Órbita terrestre

La órbita de la Tierra, la Tierra es el hogar de la existencia humana, pero en comparación con la Tierra, los seres humanos son demasiado pequeños, por lo que nuestra comprensión de ella es muy limitada. En la Tierra, la gente puede sentir que la superficie terrestre es bastante estable, pero el movimiento orbital de la Tierra es continuo. Echemos un vistazo más de cerca a cómo es la órbita de la Tierra.

Órbita terrestre 1 La órbita terrestre se refiere a la órbita de la Tierra alrededor del sol. Generalmente es una elipse con una pequeña excentricidad. Su semieje mayor (a) es de 1.496×108km; b) es 1,4958× 108 km; media distancia focal (c) 25×105 km de circunferencia (longitud) 9,4×108 km; La excentricidad (e) y el achatamiento (f) de la órbita elíptica de la Tierra son (1/60 o 0,016 y 1/298,25) respectivamente, y el sol está ubicado en un foco de la elipse. La distancia entre la Tierra y el Sol oscila entre 1.471×108 ~ 1.521×108km, con una distancia promedio de 1.496×108 km.

El plano donde se encuentra la órbita de la Tierra es el plano de la eclíptica.

Bajo la fuerza de marea del sol, la energía cinética de la revolución de la Tierra se convertirá gradualmente en energía de marea. A largo plazo, la Tierra se alejará gradualmente del Sol, pero a esta velocidad será pequeña. También hay un factor más pequeño, que es la expansión del universo, pero en esta etapa, la expansión del universo juega un papel aún menor, y todavía es insignificante en comparación con el número ya pequeño anterior.

Los efectos de estos dos factores son a largo plazo. Quizás desde esta perspectiva de corto plazo, estos dos factores no sean tan importantes como el impacto de un diminuto meteoroide (es decir, un meteoro) que impacte contra la Tierra. Pero la órbita de la Tierra no cambiará mucho durante los próximos miles de millones de años como máximo, pero sí lo hará, y afectará el cambio climático.

La razón por la que se forma la órbita de la Tierra

Porque la órbita elíptica es un compromiso de la atracción de la Tierra hacia los cuerpos celestes cercanos. Un sistema con un solo planeta y una estrella no tiene sentido. Durante la formación del sistema solar primitivo, los planetas primitivos fueron golpeados por asteroides y una serie de otras perturbaciones, lo que resultó en la formación de órbitas elípticas. Esto se llama teoría de la migración planetaria.

En primer lugar, una órbita circular también es un tipo de órbita elíptica, pero es una órbita elíptica especial.

Si quieres que la Tierra se mueva en una órbita completamente circular, es muy exigente. Primero, los otros planetas del sol deben desaparecer, y luego las estrellas más cercanas al sol también deben desaparecer, de lo contrario tendrá un impacto en la Tierra y provocará un cambio en la órbita de la Tierra.

La tierra gira alrededor del sol. En determinadas condiciones energéticas, existen innumerables órbitas posibles, y las órbitas circulares son sólo una de ellas. Si desea que la Tierra se mueva en una órbita circular, la energía y el impulso de la Tierra deben cumplir ciertas condiciones. Es decir, en cualquier momento, la relación entre la energía cinética de la Tierra Ek y la energía potencial Ep satisface Ek = -Ep/2. O cuando Ek = -Ep/2, la dirección del movimiento de la Tierra es perpendicular a la línea que conecta el Sol y la Tierra. Esta condición es muy dura. Incluso si la Tierra está en una órbita circular, una ligera perturbación puede cambiar este estado y hacer que la Tierra se mueva en una nueva órbita elíptica.

El mensual español "Fun" publicó en 2018 el artículo de Miguel Ángel Sabadell "Mismatching Fragments". El artículo afirmaba que algunas personas de la comunidad científica han criticado la búsqueda de entidades fantasma como la materia oscura o la energía oscura, pero sin asumir la existencia de estas entidades fantasma, la relatividad general no puede explicarlo. Quizás la teoría general de la relatividad de Einstein debería ser reemplazada por una nueva teoría de la gravedad.

Por razones desconocidas, la distancia entre la Tierra y el Sol está aumentando.

El artículo decía que algo similar ocurrió cuando los astrónomos determinaron el valor de la unidad astronómica (UA). La unidad astronómica es una unidad de longitud que es aproximadamente igual a la distancia promedio de la Tierra al Sol, con un margen de error entre 1 m y 10 m, por lo que podemos utilizar un número exacto de 12 para determinar su valor (1UA = 149597870700m). Sin embargo, el investigador de la Universidad JPL, Erlan Miles Standish, señaló en 2004 que la UA parece estar creciendo con el tiempo.

Ese mismo año, dos científicos del Instituto de Astronomía Aplicada de San Petersburgo analizaron más de 200.000 datos de observación y descubrieron que la UA aparentemente estable aumentaba 15 metros cada 100 años. En 2005, Pangyavin Pidieva, investigador de la Academia de Ciencias de Rusia, publicó un informe de análisis más detallado, que incluía 319.170 registros entre 2003 y 2005.

Los resultados muestran que la UA se extiende aproximadamente 7 metros de cada siglo.

Órbita terrestre 2 En la Tierra, sentimos que la superficie terrestre es bastante estable. Sin embargo, la Tierra se mueve muy rápido en el universo, incluso superando en cierto sentido la velocidad de la luz, y la forma en que se mueve es muy compleja. Entonces, ¿cómo se mueve la Tierra en el universo? ¿A qué velocidad se mueve la Tierra?

Como planeta del sol, la Tierra orbita alrededor del sol a una velocidad media de 30 kilómetros por segundo y tarda un año. Desde la perspectiva del sistema solar, la trayectoria del movimiento de la Tierra alrededor del Sol es aproximadamente un círculo. Pero si miramos la Vía Láctea, el movimiento de la Tierra no es tan simple.

Aunque las posiciones relativas de las estrellas en el cielo parecen ser fijas, las posiciones de las estrellas también cambian cuando se observan a largo plazo. Esto no se debe sólo a que las estrellas en el cielo se mueven, sino también a que la posición del sol en el universo no es fija. El sol también se mueve, trayendo consigo todo el sistema solar, incluida la Tierra.

La revolución de la Tierra está centrada en el sol y el movimiento del sol está centrado en el centro de la Vía Láctea. Hay cientos de miles de millones de estrellas y una gran cantidad de nebulosas en la Vía Láctea, y sus centros concéntricos están ubicados en el centro de la Vía Láctea, que es el centro gravitacional de toda la Vía Láctea. El centro de gravedad de la Vía Láctea no es un cuerpo celeste, ni tampoco lo es el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Este centro es el resultado de la interacción de todos los cuerpos celestes con la gravedad.

Bajo la influencia de la gravedad del Centro Galáctico, el Sol orbita el Centro Galáctico a una distancia de 26.000 años luz a una velocidad de unos 230 kilómetros por segundo. Se necesitan unos 230 millones de años para completar una revolución, lo que se denomina 1 año galáctico. Debido a que el Sol se mueve con la Tierra en el espacio interestelar, desde la perspectiva de la Vía Láctea, la trayectoria de la Tierra no es un círculo cerrado, sino una espiral.

Cuando la Tierra orbita alrededor del Sol, no regresa a su espacio original, sino que se aleja 6.940 millones de kilómetros de su posición hace un año, lo que equivale a 46,4 veces la distancia entre el Sol y la Tierra. , o 6,4 luz.

La órbita de la Tierra es una elipse suave, pero la órbita del Sol no lo es. Dado que el ángulo entre el plano de la eclíptica y el plano galáctico es de 60 grados, y el disco galáctico es grueso, el sol no se mueve dentro del plano galáctico cuando se mueve alrededor del centro galáctico, sino que sube y baja por el plano galáctico, y su La trayectoria es ondulada. Entonces, la trayectoria de la Tierra en la Vía Láctea es en realidad más complicada.

Del mismo modo, la propia Vía Láctea también se mueve en el vasto espacio intergaláctico, junto con el sistema solar y otros sistemas estelares. El objetivo más cercano a la Vía Láctea es Andrómeda, a 2,54 millones de años luz de distancia. La Vía Láctea se acerca a él a una velocidad de 110 kilómetros por segundo y llegará a Andrómeda dentro de 3.800 millones de años. En escalas cósmicas mayores, la Vía Láctea tiene otras formas de moverse.

Según el espectro de radiación cósmica de microondas, la temperatura en dirección a Leo es 0,0035 K superior a la media, mientras que la temperatura en dirección a Acuario es 0,0035 K inferior a la media. Esta fluctuación de temperatura es causada por el rápido movimiento de la Tierra a través del espacio intergaláctico. En la dirección en la que se mueve la Tierra, los fotones de la parte más profunda del universo sufrirán un desplazamiento hacia el azul, lo que provocará altas temperaturas. Por el contrario, las temperaturas serán bajas.

Por tanto, la Tierra se mueve hacia Leo a gran velocidad, unos 371 kilómetros por segundo. Este movimiento es, por supuesto, causado por el movimiento de la Vía Láctea. Deduciendo la velocidad de la Tierra en la Vía Láctea, se puede calcular que la velocidad de la Vía Láctea en el espacio intergaláctico es de hasta 630 km/s. Se cree que este movimiento es causado por una enorme fuente de 200 millones de años luz. de distancia, donde hay una fuerza gravitacional inusualmente poderosa que atrae rápidamente a la Vía Láctea.

Mirando el universo entero, la Vía Láctea sigue moviéndose a mayor velocidad. Debido a la rápida expansión de la estructura espacial del universo, que no está limitada por la teoría de la relatividad, la distancia entre la Vía Láctea y otras galaxias es cada vez mayor. Cuanto más lejos están las galaxias, más rápidas son. puede superar la velocidad de la luz.

Según la constante de Hubble, para galaxias distantes a más de 65.438+0.4 mil millones de años luz de la Vía Láctea, debido a la expansión del espacio, la Vía Láctea se aleja de ellas más rápido que la velocidad de luz. En otras palabras, la Tierra en realidad se está alejando de galaxias distantes a una velocidad mayor que la de la luz.

La órbita de la Tierra Las principales formas en que se mueve la Tierra son la rotación y la revolución.

1. Rotación

La tierra gira alrededor de su eje de oeste a este, con una velocidad angular media de 15 grados por hora. En el ecuador de la Tierra, la velocidad lineal de rotación es de 465 metros por segundo. Varios cuerpos celestes en el cielo son reflejos de la rotación de la Tierra. Los primeros humanos utilizaron la rotación de la Tierra como base para medir el tiempo. Desde el siglo XX, gracias al desarrollo de la tecnología de observación astronómica, la gente ha descubierto que la rotación de la Tierra es desigual.

En 1967, la comunidad internacional comenzó a establecer una hora atómica que era más precisa y estable que la rotación de la Tierra.

Debido al establecimiento y adopción del tiempo atómico, se han descubierto diversos cambios en la rotación de la Tierra. Los astrónomos ya saben que la velocidad de rotación de la Tierra tiene desaceleraciones a largo plazo, cambios irregulares y cambios periódicos.

Los cambios periódicos en la rotación terrestre incluyen principalmente ciclos anuales, ciclos mensuales, ciclos quincenales y ciclos casi semanales y quincenales. Los cambios de ciclo anual, también conocidos como cambios estacionales, se descubrieron en la década de 1930. Muestra que la rotación de la Tierra se ralentiza en primavera y se acelera en otoño, con un ciclo de medio año. El rango de variación anual es de 20 a 25 ms, causado principalmente por cambios estacionales en el viento. La amplitud del cambio semestral es de 8 a 9 milisegundos y se debe principalmente a las mareas solares. Además, la amplitud de los ciclos mensuales y semilunares es de aproximadamente 1 milisegundo, lo que se debe a la fuerza de marea de la luna. Los cambios de marea diurnos y semidiurnos de la rotación de la Tierra sólo se descubrieron y confirmaron en la última década. La amplitud es de sólo aproximadamente 0,1 milisegundos y se debe principalmente a las mareas diurnas y semidiurnas de la Luna.

2. Revolución

La órbita de la Tierra es elíptica, con un diámetro de media longitud de 149.597.870 km, una excentricidad orbital de 0,0167 y una velocidad orbital media de 29,79 km por segundo. El ángulo entre el plano orbital (plano de la eclíptica) y el plano ecuatorial de la Tierra es de 23° a 27°, lo que se denomina ángulo de la eclíptica. La rotación de la tierra produce cambios diurnos en la tierra, y la rotación de la tierra y la existencia del ángulo amarillo-rojo provocan la alternancia de las cuatro estaciones.

Desde la Tierra, el Sol se mueve en sentido antihorario a lo largo de la eclíptica. La eclíptica y el ecuador tienen dos puntos de intersección en la esfera celeste, separados 180 grados. Entre ellos, el punto donde el sol cruza el ecuador celeste de sur a norte a lo largo de la eclíptica se llama equinoccio de primavera, y el otro punto a 180 grados del equinoccio de primavera se llama equinoccio de otoño.

Para las personas que viven en el hemisferio norte, cuando el sol pasa por los equinoccios de primavera y otoño, significa que es primavera u otoño. El punto más al norte cuando el sol pasa por el equinoccio se llama solsticio de verano, y el otro punto a 180 grados se llama solsticio de invierno. Cada año, alrededor del 22 de junio y el 22 de febrero, el sol pasa por el solsticio de verano y el solsticio de invierno. De manera similar, para las personas que viven en el hemisferio norte, cuando el sol está cerca del solsticio de verano y del solsticio de invierno, entra en las estaciones de verano e invierno en el sentido astronómico. La situación anterior es exactamente la opuesta para las personas que viven en el hemisferio sur.