. Этот процесс не противоречит вышесказанному, а лишь дополняет его. Итогом станет «сплющивание» облака без изменения скорости и направления вращения системы.
И да, замкнутая система – научная модель. Ни одну систему в нашей Вселенной нельзя называть абсолютно замкнутой: каждое тело, имеющее массу или скорость, в той или иной степени влияет на все другие тела. Вследствие взаимного влияния сил гравитации, угол наклона орбит планет незначительно отклоняется от плоскости эклиптики, но в целом этот разброс невелик.
Можно ли считать плоскую солнечную систему особенной? Однозначно нет. Точно такую картину мы наблюдаем буквально в любой другой звёздной системе, что говорит о том, что везде при формировании звёзд и планетных систем происходили схожие процессы.
Подведем краткий итог:
Почему все-таки все планеты находятся в одной плоскости? Планеты формируются из газопылевого облака, коллапсирующего в кратчайшем направлении. Затем частицы «склеиваются» между собой, после чего сжимаются по направлению к центру. Но вместо того, чтобы упасть на уже сколлапсировавшуюся звезду, они начинают вращаться вокруг нее. Как итог, под действием сил гравитации и центробежной силы, в соответствии с законом сохранения момента импульса, образуются космические тела и планеты, которые продолжают вращаться в той же плоскости.
Источник