Astronomie

Warum kreisen alle Objekte in dieselbe Richtung?

Warum kreisen alle Objekte in dieselbe Richtung?


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Warum kreisen in einem Sonnensystem oder einem Planeten mit vielen Monden alle ihre Umlaufbahnen in dieselbe Richtung?

Ist es möglich, dass zwei umlaufende Massen in entgegengesetzter Richtung kreisen?


Dieses Video bietet eine visuelle Antwort: https://youtu.be/MTY1Kje0yLg?t=3m24s Objekte, die in verschiedene Richtungen kreisen, kollidieren eher miteinander. Durch den Eliminationsprozess dominiert schließlich eine Bahnrichtung.


In verschiedenen Systemen beginnt die Wolke, die sie erzeugt, mit einer Drehimpulsrichtung (Spin). Dies liegt an den Anfangsbedingungen, als die Gaswolke in sich selbst zusammenbrach, um einen Stern und Planeten um ihn herum zu schaffen. Einige Bahnen bewegen sich jedoch in die entgegengesetzte Richtung, werden jedoch normalerweise aufgrund von Kollisionen mit anderen Bahnen in der dominanten Bahnrichtung zerstört. In Galaxien wird es jedoch immer ein paar Ausnahmen geben


Warum kreisen alle Planeten in die gleiche Richtung?

Erhaltung des Drehimpulses. Unser Sonnensystem begann als eine große, langsam rotierende Wolke. Teile dieser Wolke kollabierten zu Sonne und Planeten, aber die Rotation des Ganzen um die Zentralachse blieb bestehen.

Ok, das haben wir alle schon gehört. Aber was brachte die große Nebelwolke dazu, sich zu drehen? Sicher macht eine große wirbelnde Masse Sinn. Aber das ist viel Masse. Und anscheinend ist es ein weit verbreitetes Phänomen.

Bedeutet dies, dass sich alle beobachteten Planeten in die gleiche Richtung drehen?

Würde kein Objekt, das sich in eine andere Richtung als die größere Masse von Objekten bewegt, einfach kollidieren, oder wenn die Objekte groß genug werden, um eine signifikante Schwerkraft zu haben, zu ihnen gezogen werden und folglich Teil der größeren Masse werden, die sich bereits in einer bestimmte Richtung. wodurch die Masse, die sich bereits in diese Richtung bewegt, erhöht wird?

Im Laufe der Zeit würden sich also alle Partikel in einem Nebel oder einer Staubwolke ansammeln und in die gleiche allgemeine Richtung wandern?

Oder ist mein Denken völlig falsch?

Angenommen, es gibt eine große Wolke mit einem Massenmittelpunkt in der Mitte. Natürlich wird das gesamte Gas dazu neigen, darauf zu fallen. Es fällt jedoch nie ganz linear in den Massenmittelpunkt, und es hört auch nie ganz auf zu fallen, wenn es ihn erreicht hat, sondern überholt es (wie ein Komet, der die Sonne umkreist).

Auf diese Weise hat das gesamte Gas in der Wolke einen Drehimpuls. Seine Teilchen bewegen sich in alle möglichen Richtungen. Im Laufe einer sehr langen Zeit neigen sich in entgegengesetzte Richtungen bewegende Teilchen dazu, sich gegenseitig aufzuheben, sodass Sie schließlich die einzige Drehrichtung haben, die nur geringfügig mehr Drehimpuls hatte.

[Dieses Papier] (http://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2010/09/aa14768-10/aa14768-10.html) zeigt, dass man tatsächlich einige Planeten in einer rückläufigen Umlaufbahn um einen Planeten haben kann . Dies verletzt nicht die Erhaltung des Drehimpulses, sondern weist lediglich darauf hin, dass sich die Bildung des Systems etwas von anderen Systemen unterscheidet. [Dieses Papier] (https://arxiv.org/abs/1001.2010) ist ebenfalls informell. Sehen Sie sich Abbildung 14 an. Die Abbildung ganz rechts ist ein Exoplanet, der den Stern retrograd in Bezug auf die Sternrotation umkreist.

Aber das sind etwas besondere Beispiele. Die meisten Planeten umkreisen die von Rannasha beschriebene Sternrotation.


Warum kreisen alle Objekte in dieselbe Richtung? - Astronomie

    Wird eine Kraft ausgeübt, beschleunigt das Objekt in Richtung der Kraft. Beschleunigung bedeutet nur, dass sich seine Geschwindigkeit ändert. Die Geschwindigkeitsänderung kann eine Geschwindigkeitsänderung, eine Richtungsänderung oder eine Kombination aus beidem sein.

wobei m die Masse des Objekts und a die Beschleunigung ist.

  • Das dritte Gesetz ist die Grundlage für viele beobachtete Bewegungen. Wenn ein Objekt auf ein anderes drückt, drückt das andere zurück.
  • Es ist auch die Grundlage für das Prinzip der Impulserhaltung. Impuls ( p ) ist definiert als

    Die Schwerkraft ist ein Beispiel für eine Kraft. Es ist eine Zentralkraft, dh die Schwerkraft zwischen zwei Objekten (z. B. Erde und Mond) wirkt entlang einer Linie zwischen den Mittelpunkten der beiden Objekte. Wenn eine Masse in einem Gravitationsfeld (wie ein Apfel in der Nähe der Erdoberfläche) freigesetzt wird, fällt sie in Richtung des Zentrums eines Planeten.

Mathematisch beschrieb Newton die zwischen zwei Massen ( M 1 & M 2 ) wirkende Schwerkraft ( F g ) wie folgt:

  • Beachten Sie, dass F g direkt von den Massen der Objekte abhängt. Die Verdoppelung der Masse eines Objekts verdoppelt die Schwerkraft.
  • Beachten Sie auch, dass F g umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Objekten ist. Wenn Sie den Abstand zwischen den Objekten verdoppeln, verringert sich die Schwerkraft um den Faktor 4.
  • Übung: Wie stark ändert sich Ihr Gewicht, wenn Sie auf einen anderen Planeten reisen? Beachten Sie, dass dies sowohl von der Masse des Planeten (je massereicher der Planet, desto stärker die Schwerkraft) als auch von der Größe des Planeten (je größer der Planet, desto weiter weg vom Zentrum entfernt) Schwerkraft schwächer).
  • Mond: Masse beträgt 0,01 Erdmasse, Radius 0,25 Erdradius
  • Mars: Masse ist 0,1 Erdmasse, Radius ist 0,5 Erdradius
  • Jupiter: Masse ist 300 mal Masse der Erde, Radius ist ca. 10 mal Erdradius
  • Saturn: Masse ist 100-fache Masse der Erde, Radius ist ungefähr 10-facher Erdradius

    Dieselbe Kraft, die Objekte am Boden hält, die Schwerkraft, hält Objekte in der Umlaufbahn um andere. Dies gilt für Planeten, die die Sonne umkreisen, Monde, die Planeten umkreisen, und künstliche Satelliten in der Erdumlaufbahn.

    Wir glauben, dass sich das Sonnensystem aus einer großen interstellaren Gaswolke gebildet hat. Es wird erwartet, dass sich solche Wolken sehr langsam drehen.

    Wir können unser Verständnis der Gravitation nutzen, um die Massen astronomischer Objekte zu messen. Das Prinzip ist einfach: Durch die Schwerkraft fallen Objekte aufeinander zu oder umkreisen einander, und die beobachtete Bewegung hängt von der Stärke der Gravitationskraft ab. Da die Gravitationskraft von der Masse der Objekte und dem Abstand zwischen ihnen abhängt, können wir die Masse von Objekten messen, wenn wir messen können, wie schnell sie sich bewegen (oder wie lange es dauert, bis sie sich umeinander bewegen) und wie groß die Umlaufbahnen sind.

Dabei ist P die Umlaufzeit (in Jahren), A der durchschnittliche Abstand zwischen den Körpern (in astronomischen Einheiten) und M 1 und M 2 die Massen der Körper (in Sonnenmassen). Für unser Sonnensystem ist M 1 die Masse der Sonne und M 2 die Masse eines Planeten, die immer viel kleiner ist als die der Sonne. Dies erklärt, warum das 3. Keplersche Gesetz für Planetenbahnen funktioniert.

  • Wir beobachten jedoch, dass Sterne in den äußeren Regionen von Galaxien mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit rotieren wie Sterne in den inneren Regionen.
  • Dies impliziert, dass es in den äußeren Regionen von Galaxien eine große Menge an Masse gibt, obwohl wir in diesen Regionen nicht sehr viel Sternenlicht sehen. Das Vorhandensein dieser Masse wird ausschließlich aus der Schwerkraft abgeleitet. Diese unsichtbare Materie wird dunkle Materie genannt. Etwas zum Nachdenken - die Rotationsgeschwindigkeiten implizieren, dass es möglicherweise zehnmal mehr dunkle als leuchtende Materie gibt, also könnten wir die abnormale Materie sein!
  • Wir können die Lichtkrümmung in sogenannten Gravitationslinsen beobachten. Diese treten auf, wenn wir sehr weit entfernte Galaxien beobachten, die zufällig andere nähere Galaxien haben, die auf derselben Sichtlinie liegen. Licht aus der fernen Galaxie geht in alle Richtungen aus. Ein Teil des Lichts kommt auf einem geraden Weg direkt zu uns, aber wir beobachten auch anderes Licht, das durch die Gravitationsbiegung des Lichts durch die näheren Galaxien auf uns gerichtet wird. Dies führt dazu, dass wir mehrere Bilder derselben Galaxie sehen.
  • Durch die Messung der Eigenschaften dieser Gravitationslinsen können wir Rückschlüsse auf die Massen der dazwischen liegenden Galaxien ziehen. Auch hier finden wir signifikante Beweise für viel mehr Masse in Galaxien, als wir aus den Beobachtungen von hellen Galaxien schließen würden. Dies ist ein Beleg für die Existenz von Dunkler Materie.
  • ``Fehlgeschlagene'' Sterne Sterne, die nicht genug Masse haben, um Kernreaktionen zu starten und daher leuchten. Planeten können als gescheiterte Sterne betrachtet werden. Es scheint jedoch nicht wahrscheinlich, dass es genug davon gibt, um die Dunkle Materie zu bilden.
  • ``Ausgebrannte'' Sterne, Sterne, die ihr Leben gelebt haben und nicht mehr leuchten. Scheint auch unwahrscheinlich.
  • Schwarze Löcher.
    • Einsteins Gravitationstheorie, die allgemeine Relativitätstheorie, ermöglicht eine sehr eigentümliche Art von Objekt namens Schwarzes Loch. Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, das an seiner Oberfläche eine so starke Gravitationskraft ausübt, dass selbst Licht aus dem Objekt nicht entweichen kann.
    • Die Schwerkraft, die erforderlich ist, um das Entweichen von Licht zu verhindern, ist immens. Um ein Schwarzes Loch zu bekommen, muss viel Masse auf ein sehr kleines Volumen konzentriert werden, damit die Gravitationskraft an der Oberfläche sehr groß ist.
    • Sie können ein Schwarzes Loch nicht direkt sehen, da per Definition kein Licht einem Schwarzen Loch entkommen kann. Wir können jedoch ihre Anwesenheit beispielsweise in Doppelsternsystemen oder im Galaktischen Zentrum (siehe auch hier oder hier) durch ihre Gravitationswirkung auf umgebende Objekte ableiten.
    • In der Entfernung von einem Schwarzen Loch verhält sich das Schwarze Loch nicht anders als jedes andere massereiche Objekt, die Gravitationskraft ist an seiner Oberfläche außergewöhnlich stark, aber nicht unbedingt stark in der Ferne. Folglich saugen Schwarze Löcher keine anderen Objekte in sich hinein. Objekte mit Quergeschwindigkeit können ein Schwarzes Loch umkreisen, wie sie beispielsweise einen Stern oder das Zentrum einer Galaxie umkreisen könnten.
    • Angesichts unseres Verständnisses, wie sich Schwarze Löcher wahrscheinlich bilden, scheint es jedoch nicht wahrscheinlich, dass es genug davon gibt, um die Dunkle Materie zu bilden.

      Wir haben zwei grundlegende Fragen betrachtet: Warum bewegen sich Objekte? und was können wir über objekte lernen, indem wir ihre bewegung studieren? Wir fahren nun fort, einige andere grundlegende Fragen zu stellen: Warum leuchten Dinge? Was können wir über sie lernen, wenn wir ihr Licht studieren?

    • Wenn Ihr Auge ein Objekt sieht, sieht es eine Kombination all der verschiedenen Wellenlängen, die das Objekt erzeugt.
    • Sie erhalten eine grobe Vorstellung vom Spektrum eines Objekts, wenn Sie sich die Farbe eines Objekts ansehen: Ein blaues Objekt erzeugt mehr blaues Licht als andere Wellenlängen, ein rotes Objekt erzeugt mehr rotes Licht als andere Wellenlängen usw.
    • Sie können die verschiedenen Wellenlängen einzeln messen, indem Sie ein Instrument namens Spektrograph verwenden. Ein Spektrograph nimmt einfallendes Licht auf und sendet jede unterschiedliche Wellenlänge in eine andere Richtung, wo ihre Intensität gemessen werden kann.
    • Ein Prisma ist ein einfacher Spektrograph. Eine andere Art von Spektrograph verwendet ein Element namens Beugungsgitter, das Sie im Labor sehen werden.
    • kontinuierliche Spektren: erzeugen Licht über einen Bereich verschiedener Wellenlängen
    • Emissionslinienspektren: erzeugen Licht nur bei mehreren unterschiedlichen Wellenlängen
    • Absorptionslinienspektren: erzeugen Licht über einen Bereich verschiedener Wellenlängen, wobei jedoch Licht bei mehreren unterschiedlichen Wellenlängen fehlt

      dichte warme Substanzen erzeugen kontinuierliche Spektren mit etwas Licht über einen breiten Wellenlängenbereich. Es gibt viele verschiedene Arten von kontinuierlichen Spektren, auf die wir später noch genauer eingehen werden. Beachten Sie, dass das erzeugte Licht nicht unbedingt Licht ist, das auch unsere Augen empfindlich sind, es sei denn, das Objekt ist heiß!

      Planeten sind dichte Objekte und erzeugen kontinuierliche Spektren. Der größte Teil dieses kontinuierlichen Lichts liegt jedoch im infraroten Teil des Spektrums. Der Großteil des sichtbaren Lichts von Planeten, das wir sehen, ist kein Licht, das vom Planeten selbst erzeugt wird, sondern Licht von der Sonne, das vom Planeten reflektiert wird.

      Alle warmen, dichten Objekte erzeugen Licht bei allen Wellenlängen, aber sie erzeugen nicht bei allen Wellenlängen die gleiche Menge. In dichten Objekten gibt es eine große Anzahl von Atomen, und Lichtphotonen reisen nicht weit, bevor sie mit anderen Atomen interagieren. Dadurch hängt die Energieverteilung der Photonen eng mit der Energieverteilung der Atome zusammen, also wie schnell sich die Atome bewegen. Die besondere Art der kontinuierlichen Emission, die warme Objekte erzeugen, wird als Wärmestrahlung (auch als Schwarzkörperstrahlung bezeichnet) bezeichnet, und das Spektrum, das solche Objekte erzeugen, wird als thermisches oder Schwarzkörperspektrum bezeichnet. Obwohl in einem thermischen Spektrum Licht über einen weiten Wellenlängenbereich austritt, gibt es immer eine Wellenlänge, bei der das meiste Licht emittiert wird, und alle Objekte, die Wärmestrahlung aussenden, haben Spektren mit derselben charakteristischen Form.

    • Astronomen und Physiker verwenden eine Temperaturskala namens Kelvin-Skala, die direkt mit den Bewegungen von Atomen zusammenhängt. Temperaturen in Grad Kelvin sind den Temperaturen in Grad Celsius sehr ähnlich: K = C + 273 . Grad Kelvin hängen direkt mit den Bewegungen von Atomen bei 0 K zusammen, Atome bewegen sich überhaupt nicht - dies wird als absoluter Nullpunkt bezeichnet. In Grad Kelvin beträgt die Temperatur von Objekten auf der Erde etwa 300 Grad Kelvin.
    • Licht kann durch das Vorhandensein von dazwischenliegender Materie beeinflusst werden. Im einfachsten Beispiel, wenn Sie etwas vor eine Lichtquelle stellen (z. B. eine Mauer), können Sie das Licht vollständig blockieren. Dies geschieht gelegentlich im Weltraum, wenn sich sehr dichte interstellare Wolken zwischen uns und einem Stern befinden.
    • Häufiger muss Licht durch einen Raumbereich gehen, der eine relativ geringe Anzahl von Partikeln aufweist. In diesem Fall geht das meiste Licht gut durch, aber ein Teil des Lichts wird beeinflusst. Aufgrund der Art, wie Licht mit Partikeln interagiert, wird blaues Licht normalerweise stärker beeinflusst als rotes Licht, mehr blaues Licht geht beim Durchqueren einer interstellaren Wolke verloren als rotes Licht. Als Ergebnis erscheint ein Objekt, das durch eine interstellare Wolke betrachtet wird, röter, als es ohne die Wolke erschienen wäre. Dies erschwert die Temperaturmessung aus einer Farbbeobachtung. Ein roter Stern kann rot sein, weil er kühl ist, oder er kann rot sein, weil sein Licht eine interstellare Wolke passiert hat.
    • Das gleiche Phänomen ist für den Farbwechsel der Sonne von Gelb am Mittag zu Rot bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang verantwortlich. Das Licht der Sonne muss Partikel in der Erdatmosphäre durchdringen, bevor es die Erdoberfläche erreicht. Während der Mittagszeit durchläuft das Licht der Sonne einen kürzeren Weg in der Atmosphäre als bei Sonnenuntergang. Folglich schaffen es während der Mittagszeit alle Wellenlängen der Sonne mit Ausnahme der kürzesten (blausten) durch die Erdatmosphäre, und die Sonne erscheint gelb. Das blaue Licht, das von der Erdatmosphäre entfernt wird, wird gestreut und kann aus anderen Richtungen als der Sonnenrichtung auf die Erdoberfläche gelangen, wodurch der Himmel blau erscheint. Bei Sonnenuntergang muss das Licht der Sonne mehr Atmosphäre durchqueren, und nur die rötesten Wellenlängen gelangen direkt an die Oberfläche, wodurch die Sonne rot erscheint.

      Auf der grundlegendsten Ebene besteht alle Materie aus Elementarteilchen, von denen die häufigsten Protonen, Neutronen und Elektronen sind.

      Im Inneren von Atomen kreisen Elektronen um den Kern, wie wir besprochen haben. Jeder Elektronenbahn in einem Atom ist eine andere Energie zugeordnet. Wir stellen jedoch fest, dass Elektronen nicht auf allen möglichen Energieniveaus existieren. Immer wenn wir eine bestimmte Art von Atomen untersuchen, stellen wir fest, dass sich Elektronen immer in einem von mehreren möglichen Energieniveaus befinden, aber niemals zwischen diesen Niveaus. Dies ist die Grundlage für unsere aktuelle Atomtheorie, die Quantenmechanik.

      In der interstellaren Materie werden Atome von nahen Sternen erhitzt. Die Temperatur eines Objekts hängt mit der Geschwindigkeit der Atome im Objekt zusammen. Wenn wir also sagen, dass ein Objekt heißer ist, bedeutet dies, dass sich seine Atome schneller bewegen. Wenn sich Atome bewegen, können sie miteinander kollidieren. Diese Kollisionen können Elektronen in höhere Energiebahnen katapultieren. In den höheren Energiezuständen belassen, fallen Elektronen in einem Atom immer auf niedrigere Energiebahnen und emittieren dabei Licht genau der Wellenlänge, die der Energieänderung zwischen den beiden Bahnen entspricht. Folglich erzeugen diese Gaswolken Emissionslinien, wobei das Muster der emittierten Linien weitgehend durch die chemische Zusammensetzung des Gases bestimmt wird. Die erzeugten Leitungen sind jedoch auch temperaturabhängig. Wenn das Gas zu kühl ist, bewegen sich die Atome nicht schnell genug, sodass Kollisionen die Elektronen zu höheren Energiebahnen anregen können. Wenn das Gas zu heiß ist, werden die Elektronen durch Kollisionen vollständig von den Atomen weggeschleudert. Bei Temperaturen dazwischen wird nur eine Teilmenge der möglichen Elektronenbahnen besetzt. Somit können Beobachtungen von Emissionslinien verwendet werden, um sowohl Zusammensetzungen als auch Temperaturen zu bestimmen.

      Tatsächlich findet man bei Sternen, dass alle Sterne sehr ähnliche Zusammensetzungen haben. Wir stellen fest, dass der größte Teil des normalen Materieuniversums aus Wasserstoff zu bestehen scheint (ungefähr 90%). Von den restlichen 10% sind etwa 9% Helium und alle anderen Elemente machen nur 1% der Gesamtzahl der Atome aus. Es gibt einige wichtige Variationen in den Häufigkeiten, aber diese Variationen sind gering: Sie reichen von einer Häufigkeit von schweren Elementen (alles außer Wasserstoff und Helium) von nahezu null bis zu etwa 2-3 Prozent der Masse des Sterns gilt notwendigerweise für die dunkle Materie, die die Masse im Universum zu dominieren scheint, da wir zu diesem Zeitpunkt nicht wissen, woraus diese dunkle Materie besteht, möglicherweise besteht sie überhaupt nicht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. aber vielleicht aus einer anderen Art von Grundteilchen besteht.

      Bis jetzt haben wir gesehen, was wir über Objekte lernen können, indem wir ihre Spektren oder die relative Lichtmenge, die bei verschiedenen Wellenlängen austritt, untersuchen. Bisher haben wir noch nicht über die Gesamthelligkeit von Objekten gesprochen, auch weil diese von mehreren Faktoren beeinflusst wird.

      Heißere Objekte sind heller als kühlere der gleichen Größe.

    • Der einfachste Weg, die Größe eines Objekts zu messen, besteht natürlich darin, zu messen, wie groß die Fläche am Himmel ist, die es einzunehmen scheint. Dies wird als Winkelgröße bezeichnet. Wenn Sie die Entfernung zum Objekt kennen, können Sie dessen wahre Größe leicht berechnen, da die Winkelgröße aus der tatsächlichen Größe und der Entfernung bestimmt wird. Sterne sind jedoch so weit entfernt (außer der Sonne!), dass wir ihre Winkelgröße nicht erkennen können, daher ist es sehr wichtig, die Größe aus der Helligkeit abzuleiten.

      Die meisten Sterne befinden sich in diesem Diagramm entlang einer Linie, der sogenannten Hauptreihe. Die heißeren Sterne entlang dieser Reihe sind heller, als aufgrund ihrer Temperatur erwartet: Sie sind auch größer.

      Bei relativ nahen Objekten können wir die Transversalgeschwindigkeit messen, indem wir beobachten, wie sich der Stern relativ zu den Hintergrundsternen von Nacht zu Nacht zu bewegen scheint. Quergeschwindigkeit ist der Teil der Geschwindigkeit, der senkrecht zu unserer Sichtlinie steht. Wenn sich beispielsweise ein Stern direkt auf die Erde zu oder von ihr weg bewegt, scheint er sich in Bezug auf weiter entfernte Objekte nicht zu bewegen. Aber selbst die nächsten Sterne haben sehr kleine beobachtete Quergeschwindigkeiten, weil sie so weit entfernt sind.

      Die Dopplerverschiebung entsteht bei Objekten, die Wellen aussenden. Da sich Licht wie eine Welle verhält, können wir die Dopplerverschiebung im Licht beobachten, das von astronomischen Objekten emittiert wird.


    Warum kreisen alle Planeten fast in derselben Ebene um die Sonne?

    Es gibt kein Oben/Unten im Weltraum, warum also kreisen alle Planeten auf einer Ebene, die nahe an derselben Ebene um die Sonne liegt? Warum umkreisen keine Planeten die Sonne im 90-Grad-Winkel zur Erdumlaufbahn?

    Kurze Antwort, die Planeten sind koplanar (auf derselben Ebene), weil sich die Planeten während der Entstehung des Sonnensystems aus einer Staub- und Gasscheibe gebildet haben. Da es sich um eine Scheibe handelte, bildeten sich alle Planeten auf derselben Ebene.

    Längere Antwort, Scheiben und damit auch Ringe sind in der Astronomie extrem verbreitet, wir sehen Ringe um Planeten in unserem eigenen Sonnensystem als Beispiel und Galaxien könnten als Riesenscheiben angesehen werden. Der Grund dafür ist, dass, wenn eine Staub- und/oder Gaswolke kollabiert, die Erhaltung des Drehimpulses jeden anfänglichen winzigen Spin der Wolke verstärkt. Wenn sich die Wolke immer schneller dreht, kollabiert sie zu einer Scheibe, die ein Gleichgewicht zwischen Gravitationskollaps und Zentrifugalkraft ist (Siehe Antwortkommentare zur Diskussion) entsteht durch die schnelle Drehung. Das Endergebnis ist, dass alle Objekte, die sich aus dem Material in der Scheibe bilden, auf derselben Ebene wie die Scheibe liegen.

    Ich denke, zwei Dinge, an die man sich immer erinnern sollte, wenn man darüber nachdenkt Warum In solchen Fällen sind die Dinge so, wie sie sind: (1) Es bleibt, weil das übrigbleibt, und (2) Energieminimierung.

    Zum Beispiel: Planeten und Sterne haben die Form, die sie haben (ungefähr kugelförmig), weil jede große Anomalie nicht sehr lange andauern würde und die potentielle Energie reduziert würde, wenn sie kugelförmiger wäre.

    In diesem Fall: Sonnensysteme bilden eine Scheibe, weil alles, was nicht in dieser Ebene war, nicht sehr lange halten würde. Sie würden eher aneinanderstoßen, ihre Umlaufgeschwindigkeit verlieren und dann in die Sonne fallen.

    Denken Sie daran, dass alles im Sonnensystem nur da ist, weil es umkreist. Wenn es nicht umkreisen würde, würde es in die von der Sonne verursachte massive Gravitationsquelle fallen.

    Zusatzfrage. Warum kreist Pluto nicht auf derselben Ebene wie die anderen Planeten?

    Es ist keine Zentrifugalkraft, irgendetwas in der Umlaufbahn befindet sich im freien Fall und spürt daher keine solche Kraft.
    Der erste Teil Ihres Kommentars ist richtig (soweit mein dürftiges Wissen reicht), aber der Grund, warum die Wolke zu einer Scheibe zusammenbricht, ist der Einfluss der Schwerkraft (der der Wolke selbst) und das Nettoergebnis der Wechselwirkungen zwischen den Partikeln, die die Wolke auf.

    außerdem wurden alle Gegenstände, die nicht in die Reihe fielen, ausgeworfen oder zerstört!

    Alles hier macht für mich Sinn, aber ich habe eine Nebenfrage

    Wie kam es dazu, dass Uranus seine Achse neunzig Grad von allen anderen Planetenachsen entfernt hat?

    Ein kleines Gedankenexperiment. Stellen Sie sich vor, die ganze Materie würde in einer Wolke um die Sonne bleiben. In diesem Fall wäre die Materie, die unsere Planeten bildet, ziemlich dünn ausgebreitet -> es könnten sich keine (großen) Körper bilden.

    Um Planeten zu bilden, muss sich die Materie irgendwie zusammenfügen. Wie konnte es das tun?

    Es könnte alles in die Sonne fallen (der Schwerkraft folgend) -> keine Planeten.

    Es könnte wegfliegen (unwahrscheinlich) -> keine Planeten

    Letzte Option: Es kann eine Scheibe um die Sonne werden. Der Grund, warum Sie nicht mehrere Scheiben bekommen können, ist, dass die Materie mehrerer Scheiben an den Schnittlinien kollidieren und eine neue Scheibe bilden würde. Bei dieser Scheibe würde der Vektor gleich der Summe der Aufprallvektoren sein. Am Ende würden also alle Discs zu einer Disc verschmelzen.

    Da sich alle Materie in der Scheibe in dieselbe Richtung drehen muss (auch hier würden Kollisionen in der frühen Phase dafür sorgen), erhält man Planeten, die sich in derselben Ebene und in dieselbe Richtung drehen. Es muss sich übrigens drehen. denn nur so kann man nicht in die sonne fallen. Mit anderen Worten: Ein Großteil der frühen Materie ist wahrscheinlich in die Sonne gefallen, aber alles, was unsere Planeten gebildet hat, muss sich auf einer (stabilen) Umlaufbahn um die Sonne befunden haben (oder wäre in die Sonne gefallen oder aus dem System geschleudert) .

    Ausnahmen sind Planeten, die von der Sonne eingefangen werden, nachdem sich das Sonnensystem größtenteils so gebildet hat, wie es heute ist (Eris, einige Monde) oder Planeten, die von großen Objekten getroffen und aus der Bahn geworfen wurden.


    Astronomie

    Die kopernikanische Revolution hat die menschliche Wahrnehmung unseres Platzes im Universum radikal verändert. Anstatt das zu besetzen, was von vielen als das Zentrum der Schöpfung angesehen wurde, wurde die Erde nur einer von mehreren Planeten, die die Sonne umkreisen. Das Sonnensystem, die viele Welten umfasst – die Sonne, die Planeten und ihre Dutzende von Monden sowie alle anderen Objekte, die gravitativ an die Sonne gebunden sind – weist mehrere charakteristische Merkmale auf. Diese Merkmale zu beschreiben und im Detail zu erklären, wie sie entstanden sind, bleibt heute eine der größten Herausforderungen für Planetenwissenschaftler. Tatsächlich hilft uns das Studium dieser vielen anderen Welten, den Ursprung und die Entwicklung unseres eigenen Planeten zu verstehen.

    Wie können wir den Ursprung und den gegenwärtigen Zustand des Sonnensystems ableiten? Bis vor kurzem wurden alle unsere Beobachtungen der Sonne und der Planeten von der Erdoberfläche aus gemacht. Wir sehen, wie sich Lichtpunkte am Himmel bewegen, aber wie können diese Informationen in ein lebendiges Bild eines dynamischen Systems übersetzt werden?

    Menschen haben das Sonnensystem seit Tausenden von Jahren studiert, Beobachtungen gemacht und Modelle vorgeschlagen. Alte Gelehrte zeichneten die wechselnden Positionen der hellsten Planeten wie Venus und Jupiter auf. Die Anwendung des Teleskops durch Galileo und viele nachfolgende Astronomen führte zur Entdeckung zahlreicher neuer, schwacher Objekte, darunter mehrere Monde und andere kleine Körper. In jüngerer Zeit haben umlaufende Raumsonden und Vorbeiflug-Missionen Nahaufnahmen von mehreren Planeten geliefert, während Raumfahrzeuge auf der Venus und dem Mars gelandet sind.

    Unser gegenwärtiges Verständnis des Sonnensystems repräsentiert daher die kumulative Wirkung jahrhundertelanger Beobachtung.

    Als Astronomen Daten über das Sonnensystem sammelten, bemerkten sie mehrere auffallende Regelmäßigkeiten in Bezug auf die Umlaufbahnen von Planeten und die Massenverteilung – Muster, die Hinweise zum Verständnis der Entwicklung unserer Heimat liefern.

    Hinweis #1: Planetenbahnen

    Denken Sie darüber nach, was uns Newtons Gesetze über Satelliten sagen, die einen Zentralkörper umkreisen. Ein Satellit kann in jede Richtung fliegen: von Osten nach Westen oder von Westen nach Osten, um den Äquator oder über die Pole. Es gibt keine Beschränkungen bezüglich der Ausrichtung der Umlaufbahn, und Planeten könnten die Sonne beliebig umkreisen. Doch in unserem Sonnensystem sehen wir drei sehr merkwürdige Merkmale:

    1. Alle Planeten und die meisten ihrer Monde kreisen in derselben Richtung um die Sonne, und diese Richtung ist dieselbe wie bei der Rotation der Sonne.
    2. Alle Umlaufbahnen der Planeten und ihrer größeren Monde liegen mehr oder weniger in derselben Ebene. Das Sonnensystem ähnelt einem Haufen Murmeln, die auf einer einzigen flachen Schale herumrollen.
    3. Fast alle Planeten und Monde drehen sich um ihre Achsen in die gleiche Richtung wie die Planeten die Sonne umkreisen.

    Hinweis #2: Die Verteilung der Masse

    Man könnte sich ein Sonnensystem vorstellen, in dem die Masse gleichmäßig verteilt ist, bei dem alle Planeten mehr oder weniger die gleiche Größe und die gleiche chemische Zusammensetzung haben. Aber unser Sonnensystem ist überhaupt nicht so (Abbildung 16-1). Stattdessen:

    Diese Regelmäßigkeiten in der Verteilung der Masse des Sonnensystems, kombiniert mit Daten über Planetenbahnen, unterstützen die Nebelhypothese – unser bestes Modell für die Entstehung des Sonnensystems.

    ABBILDUNG 16-1. Das Sonnensystem. Entfernungen in dieser Abbildung sind NICHT maßstabsgetreu. Pluto repräsentiert die Kuiper-Gürtelobjekte.


    Warum kreisen alle Objekte in dieselbe Richtung? - Astronomie

    Hallo. Ich versuche, eine Liste zu finden, in welcher Richtung sich Planeten (insbesondere in diesem Sonnensystem) drehen. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.

    Jeder Planet in unserem Sonnensystem außer Venus und Uranus dreht sich vom Nordpol aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn, also von West nach Ost. Dies ist die gleiche Richtung, in der alle Planeten die Sonne umkreisen. Uranus wurde wahrscheinlich zu Beginn seiner Geschichte von einem sehr großen Planetoiden getroffen, was dazu führte, dass er sich "auf der Seite" drehte, 90 Grad von seiner Bahnbewegung entfernt. Die Venus dreht sich im Vergleich zu den anderen Planeten rückwärts, wahrscheinlich auch aufgrund eines frühen Asteroideneinschlags, der ihre ursprüngliche Rotation störte.

    Über den Autor

    Dave Kornreich

    Dave war der Gründer von Ask an Astronomer. 2001 promovierte er an der Cornell University und ist heute Assistenzprofessor am Department of Physics and Physical Science der Humboldt State University in Kalifornien. Dort betreibt er seine eigene Version von Ask the Astronomer. Er hilft uns auch bei der ein oder anderen kosmologischen Frage.


    Wenn die Schwerkraft auf der Masse basiert, warum kreisen Planeten hauptsächlich auf derselben scheibenförmigen Ebene?

    Alle Planeten sind 3d und etwas rund. Warum umkreisen Planeten die Sonne nicht auf verschiedenen Ebenen?

    Diese Seite enthält einige Bilder, um zu zeigen, wie sie sich umkreisen, und das zweite Bild zeigt, wie sie sich nicht bewegen, aber ich verstehe nicht, welche Kraft sie dazu bringt, sich so auszurichten.

    Es hat nicht damit zu tun, dass die Schwerkraft auf Masse basiert, sondern auf der Dynamik der Akkretion.

    Wenn Sie ein Objekt drehen, versucht es, sich in einer Richtung senkrecht zur Drehachse abzuflachen. Das ist Teil des Prozesses, oder?

    Sie kreisen in einer ähnlichen Ebene, weil sich das Sonnensystem selbst gebildet hat. Waaaaayyy bevor es Planeten gab, die die Sonne umkreisten, noch bevor die Sonne wurde. eine Sonne, gab es einen Gashaufen, der irgendwann mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit zu rotieren begann (dies wird konventionell als Akkretionsscheibe bezeichnet).

    Um die Suche nach Ihrer Antwort fortzusetzen, googeln Sie, wie sich Sonnensysteme bilden. Es sollte viele Websites und Artikel geben, die dies erklären und besser ins Detail gehen können, als ich es kann.

    Ich erinnere mich an ein Video, das ich gesehen habe, in dem erklärt wurde, warum sie alle die Sonne in die gleiche Richtung (im Uhrzeigersinn / gegen den Uhrzeigersinn) umkreisen, und sie sagten, dass das gleiche auch darauf zutraf, warum sie sich in etwa in derselben Ebene befinden.

    Als das Sonnensystem noch sehr jung war, hatte es im Grunde alle möglichen Objekte, die die Sonne in alle Richtungen und in jeder Ebene umkreisten. In all dem Chaos würden sie unweigerlich miteinander kollidieren. Irgendwann würde sich eine Richtung und eine Ebene durchsetzen, sobald ein gewisses Gleichgewicht erreicht war, und das haben wir jetzt.


    Hier's, warum die Planeten die Sonne umkreisen, wie sie es tun

    Alle Planeten des Sonnensystems folgen fast derselben Ebene und Richtung, während sie die Sonne umkreisen, und dies fasziniert Astronomen seit Äonen. Das heißt, ist es möglich zu erklären, warum dies geschieht?

    Wie sich herausstellte, war dies kein Fehler, diese Anordnung ist in Sternsystemen im ganzen Universum üblich, und diese Tatsache allein spricht Bände über die rätselhaften Umstände. Um besser zu verstehen, warum jeder der Planeten während seiner Umlaufbahn um die Sonne der gleichen Ebene und Richtung folgt, muss man an eine Zeit zurückdenken, lange bevor das Sonnensystem entstand.

    Gerade als sich das Sonnensystem zu bilden begann, gab es keinen Reim oder Grund für die Staub- und Gaspartikel, die in ihrem glücklichen kleinen Nebel herumwirbelten. Irgendwann würden diese Partikel jedoch anfangen, sich zu verklumpen und dabei einen Protostern und eine Vielzahl anderer kleinerer Klumpen zu bilden. Diese kleineren Klumpen würden den Protostern zufällig umkreisen, ohne Reim oder Grund.

    Im Laufe der Zeit prallten Klumpen, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegten, ineinander, brachen auseinander und ließen nur diejenigen zurück, die sich harmonisch in dieselbe Richtung bewegten. Diejenigen, die auseinanderbrachen, würden schließlich eine Planetenscheibe erschaffen, die den Protostern in die gleiche Richtung wie die harmonischen Objekte umkreist. Währenddessen fiel Materie von dieser Scheibe in den Protostern und begann wieder zu verklumpen - dies machte den Protostern größer und gravitativ einflussreicher, während andere Teile zusammenklumpten, um Planeten zu bilden.

    Der Zyklus würde sich nur weiter wiederholen, nur in kleinerem Maßstab, da sich um die Planeten kleinere Scheiben bildeten. Diese Scheiben würden mit den bestehenden Bewegungen synchron bleiben und Monde um diese Planeten bilden, die in genau derselben Ebene und Richtung wie die Planeten um den Stern kreisen.

    Es gibt nur wenige Ausnahmen von dieser Idee, wie zum Beispiel eingefangene Objekte, die von außerhalb unseres Sonnensystems stammen und von der Schwerkraft eines großen Planeten ergriffen werden. Eine andere ist, wo erhebliche Kollisionen die Umlaufbahn eines Objekts stark beeinträchtigen. Diese Objekte können Planeten auf seltsame Weise umkreisen, die nicht mit den beschriebenen Modellen übereinstimmen, ähnlich wie es Neptuns Mond Triton tut.


    ELI5: Warum umkreisen Planeten die Sonne gegen den Uhrzeigersinn und nicht im Uhrzeigersinn?

    This is the same for satellites and solar systems. Why do they just orbit in one direction. Also, why do they rotate on their axes in a certain direction?

    Because the aggregation disk the planets formed from happened to spin in that direction by random chance.

    But it's only counterclockwise when you declare north to be "Up" wich is arbitrary.

    Most satellites that is not in a polar orbit orbits earth in the same direction as earth rotates.

    The equator moves at 0.46km/s Low earth orbit requires a speed of 7.4km/s and if you go with earth rotation you can use the speed that the rocket had on the ground as part so you only need to accelerate by

    6.9km/s parallel to the ground. If you to the other direction you need to accelerate by

    The main exception is the Israeli reconnaissance satellite that they launch themself from Israel. East of them are countries that they do not exactly have the best relationship with so launching a rocket that would drop the first stage on the ground in those countries is not a good idea politically. They also do not like to give them access to the remainder of the rocket and the technology in the.
    So they launch west over the Mediterranian where the stage drops in the sea.

    Other countries that launch rockets have locations with seas to the east or are large enough so the rockets land in their own country.
    Russia is an exception with Baikonur Cosmodrome that is in Kazakhstan that was the same country during the Soviet times. They have an agreement and launches continue there to this date. The land to the east of it does not contain a lot of people so it works fine. They are building and are starting to new launch site Vostochny Cosmodrome that is in easter Russia close to China and the Pacific and land that is quite uninhabited.


    If We’re Moving, then Why are the Stars the Same?

    Newton’s first law of motion is: An object in motion stays in motion unless acted upon by an unbalanced force. An object at rest stays at rest.

    Remember that everything in the sky is constantly moving. You can easily observe the Sun, Moon, and stars (planets included) all rise in the east and set in the west due to Earth’s rotation. It’s easy to think that we are stationary because it FEELS that way, and through no fault of humanity throughout most of its existence, they believed that until the heliocentric model became accepted as the norm.

    Because We Are in a Constant Motion, We Don’t Feel It

    Imagine being inside a vehicle. When the vehicle is moving at a constant speed, you barely feel it moving, but what happens when you make a hard brake or floor the gas pedal? You feel the force of the vehicle as you adjust before the speed gets constant and you settle back. It’s the same concept with a rotating Earth, moving around the Sun, moving through the galaxy. Because the speeds are constant, you don’t feel like you’re moving.

    Let’s say you’re in a fast moving plane or a train. Due to the inertia and conservation of momentum, while inside that vehicle, you can still comfortably toss a ball back and forth without the ball flying to the back of the cabin. The only thing that will alter that course is another force causing it to move.

    Even though Earth’s orbital speed does increase by half a mile per second when it gets closer to the Sun at perihelion, and Earth’s rotation has in fact been slowing down over time, it’s so gradual that the effects on you during your time on Earth are negligible.

    Shouldn’t We Easily See Any Parallax Shifts with the Stars?

    It is true that the diameter of Earth’s orbit around the Sun is about 185 million miles (300 million km). So with that large of a distance between two vantage points, we should easily see the position of a star change after six months, right? It’s not that simple!

    With the naked eye, even an approximate 185 million mile wide baseline is too small to be used to measure the parallaxes of stars that are light years away! Only special instruments complete with the right data can properly measure the parallaxes of stars, and even then it’s restricted to those less than 1,000 light years away!

    But If the Sun is Moving Through Space, Shouldn’t the Stars Change Positions as we Pass by Them?

    Okay, let’s say you’re on a highway with a few nearby cars all moving in the same direction. You can easily tell which cars are going faster and slower. But those with relatively the same speed barely appear to move at all even though you’re both moving. You an also notice everything that’s stationary around you appearing to move at different speeds as the closer objects zoom by, while the further objects barely appear to move at all but eventually, if you are driving long distances, the background scenery does change gradually over time. Do you see where this is going?

    The Sun isn’t the only star pulling its planets through interstellar space at 200 km/s, or around 124 mi/s. The other nearby stars are also going at nearly the same speed, and since they’re so far away, you won’t see any noticeable change in their positions, at least not in your lifetime using just your two eyes!

    And the Constellations DO Change… Over Eons!

    Let’s remember that the stars motions are not all uniform. They are all independent systems at different distances from us. They are not all traveling the same speed, and aren’t even moving in the same direction! That means the stars over time DO in fact change their positions over eons!

    Believe it or not, this can be observed with a little patience! There are, in fact, a few close by stars that do show a shift in front of distant background stars! This is called proper motion. 61 Cygni is a great example, as the star that is 11.4 light years away shows a shift by the year! Barnard’s Star, a star 6 light years away, has the fastest proper motion through our sky, but for it to cover an area of the sky the size of a full moon, it will still take 180 years!

    61 Cygni Proper Motion from 2012 – 2018

    Therefore, you can conclude that constellations that we see today are not the same as they were 100,000 years ago, and in 100,000 years they will again not be recognizable by our current charts!

    It depends on the distances of the stars and their speeds. The closer the star, the more it will appear to move. Some constellations will be somewhat similar, while others will have to be renamed something else (as an example, Crux – the Southern Cross, will not be cross shaped anymore).

    Definitely check out this diagram!

    The desktop version of Stellarium actually accounts for the proper motion of the stars, so you can actually see up to 99,999 years in the future and note how different the constellations will look!


    Why do objects all orbit in the same direction? - Astronomie

    It is because all the meteors in a shower are traveling parallel to each other that they appear in the sky at different angles. The best analogy I know of is to think about driving in a snow storm. The snow flakes you see out the front window all seem to be moving towards you at different angles. To the left, they seem to be moving left. To the right, they appear to move right. If you trace all their paths, they intersect in the middle of your view, at what's called the vanishing point. It is an illusion of perspective that objects moving in parallel seem to intersect at a distant point.

    It is the same with meteors in a shower. The Earth intersects the path of the debris stream, and the combined motion of both defines a vector pointing in the direction of the shower origin. That point in the sky is called the radiant- the point that all the meteors appear to radiate out from. Meteor showers are named for their radiant the Perseids are called that because they appear to come out of the constellation Perseus. Imagine that you are watching this shower when the radiant is directly overhead. A meteoroid that is heading straight towards you will not move at all- it will just be a bright flash above you. A meteoroid that is to your left (but traveling in the same direction as the first) will become a meteor to the left of the radiant, and seem to fall down and to the left. A meteoroid that is to your right will hit the atmosphere to the right of the radiant, and seem to be moving to your right. It will appear to be moving in completely the opposite direction of the meteor that came in to your left, even though the two were parallel.