Làm thế nào mà Trái đất đi vào quỹ đạo quanh mặt trời?


13

Tôi không chắc liệu bài đăng này có nên trong diễn đàn chủ đề vật lý hay không, nhưng điều này dường như cũng phù hợp ở đây. Tôi đã đọc một cuốn sách về hóa học và làm thế nào vũ trụ xuất hiện với lý thuyết về các ngôi sao tạo ra hầu hết các yếu tố mà chúng ta biết. Tôi bắt đầu tự hỏi làm thế nào Trái đất đi vào quỹ đạo quanh Mặt trời. Tôi hiểu rằng chúng ta đang rơi tự do liên tục về phía Mặt trời, nhưng chuyển động của chúng ta khiến chúng ta "nhớ" Mặt trời ngăn chúng ta đốt cháy. Tuy nhiên, tôi bối rối làm thế nào chúng ta được đưa vào chuyển động ngay từ đầu. Dự đoán tốt nhất của tôi là chúng ta đã bị lực hấp dẫn của Mặt trời bắt giữ và được đưa vào quỹ đạo, điều đó có nghĩa là Trái đất đã từng là một thiên thạch, phải không? Nếu ai đó có thể vui lòng giải thích điều này, nó sẽ rất hữu ích vì dường như tôi không thể tìm thấy câu trả lời ở bất cứ đâu.

Cảm ơn bạn

Tái bút: Tôi chỉ là học sinh lớp 9, vì vậy tôi không có nhiều kiến ​​thức về vật lý thiên văn.


Chào Bob. Dường như với tôi điều này thực sự sẽ phù hợp hơn trên một trang web khác, nhưng tôi đã quyết định rằng trang web đó là Thiên văn học.
người giữ kim muốn Monica trở lại vào

Một trong những video vật lý phút yêu thích của tôi, và nó chạm vào câu hỏi của bạn. youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM
dùngLTK

Câu trả lời:


21

Bức tranh đã sạch hơn rất nhiều từ 20 đến 25 năm trước. Tôi sẽ trình bày bức ảnh sạch đẹp đó trước. Các ngôi sao hình thành từ sự sụp đổ lực hấp dẫn của những đám mây khí khổng lồ giữa các vì sao. Những đám mây khí không thể tránh khỏi có một số động lượng góc không bằng không. Điều này buộc đám mây khí thay đổi hình dạng từ hình cầu nhiều hay ít thành hình đĩa. (Tại sao? Đó là một câu hỏi khác. Hãy hỏi nó.)

Trong khi đĩa hình thành hành tinh này tiếp tục cung cấp khối lượng cho các protostar đang phát triển, nó cũng tạo tiền đề cho sự hình thành các hành tinh. Đám mây khí chủ yếu là hydro và heli nguyên thủy, nhưng nó cũng chứa các nguyên tố nặng hơn nhờ phản ứng tổng hợp sao và siêu tân tinh trong hàng tỷ năm trước khi hình thành hệ mặt trời của chúng ta.

Những nguyên tố nặng hơn này hoạt động hoàn toàn khác so với hydro và heli. Họ có hóa học. Các hành tinh bắt đầu như những khối cực nhỏ có khối lượng của các nguyên tố nặng hơn này, liên kết với nhau về mặt hóa học. Những khối cực nhỏ này thỉnh thoảng va chạm, cuối cùng tạo thành những khối lớn hơn. Những khối lớn hơn lần lượt va chạm với nhau, tạo thành những khối lớn hơn nữa. Cuối cùng, các cụm trở nên đủ lớn để chúng tương tác hấp dẫn, khiến chúng ngày càng lớn hơn. Quá trình này tiếp tục, cuối cùng hình thành các protoplanet, và sau đó là phôi hành tinh, và cuối cùng là các hành tinh.

Nhiệt độ trong đĩa tiền điện tử cao gần protostar hình thành nhưng giảm nhanh chóng với khoảng cách ngày càng tăng từ protostar. Tại một số điểm, các chất bay hơi như nước, amoniac, metan và carbon dioxide trở nên rắn chắc như đá. Đây là dòng băng, còn gọi là dòng tuyết hoặc dòng băng giá. Các tiểu hành tinh bên trong quỹ đạo của Ceres có xu hướng bị đá. Các tiểu hành tinh ngoài quỹ đạo của Ceres có xu hướng băng giá.

Các hành tinh hình thành bên ngoài đường băng có thể phát triển rất nhanh và sau đó chúng có thể phát triển rất, rất lớn. Những thứ bao gồm đĩa tiền điện tử quay quanh quỹ đạo đang phát triển với tốc độ khác với tỷ lệ được đề xuất bởi luật của Kepler nhờ áp lực của tất cả những thứ đó trong đĩa. Nhờ luật hình vuông, các vật thể lớn hơn không phải chịu áp lực đó. Những vật thể lớn hơn quay quanh với tốc độ Keplerian. Các hành tinh hình thành bên ngoài đường băng phát triển rất nhanh và sau đó quét khí và băng vì chúng quay quanh với tốc độ khác so với môi trường xung quanh ngay lập tức. Kết quả là những người khổng lồ khí như Sao Mộc và Sao Thổ và xa hơn nữa là những người khổng lồ băng như Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Tăng trưởng hành tinh là một quá trình khó khăn hơn nhiều và quá trình chậm hơn nhiều trong dòng băng. Đó là lý do tại sao Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất,


Đó là bức tranh đẹp. Bức tranh không đẹp lắm:

  • Tại sao Sao Thủy và Sao Hỏa nhỏ hơn nhiều so với Sao Kim và Trái Đất?
    Mô phỏng cho thấy tất cả các hành tinh đá nên có kích thước giống nhau hoặc ít hơn. Đó không phải là trường hợp trong hệ mặt trời của chúng ta, hãy để một mình ở nơi khác.

  • Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có thể hình thành như thế nào?
    Mô phỏng không thể tái tạo Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương ở khoảng cách hiện tại so với Mặt trời. Các vật liệu trong đĩa tiền đạo nên quá thưa thớt ở những khoảng cách đó để tạo thành các hành tinh lớn.

  • Tệ hơn nhiều, những gì các thỏa thuận với tất cả các nhà khoa học ngoại hành tinh đã tìm thấy?
    Các nhà khoa học đã tìm thấy các vật thể có kích thước sao Mộc quay rất gần mặt trời của chúng, các vật thể có kích thước sao Hải Vương quay quanh nơi mô hình đơn giản sẽ chỉ có các hành tinh đá hình thành và các hành tinh có quỹ đạo nghiêng (và đôi khi ngược) không có ý nghĩa.

Những mô phỏng này (đã trở nên rất tốt) và vô số các ngoại hành tinh đã đẩy lý thuyết về cách các hành tinh hình thành trở lại sân khấu của trò chơi vui nhộn đó. ("Cụm từ thú vị nhất để nghe trong khoa học, một cụm từ phát hiện ra những khám phá mới, không phải là Eure Eureka! Nhưng mà là điều đó thật buồn cười ...", một trích dẫn được gán cho Isaac Asimov.


Câu trả lời của David Hammerman là tốt, và tôi chỉ muốn làm tăng thêm nó. Đây phải là một nhận xét, nhưng tôi chưa có đại diện về trao đổi ngăn xếp này, nhưng tôi đang cố gắng cứu bạn khỏi hỏi một câu hỏi khác như anh ấy đề xuất. Nếu bạn muốn biết lý do tại sao một số thứ trong không gian phẳng và những thứ khác lại tròn, tôi khuyên bạn nên xem các video này: youtube.com/watch?v=Aj6Kc1mvsdoyoutube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

@ user13097 - Tên của tôi đã bị sai chính tả và phát âm sai từ ngày đầu tiên (giấy khai sinh của tôi có lỗi chính tả được sửa). Tôi không hiểu lắm. Có gì khó khăn khi đánh vần Neilsen, được cho là họ của tôi? Tên cuối cùng của tôi đã sai chính tả 55 năm trước khi tôi được sinh ra. Lỗi chính tả của bạn, tuy nhiên, là một cái mới.
David Hammen

2

Trái đất từng có rất nhiều, rất nhiều tiểu hành tinh và thiên thạch. Các tiểu hành tinh lớn hơn sẽ kéo các thiên thạch và các tiểu hành tinh nhỏ hơn, va chạm với chúng và bó lại thành một khối lớn hơn và lớn hơn, cuối cùng trở nên nặng nề, đá bắt đầu hoạt động như chất lỏng dưới áp lực, tạo thành hình cầu Trái đất gọn gàng.

Rằng tất cả đống đổ nát đã quay quanh Mặt trời khi điều đó xảy ra; một số trong số đó đến từ bên ngoài Hệ mặt trời, nhưng hầu hết chỉ là một tinh vân khí và các vật chất khác kết hợp với hệ mặt trời hiện tại.

Đối với "rơi và mất tích" ... đó là một mô tả bán chính xác về cơ học quỹ đạo. Tính đến khoảng cách, "mất tích" cơ thể trung tâm thực sự khá dễ dàng; nhìn lên bầu trời vào ban đêm - một số ngôi sao sáng hơn thực sự là các hành tinh khác trong hệ thống của chúng ta. Đó là nó - những chấm nhỏ này. Mặt trời sáng, nhưng nó cũng nhỏ bé trên bầu trời. Có rất nhiều chỗ để "bỏ lỡ", và thay vì bị rơi, để bay theo một quỹ đạo hình elip quanh cơ thể trung tâm - đi ngang qua, nhanh hơn khi bạn ở gần, sau đó bị đẩy ra "xung quanh phía bên kia" để giảm tốc độ, và bay đi, chỉ để trở về cùng một con đường (mất tích).

Bây giờ ... tại sao Trái đất và hầu hết các quỹ đạo của hành tinh không phải là hình elip kéo dài, như phổ biến nhất với hầu hết các vật thể chuyển động ngẫu nhiên trong trường hấp dẫn - nhưng khá gần các vòng tròn - đó là một chủ đề cho một câu hỏi khác và một cuộc tranh luận dài hơn.


2

Các hệ hành tinh được hình thành từ các đám mây khí và bụi .

Trọng lực của khối lượng đám mây giữ nó lại với nhau; phần dày đặc nhất ở trung tâm của đám mây sụp đổ cho đến khi nó đủ dày đặc để bắt đầu phản ứng tổng hợp hạt nhân, biến thành một ngôi sao.

Mọi thứ tiếp tục va chạm ngẫu nhiên và gắn bó cho đến khi một vài trong số chúng trở nên đủ lớn để có lực hấp dẫn đáng kể của riêng chúng. Khi các "hành tinh" va chạm với nhau, trung bình quỹ đạo của chúng trở nên tròn hơn. Sau hàng tỷ năm, bạn sẽ có rất ít vật thể trong quỹ đạo gần tròn: các hành tinh của một hệ mặt trời.

Việc bắt giữ các cơ thể đến từ bên ngoài hệ mặt trời đã xảy ra, nhưng sự hình thành từ đám mây khí nguyên sinh là cách phổ biến hơn các hành tinh được hình thành.


1

Lý thuyết tốt đẹp về sự hình thành hành tinh:

Tạo ở Nice, Pháp

Cũng trả lời bức tranh không đẹp lắm (trừ Hành tinh 9). Ban đầu, mặt trời, với tư cách là một nguyên mẫu, hút khối lượng từ một tinh vân và trở thành một ngôi sao quay nhanh. Vấn đề được làm phẳng thành một đĩa (Tại sao? Xem Tại sao một số thiên hà phẳng .) Lý thuyết Nice giải thích Vụ ném bom hạng nặng muộn, sau khi hầu hết vật chất đã đông lại.

The Grand Tack

Khoảng 5 tỷ năm trước, Vụ đánh bom hạng nặng muộn đã xảy ra khi Sao Mộc và Sao Thổ bị khóa trong một tiếng vang mạnh, đưa chúng đến gần Mặt trời hơn. Khi điều này xảy ra, các mảnh vỡ băng giá vẫn còn tồn tại trong hệ mặt trời bên ngoài đã bị kéo vào bên trong hệ mặt trời bên trong. Điều này đã thúc đẩy "Grand Attack" thực sự trên hệ mặt trời bên trong.

Cuộc tấn công lớn

Cuộc tấn công lớn xảy ra sau khi Sao Mộc thoát khỏi cộng hưởng, ném nó (và Sao Thổ) trở lại hệ mặt trời bên ngoài. Các mảnh vỡ mà nó kéo vào hệ mặt trời bị nhốt trong các mảnh vụn có thể đã hút đủ năng lượng từ bất kỳ siêu Trái đất nào để kéo chúng vào mặt trời. Các mảnh vụn còn lại kết lại thành bốn hành tinh của hệ mặt trời bên trong.

Phần còn lại của lý thuyết phù hợp với những gì mọi người khác đã nêu

  • Tại sao Sao Thủy và Sao Hỏa nhỏ hơn nhiều so với Sao Kim và Trái Đất?
  • Những gì các thỏa thuận với tất cả các nhà ngoại hành kỳ lạ đã tìm thấy?

    Nếu tôi có bất kỳ sai lầm trong quy ước, xin vui lòng cho tôi biết. Chúng tôi học sinh lớp sáu rất thiếu kinh nghiệm trên StackExchange.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.