Például mi van elektromosság- sok definíció létezik, de egyik sem írja le pontosan a mechanizmusát, kétértelműség és bizonytalanság nélkül.
Másrészt az elektrotechnika eléggé fejlett tudomány, amelyben a segítségével matematikai képletek minden elektromos folyamatot részletesen leírnak.
Miért ne mutathatna meg hasonló folyamatokat ugyanazokkal a képletekkel és számítógépes grafikával.
De ma egy egyszerűbb folyamat, mint az elektromosság - a gravitációs erő - hatását fogjuk figyelembe venni. Úgy tűnik, nincs ebben semmi bonyolult, mert a törvény egyetemes gravitáció az iskolában tanulnak, de ennek ellenére... A matematika úgy írja le a folyamatot, ahogy az ideális körülmények között, egy bizonyos virtuális térben zajlik, ahol nincsenek korlátozások.
Az életben általában nem minden így van, és a vizsgált folyamat folyamatosan sokféle, első pillantásra észrevehetetlen vagy jelentéktelen körülményre épül.
A képlet ismerete és működésének megértése egy kicsit más dolog.
Tehát tegyünk egy kis lépést a gravitáció törvényének megértése felé. Maga a törvény egyszerű - a gravitációs erő egyenesen arányos a tömegekkel és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével, de a bonyolultság a kölcsönhatásban lévő objektumok elképzelhetetlen számában rejlik.
Igen, csak a gravitációs erőt fogjuk úgymond teljesen egyedül figyelembe venni, ami természetesen helytelen, de ebben az esetben megengedhető, hiszen ez egyszerűen egy módja annak, hogy megmutassuk a láthatatlant.
Pedig a cikk JavaScript kódot tartalmaz, pl. az összes kép valójában Canvas segítségével készült, így a teljes cikk elkészíthető.
A gravitáció képességeinek megjelenítése a Naprendszerben
A klasszikus mechanika keretein belül a gravitációs kölcsönhatást Newton egyetemes gravitációs törvénye írja le, amely kimondja, hogy a gravitációs vonzás ereje F két anyagi tömegpont között m 1És m 2, távolsággal elválasztva r, arányos mindkét tömeggel és fordítottan arányos a távolság négyzetével – azaz:Ahol G- gravitációs állandó körülbelül 6,67384 × 10 -11 N × m 2 × kg -2.
De szeretnék képet látni a gravitáció változásáról az egész Naprendszerben, és nem két test között. Ezért a második test tömege m 2 vegyük egyenlőnek 1-gyel, és egyszerűen jelöljük az első test tömegét m. (Azaz az objektumokat a formában ábrázoljuk anyagi pont- egy pixel mérete, és a vonzási erőt egy másik, virtuális objektumhoz viszonyítva mérjük, nevezzük „teszttestnek”, 1 kilogramm tömegű.) Ebben az esetben a képlet így fog kinézni:
Most ahelyett m helyettesítjük a vizsgált test tömegét, és helyette r végigmegyünk a 0-tól az utolsó bolygó pályájának értékéig tartó összes távolságon, és megkapjuk a gravitációs erő változását a távolság függvényében.
Különböző tárgyakból származó erők alkalmazásakor a nagyobbat választjuk.
Továbbá ezt az erőt nem számokban fejezzük ki, hanem a megfelelő színárnyalatokban. Ez világos képet ad a gravitáció eloszlásáról a Naprendszerben. Vagyis be fizikai érzék, a színárnyalat egy 1 kilogramm súlyú test súlyának felel meg a megfelelő ponton Naprendszer.
Meg kell említeni, hogy:
- a gravitációs erő mindig pozitív, nincs negatív értékeket, azaz tömeg nem lehet negatív
- a gravitációs erő nem lehet egyenlő nullával, azaz. egy objektum vagy létezik valamilyen tömeggel, vagy egyáltalán nem létezik
- a gravitációs erőt nem lehet sem átvilágítani, sem visszaverni (mint egy fénysugár a tükörrel).
Most nézzük meg, hogyan jeleníthetjük meg a gravitációs erő nagyságát színesben.
A számok színes megjelenítéséhez létre kell hozni egy tömböt, amelyben az index megegyezik a számmal, az érték pedig az RGB rendszer színértéke.
Itt van egy színátmenet fehértől pirosig, majd sárga, zöld, kék, lila és fekete. Összesen 1786 színárnyalat volt.
A színek száma nem olyan nagy, egyszerűen nem elegendőek a gravitációs erők teljes spektrumának megjelenítéséhez. Korlátozzuk magunkat a gravitációs erőkre a maximumtól - a Nap felszínén és a minimumtól - a Szaturnusz pályáján. Ez azt jelenti, hogy ha a Nap felületére kifejtett vonzási erőt (270,0 N) a táblázatban az 1. index alatti színnel jelöljük, akkor a Szaturnusz pályáján lévő Nap vonzási ereje (0,00006 N) 1700-nál jóval nagyobb indexű szín jelöli. Ennek ellenére nem lesz elég szín a gravitációs erő nagyságának egyenletes kifejezéséhez.
Annak érdekében, hogy tisztán lássuk a legtöbbet érdekes helyek a megjelenített vonzási erőkben szükséges, hogy az 1N-nél kisebb vonzási erő értékek nagy színváltozásoknak feleljenek meg, és 1H-tól és afelett az egyezések nem olyan érdekesek - egyértelmű, hogy a vonzási erő , mondjuk, a Földé, eltér a Mars vagy a Jupiter vonzásától, és ez így van rendjén. Vagyis a szín nem lesz arányos a vonzási erő nagyságával, különben a legérdekesebbet „elveszítjük”.
A gravitációs érték konvertálásához a színtábla indexévé a következő képletet használjuk:
Igen, ez ugyanaz a hiperbola, amely azóta is ismert Gimnázium, csak korábban kivont érvből Négyzetgyök. (Tisztán a fényből vettük, csak azért, hogy csökkentsük a vonzási erő legnagyobb és legkisebb értéke közötti arányt.)
Nézze meg, hogyan oszlanak el a színek a Nap és a bolygók vonzásától függően.
Mint látható, a Nap felszínén a teszttestünk körülbelül 274 N vagy 27,4 kG lesz, mivel 1 N = 0,10197162 kgf = 0,1 kgf. A Jupiteren pedig majdnem 26 N vagy 2,6 kgf, a Földön a teszttestünk körülbelül 9,8 N vagy 0,98 kgf.
Elvileg ezek a számok nagyon-nagyon közelítőek. A mi esetünkben ez nem túl fontos, ezeket a gravitációs értékeket a megfelelő színértékekké kell alakítanunk.
Tehát a táblázatból jól látható, hogy a vonzóerő maximális értéke 274N, a minimum pedig 0,00006N. Vagyis több mint 4,5 milliószor különböznek egymástól.
Az is világos, hogy az összes bolygó majdnem azonos színűnek bizonyult. De ez nem számít, az a fontos, hogy jól láthatóak legyenek a bolygók vonzásának határai, hiszen a kis értékek vonzó erői elég jól színezik.
Természetesen a pontosság alacsony, de csak meg kell szereznünk alapgondolat a gravitációs erőkről a Naprendszerben.
Most „rendezzük” a bolygókat a Naptól való távolságuknak megfelelő helyekre. Ehhez valamilyen távolságskálát kell csatolni a kapott színátmenethez. A pályák görbületét szerintem figyelmen kívül lehet hagyni.
De mint mindig kozmikus léptékű, e szavak szó szerinti értelmében, nem engedik, hogy a teljes képet lássa. Lássuk, a Szaturnusz hozzávetőleg 1430 millió kilométerre található a Naptól, a pályája színének megfelelő index 1738. Azaz. egy pixelben (ha ezen a skálán egy színárnyalat egyenlő egy pixellel) körülbelül 822,8 ezer kilométer derül ki. A Föld sugara pedig hozzávetőlegesen 6371 kilométer, i.e. átmérője 12 742 kilométer, körülbelül 65-ször kisebb, mint egy pixel. Így tarthatod meg az arányokat.
A másik irányba megyünk. Mivel minket a körkörös tér gravitációja érdekel, külön vesszük a bolygókat, és színezzük őket és a körülöttük lévő teret a maguk és a Nap gravitációs erőinek megfelelő színnel. Vegyük például a Merkúrt - a bolygó sugara 2,4 ezer km. és egyenlővé tesszük egy 48 pixel átmérőjű körrel, azaz. Egy pixel 100 km lesz. Ekkor a Vénusz és a Föld 121, illetve 127 pixeles lesz. Elég kényelmes méretek.
Tehát készítünk egy 600 x 600 pixel méretű képet, meghatározzuk a Naphoz való vonzóerő értékét a Merkúr pályáján plusz/mínusz 30 000 km (úgy, hogy a bolygó a kép közepén legyen) és fesse le a hátteret ezeknek az erőknek megfelelő színárnyalatok gradiensével.
Ugyanakkor a feladat egyszerűsítése érdekében nem a megfelelő sugarú ívekkel festünk, hanem egyenes, függőleges vonalakkal. (Nagyjából véve a „Napunk” „négyzet” lesz, és mindig a bal oldalon lesz.)
Annak érdekében, hogy a háttérszín ne jelenjen meg a bolygó képén és a bolygó vonzási zónáján, meghatározzuk annak a körnek a sugarát, amely megfelel annak a zónának, ahol a bolygó vonzása nagyobb, mint a Nap vonzása, és fesd fehérre.
Ezután a kép közepére helyezünk egy skálán a Merkúr átmérőjének megfelelő kört (48 pixel), és kitöltjük a felületén lévő bolygó vonzási erejének megfelelő színnel.
Ezután a bolygóról festünk egy gradienssel a rá irányuló vonzási erő változásának megfelelően, és ugyanakkor folyamatosan összehasonlítjuk a Merkúr vonzási rétegének minden pontjának színét egy azonos koordinátájú ponttal, de a Naphoz való vonzódás rétegében. Amikor ezek az értékek egyenlővé válnak, ezt a pixelt feketévé tesszük, és leállítjuk a további festést.
Így a bolygó és a Nap gravitációs ereje egy bizonyos formáját kapjuk látható változásnak, világos fekete határvonallal.
(Pontosan ezt akartam csinálni, de... nem jött össze, nem tudtam két képréteget pixelenként összehasonlítani.)
A távolságot tekintve 600 pixel 60 ezer kilométernek felel meg (azaz egy pixel 100 km).
A Naphoz való vonzóerő a Merkúr pályáján és annak közelében csak kis tartományon belül változik, amit esetünkben egy színárnyalat jelez. 
Tehát a Merkúr és a gravitációs erő a bolygó közelében.
Azonnal meg kell jegyezni, hogy a nyolc finom sugár a vászonra rajzolt körök hibája. Semmi közük a tárgyalt témához, és egyszerűen figyelmen kívül kell hagyni őket.
A négyzet méretei 600 x 600 pixel, azaz. ez a tér 60 ezer kilométer. A Merkúr sugara 24 pixel - 2,4 ezer km. A vonzáskörzet sugara 23,7 ezer km.
A kör a közepén, ami majdnem fehér, ez maga a bolygó és színe megfelel a bolygó felszínén lévő kilós teszttestünk súlyának - körülbelül 373 gramm. Vékony kör kék színű mutatja a határt a bolygó felszíne és az a zóna között, amelyben a bolygó felé irányuló gravitációs erő meghaladja a Nap felé irányuló gravitációs erőt.
Ezután a szín fokozatosan megváltozik, egyre vörösebb lesz (azaz csökken a vizsgált test súlya), végül egyenlővé válik az adott helyen a Naphoz ható vonzóerőnek megfelelő színnel, i.e. a Merkúr pályáján. Ugyancsak kék körrel jelöljük a határt azon zóna között, ahol a bolygó vonzási ereje meghaladja a Nap vonzási erejét.
Amint látja, nincs semmi természetfeletti.
De az életben a kép kissé más. Például ezen és az összes többi képen a Nap a bal oldalon van, ami valójában azt jelenti, hogy a bolygó gravitációs tartományát a bal oldalon kissé „lapítani”, a jobb oldalon meg kell hosszabbítani. És a képen van egy kör.
Természetesen a legjobb megoldás az lenne, ha pixelről pixelre hasonlítaná össze a Nap felé irányuló vonzási területet és a bolygó felé irányuló vonzási területet, és kiválasztaná (megjelenítené) közülük a nagyobbat. De sem én, mint a cikk szerzője, sem a JavaScript nem vagyok képes ilyen bravúrokra. A többdimenziós tömbökkel végzett munka nem prioritás ennek a nyelvnek, de szinte minden böngészőben megjeleníthető a munkája, amivel megoldódott az alkalmazás kérdése.
Igen, és a Merkúr és az összes többi bolygó esetében földi csoport, a Nap vonzási erejének változása nem olyan nagy, hogy a rendelkezésre álló színárnyalatkészlettel megjelenítse. De ha figyelembe vesszük a Jupitert és a Szaturnuszt, a gravitációs erő változása a Nap felé nagyon észrevehető.
Vénusz
Valójában minden ugyanaz, mint az előző bolygón, csak a Vénusz mérete és tömege sokkal nagyobb, és a bolygó pályáján a Naphoz való vonzóerő is kisebb (a színe sötétebb, vagy inkább vörösebb ), és a bolygó tömege nagyobb, így a bolygó korongjának színe világosabb.Ahhoz, hogy egy 1 kg tömegű teszttest vonzászónájával rendelkező bolygó beleférjen egy 600 x 600 pixeles képbe, a léptéket 10-szeresére csökkentjük. Most 1 ezer kilométer van egy pixelben.
Föld+Hold
A Föld és a Hold megjelenítéséhez nem elegendő a lépték 10-szeres megváltoztatása (mint a Vénusz esetében), hanem növelni kell a kép méretét (a Hold pályájának sugara 384,467 ezer km). A kép 800 x 800 pixel méretű lesz. A lépték 1000 kilométer egy pixelben (jól értjük, hogy a kép hibája még tovább fog nőni).
A képen jól látható, hogy a Hold és a Föld vonzási zónáit a Nap vonzási zónája választja el. Vagyis a Föld és a Hold két egyenértékű, különböző tömegű bolygó rendszere.
Mars Phobosszal és Deimosszal
A lépték 1 ezer kilométer egy pixelben. Azok. mint a Vénusz, a Föld és a Hold. Ne feledje, hogy a távolságok arányosak, és a gravitáció kijelzése nemlineáris.
Most azonnal láthatja az alapvető különbséget a Mars és műholdai, valamint a Föld és a Hold között. Ha a Föld és a Hold két bolygó rendszere, és eltérő méretük és tömegük ellenére egyenrangú partnerként működnek, akkor a Mars műholdai a Mars gravitációs erejének zónájában vannak.
Maga a bolygó és műholdjai gyakorlatilag „elveszett”. A fehér kör a távoli műhold, a Deimos pályája. Nagyítson 10-szer a jobb láthatóság érdekében. 100 kilométer van egy pixelben.
Ezek a „hátborzongató” sugarak a Canvas-ból elég csúnyán elrontják a képet.
A Phobos és Deimos méretét aránytalanul, 50-szeresére növelik, különben teljesen láthatatlanok. E műholdak felületének színe sem logikus. Valójában ezeknek a bolygóknak a felszínén a gravitációs erő kisebb, mint a pályájukon lévő Marson.
Vagyis mindent „lefúj” a Phobos és Deimos felszínéről a Mars gravitációja. Ezért felületük színének meg kell egyeznie a pályájuk színével, de csak a könnyebb átlátás érdekében a műholdak korongjait a gravitációs erő színe szerint színezzük, ha nincs gravitációs erő. Mars.
Ezeknek a műholdaknak egyszerűen monolitoknak kell lenniük. Ráadásul, mivel nincs gravitációs erő a felszínen, ez azt jelenti, hogy nem alakulhattak ki ilyen formában, vagyis mind a Phobos, mind a Deimos korábban valami más része volt, nagyobb tárgy. Nos, vagy legalábbis más helyen voltak, kisebb gravitációval, mint a Mars gravitációs zónájában.
Például itt Phobos. A skála 100 méter egy pixelben.
A műhold felszínét kék kör, a műhold teljes tömegének gravitációs erejét pedig fehér kör jelzi.
(Valójában kicsi alakja égitestek Phobos, Deimos stb. messze nem gömb alakú)
A közepén lévő kör színe a műhold tömegének gravitációs erejének felel meg. Minél közelebb van a bolygó felszínéhez, annál gyengébb a gravitációs ereje.
(Itt ismét van egy pontatlanság. Valójában a fehér kör az a határ, ahol a bolygó gravitációs ereje válik egyenlő erősségű vonzás a Mars felé a Phobos pályáján.
Vagyis a fehér körön kívüli színnek meg kell egyeznie a műhold felületét jelző kék körön kívüli színnel. De a látható színátmenetnek a fehér körön belül kell lennie. De akkor semmi sem lesz látható.)
Úgy néz ki, mint a bolygó keresztmetszeti rajza.
A bolygó integritását csak annak az anyagnak az erőssége határozza meg, amelyből a Phobos áll. Kisebb erővel a Marsnak olyan gyűrűi lennének, mint a Szaturnusz, a műholdak megsemmisülésétől.
És úgy tűnik, hogy az űrobjektumok összeomlása nem is olyan kivételes esemény. Még a Hubble Űrteleszkóp is „észlelt” hasonló esetet.
A Naptól több mint 480 millió kilométerre (a Ceresnél távolabbi kisbolygóövben) található P/2013 R3 aszteroida szétesése. Az aszteroida négy legnagyobb töredékének átmérője eléri a 200 métert, össztömegük körülbelül 200 ezer tonna.
És ez Deimos. Minden ugyanaz, mint Phobos. A skála 100 méter egy pixelben. Csak a bolygó kisebb és ennek megfelelően világosabb, és a Marstól is távolabb helyezkedik el és itt kisebb a vonzási ereje a Marsnak (a kép háttere sötétebb, azaz pirosabb). 
Ceres
Nos, a Ceres semmi különös, kivéve a színezést. A Naphoz való vonzóerő itt kisebb, ezért a szín megfelelő. A skála egy pixelben 100 kilométer (ugyanaz, mint a Mercury képen).A kis kék kör a Ceres felszíne, a nagy kék kör pedig az a határ, ahol a bolygó gravitációs ereje egyenlő lesz a Nap gravitációs erejével.
Jupiter
A Jupiter nagyon nagy. Itt van egy 800 x 800 pixeles kép. A lépték 100 ezer kilométer egy pixelben. Ez a bolygó teljes gravitációs régióját mutatja be. Maga a bolygó egy kis pont a közepén. A műholdak nem jelennek meg.Csak a legtávolabbi, S/2003 J 2 műhold pályája (fehér külső kör) látható.
A Jupiternek 67 műholdja van. A legnagyobbak Io, Europa, Ganymedes és Callisto.
A legtávolabbi műhold, az S/2003 J 2, átlagosan 29 541 000 km távolságra kering a Jupiter körül. Átmérője körülbelül 2 km, tömege körülbelül 1,5 × 10 13 kg. Amint látja, messze túlmutat a bolygó gravitációs szféráján. Ez a számítási hibákkal magyarázható (elvégre elég sok átlagolás, kerekítés, egyes részlet elvetése történt).
Bár van mód a Jupiter gravitációs hatásának a Hill gömb által meghatározott határának kiszámítására, amelynek sugarát a képlet határozza meg
ahol a jupiter és m jupiter az ellipszis félig fő tengelye és a Jupiter tömege, és M nap a Nap tömege. Ez 52 millió km-es lekerekített sugarat ad. Az S/2003 J 2 excentrikus pályán távolodik akár 36 millió km távolságra a Jupitertől
A Jupiter gyűrűrendszerrel is rendelkezik, amely 4 fő összetevőből áll: a részecskékből álló vastag belső tórusz, az úgynevezett „halogyűrű”; viszonylag világos és vékony „főgyűrű”; és két széles és gyenge külső gyűrű - úgynevezett "hálógyűrűk", amelyek a műholdak anyagáról kapták a nevét -, amelyek alkotják őket: Amalthea és Théba.
Egy halogyűrű, amelynek belső sugara 92 000, a külső pedig 122 500 kilométer.
Főgyűrű 122500-129000 km.
Az Amalthea arachnoid gyűrűje 129000-182000 km.
Thébai pókgyűrű 129000-226000 km.
Nagyítsuk ki a képet 200-szorosra, egy pixelben 500 kilométer van.
Itt vannak a Jupiter gyűrűi. A vékony kör a bolygó felszíne. Ezután jönnek a gyűrűk határai - a halogyűrű belső határai, külső határ halo gyűrűk és a főgyűrű belső határa is stb.
A bal felső sarokban lévő kis kör az a terület, ahol a Jupiter Io holdjának gravitációs ereje egyenlővé válik az Io pályáján lévő Jupiter gravitációs erejével. Maga a műhold egyszerűen nem látható ebben a léptékben.
Elvileg a műholdakkal rendelkező nagy bolygókat külön kell figyelembe venni, mivel a gravitációs erők értékeinek különbsége nagyon nagy, csakúgy, mint a bolygó gravitációs régiójának méretei. Ennek eredményeként mindent érdekes részletek egyszerűen eltévednek. De egy sugárirányú színátmenettel rendelkező képet nézni nem sok értelme van.
Szaturnusz
Képméret 800 x 800 pixel. A lépték 100 ezer kilométer egy pixelben. Maga a bolygó egy kis pont a közepén. A műholdak nem jelennek meg.Jól látható a Nap felé irányuló vonzási erő változása (ne felejtsük el, hogy a Nap a bal oldalon van).
A Szaturnusznak 62 ismert holdja van. A legnagyobbak közülük Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan és Iapetus.
A legtávolabbi műhold a Fornjot (ideiglenes jelölése S/2004 S 8). Más néven Szaturnusz XLII. A műhold átlagos sugara körülbelül 3 kilométer, tömege 2,6 × 10 14 kg, fél-főtengelye 25 146 000 km.
A bolygókon a gyűrűk csak jelentős távolságra jelennek meg a Naptól. Az első ilyen bolygó a Jupiter. Mivel tömege és mérete nagyobb, mint a Szaturnusz, gyűrűi nem olyan lenyűgözőek, mint a Szaturnusz gyűrűi. Vagyis a bolygó mérete és tömege a gyűrűk kialakulásához kevésbé fontos, mint a Naptól való távolság.
De nézzünk tovább, egy pár gyűrű veszi körül a Chariklo (10199 Chariklo) aszteroidát (az aszteroida átmérője körülbelül 250 kilométer), amely a Szaturnusz és az Uránusz között kering a Nap körül.
Wikipédia a Chariklo aszteroidáról
A gyűrűrendszer egy 7 km széles sűrű belső gyűrűből és egy 3 km széles külső gyűrűből áll. A gyűrűk közötti távolság körülbelül 9 km. A gyűrűk sugara 396, illetve 405 km. Chariklo a legkisebb tárgy, amelynek gyűrűit felfedezték.
A gravitációs erő azonban csak közvetett kapcsolatban áll a gyűrűkkel.
Valójában a műholdak megsemmisítéséből gyűrűk jelennek meg, amelyek nem elég erős anyagból állnak, pl. nem kőmonolitok, mint a Phobos vagy a Deimos, hanem egy egésszé fagyott szikladarabok, jég, por és egyéb űrtörmelék.
Tehát a bolygó magával rántja őt a gravitációjával. Egy ilyen műhold, amelynek nincs saját gravitációja (vagy inkább saját gravitációs ereje kisebb, mint a pályáján lévő bolygó vonzási ereje), a pályán repül, megsemmisült anyag nyomát hagyva maga után. Így jön létre a gyűrű. Továbbá a bolygó felé irányuló gravitáció hatására ez a töredékes anyag megközelíti a bolygót. Vagyis a gyűrű kitágul.
Bizonyos szinten a gravitációs erő elég erős lesz ahhoz, hogy ezeknek a törmelékeknek a zuhanási sebessége megnő, és a gyűrű eltűnik.
Utószó
A cikk közzétételének célja, hogy esetleg valakit programozási ismeretekkel érdekeljen ez a téma, és jobb modellt készítsen gravitációs erők a Naprendszerben (igen, háromdimenziós, animációval.Vagy talán még azt is megcsinálja, hogy a pályák ne legyenek fixek, hanem számítva is legyenek - ez is lehetséges, a pálya olyan hely lesz, ahol a gravitációs erőt a centrifugális erő kompenzálja.
Majdnem olyan lesz, mint az életben, mint egy igazi naprendszer. (Itt lehet majd űrlövőt készíteni, az űrnavigáció minden finomságával az aszteroidaövben. A valós fizikai törvények szerint ható erőket figyelembe véve, nem pedig kézzel rajzolt grafikák között.)
És ez egy kiváló fizika tankönyv lesz, amelyet érdekes lesz tanulmányozni.
P.S. A cikk szerzője közönséges ember:
nem fizikus
nem csillagász
nem programozó
nem rendelkezik felsőfokú végzettséggel.
Címkék:
- adatvizualizáció
- javascript
- fizika
- gravitáció
Csakúgy, mint egy gumiszalaggal ellátott kavics, Földünk is gyorsan elrepül a Naprendszerből, ha valamilyen oknál fogva hirtelen megszűnik a nap gravitációja.
Tegyük fel egy pillanatra, hogy ez megtörtént. Lássuk, mi lesz akkor bolygónkkal és mindannyiunkkal – a Föld lakóival.
A nap vonzása
Amikor távolodunk a Naptól
Már amikor távolodunk a Naptól megközelítőleg az Uránusz bolygótól erősen érezhető fénycsökkenést és az éltető napsugarak hatását fogjuk érezni.
Ekkor nagy távolságban a Nap csak fényes, kicsit melegedő csillag formájában jelenik meg előttünk. Egy idő után kis, alig észrevehető, halványan villódzó csillag formájában fogjuk megfigyelni a Napot, és végül elveszítjük a szemünk elől.
De sokkal hamarabb, mint amikor szem elől tévesztjük nappali fényünket, minden állati és növényi élet megszűnik létezni a Földön. A Föld örök sötétségbe és hidegbe zuhan, és továbbra is gyorsan rohan át az Univerzum terén. Nem lesz légáramlat a Földön, nem lesz sem tornádó, sem zivatar, nem lesz még a leggyengébb szellő sem.
A globális hideg hatására a legmélyebb óceánok fenékig fagynak. A földet a folyékony levegőtől hó borítja, jégtömbbé változik, és örök és mély csend fog uralkodni rajta. Egyszóval bolygónk sok tekintetben hasonló lesz műholdjához, a Holdhoz.
Végül, ez az élettelen, fagyott blokk új naprendszerrel találkozhat a világűrben. E rendszer központi testének gravitációjának hatására a Föld keringni kezd körülötte, más bolygókkal együtt, amelyek már keringenek ezen új „Nap” körül.
A Föld az új bolygóvilág családjában talál majd menedéket, mondjuk új katasztrófa nélkül. Lehet, hogy az új Nap még erősebben fűti és világítja meg, mint az előzőt. Talán ismét „élethordozó” lesz, de ezúttal megújulva. A régi világ nem fog újjászületni.
De minden elmondott csak képzelet. Nagy megelégedésünkre, és nem tudunk „leugrani” róla. Az ő s hatalmas erő folyamatosan magához vonzza a Napunkat. És a természetben nincs olyan erő, amely ezt megzavarhatná a nap gravitációs ereje.
Az egyetlen lehetőség az, hogy egy másik csillag behatol a rendszerünkbe. Akkor nagyon ki fog törni szörnyű katasztrófa, amelyet Wells "The Star" című tudományos-fantasztikus történetében ír le.
A Nap nem csak a Földet (és más bolygókat) bizonyos távolságokban tartja magától, amelyek általában alig változnak, és valahol a tér határtalan távolságaiban. Ez azért történik, mert a Napnak hatalmas tömege van. Térfogata egymillió-háromszázezerszer nagyobb, a Nap tömege pedig körülbelül 750-szer nagyobb, mint a Naprendszer összes bolygójának tömege együttvéve. A Nap gravitációs ereje szokatlanul erős. , nem hagyja abba a ráesést, de semmiképpen sem tud leesni, hiszen a tehetetlenségi mozgása ezt megakadályozza.
Ha a Föld megáll a pályáján
De lássuk, mi történik, ha a Föld hirtelen, ismeretlen okok miatt leáll a pályáján való mozgás. Ekkor a Föld gyorsan, hihetetlenül nagy és egyre nagyobb sebességgel zuhan a Nap felé. És a végén ez rá fog esni.
A Föld forgása a Nap körüli pályáján Mi, a Föld lakói hamarosan észrevennénk a fény és a hő bőséges növekedését. Azonnal elviselhetetlenül melegünk lenne akkor is, ha ez a katasztrófa télen elkapott volna bennünket. A levegő hőmérséklete olyan gyorsan emelkedne, hogy olyan értéket érne el, hogy a szokásos hőmérőinkkel már nem is lehetne mérni.
Hatalmas jégtakarók az északi és déli sarkok ilyen körülmények között gyorsan elolvadnak, és a jég olvadásából keletkező víz gőzzé alakul, mielőtt szétterülne a Föld felszínén. A legmélyebb tengerek és óceánok kiszáradnak. Minden növényzet kiég. Még a leginkább szárazságtűrő növények is elpusztulnak. Az állatok és az emberek az egész bolygónkkal együtt égnek.
Még mielőtt a Föld közel kerülne a Naphoz, elkezd forró gázcsomóvá alakulni. Ez a csomó belemerül a Nap forró szakadékába. Emlékeznünk kell arra, hogy a Nap felszínének hőmérséklete körülbelül 6000 fok, és a legtűzállóbb fémek nagyon forró gázok állapotában vannak.
De semmi ilyesmi nem történhet. A Föld a Nap gravitációjának köszönhetően több millió éven át fog keringeni világítótestünk körül, és semmilyen katasztrófa nem fenyegeti.
A Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars a kis bolygók belső övét jelentik, amelyek kemény kőzetekből - szilikátokból állnak, légkörük van: - A Merkúron a légkör csak atomi állapot formájában figyelhető meg.
A Vénusz mérete majdnem megegyezik a Földével. A Vénusz légköre azonban 90-szer sűrűbb, mint a Földé, és a hőmérséklet a felszínén +400 C. - A Mars kisebb, mint a Föld, és 10-szer könnyebb. A légkör nagyon vékony = 0,6%
A Földitől. A Mars felszínén vulkánok vannak.
A belső övben napbolygók, A Föld a legnagyobb és legsűrűbb.
A Naptól távolabbi bolygók, a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz, a Neptunusz és a Plútó óriásbolygók, és fagyott gázokból állnak - hidrogén, hélium, ammónia, metán és nitrogén.
Szaturnusz.
Kialudt csillag.
A Szaturnusz, a Naprendszer leglassabb és legnehezebb bolygója.
763-szor nagyobb, mint a Föld.
95-ször nehezebb, mint a Föld.
A Naphoz és a Jupiterhez hasonlóan kisbolygógyűrűi és műholdai is vannak.
62 műholdja van. 17 megfelel a státusz - Kisbolygók.
Fénykép a Szaturnuszról készült űrhajó Cassini-Huygens. 
Phaeton elmélete.
Nem sokkal ezelőtt a csillagászok bizonyítékot találtak arra, hogy van egy másik bolygó is a Naprendszerben a Jupiter és a Mars között.
A bizonyíték az, hogy ma már létezik egy úgynevezett aszteroidaöv (körülbelül 400 000 aszteroidából áll), és nyomokat találtak rajtuk. szerves molekulák, ami azt jelenti, hogy az aszteroidák elszakadtak a bolygótól. Az egyik hipotézis szerint ez a Phaeton bolygó.
Ezt erősíti meg a jól ismert Titius-Bode szabály. A Titius-Bode szabály egy empirikus képlet, amely hozzávetőlegesen leírja a Naprendszer bolygói és a Nap közötti távolságokat (átlagos pályasugár). A szabály nem fellebbezett sok figyelem amíg 1781-ben fel nem fedezték az Uránuszt, ami szinte pontosan illeszkedett a megjósolt sorozatba. És akkor a Phaethont e képlet szerint hiányzó bolygóként mutatták be. Egyszer régen a bolygók felvonulása közben ütközött a Marssal, és ezt követően a Mars élettelenné vált. Hasonló sors várt a Földre is, de az energia nagy részét a Mars kioltotta.
Ennek az elméletnek az ellenzői azzal érvelnek, hogy minden bolygónak van egy magja, amelyet nem találtak az aszteroidák között. Ennek megfelelően nincs mag - és ezért nem volt bolygó.
És akkor a tudósoknak van egy magyarázata: a Hold az a mag. Kiderült, hogy sok krónika, mítosz és legenda szerint a Hold nem volt az égen. És megjelent utána Árvíz. Emlékezzünk arra, hogy bolygónkon az apály-apályt a Hold „szabályozza”. Aztán el tudjuk képzelni, milyen erős lehetett az árapály, amikor a Phaeton magja olyan közel jelent meg a Föld felszínéhez. A víztömegeket, beleértve a föld alattiakat is, az árapály erők emelték a felszínre. Ez volt az árvíz.
Az is ismert, hogy több mint 12 ezer évvel ezelőtt egy év 360 napos volt. A tudósok az év öt napos növekedését a következőképpen magyarázzák: a Föld tömege a Hold jelenléte miatt nőtt, a bolygó távolabb került a Naptól, a pálya nagyobb lett, az év pedig öt nappal nőtt.
De megjegyezzük, hogy nem mindenki ért egyet a Phaetonról és a Holdról szóló elmélettel. Egyesek úgy vélik, hogy az aszteroidaöv nem egy elpusztult bolygó, hanem egy olyan bolygó, amely soha nem tudott kialakulni a Jupiter és részben más óriásbolygók gravitációs hatása miatt.
A Naphoz képest. Fotó: NASA.
Súly: 1,98892 x 10 30 kg
Átmérő: 1 391 000 km
Sugár: 695 500 km
Gravitáció a Nap felszínén: 27,94 g
Nap hangereje: 1,412 x 10 30 kg 3
A Nap sűrűsége: 1,622 x 10 5 kg/m 3
Mekkora a Nap?
Más csillagokhoz képest a Nap rendelkezik az átlagos méret, és még nem nagy sztár. A sokkal nagyobb tömegű csillagok sokkal nagyobbak lehetnek, mint a Nap. Például az Orion csillagképben található Betelgeuse vörös óriásról azt tartják, hogy 1000-szer nagyobb a Napnál. És a legnagyobb ismert csillag a VY Canis Majoris, amely körülbelül 2000-szer nagyobb, mint a Nap. Ha el tudná helyezni a VY Canis Majorist a Naprendszerünkben, akkor a Szaturnusz pályáján túlra is kiterjesztené.
A Nap mérete változik. A jövőben, amikor a magjában használható hidrogén üzemanyagot állít elő, vörös óriássá válik. Felemészti a pályákatÉs , és talán még . Néhány millió éven belül a Nap 200-szor nagyobb lesz jelenlegi méreténél.
Miután a Nap vörös óriássá válik, összehúzódik és fehér törpecsillaggá válik. Ekkor a Nap mérete megközelítőleg akkora lesz, mint a Föld.
A Nap tömege
A Nap tömege 1,98892 x 10 30 kg. Ez egy nagyon nagy szám, és nagyon nehéz egy környezetbe helyezni, ezért írjuk fel a Nap tömegét minden nullával.
1,988,920,000,000,000,000,000,000,000,000 kg.
Még mindig el kell fordítania a fejét? Tegyünk egy összehasonlítást. A Nap tömege a Föld tömegének 333 000-szerese. 1048-szorosa a Jupiter tömegének és 3498-szorosa a Szaturnusz tömegének.
Valójában a Nap a teljes Naprendszer teljes tömegének 99,8%-át teszi ki; és legtöbbjük nem naptömeg- ezek a Jupiter és a Szaturnusz. Finoman szólva azt mondani, hogy a Föld egy jelentéktelen folt.
Amikor a csillagászok megpróbálják megmérni egy másik csillag objektum tömegét, a Nap tömegét használják összehasonlításként. Ezt "naptömegnek" nevezik. Ezért az objektumok tömegét, mint a fekete lyukakat, a naptömegben mérik. Egy hatalmas csillag 5-10 naptömegű lehet. Egy szupermasszív fekete lyuk több száz millió naptömeg is lehet.
A csillagászok ennek tulajdonítják az M szimbólumot, amely úgy néz ki, mint egy kör, közepén egy ponttal - M⊙. Megmutatni , amelynek tömege 5 naptömeg, vagy 5 naptömeg, ami 5 M lenne ⊙ .
Eta Carinae, az egyik legmasszívabb ismert sztár. Fotó: NASA.
A nap hatalmas, de nem a legnagyobb csillag. Valójában az általunk ismert legnagyobb tömegű csillag az Eta Carinae, amelynek tömege 150 naptömeg.
A Nap tömege az idő múlásával lassan csökken. Ott két folyamat működik. Az első a Nap magjában zajló magfúziós reakciók, amelyek során a hidrogénatomok héliummá alakulnak. A Nap tömegének egy része elvész a magfúzió során, amikor a hidrogénatomok energiává alakulnak. A Napból érzett hő a naptömeg elvesztése. A második az , amely folyamatosan protonokat és elektronokat fúj a világűrbe.
A Nap tömege kilogrammban: 1,98892 x 10 30 kg
A Nap tömege fontban: 4,38481 x 10 30 font
A Nap tömege USA tonnában: 2,1924 x 10 27 USA tonna (1 US tonna = 907,18474 kg)
A Nap tömege tonnában: 1,98892 x 10 30 tonna (1 metrikus tonna = 1000 kg)
A Nap átmérője
A Nap átmérője 1,391 millió kilométer vagy 870 000 mérföld.
Még egyszer, nézzük meg ezt a számot. A Nap átmérője a Föld átmérőjének 109-szerese. Ez a Jupiter átmérőjének 9,7-szerese. Tényleg nagyon sokat.
A nap messze van a nagytól nagy sztárok ban ben . Az általunk ismert VY Canis Majoris, és a csillagászok úgy vélik, hogy a Nap átmérőjének 2100-szorosa.
A Nap átmérője kilométerben: 1 391 000 km
A Nap átmérője mérföldben: 864 000 mérföld
A Nap átmérője méterben: 1 391 000 000 m
A Nap átmérője a Földhöz képest: 109 Föld
A Nap sugara
A Nap sugara, méretei a pontos középponttól a felszínig 695 500 km.
A Napnak körülbelül 25 napig kell elfordulnia a tengelye körül. Mivel viszonylag lassan forog, a Nap egyáltalán nem lapított. A középpont és a sarkok távolsága majdnem akkora, mint a középpont és az egyenlítő távolsága.
Valahol ott vannak olyan csillagok, amelyek jelentősen különböznek egymástól. Például az Eridanus csillagképben található Achernar csillag 50%-ra lapított. Más szóval, a pólusoktól való távolság fele az Egyenlítőtől való távolságnak. Ilyen helyzetben a csillag valójában játékfelsőnek tűnik.
Ezért az ottani csillagokhoz képest a Nap szinte felsőbbrendű gömb.
A csillagászok a Nap sugarát használják a csillagok és más csillagászati objektumok méretének összehasonlítására. Például egy csillag kétszer 2 napsugárral nagyobb, mint a nap. A 10 napsugárral rendelkező csillag 10-szer nagyobb, mint a Nap, és így tovább.
VY Canis Majoris. A legnagyobb ismert csillag.
Polaris, északi csillag a Kis Ursa csillagkép legnagyobb csillaga, és az északi égi pólushoz való közelsége miatt a jelenlegi északi sarki csillagnak számít. A Polarist elsősorban navigációra használják, és a nap sugara 30. Ez azt jelenti, hogy 30-szor nagyobb, mint a Nap.
Szíriusz, amely a legfényesebb csillag az éjszakai égbolton. A látszólagos nagyságrendet tekintve a második legfényesebb csillag, a Canopus csak fele akkora, mint a Szíriusz. Nem meglepő módon valóban kiemelkedik. A Szíriusz valójában egy kettős csillagrendszer, a Sirius A csillag napsugara 1,711, a Sirius B pedig sokkal kisebb, 0,0084.
A Nap sugara kilométerben: 695 500 km
A Nap sugara mérföldben: 432 000 mérföld
A Nap sugara méterben: 695 500 000 m
A Nap sugara a Földhöz képest: 109 Föld
A Nap gravitációja
A Napnak hatalmas tömege van, ezért nagy a gravitációja. Valójában a Nap tömege 333 000-szerese a Föld tömegének. Felejtsd el, hogy az 5800 Kelvin hidrogénből készül – mit éreznél, ha járhatnál a Nap felszínén? Gondoljunk csak bele, a Nap felszíni gravitációja 28-szorosa a Föld gravitációjának.
Más szóval, ha a mérleg 100 kg-ot ír a Földön, akkor az 2800 kg lenne, ha a Nap felszínén próbálna járni. Mondanom sem kell, az ember elég gyorsan meghalna pusztán a gravitációtól, nem beszélve a hőségről stb.
A Nap gravitációja az összes tömeget (főleg hidrogént és héliumot) szinte tökéletes gömbbe vonja. A Nap magja felé a hőmérséklet és a nyomás olyan magas, hogy lehetségessé válik a magfúzió. Nagy mennyiség A Napból áradó fény és energia ellenáll a gravitáció általi összenyomásának.
A Naprendszer diagramja, beleértve az Oort-felhőt is, logaritmikus skálán. Köszönetnyilvánítás: NASA
A csillagászok határozzák meg mint a gravitáció hatására a Naptól mért távolság. Tudjuk, hogy a Nap távol tartja magát (átlagos távolság 5,9 milliárd kilométer). A csillagászok azonban úgy vélik, hogy az Oort-felhő 50 000 távolságig terjed csillagászati egységek(1 AU a Föld és a Nap távolsága), vagy 1 fényév. Valójában a Nap gravitációja akár 2 fényévnyi távolságra is kiterjedhet, amely ponton erősebb a többi csillag vonzása.
A Nap felszíni gravitációja: 27,94 g
A Nap sűrűsége
A Nap sűrűsége 1,4 gramm per köbcentiméter. Összehasonlításképpen a víz sűrűsége 1 g/cm3. Más szóval, ha találna egy elég nagy medencét, a Nap "süllyedne, és nem úszna". És ez ellentmondónak tűnik. A Nap nem hidrogénből és héliumból, az Univerzum két legkönnyebb eleméből áll? Hogyan lehet tehát ilyen nagy a Nap sűrűsége?
Nos, mindez a gravitációtól van. De először számoljuk ki magunk a Nap sűrűségét.
A sűrűség képlete a tömeg osztva a térfogattal. Nap tömege 2 x 10 33 gramm, a térfogata pedig 1,41 x 10 33 cm3 . És így, ha számolunk, a Nap sűrűsége 1,4 g/cm 3 .
belső Nap. A kép forrása: NASA.
A napot a gravitáció tartja vissza. Bár a Nap legkülső rétegei kevésbé sűrűek lehetnek, az erős gravitáció hatalmas nyomás alatt összenyomja a belső régiókat. A Nap magjában több mint 1 millió tonna/négyzetcentiméter nyomás van, ami több mint 10 milliárd földi légkörnek felel meg. És amint eléri ezt a nyomást, beindul a magfúzió.
Az olvasott cikk címe "A Nap jellemzői".
Erős a gyanú, hogy a „gravitáció” általában azonnal terjed. De ha ez valóban megtörténik, akkor hogyan lehet ezt megállapítani - elvégre minden mérés elméletileg lehetetlen valamilyen hiba nélkül. Így soha nem fogjuk megtudni, hogy ez a sebesség véges vagy végtelen. És a világ, amelyben van határa, és a világ, amelyben korlátlan, „két nagy különbség”, és soha nem fogjuk megtudni, milyen világban élünk! Ez a beállított határ tudományos tudás. Egyik vagy másik nézőpont elfogadása kérdés hit, teljesen irracionális, dacol minden logikával. Hogy a „tudományos világképbe” vetett hit, amely az „egyetemes gravitáció törvényén” alapul, és amely csak a zombifejekben létezik, és amely a környező világban semmiképpen nem található meg, mennyire dacol minden logikával...
Most hagyjuk a Newton-törvényt, és végül megadjuk a legvilágosabb példa hogy a Földön felfedezett törvények teljesen nem univerzális az univerzum többi részére.
Nézzük ugyanarra a Holdra. Lehetőleg telihold idején. Miért néz ki a Hold egy korongnak – inkább egy palacsintának, mint egy zsemlének, aminek az alakja van? Hiszen ő egy labda, és a labda, ha a fotós oldaláról világítjuk meg, valahogy így néz ki: középen vakító fény látható, majd a megvilágítás csökken, és a kép sötétebb a lemez szélei felé.
Az égen lévő hold egyenletes megvilágítású - mind a közepén, mind a széleken, csak nézzen az égre. Használhat jó távcsövet vagy erős optikai „zoommal” rendelkező fényképezőgépet, egy ilyen fényképre a cikk elején található példa. 16x zoommal forgatták. Ez a kép bármely grafikus szerkesztőben feldolgozható, növelve a kontrasztot, hogy minden a lehető legjobb legyen, ráadásul a lemez szélein felül és alul a fényerő még valamivel nagyobb, mint a középen, ahol az elmélet szerint , maximumnak kell lennie.
Itt van egy példa, hogy mire az optika törvényei a Holdon és a Földön teljesen mások! Valamilyen oknál fogva a Hold minden lehulló fényt visszaveri a Föld felé. Nincs okunk a Föld körülményei között azonosított mintázatokat az egész Univerzumra kiterjeszteni. Nem tény, hogy a fizikai „állandók” valójában állandók, és nem változnak az idő múlásával.
A fentiek mindegyike azt mutatja, hogy a „fekete lyukak”, a „Higgs-bozonok” és még sok más „elmélete” nem is sci-fi, hanem csak hülyeség, nagyobb, mint az elmélet, miszerint a Föld teknősökön, elefántokon és bálnákon nyugszik...
Természetrajz: Az egyetemes gravitáció törvénye
Igen, és még... legyünk barátok, És ? ---katt ide bátran -->> Add hozzá ismerősként a LiveJournalonÉs legyünk barátok
