Почему расстояние между Солнцем и Землей остается неизменным?

Все мы знаем, что гравитация Солнца искривляет пространство-время, и пространство толкает Землю к Солнцу. Но мой вопрос: «Почему расстояние между Солнцем и Землей такое же? Земля должна была приблизиться к Солнцу и, очевидно, Земля должна упасть на Солнце».

Спасибо.

Вы хотели спросить, почему расстояние Земля-Солнце остается неизменным?
В космосе нет трения.
Hi Wayfaring, В этом случае свободно падающий объект не должен достигать Земли, так как нигде в космосе нет трения.
Привет, Уолтер, надеюсь, вы поняли мою общую картину моего вопроса. Вы?
"... и, очевидно, Земля должна упасть на Солнце ..." -- На чем конкретно вы основываетесь? Мне это совсем не очевидно. Я также понятия не имею, почему вы думаете, что отсутствие трения означает, что свободно падающий объект не должен достигать Земли. Свободно падающий объект может достичь или не достичь Земли в зависимости от его скорости (помните, что скорость включает направление).
Хорошо Кит. Позвольте мне перефразировать мой вопрос. Согласно общей теории относительности, объекты с большой массой создают вокруг себя рябь пространства-времени, и эта рябь подталкивает к себе любой объект в пространстве-времени. Из-за этого эффекта объект не чувствует гравитации (это свободное падение, пожалуйста, дайте мне знать, если я ошибаюсь в своем понимании). В этом случае Земля толкается к Солнцу рябью пространства-времени, создаваемой массой Солнца, и Земля продолжает убегать, формируя орбиту. Это Толчок из космоса, а не притяжение от Солнца. Что заставляет Землю избегать толчка и удерживать на орбите?
@SelvaKumar "Пульсация"? Нет никаких "рябей". Единственными вещами, которые могли бы описать это, были бы гравитационные волны, но они здесь неуместны (действительно невозможно для сферически-симметричного гравитационного поля).
То, что вас подтолкнули каким-то образом, не означает, что вы обязательно падаете таким образом. Смотрите также обновление к моему ответу.
Спасибо всем! Вы действительно помогли мне развеять мои сомнения!

Ответы (2)

Хотя Солнце и Земля притягиваются друг к другу, они не могут попасть друг в друга из-за сохранения углового момента . В центральном поле (где сила действует в направлении вектора расстояния и зависит только от расстояния) вектор удельного углового момента л знак равно р × в сохраняется ( р это положение и в скорость). Особенно л знак равно | л | знак равно р в т (с в т тангенциальная скорость: составляющая скорости, перпендикулярная направлению Земля-Солнце). Удельная орбитальная энергия Е знак равно 1 2 | в | 2 − грамм М / р также сохраняется и должен быть отрицательным для связанной орбиты (например, Земли). Объединив эти два, мы имеем

Е знак равно 1 2 в р 2 + л 2 2 р 2 − грамм М р
с в р радиальная составляющая скорости. С в р 2 ≥ 0 , но Е < 0 , не все радиусы достижимы. В частности, есть два радиуса, на которых в р знак равно 0 : апо- и периапсида орбиты.

На самом деле, для Земли пери- и апоапсия очень похожи, а орбита близка к круговой. Гравитационное притяжение Солнца почти уравновешивается центробежной силой из-за вращения орбиты.

В GR картина особо не меняется. Неньютоновские (GR) эффекты крошечны в Солнечной системе и совершенно не важны для орбиты Земли.

Обратите внимание, что картина толкания рябью в пространстве-времени (по сравнению с притяжением от гравитации Солнца) также не имеет значения. Дело в том, что только потому, что вас как-то толкнули, не означает, что вы так и падаете. У всех тел также есть что-то, называемое инерцией, из-за чего они хотят следовать своему пути, а не быть подталкиваемыми. В случае круговой орбиты (аналогичной орбите Земли вокруг Солнца) гравитация и инерция уравновешиваются таким образом, чтобы создать круговую орбиту: инерция хочет двигаться прямо, гравитация хочет притянуть / толкнуть вас к Солнцу, но результат что-то среднее между тем.

Привет, Уолтер. То, что вы ответили, относится к классической механике. Но мне действительно нужен ответ из общей теории относительности. Извините, если я невежда в этой теме :(
Ответ Уолтера — самый простой (и, скорее всего, лучший), который вы получите. Обычно нет необходимости вызывать ОТО для простых орбит, если вы не говорите о прецессии. Однако есть одно замечание, Уолтер: вы имели в виду «центростремительный» вместо «центробежный», или я неверно истолковал употребление?
Я согласен с ХДЭ. Я взял СОЛНЦЕ и Землю в качестве примера для этой проблемы. Думаю, мы можем применить логику ко всем телам во вселенной. я прав?
@ HDE226868 Использование Уолтера правильно. Гравитационная сила здесь была бы центростремительной , и она уравновешивается центробежной в соответствующей вращающейся системе отсчета, как говорит Уолтер.
Возможно, упоминание о сферически-симметричном случае ОТО было бы полезно для иллюстративных целей, так как оно просто добавляет − грамм М л 2 / ( с 2 м 2 р 3 ) срок до Е , так что с моральной точки зрения идея точно такая же и там (даже если термины имеют немного другое значение).
@StanLiou У вас есть ссылка на www для этого?
@Walter Я получаю здесь , если вам нужна ссылка на www. В противном случае это есть в MTW §25.5, Hartle §9.3, Carroll §5.4 и других учебниках, вплоть до некоторых различий в обозначениях (например, В эфф МТЗ знак равно 2 В эфф Хартл + 1 ). Кстати, я не заметил, что вы использовали л как удельный угловой момент, когда я сделал свой предыдущий комментарий, поэтому м 2 термин был бы не нужен.
Спасибо всем! Вы действительно помогли мне развеять мои сомнения! С уважением, Сельва

Технически расстояние между Солнцем и Землей меняется в течение года. Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Его расстояние от Солнца изменяется от 152 миллионов км (афелий) до 147 миллионов километров (перигелий), с разницей в 5 миллионов километров, дважды в год.

Почему расстояние между Солнцем и Землей остается неизменным?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v