Солнечная система эволюция

Каждая из перечисленных выше проблем (обмена, захвата и т. п.) представляла собой задачу большой трудности. В них затрагивались проблемы, как писал Владимир Михайлович, возникающие в областях, где математика и механика граничат с философией происхождение и судьба Солнечной системы, эволюция звездных скоплений и т. п. В настоящее время проблема финальных движений полностью решена. В 1953 году Кирилл Александрович Ситников доказал возможность [c.10]

Исследование качественных свойств решений задачи трех тел продвинулись сравнительно далеко в направлении изучения финальных движений, т. е. поведения решений при i ос. Давний и стойкий интерес, который проявляют к этим вопросам как специалисты, так и не специалисты, вполне объясним. Здесь затрагиваются проблемы, возникающие в области, где математика и механика граничат с философией происхождение и судьба Солнечной системы, эволюция звездных скоплений и т. д. [c.39]

Если отвлечься от аномалий, обусловленных особенностями эволюции космических объектов (например, отсутствие водорода и гелия на Земле, или дефицит водорода и избыток гелия в звезде HD 168476), то распространенности элементов в различных космических объектах оказываются близкими друг к другу и к распространенностям элементов и их изотопов в Солнечной системе. [c.621]

В середине прошлого столетия шотландским физиком Уильямом Кельвином (Томсоном) (1824—1907) и немецким ученым Германом Гельмгольцем (1821 —1894) была выдвинута гипотеза о том, что источником солнечной энергии может быть гравитация. Если рассматривать Солнце как огромный газообразный шар, медленно сжимающийся под действием собственной тяжести, то при этом оно должно нагреваться (подобно тому как заметно нагревается газ при его сжатии велосипедным насосом). Подсчеты показывают, что такой процесс позволил бы Солнцу около 30 миллионов лет излучать энергию с нынешней интенсивностью. Это гораздо больше, чем время сгорания солнечного бензина , но все же гораздо меньше возраста Солнечной системы и действительного возраста Солнца. Как сейчас стало ясно, гипотеза Гельмгольца— Кельвина не была абсолютно неверной, так как большинство звезд действительно подвергается гравитационному сжатию (иногда даже довольно катастрофическому — своего рода взрыву вовнутрь ), но это происходит на гораздо более поздней стадии эволюции звезд, чем та, в которой сейчас находится Солнце. Кроме того, подобным выделением гравитационной энергии (но в гораздо больших масштабах) можно, по-видимому, объяснить необычное поведение некоторых астрофизических объектов, обнаруженных в последние десятилетия. Однако, несмотря на все это, гипотеза о гравитационном источнике солнечной энергии оказалась неверной. [c.92]

Исследование вещества М. позволяет сделать ряд выводов об эволюции Солнечной системы. Данные анализа изотопного, хи.м. и минерального состава М., а также структуры М. показали, что метеоритное вещество претерпело существ, изменения со времени своего образования из протопланетной материи, но вместе с тем сохранило ряд особенностей, отражающих разл. этапы эволюции Солнечной системы. Это установлено по определениям возраста М.— датировке событий, повлиявших на физ.-хим. свойства метеоритного вещества. [c.123]

При более точных исследованиях законов движения спутников Земли приходится учитывать гравитационные силы, обусловленные Солнцем, планетами солнечной системы и Луной. Для искусственных спутников типа американского Эхо (представляющего собой шар из весьма легкой синтетической ткани) имеет существенное значение световое давление, и эволюции орбит таких спутников оказываются весьма сложными для анализа. [c.40]

Вопрос о финальных типах движения исключительно важен для космогонии (теории происхождения и развития солнечной системы и других звездных систем). Изучение финальных движений интересно и для космонавтики, ибо может дать некоторые ориентировочные представления о возможной эволюции траектории космического аппарата при длительном — в течение нескольких лет и более — воздействии на него двух или нескольких небесных тел. [c.196]

Это течение превратилось со временем в планомерное исследование общих свойств эволюции небесной системы с начала ее происхождения и иногда вплоть до ее гибели или распада, и влилось в ту область астрономии, которая издавна носит название космогонии и занимается вопросом о происхождении Земли, Луны и вообще планет нашей Солнечной системы. [c.342]

В третьем издании более пространно, чем в предыдущих, рассказывается о результатах исследований Венеры, Марса, Юпитера и естественных спутников Юпитера и Марса с помощью автоматических станций. Это объясняется замечательными открытиями последних лет. Однако автор — не специалист в планетологии, и, отбирая материал, он руководствовался главным образом значением открытий для проектирования космических полетов, а также впечатлениями, естественными для всякого любознательного человека. Специалист-астрофизик поступил бы иначе для него основным критерием, вероятно, было бы значение открытия для теории происхождения и эволюции Солнечной системы. [c.9]

Точки либрации тел Солнечной системы представляют большой интерес для космологии и прикладных задач механики космического полета. В них могут скапливаться так называемые малые тела , исследование которых, как полагают, поможет существенно продвинуться вперед в решении проблемы эволюции Солнечной Системы. Имеются технические предложения об использовании точек либрации для размещения связных спутников, организации межпланетных сообщений и решения ряда других прикладных задач [51]. [c.221]

Условия на поверхности разных тел Солнечной системы весьма ра-зличны. Они зависят от характера эволюции тела, его массы, радиуса, расстояния от Солнца и периода вращения вокруг оси. [c.12]

Устойчивость и эволюция Солнечной системы [c.261]

Чтобы осознать всю грандиозность данной проблемы, необходимо понять, как получают энергию и какую роль она играет в жизни человечества. Почти все доступные виды энергии своими истоками обязаны либо Солнцу (ископаемое топливо, биомасса, ветер и поступающее на Землю излучение), либо процессам космической эволюции, предшествовавшим образованию Солнечной системы (ядерная энергия). [c.532]

Структура уравнения (365) подсказывает, что реальная физическая система включает одновременно причинно-следственную лоренц-инвариантную эволюцию вектора состояния, т.е. эволюцию "намерений", и случайную "волевую" последовательность действий, т.е. коллапсов М. Коллапсы волновых функций на Земле могут происходить как сами по себе, т.е. спонтанно, так и в результате прямой или косвенной связи с коллапсами квантов солнечного излучения в каскадах их превращений в тепловое движение атомов и молекул. В последнем случае темп коллапсов (абсолютная величина нелинейного оператора М) определяется неравновесностью, т.е. уровнем потока негэнтропии. Оператор коллапсов может быть лоренц-неинвариантен. Он действует, в основном, в предпочтительной системе координат, жестко связанной с Землей. В покоящейся системе коррелированных частиц оператор коллапсов действует одновременно по всему прост- [c.335]

П,— Р. а, учитывается [в широком смысле, т. е. ур-ния (1), (2)1 в теории эволюции метеорного вещества в Солнечной системе, а также в космогонии планетных систем [4]. В. В, Радаиевский [31 показал, что П.—Р, э. проявляется также при движении пылевых частиц вокруг планет. [c.5]

Несмотря на То, что состав большинства звёзд, галактик и межзвёздной среды в осн. следует стандартной кривой PH, существуют отклонения от неё, вызванные разл. физ. причинами. Старые звёзды, принадлежащие гало Галактики и шаровым звёздным скоплениям, содержат тяжелых элементов в 10—10 раз меньше, чем Солнечная система. Это связано с хим. эволюцией галактик. Нек-рые группы звёзд содержат тяжёлые элементы в пропорциях, существенно отличающихся от стандартных распространённостей, таковы, напр,, т. н. суперметаллич. звёзды (бариевые, СКО и др.). Существуют также обогащённые и обеднённые гелием звёзды, звёзды с низким содержанием Са. Звёзды с аномальным хим. составом составляют примерно 10% всех звёзд, находящихся вблизи гл. последовательности (см. Герцшпрунга — Ресселла диаграмма) и имеющих темп-ру поверхности от 8000 до 20 000 К (см. X ими-чески пекулярные звёзды,). [c.264]

Ньютонова теория Т. и ньютонова механика явились величайшим достижением естествознания. Они позволяют описать с больпюй точностью обширный круг явлений, в т. ч. движение естеств. и искусств, тел в Солнечной системе, движения в др. системах небесных тел в двойных звёздах, в звёздных скоплениях, в галактиках. На основе теории тяготения Ньютона было предсказано существование планеты Нептун и спутника Сириуса и сделаны многие др. предсказания, впоследствии блестяще подтвердившиеся. В совр. астрономии закон тяготения Ньютона является фундаментом, на основе к-рого вычисляются движения и строение небесных тел, их массы, эволюция. Точное определение гравитац. поля Земли позволяет установить распределение масс под её поверхностью (гравиметрич, разведка) и, следовательно, непосредственно репшть важные прикладные задачи. Однако в нек-рых случаях, когда поля Т. становятся достаточно сильными, а скорости движения тел в этих полях не малы по сравнению со ско-ростью света, Т. уже не может быть описано законом Ньютона. [c.188]

Исследование эволюции самогравитирующих газопылевых сгустков, участвующих в процессе аккумуляции планетных тел, представляет большой интерес, так как эволюционные процессы лежат в основе объяснения особенностей строения Солнечной системы, моделью возникновения которой являются распад протопланетного диска газопылевой туманности и динамический процесс аккумуляции планетных тел по схеме капельных моделей Энеева-Козлова [1-3]. [c.449]

В динамике космического полета можно отчетливо проследить плодотворные взаимодействия техники и ряда фундаментальных и прикладных наук. Особенно следует подчеркнуть широкое использование методов и результатов небесной механики для решения задач динамики в гравитационных полях Солнца и планет солнечной системы. Так теория кеплеровых движений, теория возмущений орбит, исследование движений в оскулирующих элементах (метод Лагранжа) перешли из небесной механики в динамику космического полета с относительно небольшими изменениями и дополнениями. Но в ряде задач (например, теория движения искусственных спутников Земли) динамики космического полета пришлось создавать и разрабатывать совершенно новые методы исследования. Эти новшества вызываются дополнительными силами, которые в задачах небесной механики не играют существенной роли. Так, при движении спутников Земли на высотах до 500—700 км аэродинамические силы, обусловленные наличием атмосферы, оказывают влияние на законы движения и приводят к постепенному изменению (эволюции) орбит спутников. Изучение этих эволюций требует знания строения атмосферы на больших высотах и знания, законов аэродинамического сопротивления при полете с первой космической скоростью в весьма разреженной среде. Развитие космонавтики обусловило быстрый прогресс и аэродинамики и метеорологии. [c.19]

Исследования движения планет и других тел солнечной системы, которыми занималась классическая небесная механика, были, как правило, несколько утилитарны — приспособленными к случаю орбит, лежаш.их почти в одной плоскости и мало отличаюш ихся от круговых. Такой подход, конечно, был оправдан запросами астрономической практики. С запуском космических аппаратов приобрели интерес исследования, не накладываюш ие никаких ограничений на форму и взаимное расположение орбит. Так как орбита, как правило, на небольшом интервале времени мало отличается от кеплеровской, то очень интересно проследить эволюцию орбиты за достаточно большой кусок времени. Цикл работ в этом направлении выполнен М. Л. Ли-довьш [14]. В исследованиях он широко пользовался асимптотическими методами нелинейной механики, а именно, методом усреднения по быстрым движениям и анализом получаюш,ейся усредненной системы дифференциальных уравнений. В небесной механике подобный подход, по-видимому, долгое время не котировался, но совершенно напрасно. Теоретические исследования последнего времени и сравнение с чис- [c.42]

Устойчивость солнечной системы. Говоря об эволюции движения гравитирующих тел, невозможно не упомянуть о блестящих достижениях А. Н. Колмогорова и В. И. Арнольда [15], [16] по теории динамических систем. С помощью этих, весьма общих, результатов останавливаться на которых здесь не место, Арнольду удалось доказать следующее нусть отношения масс планет к массе центрального тела достаточно малы пусть малы эксцентриситеты орбит и их на-клонносги. Тогда эксцентриситеты и наклонности вечно останутся малыми, а большие полуоси орбит вечно останутся вблизи своих начальных значений. Это верно для почти всех начальных условий. (Однако существует множество малой меры начальных условий, при которых такой устойчивости может и не быть). [c.44]

Если модельные представления о происхождении протопланетных туманностей подкрепляются наблюдательными данными, то отправной концепцией образования планет служат механические и космохимические характеристики Солнечной системы. Действительно, существующие закономерности в системе планет и спутников определенно указывают на единый процесс их формирования, а данные о свойствах поверхностей и составе вещества планет и малых тел, в сопоставлении с образцами материала их зародышей и "осколков" - метеоритов, позволяют составить некоторые представления о вероятных путях и механизмах этого процесса. Наибольшее признание получила идея об аккумуляции планет из холодного газо-пылевого диска после его отделения Шмидт, 1957). Она включает в себя динамику гравитирующих тел после развития возмущений во вращающемся пылевом субдиске и его распада вследствие возникновения гравитационной неустойчивости, а также последовательность аккреции вещества на телах промежуточных размеров - зародышевых сгустках и постепенное вычерпывание ими более мелких тел в процессе эволюции роя (Рис. 1.4.8). При этом, из-за приобретаемого телами центробежного ускорения и уменьшения гравитационного притяжения, их скорость вращения становится меньше кеплеровой, что увеличивает торможение в газе и способствует ускорению этого процесса. Важную роль должен был также играть механизм обмена исходным веществом в радиальном направлении, эффективность которого накладывает определенные ограничения на возможность реализации различных сценариев эволюции диска и степень его хаотизации при формировании зародышей планет Гринберг, 1989). [c.61]

Ниже исследуется ограниченная круговая задача трех тел, когда третье малое тело предполагается сферически симметричным и деформируемым, его центр масс движется в плоскости круговых орбит двух первых тел, а враш,ение вокруг центра масс происходит вокруг нормали к плоскости движения центра масс. Суш,ественным обстоятельством, влияюш,им на эволюцию движения малой сферически симметричной деформируемой планеты является рассеяние энергии нри ее деформациях, что приводит к эволюции ее орбиты и угловой скорости враш,ения. Поскольку нреднолагается, что массы двух тел (для Солнечной системы это могут быть Солнце и Юпитер) относятся как один к /i, (/i <С 1), то эволюция движения деформируемой планеты разбивается на два этапа. На первом этапе быстрой эволюции орбита деформируемой планеты стремится к круговой с центром в массивном теле, а ее враш,ение совпадает с орбитальным (режим гравитационной стабилизации, резонанс 1 1). При этом планета оказывается деформированной (сплюснутой по полюсам и вытянутой вдоль радиуса, соединяюш,его планету с массивным телом) [1, 2]. На втором этане медленной эволюции учитывается влияние планеты с массой /i, что приводит к эволюции круговой орбиты деформируемой планеты. Согласно полученным ниже уравнениям, описываюш,им эволюцию круговой орбиты, ее радиус стремится к радиусу тела массы 1, т. е. он возрастает, если деформируемое тело находится внутри орбиты тела массы /i, или убывает в противном случае. На конечном этане медленной эволюции, когда орбиты деформируемой планеты и тела массы 1 становятся близкими, возможен захват деформируемой планеты пла- [c.385]

Если 002 и ооз близки друг к другу, то это означает, что деформированный шар в процессе движения по орбите периодически сближается с телом массы /х, и возникает проблема их взаимного захвата с образованием двойной планетной системы на подобии системы Земля-Луна. В Солнечной системе примером подобной ситуации может служить система Солнце и Юпитер, а деформируемые планеты — многочисленные спутники Юпитера, прежившие в процессе эволюции своих орбитальных движений вокруг Солнца захват Юпитером. Эти же соображения могут быть отнесены к системе Солнце-Сатурн с многочисленными спутниками у последнего. [c.401]

Как было установлено в результате детального изучения строения белых карликов, их недостаточная яркость объясняется тем, что запас водорода, главный источник энергии звезд, уже использован эти звезды состоят в основном из гелия. Та слабая яркость, которая все же наблюдается, обусловлена гравитационной энергией, освобождающейся при медленном сжатии ввезды. По-видимому, эти звезды достигли конечного этапа эволюции звезд. Одна из ближайших к нам звезд, спутник Сириуса, расположенная на расстоянии 8 световых лет от Солнечной системы, является белым карликом. Существование [c.255]

Далее оказывается, что усредненная система имеет устойчивое положение равновесия, соответствующее движению всех планет в одной плоскости а одну сторону по круговым орбитам. Движение планет, соответствующее малым колебаниям в линеаризованной около этого равновесия усредненной системе, называется лагранжевым движением. Оно имеет простую геометрическую интерпретацию. Вектор, направленный из фокуса в перигелий планеты и имеющий длину, пропорциональную ее эксцентриситету (вектор Лапласа), в проекции на основную плоскость системы координат является суммой п—1 равномерно вращаюшлхся векторов. Набор угловых скоростей этих векторов одинаков для всех планет. Вектор, направленный по линии пересечения плоскости орбиты планеты с основной плоскостью (линии узлов) и пропорциональный по длине наклонению планеты, является суммой п—2 равномерно вращающихся векторов". Если в некоторый момент времени эксцентриситеты и наклонения достаточно малы, то в усредненной системе они останутся малыми и во все время движения. В частности, оказываются невозможными столкновения планет и уходы на бесконечность. Это утверждение называется теоремой Лагранжа — Лапласа об устойчивости Солнечной системы. С момента доказательства теоремы (1784 г.) центральная математическая задача небесной механики состояла в том, чтобы перенести этот вывод об устойчивости с усредненной системы на точную. На этом пути возникли многие разделы теории динамических систем, в том числе теория возмущений и эргодическая теория. Сейчас решение рассматриваемой задачи значительно продвинуто. Оказывается, при достаточно малых массах планет большая доля области фазового пространства, соответствующей не-зозмущенном движению в одну сторону по кеплеровским эллипсам малых эксцентриситетов и наклонений, заполнена условно-периодическими движениями, близкими к лагранжевым (см. 3). Таким образом, устойчивость имеет место для большинства начальных условий. При начальных условиях из исключительного множества эволюция больших полуосей если и происходит, то очень медленно — ее средняя скорость экспо- [c.186]

Если предположить, что Солнце сжалось лишь от орбиты Нептуна, то можно применить уравнение (52), которое даст значение для Т приблизительно на 1/G600 меньше. Во в яком случае мы не намереваемся предполагать, что оно когда-либо сжалось от таких болыиих размеров тем не менее данные результаты имеют большое значение и освещают многое в вопросе эволюции солнечной системы из протяженной туманности. Если бы сжатие Солнца было единственным источником его энергии, то это рассуждение дало бы определенное указание на верхний лредел возраста Земли. Но предел настолько мал, что он несовместим с выводами, полученными различными способами на основании геологических данных, и он совершенно не согласуется с возрастом некоторых урановых руд, определенным на основании процентного содержания в них свинца. Последнее открытие огромной внутриатомной энергии, которая проявляется в распаде радия и нескольких других веществ, показывает существование источников энергии, которых до сих пор не принимали во внимание, и говорит за то, что солнечное тепло в части, если не в целом, происходит из этих источников. В настоящее время, конечно, еще нельзя указать пределы для возраста Солнца. [c.69]

Вернемся теперь к обсуждению некоторых важных задач динамики Солнечной системы, связанных с вопросами эволюции и усто11Чивости. Наблюдая за телами Солнечной системы, мы видим, что планеты движутся вокруг Солнца по непересекающимся орбитам, медленные изменения которых достаточно точно описываются теориями общих возмущений. Большинство спутников ведет себя аналогичным образом, правда, есть подозрение, что спутники Юпитера и Сатурна, обращающиеся вокруг планет в обратном направлении. на самом деле представляют собой захваченные астероиды. Примечательно наличие большого числа почти точных соизмеримостей в средних движениях и зон избегания в поясе астероидов и структуре колец Сатурна, соответствующих определенным соизмеримостям. В отношении комет следует отметить, что их орбиты в результате столкновений с планетами могут испытывать суще-ствеииые изменения. [c.261]

К сожалению, приходится признать, что даже сегодня небесная механика не в состоянии с уверенностью указать возраст Солнечной системы и ответить на вопросы, относящиеся к ее устойчивости и эволюции. Однако это вовсе не означает, что за последние годы в этой области не было никакого продвижения. Несом-НСН1ГЫ большие успехи, достигнутые на многих направлениях исследования этой проблемы, в результате чего мы сейчас значительно яснее представляем себе механизмы гравитационного взаимодействия, определяющие движение различных подсистем. В последующих разделах будут рассмотрены некоторые из этих задач. [c.262]

Открытие со времени Энке в Галактике огромных диффузных туманностей, темных и светящихся, через которые проходят пути звезд, и совсем недавнее открытие более разреженного межзвездного вещества сделало снова эту проблему важной, особенно для космогонии. В большинстве распространенных теорий происхождения и эволюции солнечной системы предполагается, что первоначально Солнце было окружено облаком вещества, в котором двигались первобытные планеты. Далее, одна из особенностей солнечной [c.303]

Табл. 12 приложения может быть продолжена за счет комет, у которых афелии орбит лежат далеко за пределами орбиты Плутона (см. приложение 13). Можно предполагать, что в эволюции орбит этих комет основную роль играют неизвестные нам большие планеты Солнечной системы. Таким образом, между короткопериодиче- [c.271]

Естественно считать, что коллапсы М осуществляют также неравновесную и необратимую эволюцию системы. Особенно ясно это видно в процессах, аналогичных измерениям, когда коллапсы волновых функций сопровождаются коллапсами вероятностей и регистрацией значений измеряемых величин. Как было показано в предыдущих разделах, негэнтропия коллапсирующей системы при этом должна возрастать за счет возрастания энтропии окружения. Ясно, что это может происходить только в неравновесной системе. На Земле самым мощным источником неравновесности является солнечное излучение, поэтому темп коллапсов (вектора состояния и вероятностей) частично связан с потоком негэнтропии от Солнца. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...