Điểm nào Trái đất thực sự quay quanh?

Nếu chúng ta xem xét hai khối lượng lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta - Mặt trời và Sao Mộc, chúng sẽ quay quanh một barycenter chung nằm ở vị trí nào đó so với tâm của Mặt trời theo hướng Sao Mộc (ngay phía trên bề mặt của Mặt trời). Nếu chúng ta thêm Sao Thổ, mọi thứ trở nên phức tạp hơn, nhưng vẫn có một barycenter, ngay cả khi nó đi theo một con đường phức tạp đối với trung tâm của Mặt trời (hoặc Mặt trời có một sự chao đảo phức tạp xung quanh barycenter). Thêm Sao Hải Vương và tất cả các khối lượng khác trong hệ mặt trời, và mọi thứ thậm chí còn phức tạp hơn. Không bao giờ, vẫn còn một barycenter (thường nằm ngoài chi của Mặt trời) mà Mặt trời thực hiện một điệu nhảy phức tạp.

Bây giờ, Trái đất thực sự quay quanh cái gì? Quỹ đạo của Trái đất được mô tả là hình elip; "tâm" của quỹ đạo hình elip xảy ra tại một trong những tiêu điểm của hình elip. Điều gì ở tiêu điểm của con đường elip mà Trái đất theo sau? Đây có phải là barycenter của hệ mặt trời hay là trung tâm khối lượng (lắc lư) của Mặt trời? Nói cách khác, quỹ đạo của Trái đất đang dịch chuyển khi Mặt trời bị kéo xung quanh, khoảng cách của chúng ta với Mặt trời không bao giờ thay đổi nhiều hơn độ lệch tâm của hình elip, hoặc chúng ta quay quanh barycenter của hệ mặt trời và khoảng cách của chúng ta với Mặt trời thay đổi theo tổng độ lệch tâm quỹ đạo của chúng ta cộng với số lượng Mặt trời chao đảo trong quỹ đạo riêng của nó xung quanh barycenter?

Câu trả lời ngắn gọn là "Mặt trời".

Như Conrad lưu ý, vì khi bạn bao gồm các hiệu ứng của Sao Mộc, quỹ đạo Trái đất không phải là keplerian, các khái niệm về trung tâm không thực sự được xác định. Nhưng bạn có thể hỏi, trong lực hấp dẫn của Newton, nơi các vectơ gia tốc của Trái đất. Bây giờ sự tăng tốc của Trái đất chủ yếu là do Mặt trời, một phần là do mặt trăng và hơi do các hành tinh khác.

Chúng ta hãy bỏ qua mặt trăng (tức là xem xét chuyển động của barycentre Trái đất)

Gia tốc do mặt trời lớn hơn 4 bậc so với sao Mộc. Vì vậy, nếu Sao Mộc nằm đúng góc với Trái đất, vectơ gia tốc của Trái đất hơi bị kéo ra khỏi tâm mặt trời. Nhưng không nhiều, trên thực tế, nó chỉ đến một điểm cách trung tâm khoảng 4000km. Mặt trời có bán kính 700000km, do đó, điểm Trái đất quay quanh bên trong mặt trời và không phải là sao Mộc.

Để xem tại sao Trái đất không quay quanh barycentre, hãy xem xét chuyển động của Mặt trời trong một hệ thống ba cơ thể (Sun-Jupiter-Earth) Trái đất không quay quanh quỹ đạo Mặt trời-Sao Mộc giống như Mặt trời không quay quanh Barycenter Trái đất-Jupiter.

@Incni Câu trả lời của Mrsi là chính xác: Trái đất quay quanh tâm khối lượng của Hệ Mặt trời, nơi bị Mặt trời thống trị với một sự điều chỉnh nhỏ do Sao Mộc và nhỏ hơn bởi các hành tinh khổng lồ khác.

Xem Nơi không gian của NASA để có một lời giải thích ngắn gọn, đơn giản. Xem Zibits để biết mô tả với đồ họa WMU rất đẹp có một bài viết hay cho thấy hiệu ứng của các hành tinh khác nhau

Bạn có thể dễ dàng thấy rằng điều này phải đúng theo nhiều cách.

Trước hết, chúng ta hãy xem xét chỉ là bộ ba Mặt trời-Trái đất-Sao Mộc. Nếu mỗi hành tinh quay quanh xung quanh khối tâm hệ thiên thể với mặt trời, nếu như các hành tinh khác không tồn tại, bạn sẽ phải tiểu di chuyển trong một vòng tròn nhỏ với trái đất và một vòng tròn 12x chậm lớn hơn nhiều và với Jupiter cùng một lúc mà không có một ảnh hưởng đến người khác.

Bởi vì khối lượng của Trái đất rất nhỏ, đến mức xấp xỉ khá tốt, bạn có thể nhìn Trái đất quay quanh quỹ đạo mỗi năm một lần quanh Mặt trời, nó quay quanh quỹ đạo Mặt trời-Sao Mộc trong mười hai năm.

Điểm thử nghiệm thứ hai hỗ trợ cho điều này xuất phát từ việc phát hiện thêm hành tinh mặt trời thông qua các phép đo Doppler. Khi một ngôi sao có nhiều hành tinh đủ lớn để gây ra các chuyển động sao đủ lớn để các thiết bị của chúng ta phát hiện, chúng ta sẽ thấy vận tốc ánh sáng của ngôi sao thay đổi theo cách phù hợp với nó quay quanh tâm khối sao và một số hành tinh . Mặt khác, chúng tôi không thể phát hiện các hành tinh khác.

Cách thứ ba là một thí nghiệm gedanken. Hãy xem xét Tatooine và hành tinh giống như sớm quay quanh một ngôi sao đôi. Có phải quỹ đạo Tatooine chỉ là một trong số họ, bỏ qua người kia? Làm thế nào mà có thể được? (Làm thế nào để nó chọn cái nào để bỏ qua?) Nó phải quay quanh trung tâm khối lượng chung của chúng.

Điểm mấu chốt: Mặt trời và tất cả các hành tinh quay quanh tâm khối lượng của Hệ Mặt trời.

Câu trả lời đúng duy nhất: không có điểm cụ thể nào , vì chuyển động của Trái đất rất phức tạp.

Đầu tiên, Trái đất quay quanh quỹ đạo Mặt trăng Trái đất.
Thật ngạc nhiên. Nhưng điểm này nằm bên trong hành tinh, một nơi nào đó trong lớp phủ.

Tiếp theo, sẽ là một xấp xỉ hợp lý để nói rằng hệ Trái đất + Mặt trăng quay quanh hệ thống các hành tinh Mặt trời + kém hơn (Sao Kim và Sao Thủy). Tất nhiên, chúng ta không nên cho rằng chính xác trọng lực kết hợp của chúng phát ra từ một điểm duy nhất. Nhưng, đại khái và trung bình, nó đến từ khối lượng trung tâm của Mặt trời + Sao Thủy + Sao Kim (gần trung tâm hình học của Mặt trời). Bất cứ lúc nào cũng không có bất kỳ cơ thể nào trong số này kéo Trái đất và Mặt trăng ra khỏi Mặt trời.

Cũng có những ảnh hưởng từ các hành tinh bên ngoài, chẳng hạn như Sao Mộc. Nhưng chúng ta không nên, ở bất kỳ mức độ đơn giản hóa nào, hãy nghĩ rằng nó đến từ bên trong Hệ Mặt Trời. Hướng của trọng lực của Sao Mộc quay hoàn toàn xung quanh nhật thực mỗi khi nó hoàn thành quỹ đạo (≈ 12 năm). Sẽ là hợp lý khi nói rằng Mặt trời + Sao Thủy + Sao Kim + Trái đất + Mặt trăng + Sao Hỏa và Sao Mộc về trung tâm khối lượng chung của chúng (một nơi không xa bề mặt của Mặt trời), xấp xỉ. Nhưng không phải tất cả các cơ thể, rõ ràng, được bao gồm ở đây. Nói chung, những gì mà điểm quỹ đạo của điểm này phụ thuộc rất nhiều vào định nghĩa của khung tham chiếu cố định của chúng tôi, và việc tranh luận về điều này không có ý nghĩa gì, về nguyên tắc.

Một Trái đất quay quanh quỹ đạo xấp xỉ Mặt trời sẽ bỏ qua không chỉ ảnh hưởng của Sao Kim (điều này có rất ít ý nghĩa đối với cuộc sống của con người), mà trước hết là lực hấp dẫn của Mặt trăng.

Điểm nào Trái đất thực sự quay quanh?

Không bao giờ, vẫn còn một barycenter (thường nằm ngoài chi của Mặt trời) mà Mặt trời thực hiện một điệu nhảy phức tạp.

Bây giờ, Trái đất thực sự quay quanh cái gì? Quỹ đạo của Trái đất được mô tả là hình elip; "tâm" của quỹ đạo hình elip xảy ra tại một trong những tiêu điểm của hình elip. Điều gì ở tiêu điểm của con đường elip mà Trái đất theo sau? Đây có phải là barycenter của hệ mặt trời hay là trung tâm khối lượng (lắc lư) của Mặt trời? Nói cách khác, quỹ đạo của Trái đất đang dịch chuyển khi Mặt trời bị kéo xung quanh, khoảng cách của chúng ta với Mặt trời không bao giờ thay đổi nhiều hơn độ lệch tâm của hình elip, hoặc chúng ta quay quanh barycenter của hệ mặt trời, và ...

Tất cả mọi thứ là tương đối, và tương đối với những gì.

Xem bài viết của NASA " Barycenter là gì? ", Phần "Barycenters trong hệ mặt trời của chúng ta":

Trường hợp barycenter giữa Trái đất và mặt trời ở đâu? Vâng, mặt trời có rất nhiều khối lượng. So sánh, khối lượng của Trái đất rất nhỏ. Điều đó có nghĩa là mặt trời giống như đầu của búa tạ. Vì vậy, barycenter giữa Trái đất và mặt trời rất gần với trung tâm của mặt trời. [Nó quay quanh 449 km từ trung tâm mặt trời .]

Sao Mộc lớn hơn Trái đất rất nhiều. Nó có khối lượng gấp 318 lần. Kết quả là, barycenter của Sao Mộc và mặt trời không nằm ở trung tâm của mặt trời. Nó thực sự ở ngay bên ngoài mặt trời!

Barycenter của hệ mặt trời của chúng ta là sự kết hợp của tất cả các khối lượng của nó, đây là bao nhiêu mặt trời chao đảo:

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, người dùng "fizixfan" tại ChemistryForum đã cung cấp đồ họa thú vị này:

Quỹ đạo của chúng ta xung quanh mặt phẳng siêu nhiên .