Какова орбита Земли вокруг Солнца?

Согласно википедии и другим источникам, планета и звезда всегда движутся по круговой орбите вокруг общего центра масс обоих тел, в случае Земли и Солнца этот центр масс находится внутри Солнца. Следовательно, Земля должна вращаться вокруг Солнца по круговой орбите. Итак, мой вопрос: почему Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите?

И если это так, и один фокус — это солнце, то что является другим фокусом?

Я бы посоветовал вам пройти первый закон Кеплера. Это ответит на ваш вопрос.

Ответы (2)

Согласно википедии и другим источникам, планета и звезда всегда движутся по круговой орбите вокруг общего центра масс обоих тел...

Это неправда. При отсутствии других источников гравитации планета и звезда движутся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс. Древние ученые предполагали круговые орбиты, но только потому, что круги каким-то образом были самыми чистыми. С этим были проблемы: это не соответствовало тому, что видели древние ученые. Поэтому они модифицировали эти круговые орбиты, прикрепляя другие круги. Это был беспорядок.

Кеплер устранил эту неразбериху, отметив, что орбиты планет очень близки к эллиптическим, а не к круговым. Этот эмпирический результат позже был усилен Ньютоном, который вывел, что эллиптические орбиты (не круговые орбиты) являются естественным следствием силы, которая подчиняется закону обратных квадратов. Гравитация является такой силой.

Орбиты планет вокруг Солнечной системы не совсем эллиптические, потому что планеты притягиваются друг к другу, а также к Солнцу. Тем не менее, орбиты все еще очень близки к эллиптическим. Солнце более чем в 1000 раз массивнее Юпитера. Юпитер, Сатурн и другие планеты представляют собой крошечные возмущения на почти эллиптических орбитах планет вокруг Солнца.

А как насчет других возмущающих эффектов, таких как соседние звезды и Млечный Путь в целом? Это неизмеримо мало. Проходящая мимо звезда будет возмущать планетарные орбиты в течение десятков миллионов лет или более. Млечный Путь в целом практически не оказывает никакого влияния. Теоретически эффект, безусловно, существует, но он настолько мал, что им можно пренебречь даже в течение жизни Солнечной системы.

«планета и звезда движутся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс», является ли общий центр масс центром этого эллипса?
@DheerajKumar нет, вернее, это центр только в том случае, когда эллипс представляет собой круг (частный случай)
В любом случае, если один фокус — это солнце, то что же такое второй фокус?
@DheerajKumar Во втором фокусе нет ничего особенного, но есть вывод о том, как его найти в Почему орбиты эллиптические, а не круговые? .
поэтому орбита эллиптическая в основном из-за сохранения углового момента.
@DheerajKumar Ну, если разобраться, орбиты эллиптические из-за сохранения вектора и энергии LRL, и хотя можно показать, что LRL сохраняется в результате сохранения углового момента, в каком-то гипотетическом мире LRL может сохраняться без сохранения углового момента. В этом случае орбиты по-прежнему будут эллиптическими (первый закон Кеплера будет выполняться), но второй закон Кеплера (эквивалент сохранения углового момента) будет нарушен.
Орбита Венеры не "очень близка к эллиптической", она довольно круглая. Полностью круговые орбиты с эксцентриситетом ровно 0 в этой вселенной практически невозможны.

Траектория орбиты Земли формируется не только гравитацией Солнца. Орбита Земли меняется и под воздействием различных источников гравитации, например, центра нашей галактики. Вот почему он не идеально круглый.

Итак, это означает, что второй фокус эллиптической орбиты (один из которых является Солнцем), о котором писал Кеплер, направлен к центру Млечного Пути.
Именно это и является хорошим объяснением этого феномена: astro.washington.edu/users/smith/Astro150/Tutorials/Kepler .
@duke Как второй очаг может быть центром галактики?
@Yashbhatt Я не говорил, что этого не может быть. Но дело в том, что центр Млечного Пути оказывает большое влияние на расположение вторых фокусов.
-1. Этот ответ неверен.
Я предлагаю вам рассчитать (достаточно оценки порядка величины) гравитационное влияние на Землю галактического ядра относительно влияния Солнца. Я думаю, вы обнаружите, что влияние галактического ядра ничтожно мало по сравнению с Солнцем или даже с другими планетами. Орбита Земли могла быть эллиптической, а не круговой, даже в отсутствие каких-либо тел, кроме Земли и Солнца; внешние воздействия не являются необходимыми для объяснения эксцентриситета. -1. (И в вашей ссылке ничего не говорится о влиянии Млечного Пути.)
Хм. В настоящее время мы близки к перигелию (который будет 4 января), а Солнце находится в Стрельце или около него, то есть в направлении ядра галактики. Так что второй фокус орбиты Земли вокруг Солнца находится в направлении галактического ядра. Я считаю, что это чисто случайно. Можете ли вы продемонстрировать, что это не так? (Тот же эффект должен применяться к другим планетам.)