Создает ли большее количество океана на земном аналоге другой период вращения?

Будет ли в результате этого вращаться экзопланета, у которой больше океана, чем у Земли, с другой скоростью?

В основном нет. Скорость вращения или угловая скорость существенно не меняются в предложенном вами примере.

Чтобы объяснить это более подробно, есть два важных понятия. Во- первых, это угловой момент ( краткое или более подробное объяснение ), а во-вторых, это момент инерции .

Основная формула состоит в том, что угловая скорость (время для 1 полного оборота) = угловой момент, деленный на момент инерции. Формулы и пояснения находятся в ссылке (ссылках) выше, и если бы я должен был объяснить это, это было бы многословно, но ваш вопрос казался более общим, а не математическим расчетом, поэтому я пропущу формулы.

В двух словах, говоря о планете, состояние материи не влияет на угловой момент. Угловой момент сохраняется, и его отношение к моменту инерции определяет скорость вращения. Теперь, если вы заставите что-то вращаться достаточно быстро, угловое вращение может подавить гравитацию, и когда это произойдет, планета может начать разлетаться, что происходит легче с водой, чем с каменистой поверхностью, которая имеет некоторое сцепление, но игнорируя сумасшедшие сверхбыстрые вращения, водный мир, глубокий океанский мир, мелководный океанский мир и каменистый мир подчиняются закону угловой скорости, и состав не имеет значения. Угловой момент сохраняется. Момент инерции планеты может измениться, но по большей части не сильно.

Например, момент инерции Земли изменяется по мере того, как ледники растут или сокращаются, или когда происходит землетрясение. Даже каждый раз, когда мы строим высокое здание, момент инерции Земли увеличивается на чуть-чуть, подобно фигуристу, вытягивающему руки, чтобы замедлить выход из спирали.

Когда происходит землетрясение , которое по большей части оседает на Земле, происходит небольшое увеличение скорости вращения Земли. Полный угловой момент и полная масса остаются прежними, но смещение материала изменяет момент инерции. (Разумеется, космическая пыль и приливные эффекты изменяют момент инерции Земли, но довольно медленно).

Будет ли количество воды влиять на вес, гравитационное притяжение и/или приливные силы и вызывать разницу в периоде вращения экзопланеты?

На этот вопрос сложнее ответить именно потому, что добавление воды изменяет массу планеты, а изменение массы изменяет момент инерции, но, придерживаясь принципа вашего вопроса, измеримого эффекта нет.

Возьмем несколько более простой пример без изменения массы планеты. Ледниковые периоды. Когда Земля находится в ледниковом периоде, на полюсах меньше жидких океанов и больше льда, но общая масса не меняется. Большая масса на полюсах и меньшая масса в океанах уменьшает момент инерции Земли, потому что основная часть момента инерции Земли приходится на экватор, поэтому в результате Земля вращается немного быстрее во время ледникового периода и немного медленнее после ледниковый период. Со временем земная кора имеет тенденцию приспосабливаться к этому эффекту, но на это уходят десятки тысяч лет. Части земной коры все еще восстанавливаются после последнего ледникового периода.

Гравитационное притяжение не имеет значения. Нейтронные звезды с огромным гравитационным притяжением могут вращаться очень быстро, и планета с самым быстрым вращением в нашей Солнечной системе — это Юпитер, а планета с самым медленным вращением — Меркурий. Угловая скорость не имеет прямой корреляции с массой или силой тяжести, хотя косвенная корреляция есть. Когда звезда, например, сгущается, ее скорость вращения увеличивается, потому что угловой момент сохраняется, но по мере того, как она оседает, момент инерции уменьшается. Вот почему молодые звезды, белые карлики и нейтронные звезды могут вращаться очень быстро.

Приливные силы могут создавать сопротивление вращению, но эффект медленный, на миллионы или сотни миллионов лет. При достаточном количестве времени приливные силы заставляют планету или луну перестать вращаться и стать заблокированными приливом, но кратковременного воздействия нет. (Я скажу об этом немного позже).

Таким образом, планета с большими океанами не будет вращаться медленнее, чем планета без океанов, потому что жидкость и твердое тело могут иметь одинаковую угловую скорость, но со временем приливы будут замедлять планету с океанами быстрее, чем планету без них.

Поскольку на Земле есть океаны, гравитация Луны на приливной выпуклости Земли действительно замедляет вращение Земли, но это происходит уже 4 миллиарда лет, и Земля по-прежнему вращается каждые 24 часа — одна из самых быстрых планет. Если бы на Земле было больше воды, приливная тяга Луны замедлила бы движение Земли немного быстрее, но все равно была бы очень постепенной.

Юпитер, который в основном представляет собой газовый шар, является самой быстро вращающейся планетой, а Меркурий, в основном камень, является самым медленным, так что это 2 примера состава, не являющегося фактором, хотя медленное вращение Меркурия в значительной степени связано с сильными приливами. сил, которые он получает от Солнца.

Теперь я понимаю логический подход к вашему вопросу, поскольку есть что-то очевидное в том, что вода сопротивляется вращению - затронуто в этом вопросе , но тот факт, что вода не вращается вместе со стаканом, когда вы вращаете стакан, является примером сохранения углового импульс, а не аргумент против него. На планете океаны вращаются вместе с планетой, и угловой момент уже есть.

Надеюсь, это было не слишком долго, но суть в этом. Я могу попытаться очистить или уточнить, если это необходимо.

Если масса, радиус и полный угловой момент планеты такие же, как у Земли, то я могу выдвинуть ответ. (Конечно, если угловой момент может быть другим, вы можете иметь любую скорость вращения...)

Во-первых, поверхностная гравитация неизменна, поскольку она зависит только от массы и радиуса планеты.

Во-вторых, если масса постоянна, то средняя плотность должна быть такой же, как у Земли. Но плотность воды меньше, чем средняя плотность Земли, поэтому внутренняя часть планеты должна быть плотнее, чем у Земли, чтобы средняя плотность была аналогичной.

Если плотность выше, чем у Земли внутри, но ниже снаружи, то момент инерции , зависящий от того, насколько далеко масса находится от оси вращения в квадрате , будет ниже. Затем, поскольку угловой момент (предполагаемый постоянным) является произведением момента инерции и скорости вращения, мы делаем вывод, что скорость вращения должна быть выше.

NB: Простое покрытие большей площади земным океаном вряд ли что-то изменит. Вам нужно много поверхностной воды, чтобы изменить ситуацию.

Я бы предположил, что, учитывая, как это изменит плотность

Если бы она была точно такой же, как Земля, но в ней было бы на дерьмовую тонну больше океана, то можно было бы заметить, что ее (средняя) плотность была бы ниже. Кроме того, поминутно, она бы сильнее сжала эту воду, нагрела бы ее и создала что-то вроде атмосферы, учитывая, что оно не убегает. Захват все более и более энергичных частиц плотной туманной атмосферой может настолько незначительно изменить вращение, что это, вероятно, никогда не будет замечено.....

Кроме того, если у него есть луна, приливы/волны из-за гравитации также могут мгновенно подтолкнуть планету к другому состоянию вращения. Очень немного

Я неправильно прочитал это, но я сохраняю это на случай, если это поможет.

На самом деле все зависит от того, насколько больше воды. Если бы это было 100% покрытие, оно было бы более «аккуратным», а океан, безусловно, был бы более компактным (такая же масса, как у Земли, но добавьте к этому ОГРОМНОЕ количество воды, чтобы получить от 70% до 100% покрытия площади) -- приливы могут быть не такими дикими. Я предполагаю, что это повлияет на период вращения, но не сильно.

Обратите внимание, что может быть проще опубликовать это на бирже физического стека, вы получите более качественные ответы гораздо раньше. Кажется, это хороший вопрос, чтобы набрать голоса...