Мир с ядром меняющейся массы, гравитационное воздействие на приливы?

Я строю фантастический мир с планетарным ядром, которое предсказуемым образом набирает и теряет массу. Я хочу, чтобы гравитация увеличивалась и уменьшалась на 50% в обоих направлениях в течение периода продолжительностью 2-3 поколения его жителей. Возможно ли это строго или нет, не очень важно, однако я хотел бы знать, как такое явление повлияет на приливные силы, с которыми сталкиваются жители планеты.

* Отредактировано для фокусировки

Спасибо.

Луна не переместится на более близкую орбиту только потому, что изменится масса планеты. Текущий импульс и скорость Луны останутся прежними, и, таким образом, углового момента Луны больше не будет достаточно, чтобы удерживать ее на той же орбите. Потребуется довольно точная скорость изменения гравитации, чтобы приблизить Луну и удерживать ее на стабильной орбите, не сталкиваясь с планетой.
Добро пожаловать на Worldbuilding.SE! Пожалуйста , пройдите экскурсию , узнайте, как задать хороший вопрос , и ознакомьтесь с ранее заданными вопросами. Хотя это интересная идея, к сожалению, она слишком широка для этого формата (и, скорее всего, будет закрыта как таковая). Похоже, вы задаете 8 вопросов; Я бы посоветовал разделить это на серию вопросов и задавать только один вопрос за раз.
Через какой период это происходит? И всегда ли это происходило (т.е. они развивались вместе с этим)?
Да, планета всегда поступала так.
@AdamHalatek Сколько длится цикл? Насколько велика и насколько плотна эта планета? Это влияет на его предел Роша.
Спасибо, Азуарон. Я отредактирую вопрос, если это возможно, чтобы сделать его более узким.
Добавление/удаление массы изменяет предел Роша. Добавление/удаление массы не сразу изменило бы орбиту Луны. Единственный способ, который я могу придумать, чтобы заставить луну изменить свою орбиту... это разместить две луны на орбите друг вокруг друга на орбите вашей основной планеты. Они «переплетались» друг с другом и становились заметно больше и меньше по мере движения по орбите. Я вижу катастрофу только для мира с изменяющейся плотностью ядра, извините.
@schwern Я хочу, чтобы этот период длился, возможно, 200 земных лет, когда одно поколение не увидит обе крайности. Однако на данный момент я могу довольно свободно изменять продолжительность жизни жителей.
С увеличением массы планета получает крутящий момент? Или тормозит? Или ядро ​​замедляется, но внешние слои продолжают работать с исходной скоростью?
Насколько нам известно, тяжелая масса и инертная масса — это одно и то же. Если планета набирает массу, она должна замедлиться из-за сохранения импульса. Замедляясь, он больше не будет оставаться на своей первоначальной орбите и будет блуждать по высокоэллиптической орбите, приближая его к своей первичной... Затем он потеряет массу и снова изменит свою орбиту... Очень хаотично.
@ACAC Спасибо. Наличие двух лун, приближающихся к планете в разное время, может сделать историю более интересной.
Даже махнув рукой, куда, черт возьми, девается масса , я не уверен, что эта планета будет иметь стабильную орбиту. Я не имею в виду Луну вокруг нее, я имею в виду ее вокруг Солнца , так как более легкая планета проявляла бы меньшее гравитационное притяжение к родительской звезде (помните, оно основано на массе обоих объектов!) и дрейфовала бы прочь. Когда он восстановит массу, он снова приблизится.
Тогда это должно было произойти в течение одного года?
@ACAC Добавление массы действительно меняет орбиту Луны, приближая ее к планете. Вы правы в том, что момент сохраняется, но поскольку гравитационное притяжение растет, орбита слегка изгибается внутрь. Если бы масса добавлялась мгновенно, орбита стала бы эллиптической. Если масса добавлялась непрерывно в течение очень долгого времени, Луна будет медленно двигаться по спирали внутрь, пока масса не перестанет расти.
@Pere Это правда, если вы знаете, что в идеальном мире есть только 2 тела, а масса планеты меняется только один раз, но в такой периодической системе невозможно узнать, будет ли система стабильной в долгосрочной перспективе.
Да, если есть только 2 тела и масса изменяется медленно по сравнению с орбитальным временем, и увеличение массы равномерно (или, по крайней мере, симметрично) распределено, орбита, вероятно, будет меняться медленно, оставаясь стабильной, но если тел больше или изменения быстрее или периодически, долгосрочные последствия труднее предсказать, и может быть любой результат.

Ответы (1)

Я хочу...

1) гравитация увеличится до такой степени, что луна планеты приблизится к пределу Роша

2) жители планеты испытывают примерно 50-100% относительную прибавку в весе

Как эти два желания взаимодействуют? Давайте посмотрим на немного математики.

Поскольку вы ничего не сказали о планете и ее Луне, я предполагаю, что они подобны Земле и Луне. Вы можете вставить любые цифры, которые вам нравятся.

Если вы хотите увеличить вес войлока на 50-100%, это означает увеличение массы на 50-100%. Для Земли весом 6e24 кг это будет от 9e24 кг до 1,2e24 кг. Вы также можете уменьшить площадь поверхности, что улучшит физику, но возникающие в результате неровности поверхности будут очень губительны для жителей.

Предел Роша двух тел зависит от их относительной плотности . п М плотность планеты, п м - плотность Луны, а р М это радиус планеты.

1,26 р М ( п М п м ) 1 3

Увеличение массы Земли без изменения радиуса увеличивает ее плотность. Это также линейно, поэтому увеличение массы от 50 до 100% означает увеличение плотности от 50 до 100%, что означает увеличение предела Роша от 50 до 100%. Луна будет притягиваться к Пределу Роша, но Предел Роша также сдвинется к Луне.

Для системы Земля/Луна предел Роша составляет примерно 10 000 км. С увеличением массы пробег составит от 15 000 до 20 000 км. Луна обычно вращается на высоте 385 000 км, ваша ближайшая — 20 000 км, а самая дальняя — 30 000 км. Итак, у вашей планеты есть очень близкий и очень большой спутник, независимо от того, где находится ваша планета в своем цикле. Это означает очень повышенные приливные эффекты. Очень яркие полные луны. А если он вращается вокруг планеты в той же плоскости, что и планета вокруг своей звезды, то затмения будут очень долгими.

Но если бы жизнь и цивилизация развивались на этой планете, все это считалось бы нормальным.

Как люди будут ощущать вес, когда гравитационное притяжение увеличивается, но Луна приближается?

Это было бы неважно. Луна слишком далеко, и ее масса слишком мала, 1/100 массы планеты. Мы можем сделать математику.

г р а в я т у знак равно г М р 2

G — гравитационная постоянная . М - масса Луны. r - его расстояние от поверхности планеты. Вес вашей луны примерно 7,3–22 кг. Его радиус от Земли составляет примерно от 20 000 км до 30 000 км. Подключаем их и получаем 0,012 м / с 2 в ближайшем и 0,0054 м / с 2 в самом дальнем углу. По сравнению с 19 м / с 2 и 9,8 м / с 2 планеты жители не заметят разницы в гравитации, но заметят огромный приливной эффект.

Проблема здесь в том, что все эти толчки и притяжения дестабилизируют орбиту Луны. Каждый цикл будет увеличивать его эксцентриситет , делая его орбиту все более эллиптической. Будучи уже так близко к пределу Роша, в конечном итоге его малая ось врежется в предел Роша, и он распадется, вызывая множество проблем на планете внизу.

Так что эта система неустойчива. Маловероятно, что эта планета могла образоваться вместе с луной и не удержаться на ней. Эта луна должна быть недавно (по астрономическим меркам) захваченным телом.

Из него могла бы получиться хорошая история о цивилизации, которая только что выяснила законы гравитации и движения планет. Они предсказали, что через X лет Луна преодолеет предел Роша, где она распадется и разрушит поверхность планеты. Задача цивилизации, и она может охватывать поколения, состоит в том, чтобы как-то предотвратить или пережить катастрофу.

@ Шверн молодец! Спасибо, что нашли время так подробно ответить на мои вопросы. Все ваши предположения были верны: увеличение плотности — это то, к чему я стремился. Мой следующий вопрос будет заключаться в том, как все изменится, когда ядро ​​начнет терять массу до такой степени, что оно будет составлять 50% от массы Земли. Как будет вести себя Луна на протяжении всего цикла?
Это не обязательно нестабильно. Это зависит от того, как период колебаний массы взаимодействует с периодом обращения Луны. Если цикл колебания массы просто неверен , то да, вы будете получать увеличивающийся эксцентриситет с каждым циклом. Но также можно организовать циклы таким образом, чтобы кумулятивные эффекты компенсировались в течение многих циклов.
@Logan там нестабилен и нестабилен. Система, которая по своей природе нестабильна, может по стечению обстоятельств выглядеть так, как если бы она была стабильной... Пока ее слегка не подтолкнули.
Мир с ядром меняющейся массы, гравитационное воздействие на приливы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v