地球は実際にどの点を周回していますか?


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私たちが太陽系の2つの最大の質量-太陽と木星を単独で考えると、それらは、太陽の中心から木星の方向(太陽の表面の真上)のどこかにオフセットされた共通の重心を周回します。土星を追加すると、状況はさらに複雑になりますが、たとえ太陽の中心に対して複雑な経路をたどっていても(または太陽の重心の周りに複雑なぐらつきがあっても)、重心はまだあります。海王星と太陽系の他のすべての質量を追加すると、物事はさらに複雑になります。それにもかかわらず、太陽が複雑な踊りをする重心(多くの場合、太陽の手足の外側)がまだあります。

さて、地球は実際に何を周回していますか?地球の軌道は楕円であると説明されています。楕円軌道の「中心」は、楕円の焦点の1つで発生します。地球がたどる楕円経路の焦点には何がありますか?それは太陽系の重心ですか、それとも太陽の(揺れている)重心ですか?言い換えれば、太陽が引っ張られると地球の軌道がシフトします。太陽からの距離は楕円の離心率を超えて変化することはなく、太陽系の重心を軌道に乗っており、太陽からの距離は私たちの軌道の離心率と太陽が重心の周りのそれ自身の軌道で揺れる量の合計?


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関与するボディが3つ以上ある場合、楕円またはその他の円錐断面パスをたどるボディは一般になく、中心の概念は明確に定義されていません。
コンラッドターナー

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これにめちゃくちゃ興味がある場合は、私に連絡してください。私は、その場所と速度、または特定の特定の軌道に基づいて、特定の時点における地球の「最適な楕円」を見つけようとしています。太陽を1つの焦点として使用する場合、もう1つの焦点は、重心を最初の焦点として使用する場合よりも安定しています。
バリーカーター2016

木星が他の惑星の軌道をどれだけ乱すかについて、ケプラーが火星の軌道を使用して彼の3つの法則を計算したことを指摘する価値があります。火星の軌道が大幅に動揺した場合、彼はそれを行うことができなかったと思います。
userLTK

ここで誰も重心の位置が自分の優先する慣性参照フレームに完全に依存しているという事実に対処していないことは魅力的です。個人的には、私が実際にいる方が好きです。
ビル、

回答:


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短い答えは「太陽」です。

コンラッドが指摘しているように、木星の影響を含めると、地球の軌道はケプラー式ではないため、中心の概念は実際には定義されていません。しかし、ニュートン重力で、地球の加速度ベクトルがどこを指しているかを尋ねることができます。現在、地球の加速は主に太陽によるもので、一部は月によるもので、他の惑星によるものです。

月を無視しましょう(つまり、地球の月の重心の動きを考慮してください)

太陽による加速は、木星による加速より4桁大きい。したがって、木星が地球に対して直角である場合、地球の加速度ベクトルは太陽の中心からわずかに引き離されます。しかし、それほど多くはありませんが、実際には、中心から約4000kmの地点を指しています。太陽の半径は700000kmであるため、地球が周回している点は太陽の内部にあり、太陽木星の重心ではありません。

地球が重心を周回しない理由を確認するには、3つの体のシステム(太陽-ジュピター-地球)で​​の太陽の動きを考慮してください。太陽が太陽を回らないように、地球は太陽-ジュピターの重心を周回しません地球-木星の重心。


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私たちの非ケプラー軌道についての面白い事実:ケプラーのデータが10倍より正確であった場合、彼は私たちの軌道上のすべての非ケプラー摂動を見ることができ、おそらくこの3つの法則を思い付くことはなかっただろう。
ゼファー2016

短い答えは、地球+月+太陽の重心(他のすべての影響を無視したい場合)かもしれませんが、それは確かに「太陽」ではありません。
ロブジェフリーズ

太陽です。重心の話は人々を混乱させます。それは人々に重心が魅力的なポイントであると思わせます。しかし、そうではありません。あなたはそれをよく知っていますが、ここの質問はそれが混乱を引き起こすことを示唆しています。地球は月と惑星からの摂動で太陽の周りを回っています。
James K

「太陽が地球-木星の重心を周回しないのと同じように、地球は太陽-木星の重心を周回しない。」誰もこれを主張していません。議論は、地球と太陽の両方が太陽+木星+地球の重心を周回すると見なすことができるかどうかです。
ロブジェフリーズ

mplanetM

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@Incnis Mrsiの答えは正しいです。地球は太陽系の重心の周りを周回します。太陽系は太陽に支配されており、木星のせいでわずかな補正が加えられ、他の巨大惑星ではさらに小さくなっています。

NASAのSpace Placeを参照してください。参照Zidbitsと説明のための非常に素晴らしいグラフィック WMUが持っている素晴らしい記事異なる惑星の効果を示すが

これはいくつかの点で当てはまる必要があることが簡単にわかります。

まず、太陽と地球と木星のトリプレットだけを考えてみましょう。他の惑星が存在しないかのように、各惑星が太陽とその重心の周りを周回した場合、サブは地球と一緒に小さな円で移動し、同時に 1つはなく木星非常に大きく12倍遅い円が移動します。他に影響を与えます。

地球の質量は非常に小さいため、かなり良い概算で、地球は、1年に1回、12年間でそれ自体が太陽-ジュピター重心を周回している太陽の周りを周回していると見なすことができます。

これをサポートする2つ目の実験ポイントは、ドップラー測定による太陽惑星の発見に由来します。星に複数の惑星があり、私たちの計器で検出するのに十分な大きさの星の動きを引き起こす場合、星の重心中心といくつかの惑星の周りを回転しているのと同じように、星の視界速度が変化しているのがわかります。そうしないと、他の惑星を検出できませんでした。

第三の方法は、げんだんけん実験です。タトゥイーンと、二重星を周回する初期の惑星を考えてみましょう。Tatooineはそれらの1つだけを周回し、他を無視しますか?それはどうでしょうか?(無視するものをどのように選択するのですか?)共通の重心を周回する必要があります。

結論:太陽とすべての惑星は、太陽系の重心の周りを周回しています。


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正解は1つだけです。地球の運動は複雑なので、特定のポイントはありません

まず、地球は地球と月の重心を周回しています。
驚いたことに。しかし、この点は惑星の内部、マントルのどこかにあります。

次に、Earth + MoonシステムがSun +下の惑星(金星と水星)のシステムの周りを回っていると言うのは合理的な近似です。もちろん、それらを組み合わせた重力が単一のポイントから放出されると正確に想定するべきではありません。しかし、おおまかに平均すると、それは太陽+水銀+金星の重心(ほぼ太陽の幾何学的中心)に由来します。これらの遺体のいずれも、地球と月を太陽から引き抜くことはありません。

木星などの外惑星からの影響もあります。しかし、単純化のレベルでは、それを太陽系の内部から来ていると考えるべきではありません。木星の重力の方向は、軌道を完了するたびに(≈12年)、黄道を一周します。Sun + Mercury + Venus + Earth + Moon + MarsとJupiterは、それらの共通の重心(太陽の表面から遠くないところ)を中心に周回していると言ってよいでしょう。しかし、明らかにすべての遺体がここに含まれているわけではありません。一般に、「どの点が…軌道を回るか」は、「静止」参照フレームの定義に大きく依存します。これについて議論することは、原則として意味がありません。

「地球は太陽を周回する」近似では、金星(人間の寿命ではほとんど意味がない)の影響だけでなく、何よりもまず月の重力を無視します。


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地球は実際にどの点を周回していますか?

それにもかかわらず、太陽が複雑な踊りをする重心(多くの場合、太陽の手足の外側)がまだあります。

さて、地球は実際何を周回していますか?地球の軌道は楕円であると説明されています。楕円軌道の「中心」は、楕円の焦点の1つで発生します。地球がたどる楕円経路の焦点には何がありますか?それは太陽系の重心ですか、それとも太陽の(揺れている)重心ですか?言い換えれば、太陽が引っ張られているときに地球の軌道がシフトしていますか?太陽からの距離が楕円の偏心以上変化しないか、または太陽系の重心の軌道を回っていますか?

すべてが相対的であり、何に相対的である。

NASAの記事「重心とは何ですか?」のセクション「太陽系の重心」を参照してください。

地球と太陽の間の重心はどこですか?まあ、太陽はたくさんの質量を持っています。比較すると、地球の質量は非常に小さいです。つまり、太陽はハンマーの頭のようなものです。したがって、地球と太陽の間の重心は太陽の中心に非常に近いです。[太陽の中心から449 kmを周回しています。]

木星は地球よりずっと大きいです。質量は318倍です。その結果、木星と太陽の重心は太陽の中心にありません。実際には太陽の表面のすぐ外です。

太陽-木星バリセンター

私たちの太陽系の重心は、そのすべての質量の組み合わせです。これは、太陽がどれだけ揺れるかです。

太陽系バリセンター

最後に重要なことです、PhysicsForumのユーザー"fizixfan"が次の興味深いグラフィックを提供しています。

超銀河面の周りの宇宙を通る太陽系の軌道。

超銀河面を回る軌道。

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