Curiozitati din stiinta

[virgil 48]

In Dictionarul de Astronomie al Scientia.ro se afla articolul Curiozitati din stiinta(2) care cuprinde urmatorul text:
Terra se departeaza de Soare cu 15 cm in fiecare an. Luna se departeaza de noi cu 4 cm pe an...
Cum se poate interpreta aceasta stire si care este de fapt curiozitatea?
Pentru ca Luna sa se departeze de Terra sau Terra sa se departeze de Soare, ar trebui in mod normal ca viteza lor lineara
sa creasca. Asa se intampla cu navele cosmice care sunt accelerate spre a atinge o anumita viteza de "evadare".
Intrucat nu poate fi vorba de asa ceva, cele doua corpuri ceresti nefiind autopropulsate, propun totusi o explicatie care
are nevoie de intelegerea si comentariile voastre.
Este posibil ca Terra si Luna sa aiba in prezent viteze mai mari decat cele necesare pentru a se mentine pe orbite stabile,
de echilibru. De aceea ele se departeaza treptat de centrele lor de gravitare pentru a ajunge la orbitele stabile. Daca
prin cresterea distantei(razei) viteza lor lineara scade, situatia se va echilibra si nu exista pericolul pierderii acestora, in
viitorul indepartat, in spatiu.
Daca nu exista deja o explicatie ferma a acestei "curiozitati", astept si parerile voastre, nu neaparat convergente.

[Quantum]

Este posibil ca Terra si Luna sa aiba in prezent viteze mai mari decat cele necesare pentru a se mentine pe orbite stabile,
de echilibru. De aceea ele se departeaza treptat de centrele lor de gravitare pentru a ajunge la orbitele stabile. Daca
prin cresterea distantei(razei) viteza lor lineara scade, situatia se va echilibra si nu exista pericolul pierderii acestora, in
viitorul indepartat, in spatiu.

Aici intervine chestiunea de timp. Orbitele actuale s-au format in timp si se modifica in timp. In principiu nu exista "orbite stabile" care sa dureze o vesnicie. Este numai o chestiune de timp pana Luna se va "pierde." In unele cazuri consideram "orbite stabile" in sensul de stabile pentru anumite perioade de timp. Si satelitii artificiali au nevoie de corectii de orbita din cand in cand. Aia cu cresterea distantei si scaderea vitezei este un lucru ce nu are legatura cu indepartarea pe ansamblu. Are legatura cu orbita oliptica si conservarea momentului unghiular ce se intampla la fiecare rotatie.

[mircea_p]

E vorba de efectul mareelor asupra orbitelor.
In cazul pamant-luna, care e ce mai bine cunoscut, are loc un transfer de moment cinetic de la rotatia pamatului in jurul axei (care incetineste, rezultand intr-o lungire a zilei) la miscarea orbitala a lunii (raza orbitei creste).
Nu este vorba de variatiile periodice datorate excentricitatii orbitei ci de un efect de foarte lunga durata.

In privinta satelitilor in general:
Cu cat orbita devine mai "larga", viteza orbitala scade, nu creste.
Cu cat un satelit e pe o orbita mai inalta are o viteza orbitala mai mica. Bineninteles, pentru orbite circulare. In cazul orbiteleor excentrice viteza variaza pe orbita si e mai dificil de comparat.
In cazul accelerarii unui satelit aflat deja pe orbita, in functie de directia accelerarii se pot obtine efecte diferite.

[virgil 48]

Am mai auzit aceasta predictie, ca Luna se va "pierde". Cauza ar trebui sa fie alta decat
atingerea celei de-a 2-a viteze cosmice.
Impingerea din directia Terrei produsa de efectul mareelor, pe care a adus-o in discute mircea_p
este un efect care se atenueaza odata cu cresterea distantei.
Nu este posibil ca odata cu cresterea distantei si reducerea vitezei, sa aiba loc un proces de
apropiere asimptotica de o orbita de echilibru? Dar daca Terra isi pierde oceanele?
In plus, este posibil ca Terra si celelalte planete sa produca fenomene similare mareelor pe Soare?

[mircea_p]

Am mai auzit aceasta predictie, ca Luna se va "pierde". Cauza ar trebui sa fie alta decat
atingerea celei de-a 2-a viteze cosmice.

Cresterea distantei pamant-luna nu este o predictie ci un fapt experimental.
Nu cred ca "predictia" a fi ca luna se va pierde. Timpul necesar pentru asta e mai mare decat durata de viata a soarelui, dupa cate stiu.

Impingerea din directia Terrei  produsa de efectul mareelor, pe care a adus-o in discute mircea_p
este un efect care se atenueaza odata cu cresterea distantei.
Nu este posibil ca odata cu cresterea distantei si reducerea vitezei, sa aiba loc un proces de
apropiere asimptotica de o orbita de echilibru? Dar daca Terra isi pierde oceanele?
In plus, este posibil ca Terra si celelalte planete sa produca fenomene similare mareelor pe Soare?

Nu este vorba de o "impingere" ci un efect mai complex.
In rest, nu inteleg care e ideea? Vrei sa spui ca ar fi posibil luna sa nu se piarda? Sigur, oricum pamantul va fi distrus de soarele in expansiune cu mult inainte sa se intample asta, chiar in conditiile actuale, cu oceane (vezi mai sus).
Pierderea ocenelor ar reduce efectul mareelor dar nu l-ar elimina complet. Exista un efect (mult mai mic) in scoarte solida a planetei.

[virgil 48]

M-am linistit, avem un coleg care a propus acoperirea Lunii cu folie si ar fi ramas fara obiectul muncii.
Raspunsul meu s-a referit simultan si la # 1, de aceea ti s-a parut usor incoerent. Pentru a se indeparta
Luna de Terra fara a mari viteza lineara a Lunii, presupun ca este nevoie macar de o forta din
directia Terrei, care sa diminueze atractia gravitationala.Chiar daca fenomenul este mai complicat, efectul
acesta trebuie sa fie. Sper ca atunci cand eu scriu de viteza lineara iar tu de viteza orbitala, intelegem
acelasi lucru.

[mercur]

Poate avea vreo influenţă majoră, asupra modificării orbitelor, creşterea maselor în timp, atât a pământului cât şi a lunii, datorată impactului cu alte corpuri cereşti (asteroizi, meteoriţi, comete)?

[virgil 48]

Chiar daca nu sunt cel mai indicat sa raspunda la aceasta intrebare, iata parerea mea:
Influenta cresterii masei corpului in timp, prin aportul de masa din exterior, poate fi semnificativa nu numai in
functie de marimea acesteia, ci si de directia si sensul impactului. In pus aceste ultime doua elemente, pot 
influenta si miscarea de rotatie a corpului respectiv.Dar acestea nefiind fenomene predictibile pe termen
lung, nu pot fi luate in calcul cand este vorba de orbitele corpurilor.                       
Trebue sa mai spun ca in urma acestui topic, nu consider ca ne-am lamurit daca "curiozitatea" despre care se
vorbeste in articolul vizat este un fenomen definitiv si inexorabil, sau unul care conduce catre un echilibru,
adica se atenueaza.

[mercur]

Da, Virgil 48, însă eu mă refeream în întrebarea mea mai mult la influenţa surplusului de masă asupra orbitei, căpătat de corpurile cereşti, în urma impactului cu alte corpuri de mai mici dimensiuni, decât la impactul cu un corp masiv, capabil să le devieze orbita.

[virgil 48]

Reluand acelasi preambul de la # 7, iata parerea mea:
Cresterea masei unui corp ceresc, ar trebui in general sa micsoreze viteza corpului, deci sa determine o
apropiere de centrul de gravitare. Asta se intampla daca aportul de masa provine din materia aflata in
stare de (relativ) repaus in sistemul respectiv.Daca masa suplimentara provine din materie care se
misca cu o viteza semnificativa, va influenta viteza corpului conform sensului din care vine.

       

[mircea_p]

Daca viteza creste sau scade in urma "aportului" de masa depinde de viteza masei suplimentare inainte de ciocnire. Daca materia este initial in repaus fata de corpul ceresc nu vad cum se va aduga la acesta.
Efectul cresterii masei (oricare ar fi) datorita acumularii de materie din spatiu ne putem satepta sa fie oricum foarte mic.
Cu toate ca estimarile arata valori absolute semnificative (10^7-10^8 kg pe an), in comparatie cu masa pamantului  aceste valori sant foarte mici.  Cu rata de mai sus, intr-un miliard de ani (10^9) ar rezulta 10^16-10^17 kg care fata de masa pamantului (10^24) reprezinta o fractie de 1 in 10 milioane, cel mult.
Sigur ca putem presupune ca in trecutul foarte indepartat rata de acumulare era mai mare, la inceputul formarii sistemului solar.  

[mercur]

Mulţumesc, mircea_p, asta eram curios să ştiu:

Efectul cresterii masei (oricare ar fi) dactorita acumularii de materie din spatiu ne putem atepta sa fie oricum foarte mic.
Cu toate ca estimarile arata valori absolute semnificative (10^7-10^8 kg pe an), in comparatie cu masa pamantului  aceste valori sant foarte mici.  Cu rata de mai sus, intr-un miliard de ani (10^9) ar rezulta 10^16-10^17 kg care fata de masa pamantului (10^24) reprezinta o fractie de 1 in 10 milioane, cel mult.

[virgil 48]

Pentru # 11 (mircea_p)
Fiind convins ca esti mult mai aproape de subiect decat mine, te intreb daca ai o parere sau o certitudine
despre sursa acestui topic:

                     
Trebue sa mai spun ca in urma acestui topic, nu consider ca ne-am lamurit daca "curiozitatea" despre care se
vorbeste in articolul vizat este un fenomen definitiv si inexorabil, sau unul care conduce catre un echilibru,
adica se atenueaza.

Despre afirmatia din randul 2 al postarii tale precedente, te rog sa observi ca nu am vizat materia aflata in
repaus fata de corpul respectiv, ci fata de sistemul din care face parte.

[mircea_p]

Pentru # 11 (mircea_p)
Fiind convins ca esti mult mai aproape de subiect decat mine, te intreb daca ai o parere sau o certitudine
despre sursa acestui topic:

                     
Trebue sa mai spun ca in urma acestui topic, nu consider ca ne-am lamurit daca "curiozitatea" despre care se
vorbeste in articolul vizat este un fenomen definitiv si inexorabil, sau unul care conduce catre un echilibru,
adica se atenueaza.

Se ajunge, in principiu, la o stare pe care o poti numi echilibru. Perioada de rotatie a pamntului in jurul axei creste pana cind se ajunge la situatia ca se sincronizeaza cu rotatia lunii in jurul pamantului. Atunci pamntul va avea aceeasi fata indreptata spre luna si deci "umflatura" mareica nu se va mai roti fata de pamant.
Pentu mai multe informatii poti cauta "tidal lock-in".
Luna deja este "locked-in". In cazul pamantului nu stiu care este timpul estimat pentru ca acest "lock-in" sa se intample. In plus intervin si mareele solare.
Asta nu face fenomenul mai putin "inexorabil" ori poate nu inteleg eu ce vrei sa spui cu asta.

Despre afirmatia din randul 2 al postarii tale precedente, te rog sa observi ca nu am vizat materia aflata in
repaus fata de corpul respectiv, ci fata de sistemul din care face parte.

Nu inteleg ce vrei sa spui cu asta. Sistemul din care face parte ce? Poate un exemplu concret, in cazul pamantului lovit de un meteorit ar ajuta. Cine e sistemul?
Oricum cred ca discutia de mai sus e irelevanta. Conteaza viteza meteoritului fata de pamant. Daca este non-zero, va avea loc un transfer de impuls. Indiferent de viteza fata de alte sisteme de referinta.

[virgil 48]

Multumesc, mircea_p, acum se contureaza un raspuns la problema discutata. Cu privire la punctul al 2-lea,
se poate spune, ca o explicatie intuitiva, ca un corp mai mare se comporta ca un aspirator fata de materia
cosmica de mici dimensiuni, de pe orbita sa?