A che punto orbita la Terra?

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Se consideriamo le due masse più grandi nel nostro sistema solare - il Sole e Giove, da sole, orbiteranno attorno a un baricentro comune che è da qualche parte spostato dal centro del Sole nella direzione di Giove (appena sopra la superficie del Sole). Se aggiungiamo Saturno, le cose diventano più complicate, ma c'è ancora un baricentro, anche se segue un percorso complesso rispetto al centro del Sole (o il Sole ha una oscillazione complessa attorno al baricentro). Aggiungi Nettuno e tutte le altre masse nel sistema solare e le cose si fanno ancora più complicate. Tuttavia, esiste ancora un baricentro (spesso al di fuori dell'arto del Sole) sul quale il Sole esegue una danza complessa.

Ora, che cosa sta effettivamente orbitando la Terra? L'orbita terrestre è descritta come un'ellisse; il "centro" di un'orbita ellittica si verifica in uno dei punti focali dell'ellisse. Qual è il punto focale del percorso ellittico seguito dalla Terra? È il baricentro del sistema solare o è il centro di massa (traballante) del Sole? In altre parole, l'orbita terrestre si sta spostando mentre il Sole è trascinato, la nostra distanza dal Sole non varia mai di più dell'eccentricità dell'ellisse, o orbitiamo attorno al baricentro del sistema solare e la nostra distanza dal Sole varia in base al somma della nostra eccentricità orbitale più la quantità che il Sole oscilla nella sua orbita attorno al baricentro?

orbit the-sun earth

— Anthony X
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Quando sono coinvolti più di 2 corpi generalmente nessuno segue un percorso di sezione ellittica o conica e l'idea di un centro non è ben definita.

— Conrad Turner,

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Se sei follemente interessato a questo, contattami: sto cercando di trovare "l'ellisse più adatta" per la Terra in un dato momento in base alla sua posizione e velocità, o per una determinata orbita specifica. Se usi il Sole come focus, l'altro focus è più stabile che se usi il baricentro come primo focus.

— Barrycarter

Su quanto Giove possa perturbare l'orbita di un altro pianeta, vale la pena sottolineare che Keplero ha usato l'orbita di Marte per elaborare le sue 3 leggi. Se l'orbita di Marte fosse stata traballante in modo significativo, non credo che sarebbe stato in grado di farlo.

— userLTK

È affascinante che nessuno qui affronti il fatto che la posizione dei baricentri è interamente dipendente dal proprio schema di riferimento inerziale preferito. Personalmente, preferisco quello in cui sono realmente.

— Bill

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La risposta breve è "Il sole".

Come osserva Conrad, poiché quando si includono gli effetti di Giove, l'orbita terrestre non è kepleriana, le nozioni di centro non sono realmente definite. Ma puoi chiedere, nella gravità newtoniana, dove punta il vettore di accelerazione della Terra. Ora l'accelerazione della Terra è dovuta principalmente al Sole, in parte alla Luna e leggermente agli altri pianeti.

Ignoriamo la luna (cioè consideriamo il movimento del baricentro della Luna della Terra)

L'accelerazione dovuta al sole è di 4 ordini di grandezza maggiore di quella dovuta a Giove. Quindi, se Giove è perpendicolare alla Terra, il vettore di accelerazione della Terra viene leggermente allontanato dal centro del sole. Ma non di molto, in realtà indica un punto a circa 4000 km dal centro. Il sole ha un raggio di 700000 km, quindi il punto in cui sta orbitando la Terra è ben dentro il sole e non è il baricentro di Giove.

Per capire perché la Terra non orbita attorno al baricentro, considera il moto del Sole in un sistema a tre corpi (Sole-Giove-Terra) La Terra non orbita attorno al baricentro Sole-Giove proprio come il Sole non orbita attorno al Baricentro di Terra-Giove.

— James K
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Curiosità sulla nostra orbita non kepleriana: se i dati di Keplero fossero stati più accurati di un fattore 10, sarebbe stato in grado di vedere tutte le perturbazioni non kepleriane sulla nostra orbita e probabilmente non avrebbe mai escogitato queste tre leggi.

— zephyr,

La risposta breve potrebbe essere il baricentro della Terra + Luna + Sole (se si desidera ignorare l'influenza di tutto il resto), ma certamente non è "il Sole".

— Rob Jeffries,

È il sole. Il discorso dei baricentri confonde le persone. Fa pensare alle persone che il baricentro sia il punto interessante. Ma non lo è. Ne sei ben consapevole, ma le domande qui suggeriscono che ciò causa confusione. La Terra orbita attorno al sole, con perturbazioni della luna e dei pianeti.

— James K,

"La Terra non orbita attorno al baricentro Sole-Giove proprio come il Sole non orbita attorno al baricentro Terra-Giove." Nessuno lo rivendica. L'argomento è se sia la Terra che il Sole possano essere considerati in orbita attorno al baricentro Sole + Giove + Terra.

— Rob Jeffries,

In un semplice sistema a due corpi entrambi i corpi eseguono le ellissi di Keplerian con il baricentro in uno dei fuochi. La prima legge di Keplero è un'approssimazione per

m_{p l a n e t} ≪ M_{⊙}

$m_{\rm planet} \ll M_{\odot}$ . Quindi, come ho detto, anche se ignori tutti gli altri pianeti, la risposta non è "il Sole". Se stai solo discutendo della portata dell'effetto, dovresti essere più chiaro - al momento la tua chiarezza è la cosa che causa confusione.

— Rob Jeffries,

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@Incnis La risposta di Mrsi è corretta: la Terra orbita attorno al centro di massa del Sistema Solare, che è dominato dal Sole con una piccola correzione dovuta a Giove e ancora più piccola dagli altri pianeti giganti.

Vedi lo Space Place della NASA per una spiegazione breve e semplice. Vedi Zidbits per una descrizione con una grafica molto bella WMU ha un bell'articolo che mostra gli effetti dei diversi pianeti

Si può facilmente vedere che questo deve essere vero in diversi modi.

Prima di tutto, consideriamo solo la tripletta Sole-Terra-Giove. Se ogni pianeta orbitasse attorno al suo baricentro con il Sole come se non esistessero gli altri pianeti, avresti il sottomarino che si muove in un piccolo cerchio con la Terra e un cerchio molto più grande e 12 volte più lento con Giove allo stesso tempo senza uno colpire l'altro.

Poiché la massa della Terra è così piccola, con una buona approssimazione, puoi guardare la Terra come in orbita una volta all'anno attorno a un Sole che è esso stesso in orbita attorno al baricentro Sole-Giove in dodici anni.

Un secondo punto sperimentale a supporto di ciò deriva dalla scoperta di un pianeta solare extra attraverso misurazioni Doppler. Quando una stella ha più pianeti abbastanza grandi da causare movimenti stellari abbastanza grandi da essere rilevati dai nostri strumenti, vediamo che la velocità della luce della stella della stella cambia in modo coerente con la sua rotazione attorno al centro di massa della stella e diversi pianeti . Altrimenti, non potremmo rilevare gli altri pianeti.

Un terzo modo è un esperimento gedanken. Considera Tatooine e un pianeta simile agli inizi che orbita attorno a una doppia stella. Tatooine orbita solo su uno di essi, ignorando l'altro? Come potrebbe essere? (Come sceglie quale ignorare?) Deve orbitare attorno al loro comune centro di massa.

In conclusione: il Sole e tutti i pianeti orbitano attorno al centro di massa del Sistema Solare.

— Mark Olson
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L'unica risposta corretta: nessun punto particolare , poiché il movimento della Terra è complesso.

Innanzitutto, la Terra orbita attorno al baricentro Terra-Luna.
Sorprendentemente. Ma questo punto si trova all'interno del pianeta, da qualche parte nel mantello.

Successivamente, sarebbe una ragionevole approssimazione dire che il sistema Terra + Luna orbita attorno al sistema Sole + pianeti inferiori (Venere e Mercurio). Naturalmente, non dovremmo esattamente supporre che la loro gravità combinata emetta da un singolo punto. Ma, approssimativamente e in media, proviene dal centro di massa Sole + Mercurio + Venere (quasi il centro geometrico del Sole). In nessun momento nessuno di questi corpi estrae la Terra e la Luna dal Sole.

Ci sono anche influenze da pianeti esterni, come Giove. Ma non dovremmo, a nessun livello di semplificazione, pensarlo come proveniente dall'interno del Sistema Solare. La direzione della gravità di Giove fa il giro completo attorno all'eclittica ogni volta che completa l'orbita (≈ 12 anni). Sarebbe ragionevole dire che Sole + Mercurio + Venere + Terra + Luna + Marte e Giove orbitano attorno al loro comune centro di massa (da qualche parte non lontano dalla superficie del Sole), approssimativamente. Ma evidentemente non tutti i corpi sono inclusi qui. Generalmente, "che punto fa ... orbita" dipende fortemente dalla definizione del nostro quadro di riferimento "stazionario" e, in linea di principio, discutere su questo non ha senso.

Un'approssimazione della "Terra orbita attorno al Sole" ignorerebbe non solo l'influenza di Venere (che ha poco significato nel corso di una vita umana), ma, prima di tutto, la gravità della Luna.

— Incnis Mrsi
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A che punto orbita la Terra?

Tuttavia, esiste ancora un baricentro (spesso al di fuori dell'arto del Sole) sul quale il Sole esegue una danza complessa.

Ora, che cosa sta effettivamente orbitando la Terra? L'orbita terrestre è descritta come un'ellisse; il "centro" di un'orbita ellittica si verifica in uno dei punti focali dell'ellisse. Qual è il punto focale del percorso ellittico seguito dalla Terra? È il baricentro del sistema solare o è il centro di massa (traballante) del Sole? In altre parole, l'orbita terrestre si sta spostando mentre il Sole è trascinato, la nostra distanza dal Sole non varia mai di più dell'eccentricità dell'ellisse, o orbitiamo attorno al baricentro del sistema solare, e ...

Tutto è relativo e relativo a cosa.

Vedi l'articolo della NASA " Cos'è un baricentro? ", La sezione "Baricentri nel nostro sistema solare":

Dov'è il baricentro tra la Terra e il sole? Bene, il sole ha molta massa. In confronto, la massa terrestre è molto piccola. Ciò significa che il sole è come la testa della mazza. Quindi, il baricentro tra la Terra e il sole è molto vicino al centro del sole. [Orbita a 449 km dal centro del sole .]

Giove è molto più grande della Terra. Ha una massa 318 volte maggiore. Di conseguenza, il baricentro di Giove e il sole non è al centro del sole. In realtà è appena fuori dalla superficie del sole!

Il baricentro del nostro sistema solare è la combinazione di tutte le sue masse, ecco quanto traballa il sole:

Ultimo ma non meno importante, l'utente "fizixfan" presso PhysicsForum ha fornito questo interessante grafico:

La nostra orbita attorno al piano supergalattico .

— rapinare
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