Lực giữa Mặt trời và trung tâm của Dải Ngân hà mạnh đến mức nào?


12

Tôi biết Mặt trời đang quay quanh Dải Ngân hà, nhưng lực hấp dẫn giữa chúng mạnh đến mức nào (ví dụ như thứ tự cường độ về mặt newton) là gì?

Câu trả lời:


11

Các quỹ đạo thiên hà không phải là Keplerian: Không có một trung tâm khổng lồ nào, có lực hấp dẫn thu hút mặt trời, thay vào đó là toàn bộ đĩa và quầng sáng vật chất tối bao quanh thiên hà. Chúng ta không thể sử dụng định luật nghịch đảo bình phương để tính toán lực hấp dẫn mà không biết sự phân bố khối lượng trong thiên hà.

Tuy nhiên, quỹ đạo của Mặt trời gần như tròn, vì vậy chúng ta có thể sử dụng động học để có một số ý tưởng về các lực liên quan: Đối với chuyển động tròn . Vận tốc của mặt trời là khoảng225000 m / s, và chúng ta đang ở bán kính khoảng 2,5e20 m tính từ tâm. Công thức trên cho gia tốc hướng tâm rất nhỏ là 2e-10 m / s²a=v2r

Tuy nhiên, mặt trời khá lớn, 2e30 kg, vì vậy sử dụng , lực tác dụng lên mặt trời là theo thứ tự 4e20 N. Đây là khoảng 0,01 lực tác dụng lên Trái đất bởi Mặt trời. (3.6e22 N)F=ma


gMmr2

3
Bạn chắc chắn có thể sử dụng luật bình phương nghịch đảo để tính toán lực hấp dẫn. Nó khó hơn một chút so với hệ thống keplerian tiêu chuẩn, nhưng nó có thể được thực hiện. Bạn chỉ cần tìm ra tất cả các phần bên trong theo quỹ đạo của Mặt trời có liên quan đến việc tích hợp. Nếu bạn không thể làm điều này, các mô phỏng cơ thể N của động lực thiên hà sẽ không hoạt động như cơ bản là những gì chúng làm.
zephyr

1
Điều đó đúng, nhưng như bạn nói, bạn sẽ cần biết sự phân bố khối lượng bên trong và (vì thiên hà không đối xứng hình cầu) bên ngoài quỹ đạo của Mặt trời. Mặt khác, phương pháp động học ở trên đưa ra một giải pháp mà không cần tính toán, động lực học cơ thể n. Tôi sẽ chỉnh sửa để làm rõ.
James K

1
@CarlWitthoft Nếu bạn tổng hợp những gì bạn có thể thấy, thì không, nó không có. Đó là lý do tại sao vật chất tối là bắt buộc. Tôi tin rằng tốc độ của Mặt trời sẽ là 2/3 so với việc sử dụng kho vật chất baryonic. Sự thâm hụt này tất nhiên trở nên nghiêm trọng hơn nhiều ở bán kính thiên hà lớn hơn.
Rob Jeffries
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.