Physique Question #3722
Abhinav (Genre: mâle, Àge: 19 années) de Delhi sur 29 novembre 2006 demande:
Pourquoi tout les planètes tournent-elles dans des orbites elliptiques autour du soleil ? Je veux dire dans la symétrie d'existis de nature là, ainsi ne devraient-elles pas elles tourner dans une forme circulaire ou quelque chose ?
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La réponse
Comme vous dites, la nature aime la symétrie, mais la nature aime également casser la symétrie. Des symétries vraies en nature sont attachées avec des lois de conservation dans la physique et sont de belles choses à rechercher parce qu'elles indiquent habituellement quelque chose profondément au sujet de la structure de l'univers. La symétrie des événements physiques à temps (un événement particulier dans les mêmes conditions initiales aura lieu selon les mêmes règles physiques à différentes heures) implique la loi de la conservation de l'énergie.
Mais la symétrie des formes est autre chose entièrement. Des planètes tendent à être formées dans des orbites circulaires simplement parce qu'elles forment à partir des disques de débris entourant leur jeune parent tient le premier rôle, et le matériel dans le disque qui a un composant elliptique à sa vitesse rapidement frappe l'autre matériel dans le disque (ou est ralenti par le frottement d'agir l'un sur l'autre avec le gaz dans le disque) de sorte qu'il finisse vers le haut de fait parvenir. Les blocs de la densité supplémentaire dans le disque finissent vers le haut d'attirer plus de matière et les planètes lentement forment et agrandissent jusqu'à ce que le disque soit essentiellement allé (le parent tiennent le premier rôle également des aides pour nettoyer le matériel de reste avec le vent solaire fort lié aux jeunes tient le premier rôle). Mais une fois que la densité du gaz et de la poussière dans un disque est allée, les forces qui tendent vers le circularization des orbites sont également allées -- il n'y a plus n'importe quelle force « visqueuse » agissant sur les particules qui se déplacent en dehors de d'un chemin circulaire.
En ce moment, les interactions parmi les planètes elles-mêmes commencent à déranger la symétrie tôt. Planètes dont les périodes orbitales sont des multiples proches de l'un l'autre début tirant avec effort sur l'un l'autre à plusieurs reprises dans le même endroit dans l'orbite, tordant leurs orbites vers une ellipticité croissante. La rencontre de fin parmi les planètes dont les orbites ont évolué vers l'ellipticité suffisante qu'elles peuvent approcher un un autre peut mener aux changements rapides principaux d'une forme orbitale -- et peut même avoir comme conséquence l'éjection d'une planète tout à fait. Une collision peut même se produire.
Si les planètes n'agissaient pas l'un sur l'autre les uns avec les autres, aucune de ceci ne se produirait -- mais la pesanteur est une force universelle, agissant entre tous les objets avec la masse. Les planètes tendent à faire tenir le premier rôle une quantité minuscule de la masse de leur parent (dans notre système solaire, toute la masse de toutes les planètes est environ une millième qui de notre soleil) mais temps d'excédent, ces interactions peuvent devenir profondes.
Donc il y a symmetrizing et anti-symmetrizing des circonstances qui se produisent dans la physique. Dans la formation de planète, les deux régimes se produisent -- la formation de planète se produit dans un régime symmetrizing où les forces de friction font parvenir des orbites. Une fois que ceux-ci sont allés, les interactions des planètes -- une force antisymmetrizing -- dominer.
Nous sommes chanceux les forces sommes petits, autrement notre système solaire pourrait avoir transformé en machine de flipper un à long terme il y a. Il est la plupart du temps stable, mais pas entièrement ainsi. Nous ne pouvons pas prévoir la position spécifique des milliards de planètes d'années par conséquent, parce que l'erreur la plus minuscule dans nos connaissances actuelles devient amplifiée aux erreurs énormes qui loin à l'avenir, mais nous savons qu'en 2 milliards d'ans, il y a une chance substantielle que le mercure peut obtenir donné un coup de pied dans une orbite très différente, et Uranus et Neptune peuvent avoir la rencontre étroite qui changerait profondément leurs orbites -- ou même éjecter l'une d'entre elles.
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