Estoy tratando de escribir una simulación de gravedad (soles, planetas, etc.) y esperaba que el bloqueo de mareas pudiera ser una característica demostrada.
El uso de una ecuación simple para la gravedad ha producido algunos resultados interesantes, pero (a menos que se trate de un comportamiento emergente) no veo nada que fomente el bloqueo de las mareas. Pero, después de leer un poco, parece que el bloqueo de las mareas es bastante común, los planetas y sus satélites, planetas y soles , soles y otros soles (estrellas binarias).
¿Es el resultado de la etapa de formación de estos objetos, o es de alguna manera una función de la ecuación de la gravedad?
Comentarios
- ¿Modelaste tus estrellas / planetas como masas puntuales o como esferas? El bloqueo de mareas solo ocurre cuando consideras que las estrellas / planetas tienen un volumen distinto de cero (y por lo tanto, gravitacional fuerza aplica torque, que cambia el momento angular).
Respuesta
El bloqueo de marea ocurre porque el planeta deforma el satélite en una ovalada, con eje largo apuntando hacia el planeta. Si el satélite está girando, el eje largo se alejará de apuntar hacia el planeta y la gravedad del planeta tenderá a tirarlo hacia atrás, lo que ralentizará la rotación hasta que una de las caras esté permanentemente frente al planeta. El bloqueo de las mareas no es un resultado de los procesos de formación, sino una consecuencia de que los satélites no sean perfectamente rígidos.
Para modelar los efectos de las mareas en las órbitas y los períodos de rotación de los satélites, es necesario conocer varios elementos importantes información.
Primero, obviamente, necesitas conocer el tamaño del planeta y el satélite (tanto en términos de masa como de radio), la forma de la órbita y la velocidad de rotación tanto del planeta como del satélite. muchos objetos, estos valores son bien conocidos.
A continuación, y esta es la parte complicada, necesita saber cómo el satélite y el planeta se deformarán por la gravedad del otro, y cuánto calentamiento de las mareas ocurrir. Estos son el llamado «número de amor» (después de Augustus Love) y la función de disipación, Q.
Es difícil estimarlos. Para el sistema Tierra-Luna, se sabe que la relación k / Q es 0,0011. (pero la Tierra es un modelo pobre para otros planetas, que no tienen un océano sustancial o un núcleo líquido)
Para otros planetas el valor de Q varía entre 10 y 10000 , con valores mayores para los gigantes gaseosos, y k puede estimarse a partir de la rigidez de los cuerpos.
Un modelo de gravitación simple no es capaz de captar las sutilezas de la interacción gravitacional entre dos cuerpos que se deforman mutuamente, de hecho, para la mayoría de las simulaciones, los planetas se modelan como puntos, o como mucho como esferas, y esto es lo suficientemente bueno para todos los cálculos excepto para los de mayor precisión.
Bloqueo de marea lleva mucho tiempo (según los estándares humanos), pero relativamente corto en comparación con la edad del sistema solar. El tiempo que se tarda depende en gran medida (orden 6) del radio de la órbita.
Simulación directa sería más o menos imposible: las deformaciones son demasiado pequeñas y la escala de tiempo de bloqueo es demasiado grande. Sería posible (aunque difícil) modelar l Bloqueo de mareas en una simulación con valores poco realistas para la rigidez del satélite y el tamaño del planeta (piense en un mundo de gelatina, orbitando un agujero negro (newtoniano)) para que la deformación sea mayor y el tiempo de bloqueo más corto. Sin embargo, modelar la deformación elástica de un cuerpo bajo la gravedad está lejos de ser trivial.
Comentarios
- ¡Me gusta mucho esta respuesta! Además, su artículo vinculado Q en el sistema solar es un placer de leer porque se toma su tiempo y explica bien las cosas. Esto debe ser un clásico.
- Justo ahora ' me he dado cuenta de que el bloqueo de las mareas debido a deformaciones estáticas (por ejemplo, un sistema binario de asteroides rocosos) podría evolucionar algo diferente al sistema Tierra-Luna. Es hora de divertirse un poco con las matemáticas, ¡las mejores respuestas son las que generan más preguntas! 🙂