Я пытаюсь написать симуляцию гравитации (солнца, планеты и т. д.) и надеялся, что приливная блокировка может быть одной из продемонстрированных функций.
Использование простого уравнения для гравитации дало некоторые интересные результаты, но (если не считать его эмерджентного поведения) я не вижу ничего, что способствовало бы приливному запиранию. Но после некоторого чтения оказывается, что приливная блокировка довольно распространена, планеты и их спутники, планеты и солнца, солнца и другие солнца (двойные звезды).
Является ли это результатом стадии формирования этих объектов, или это какая-то функция уравнения гравитации?
Приливная блокировка возникает из-за того, что планета деформирует спутник в овал с длинной осью, указывающей на планету. Если спутник вращается, длинная ось будет отклоняться от точки, указывающей на планету, и гравитация планеты будет стремиться оттянуть его назад, замедляя вращение до тех пор, пока одна сторона не будет постоянно обращена к планете. Приливная блокировка не является результатом процессов формирования, а следствием того, что спутники не являются абсолютно жесткими.
Чтобы смоделировать влияние приливов на орбиты и периоды вращения спутников, вам необходимо знать несколько важных сведений.
Во-первых, вам, очевидно, нужно знать размер планеты и спутника (как по массе, так и по радиусу), форму орбиты и скорость вращения планеты и спутника. Для многих объектов эти значения хорошо известны.
Далее, и это самая сложная часть, вам нужно знать, как спутник и планета будут деформированы гравитацией друг друга, и насколько сильно будет происходить приливный нагрев. Это так называемое «число любви» (в честь Августа Лава) и функция диссипации Q.
Их трудно оценить. Известно, что для системы Земля-Луна отношение k/Q равно 0,0011. (но Земля - плохая модель для других планет, у которых нет существенного океана или жидкого ядра)
Для других планет величина Q колеблется от 10 до 10 000 , причем для газовых гигантов она больше, а k можно оценить по жесткости тел.
Простая гравитационная модель не в состоянии уловить тонкости гравитационного взаимодействия двух взаимно деформирующихся тел, ведь для большинства симуляций планеты моделируются точками или, самое большее, сферами, и этого достаточно для всего, кроме высочайшей точности. расчеты.
Приливная блокировка занимает много времени (по человеческим меркам), но относительно короткое время по сравнению с возрастом Солнечной системы. Затрачиваемое время очень сильно зависит (порядка 6) от радиуса орбиты.
Прямое моделирование было бы более или менее невозможно: деформации слишком малы, а временной масштаб блокировки слишком велик. Было бы возможно (хотя и сложно) смоделировать приливную блокировку в симуляции с нереалистичными значениями жесткости спутника и размера планеты (представьте желеобразный мир, вращающийся вокруг (ньютоновской) черной дыры), чтобы деформация была больше и время блокировки короче. Однако моделирование упругой деформации тела под действием силы тяжести далеко не тривиально.
пользователь21