Примерно сколько оборотов Земля сделала вокруг Солнца?

С самой ранней Солнечной системы не было крупномасштабных движений планет.

В ранней Солнечной системе, когда планеты все еще были включены в протопланетный диск, происходили большие движения. (в частности, гипотетический «Великий путь» Юпитера). Однако, как только Юпитер достиг своего нынешнего положения 5,2 а.е., он остался там, и тогда же сформировалась Земля.

С тех пор, как сформировалась Земля, на орбите Земли не произошло каких-либо существенных изменений, иначе произошел бы значительный нагрев или охлаждение. Таким образом, средняя продолжительность года была и составляет около 30 000 000 секунд, и с тех пор Земля совершила около 4,5 миллиардов оборотов вокруг Солнца.

Считается, что конфигурация Солнечной системы более или менее установилась после первых 10-20 миллионов лет или около того. Однако то, что определяет период обращения Земли, - это ее орбитальный угловой момент и масса Солнца. Два события определенно изменили орбитальный период Земли (а) любое столкновение, образовавшее Луну, и (б) непрерывный процесс потери массы Солнцем.

Учитывая, что (а) вероятно, произошло где-то в первые десятки миллионов лет и, вероятно, не сильно изменило угловой момент Земли - это зависит от скорости, массы и направления ударника и количества массы, потерянной от Земли-Луны. система - буду игнорировать.

Мы знаем немного больше о (b). Кажется, что потеря массы от раннего Солнца была намного больше, чем сейчас. Обзор Guedel (2007) предполагает скорость потери массы за последние 4,5 миллиарда лет, которая увеличивается по мере того, как$t^{-2.3}$(со значительной неопределенностью по степенному индексу), где$t$это время с момента рождения, а начальная солнечная масса на 1-7% больше, чем сейчас.

Сохранение углового момента и третий закон Кеплера означает, что$a \propto M^{-1}$и$P \propto M^{-2}$. Поэтому период обращения Земли в прошлом был на 2-14% короче.

Эта значительная неопределенность означает, что на ваш вопрос нельзя ответить с точностью до трех значащих цифр или, возможно, даже до двух.

Если временная зависимость закона мощности солнечного ветра очень крутая, то большая часть потери массы произошла раньше, но общая потеря массы была бы больше. С другой стороны, меньшая общая потеря массы означает меньшую потерю массы и то, что Земля проводит больше времени на меньшей орбите.

Если у меня будет время, я проведу вычисления, но можно с уверенностью предположить, что Земля совершила больше оборотов, чем ее возраст в годах, но, вероятно, не более чем на несколько процентов.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Еще одним соображением может быть приливной крутящий момент, оказываемый Солнцем на орбиту Земля-Солнце, что увеличит орбитальное расстояние.

Количественно это определить сложно. Приливный крутящий момент на планете от Солнца равен

Эти конспекты лекций предлагают значения$k_E/Q\sim 0.1$для Земли и, следовательно, приливный крутящий момент$4\times 10^{16}$Нм. Учитывая, что орбитальный момент импульса Земли равен$\sim 3\times 10^{40}$кгм$^2$с$^{-1}$, то шкала времени для изменения углового момента Земли (и, следовательно,$a$и$P$) является$>10^{16}$лет, поэтому этот эффект незначителен .

Фил Плейт недавно написал соответствующую статью , которая, хотя и является частично ироничной, указывает на сложность определения года, не говоря уже о том, чтобы подсчитать, сколько их было. Проблема в том, что Солнце движется относительно звездного фона, поэтому нет абсолютной точки отсчета, чтобы вернуться «назад к тому, с чего мы начали». Ситуация усугубляется, когда вы пытаетесь сопоставить годы с днями, поскольку даже для статического источника тело, которое вращается по орбите, совершает разное количество оборотов в зависимости от того, наблюдаете ли вы из источника или из звездного фона.

Оборотная сторона конверта время:

Взяв грубую оценку 35 дней за полмиллиарда лет как изменение орбитального периода с течением времени (со страницы Reddit), мы получим орбитальный период около 365 + 4,5 * 2 * 35 дней 4,53 миллиарда лет назад (около 680 дней). .

Средний период за это время составляет около 522 дней, то есть за 4,5 миллиарда лет (эти годы являются нашим текущим определением года) это около 3,1 миллиарда оборотов.

Но я думаю, что это довольно бесполезный номер.

Стоит отметить, что мы не могли точно смоделировать такое большое количество орбит с какой-либо точностью.