Какова форма орбиты Солнца вокруг Земли с учетом эллиптических орбит?

Рассмотрим неинерциальную систему отсчета, которая находится в покое относительно обращения Земли вокруг Солнца. (Не обращайте внимания на вращение Земли вокруг своей оси.) Мой вопрос: какова форма орбиты Солнца вокруг Земли в этой системе отсчета?

Теперь, если мы предположим, что Земля движется по круговой орбите вокруг Солнца, тогда орбита Солнца вокруг Земли также будет круговой. (Достаточно использовать геометрическое определение окружности — множество всех точек, находящихся на фиксированном расстоянии от данной точки.). В частности, это большой круг, образованный пересечением плоскости эклиптики с небесной сферой.

Но Земля не движется по круговой орбите — первый закон Кеплера гласит, что Земля движется по эллипсу вокруг Солнца, причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Итак, если мы рассмотрим эллиптическую орбиту Земли вокруг Солнца, какова форма орбиты Солнца вокруг Земли? Я сомневаюсь, что это эллипс, так что это была бы более сложная кривая.

Обратите внимание, что меня не интересуют гравитационные влияния Луны и других планет — это в значительной степени чисто математический вопрос: если мы предположим, что Земля движется по эллипсу, какая получится форма?

Это тоже эллипс. Это простая геометрия.
@DavidHammen Не могли бы вы объяснить логику? Потому что мне это не очевидно.
Для объекта, вращающегося вокруг некоторого центра (технически барицентра, а не центра Солнца), стандартный тип преобразования во вращающуюся систему отсчета в ньютоновской физике даст вам систему координат, в которой и объект , и центр покоятся. не тот, где центр вращается вокруг объекта... чтобы получить последнее, я думаю, вам придется использовать два из этих типов преобразований подряд (эквивалентно одной другой форме преобразования координат) вокруг разных осей.

Ответы (1)

Земля движется по эллиптической орбите вокруг Солнца (или вокруг барицентра). Если в гелоцентрических координатах Земля находится в положении (x, y), то в геоцентрических координатах положение солнца находится в положении (-x, -y).

Таким образом, геометрическое место Солнца в геоцентрических координатах точно соответствует геометрическому месту Земли в гелиоцентрических. Путь солнца в геоцентрических координатах представляет собой эллипс.

Спасибо, я упустил тот факт, что существует изоморфизм между множеством точек (x, y) и множеством точек (-x, -y).