Próbuję napisać symulację grawitacji (planety słońc itp.) i miałem nadzieję, że blokowanie pływowe może być jedną z zademonstrowanych cech.
Użycie prostego równania grawitacji przyniosło pewne interesujące wyniki, ale (chyba że jego wyłaniające się zachowanie) nie widzę niczego, co zachęcałoby do blokowania pływów. Ale po przeczytaniu wydaje się, że blokowanie pływowe jest dość powszechne, planety i ich satelity, planety i słońca , słońca i inne słońca (gwiazdy podwójne).
Czy jest to wynikiem etapu formowania się tych obiektów, czy w jakiś sposób funkcją równania grawitacji?
Komentarze
- Czy wymodelowałeś swoje gwiazdy / planety jako masy punktowe, czy jako kule? Blokowanie pływowe występuje tylko wtedy, gdy traktujesz gwiazdy / planety jako mające niezerową objętość (a zatem grawitacyjne siła przykłada moment obrotowy, który zmienia moment pędu).
Odpowiedź
Blokowanie pływowe występuje, ponieważ planeta deformuje satelitę w owalny, z długą osią skierowaną w stronę planety. Jeśli satelita się obraca, długa oś odsunie się od skierowania w stronę planety, a grawitacja planety będzie miała tendencję do ciągnięcia go z powrotem, spowalniając obrót, aż jedna ściana będzie na stałe zwrócona w stronę planety. Blokowanie pływów nie jest wynikiem procesów formowania się, ale konsekwencją tego, że satelity nie są idealnie sztywne.
Aby modelować wpływ pływów na orbity i okresy rotacji satelitów, musisz znać kilka ważnych informacji.
Najpierw oczywiście musisz znać rozmiar planety i satelity (zarówno pod względem masy, jak i promienia), kształt orbity i prędkość obrotową planety i satelity. wiele obiektów, te wartości są dobrze znane.
Następnie, i to jest problem, musisz wiedzieć, w jaki sposób satelita i planeta zostaną zdeformowane przez grawitację drugiego człowieka i jak bardzo pojawić się. To jest tak zwana „liczba miłości” (po Augustus Love) i funkcja rozpraszania, Q.
Trudno to oszacować. W przypadku układu Księżyca Ziemi stosunek k / Q wynosi 0,0011. (ale Ziemia jest kiepskim modelem dla innych planet, które nie mają dużego oceanu ani płynnego jądra)
W przypadku innych planet wartość Q waha się między 10 a 10000 , przy czym większe wartości dla gazowych gigantów, ik można oszacować na podstawie sztywności ciał.
Prosty model grawitacji nie jest w stanie uchwycić subtelności grawitacyjnego oddziaływania między dwoma wzajemnie odkształcającymi się ciałami, w rzeczywistości w większości symulacji planety są modelowane jako punkty lub co najwyżej kule, co jest wystarczające dla wszystkich obliczeń z wyjątkiem najbardziej precyzyjnych.
Blokowanie pływowe zajmuje dużo czasu (według ludzkich standardów), ale stosunkowo krótki w porównaniu z wiekiem Układu Słonecznego. Czas potrzebny jest bardzo silnie zależny (rząd 6) od promienia orbity.
Bezpośrednia symulacja byłoby mniej więcej niemożliwe: odkształcenia są zbyt małe, a skala czasu blokowania jest zbyt duża. Byłoby możliwe (choć trudne) l blokowanie pływowe w symulacji z nierealistycznymi wartościami sztywności satelity i wielkości planety (pomyśl o świecie galaretki, krążącej wokół czarnej dziury (Newtona)), więc deformacja jest większa, a czas blokowania krótszy. Jednak modelowanie sprężystej deformacji ciała pod wpływem grawitacji nie jest trywialne.
Komentarze
- Bardzo podoba mi się ta odpowiedź! Ponadto, przeczytanie Twojej połączonej pracy Q in the Solar System jest przyjemnością, ponieważ zajmuje dużo czasu i dobrze wyjaśnia. To musi być klasyka.
- Dopiero teraz ' zdałem sobie sprawę, że blokowanie pływowe z powodu statycznych deformacji (na przykład podwójnego układu skalistych asteroid) może nieco ewoluować inaczej niż w układzie Ziemia-Księżyc. Czas na zabawę z matematyką, najlepsze odpowiedzi to te, które rodzą więcej pytań! 🙂