Всемирное тяготение и классическая небесная механика

Главная > Естественные науки > Физика > Мегафизика > Небесная механика
Закон эллипсов Кеплера Закон площадей Кеплера
Первый закон Кеплера (закон эллипсов) Второй закон Кеплера (закон площадей)

Разделы о гравитационные законы и правила традиционной небесной механики:


Классические законы гравитации

Динамический закон Ньютона и кинематические законы Кеплера, касающиеся взаимодействия двух тел и их движения при этом:

  1. Закон всемирного тяготения, или закон гравитационного взаимодействия двух тел (Исаак Ньютон, 1682): Притяжение между двумя телами по Ньютону
  2. Первый закон Кеплера, или закон эллипсов (1609 г.): Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце.
  3. Второй закон Кеплера, или закон площадей (1609 г.): Радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади. Этот закон эквивалентен закону сохранения момента импульса.
  4. Третий закон Кеплера (1619 г.): Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит: Третий закон Кеплера или Третий закон Кеплера. С учетом поправки Ньютона: Третий закон Кеплера, уточненный Ньютоном.
    Отсюда общее правило: чем ближе планеты к Солнцу, тем больше линейная и угловая скорости их обращения вокруг Солнца.
    [Кроме того, из формулы следует, что масса имеет физическую размерность R3/T2, или ускорение изменения объёма]

Ссылки:

Правила расположения планет

"Нумерологическое" правило Тициуса-Боде

Средние расстояния планет от Солнца подчиняются известному с конца XVI века эмпирическому правилу - закону Тициуса-Боде: R = 0.4 + 0.3×2 n, где R - расстояние от Солнца до планеты в астрономических единицах, n - целые числа, причем, для Меркурия n = - ∞, для Венеры n = 0, для Земли n = 1 и т.д.

После того как в 1781 г. астроном Гершель в соответствии с правилом Тициуса-Боде открыл планету Уран (n = 6), и поиски отсутствующей планеты между Марсом и Юпитером привели к открытию в 1801 г. первого астероида - Цереры, возникла твердая уверенность что мы имеем дело с законом природы. И даже тот факт, что Нептун и Плутон “не вписываются” в эту формулу не поколебал этой уверенности. Закон Боде характерен и для описания расстояний многих спутников Юпитера, Сатурна и Урана, что свидетельствует о неслучайности этих закономерностей.

О законе Тициуса-Боде было много дискуссий. Физическая значимость его соотношения и различных модификаций закона не очевидна, поскольку она не является следствием какой-либо теории. Некоторые авторы не исключают возможности случайного происхождения наблюдаемого распределения планетных и спутниковых расстояний от центральных тел. Другие видят в нем отражение начальных условий образования планетной системы. Но большее число исследователей склоняется к мысли о его эволюционном происхождении [?].

Гипотеза о резонансной структуре Солнечной системы была высказана А.М.Молчановым (Пудовкин и др. 1977)). Основанием для этого послужило то, что закон планетарных расстояний (закон Тициуса-Боде) не совсем адекватен сути явления. Более удачная форма описания явления пропорциональности расстояний между планетами и спутниками, по Молчанову, заключается в представлении этой особенности как соразмерности частот их вращений: планет - вокруг Солнца, а спутников - вокруг планет. Простые целочисленные соотношения более естественно возникают и легче интерпретируются в соотношениях между частотами, а переход к расстояниям планет от Солнца может быть сделан по третьему закону Кеплера. Преимущества такого подхода заключаются в том, что с одних позиций могут быть рассмотрены многочисленные случаи соизмеримости между частотами в Солнечной системе (Кузнецов В.В. Горячая Земля).

Вместе с тем существуют соизмеримости другого рода. Известно, что многие спутники планет имеют частоты вращения, совпадающие с частотой их обращения вокруг центрального тела, демонстрируя резонанс 1 : 1. Наиболее известным примером является резонанс Земля - Луна. Частота вращения Меркурия связана с частотой его обращения соотношением 2 : 3. Известно, что в распределении астероидов на орбитах, соответствующих соизмеримостям 1 : 2; 2 : 5; 1 : 3; наблюдаются “пробелы Кирквуда”. Аналогичный резонансный характер имеет щель Кассини в кольцах Сатурна и т.п.

Поразительны соизмеримости обращения планет Меркурия и Венеры. Оказывается, что движение Меркурия вокруг Солнца и вокруг своей оси согласовано с движением Земли. Соединение Земли и Меркурия происходит каждые 116 суток [~1/3 земного года]. За это время Меркурий делает ровно два оборота вокруг своей оси и, оказавшись в нижнем соединении с Землей, всегда повернут к ней в этом положении одной и той же стороной. Аналогично Меркурию ведет себя Венера, которая с периодичностью 584 дня [за это время Марс уже 5 витков сделал], сближаясь с Землей, оказывается в нижнем соединении. В эти моменты Венера неизменно обращена к Земле одной и той же стороной.

Связь орбитальных резонансов и квантованных радиусов орбит (авторское исследование)

Литература по квантованию орбит


Главная
Мегамир: Классическая небесная механика | Традиционная релятивистика | Альтернативная релятивистика | Новости космологии
Близкие по теме страницы: Микромир | Космология | Астрофизика |
Другие полезные страницы: Эвристика и авторство | Гранты | Диссертантам | Академкнига
На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 20.09.2018
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня