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问问高手一个天体物理问题

daili 发表于: 2008-6-27 20:11 来源: 牧夫天文网

地球到太阳的距离大约是8光分, 地球依靠万有引力围绕太阳旋转. 按照爱因斯坦的理论是太阳的引力到达地球也需要8光分的时间.
现在有个问题就是: 我们假设太阳在某一瞬间突然消失了, 那么地球会在这一瞬间如何运动? 之后的运动軌跡会如何?

这个问题我想了很久也没有弄清楚, 请高手指点, 谢谢!                                                                                                                       
                                               
更进一步问问:
1) 假設有暗物質的存在, 暗物质, 太阳和地球之间的物理关系是怎样的?
2) 假設暗物質不存在的话, 太阳突然消失时地球的的行动轨迹如何呢?

最新回复

ASTROLAN at 2008-6-27 21:11:19
按照引力波的理论地球确实是在8分钟后才开始做直线运动.
positron at 2008-6-27 22:57:43
在8分钟多之内,地球所在处的引力场因为引力传播速度有限的原因来不及改变,地球会保持原有运动不变,之后,地球会在新的引力场下运动,太阳系应该会解体。
daili at 2008-6-28 23:09:01
,高手果然多啊!有時間請多多指教!
positron at 2008-6-28 23:29:00
高手不敢当,恰巧知道这个。相互交流、切磋……
bearcat at 2008-6-29 14:23:30
暗物质和暗能量都是宇宙尺度的假设,对太阳系这样的小尺度对象没有影响。
也就是说,楼主后来补充的两个问题的答案与一开始的问题基本上完全一样。
Ablonnert at 2008-6-29 21:52:08
这里高手很多啊、
紫月霓裳 at 2008-6-29 23:07:29
现理论认为地球会在太阳消失的八分半钟之后沿瞬间运动的切线方向运动下去.
positron at 2008-6-29 23:38:16
如果太阳消失了,太阳系之内就数木星最重了,不过金星、火星和地球近,有兴趣可以计算一下,太阳没了,谁对地球的影响最大。
天爱 at 2008-6-30 00:03:40
爱因斯坦的广意相对论不是说那只是空间被弯曲的一种效应吗,怎么有变成了8分后才做直线运动,不是应该一开始就做直线运动吗,原先空间被弯曲,做直线运动的物体被迫做我们看到的椭圆运动,但是一旦引力场消失,空间也就变的平坦了,于是我们就看到地球成直线运动了,我一直是这样理解的,今天才知道不是这样哈
jiangq007 at 2008-6-30 00:08:47
虽然木星有引力.但太小了.
所以太阳系各天体从里到外做接近惯性运动.太阳系会扩散.
超新星暴发后气体也会扩散.
bearcat at 2008-6-30 12:40:38

QUOTE:

原帖由 positron 于 2008-6-29 23:38 发表
有兴趣可以计算一下,太阳没了,谁对地球的影响最大。
月亮……
bearcat at 2008-6-30 12:45:20
场也是物质,所以引力场的传播速度也不能超过光速。
这样,太阳消失的瞬间,太阳附近的空间平坦了,但是地球附近的空间还没来得及变得平坦,得等到引力波把太阳消失的信息传过来之后,地球附近才能变得平坦。

顺便说一句,其实如果太阳真的是瞬间消失,那么地球在感受到第一波引力波的时候,我猜应该先要有个很复杂的“振动”或“冲击”,然后才能匀速直线运动下去。
positron at 2008-6-30 13:07:27

QUOTE:

原帖由 bearcat 于 2008-6-30 12:40 发表


月亮……
把地球的这个近邻忘了
daili at 2008-6-30 21:26:46
地球開始沿切線運動的話,月球也會被地球帶走嗎?哪位高手計算一下,呵呵。
dydydy001 at 2008-6-30 22:12:11
突然消失,后面的能量传不到地球上吧?少于4分钟?
jiangq007 at 2008-6-30 22:21:45
暗物质。只有爱因斯坦复活才能回答你了。
暗物质是什么粒子?玻色子和费米子之间有引力嘛?这是个问题。[有作用就有交换,就会互相转变]
所以有人提出的大统一理论玻色子的费米子对应[光微子。引力微子]质子也有了生命周期。但没被证实。
现在有提出了玄理论来解释。后来是膜理论。可惜都不成熟。
银河负熵 at 2008-7-01 21:02:07
月球和地球收到太阳的引力加速度基本相同,F=-GMm/r^2;a=-GM/r^2;(M太阳质量,m为星体质量。r为太阳中心到星体中心距离)地球和月球r最多相差约384,000km

日地距约为150,000,000km

二者之比0.00256
也就是:A:日地:1
              B: 日月:1.00256,或0.99744

aA:aB=1/A^2:1/B^2=1:0.9949或=1:1.0051

得出二者加速度相差约0.5%

如果月球在朔望时,轨道相同,一起切线运动,月地轨道相对不变。
在上半月时:月球先脱离太阳束缚,轨道靠近地球
在下半月时月球后脱离太阳束缚,轨道也靠近地球(其它时间远离还是靠近视月球相对地球运动方向而定)
时间最多相差384,000km/300,000km  (s),约1.3秒(引力光速传递)
1.3s月球偏离太阳圆轨道为1.3/31536000      (31536000为一年秒数)
=4.122e-8
4.122e-8×30km×1.3=1.6e-6 km                      (地月每秒约30km绕日运动)
轨道初始偏移约为1.6e-3 m=0.0016m=1.6毫米 (沿日地连线,切线偏移就更小为平方量,忽略)
考虑加速度0.5%的变化,速度变化最多相差0.5%,(dv=a×dt,ds=v×dt ,距离也就最多相差0.5%)
可以看出,月地距离初始变化约1.6+-0.5%毫米,轨道几乎没变化。可以看做一起运动  。

(我忽略了月球相对地球1km/s,约为地球运动速度的1/30,也就是说最终偏移量+-1/30)

计算比较潦草,过程中有什么不对请大家指正

[ 本帖最后由 银河负熵 于 2008-7-1 21:23 编辑 ]
夕故£淩霜 at 2008-7-01 21:35:55
楼上这计算……赞一个……顺便问下,你这头像有没有大图?非常想要!
jiangq007 at 2008-7-01 21:48:13
引力的速度是个迷。
引力子是唯一能从黑洞内出来的粒子
positron at 2008-7-01 22:17:23

QUOTE:

原帖由 jiangq007 于 2008-7-1 21:48 发表
引力的速度是个迷。
引力子是唯一能从黑洞内出来的粒子
现在描述引力最好的理论是广义相对论,根据广义相对论的引力场方程,引力的传播速度为光速。
在广义相对论中,把引力看做时空弯曲的几何效应,根本无需引力子。
引力子是粒子物理设想传播引力的粒子,但粒子物理至今仍无法处理引力,而引力子至今也尚未发现。