저는 중력 시뮬레이션 (태양 행성 등)을 작성하려고하는데 조석 고정이 시연되는 기능 중 하나가되기를 바라고 있습니다.
중력에 대한 간단한 방정식을 사용하면 몇 가지 흥미로운 결과가 나왔지만 (창조적 인 행동이 아니라면) 조석 고정을 조장하는 것은 아무것도 보이지 않습니다. 그러나 일부 읽기 후에는 조석 고정이 매우 흔한 것으로 보입니다. 행성과 위성, 행성 및 태양 , 태양 및 기타 태양 (쌍성).
이 물체의 형성 단계의 결과입니까, 아니면 중력 방정식의 함수입니까?
댓글
- 별 / 행성을 점 질량 또는 구체로 모델링 했습니까? 조석 고정은 별 / 행성이 부피가 0이 아닌 것으로 취급 할 때만 발생합니다 (따라서 중력 힘은 토크를 적용하여 각운동량을 변경합니다.
답변
조석 고정은 행성이 위성을 변형하기 때문에 발생합니다. 로 타원형, 긴 축이 행성을 향하고 있습니다. 위성이 회전하는 경우 장축은 행성을 향하는 것에서 멀어지고 행성의 중력은 그것을 뒤로 당기는 경향이있어 한면이 영구적으로 행성을 향할 때까지 회전 속도가 느려집니다. 조석 고정은 “형성 과정의 결과이지만 위성이 완벽하게 단단하지 않은 결과입니다.
조석이 위성의 궤도와 회전주기에 미치는 영향을 모델링하려면 몇 가지 중요한 사항을 알아야합니다. 정보 조각.
먼저 행성과 위성의 크기 (질량과 반지름 모두)를 알아야합니다. 궤도의 모양과 행성과 위성의 회전 속도를 알아야합니다. 많은 물체,이 값은 잘 알려져 있습니다.
다음으로, 이것은 까다로운 부분입니다. 위성과 행성이 다른 사람의 중력에 의해 어떻게 변형되는지, 그리고 얼마나 많은 조석 난방이 될 것인지 알아야합니다. 나오다. 이것은 이른바 “러브 넘버”(Augustus Love 이후)와 소산 함수 인 Q입니다.
추정하기 어렵습니다. 지구의 달 시스템의 경우 비율 k / Q는 0.0011로 알려져 있습니다. (그러나 지구는 실질적인 바다 나 액체 핵이없는 다른 행성의 경우 열악한 모델입니다.)
다른 행성의 경우 값 Q의 값은 10에서 10000 사이이며 가스 거인에 대해 더 큰 값을 가지며 k는 몸체의 강성에서 추정 할 수 있습니다.
단순한 중력 모델로는 미묘한 부분을 포착 할 수 없습니다. 실제로 대부분의 시뮬레이션에서 행성은 점으로 모델링되거나 최대 구체로 모델링되며, 이것은 최고 정밀도 계산을 제외하고는 모두 충분합니다.
조석 고정 시간이 오래 걸리지 만 (인간 기준에 따라) 태양계의 나이에 비해 상대적으로 짧은 시간이 소요됩니다. 소요 시간은 궤도 반경에 매우 크게 의존합니다 (6 차).
직접 시뮬레이션 다소 불가능합니다 : 변형이 너무 적고 잠금 시간이 너무 큽니다. l 인공위성의 강성과 행성의 크기 (젤리 세계, (뉴턴) 블랙홀 궤도를 도는 것)에 대한 비현실적인 값을 가진 시뮬레이션에서 조석 고정으로 인해 변형이 커지고 고정 시간이 짧아집니다. 그러나 중력 하에서 신체의 탄성 변형을 모델링하는 것은 사소한 일이 아닙니다.
댓글
- 이 답변이 정말 마음에 듭니다! 또한 링크 된 논문 태양계의 Q 는 시간이 걸리고 일을 잘 설명하기 때문에 읽는 즐거움입니다. 이것은 고전적인 것임에 틀림 없습니다.
- 지금 ' 정적 변형 (예 : 암석 소행성의 이원계)으로 인한 조석 고정이 다소 진화 할 수 있음을 깨달았습니다. 지구-달 시스템과는 다릅니다. 이제 수학을 재미있게 할 시간입니다. 가장 좋은 답은 더 많은 질문을 제기하는 답입니다! 🙂