Сайт ярославского центра им. Терешковой (Ярославский планетарий)

С чем связаны наблюдательные проявления темного вещества?

Уважаемый автор вопроса

Темная материя (22% материи Вселенной) – та часть массы галактик, которая проявляет себя только эффектами гравитации (силы притяжения).

Темная энергия (силы отталкивания) – объясняет расширение Вселенной – 74% материи Вселенной.

Видимое вещество – 4% материи Вселенной. .

1. С середины 1930-х годов накапливаются факты, о том, что невидимое вещество входит в состав галактик, располагаясь в основном на их периферии, где очень мало звезд и почти нет звездного газа. Это вещество притягивает соседние звездные системы. Величину силы притяжения (ускорения, скорости) 2-х соседних галактик невозможно объяснить только гравитационным взаимодействием видимого вещества – она (сила) значительно больше.

2. Измеряя скорость движения галактик в скоплении, устанавливается полная величина массы скопления (динамическая масса), которая больше массы видимого вещества. (Разность между динамической массой и видимой массой – невидимая масса).

3. Масса видимого вещества (звезды, газ, пыль) одиночной галактики и ее масса, определяемая по движению (скорости) галактик–спутников, шаровых скоплений, одиночных звезд (динамическая масса) – различны.

Темная материя, физическая природа которой еще не разгадана, может быть связана с мельчайшим частицами (типа нейтрино) или, даже, с черными дырами с массой в миллионы масс Солнца. С 1990-х годов ведутся поиски носителей невидимой массы с использованием эффекта гравитационного микролинзирования в Австралии, Польше, США, Франции. Измеряя яркость тысяч звезд, ведутся поиски объектов – гравитационных линз. Эти эксперименты могут и не решить проблему темной массы, но уже приводят к открытию новых объектов и явлений во Вселенной.

С уважением Н.И. Перов.

Здравствуйте!Мой вопрос состоит в том каким образом гравитационный манёвр космического аппарата влияет на траекторию небесного тела вокруг которого он совершает этот манёвр и влияет ли вообще,хотя бы на 0.00000000001?И если есть возможность рассчитать какое колебание планеты Марс произойдёт при взаимодействии с его гравитационным полем объекта весом 1000 тонн и скоростью 30000 км/c (10% скорости света)?Спасибо.

Уважаемый автор вопроса!

Краткий ответ:

– влияние есть;

– влияние мало, меньше указанного Вами числа;

– рассчитать величину колебания Марса в данной модели возможно;

– величина «колебания» Марса, при этих условиях составляет ~5.58*10**(-12) м по расстоянию и ~5*10**(-11) м/с по скорости планеты.

Подробный ответ с расчетами.

Для системы координат с началом в общем центре масс тел «Марс - космический аппарат», для случая сближения КА, почти, с поверхностью Марса, в рамках классической механики имеем:

– Марс будет отстоять от центра масс тел на расстоянии R

R=RAmA/MM~5.58*10** (-12) м;

– Скорость V Марса, относительно центра масс тел, определяется из соотношения

V= VAmA/MM=5*10** (-11) м/с.

Здесь RA – расстояние аппарата от центра масс указанных тел (значение величины RA принимаем равной радиусу Марса), mA – масса аппарата, MМ – масса Марса, VA – скорость аппарата относительно центра масс рассматриваемых тел (эта скорость приближенно равна скорости аппарата относительно Марса).

При известной орбитальной скорости Марса относительно Солнца и известном гелиоцентрическом расстоянии Солнца, влияние «гравитационного маневра» на траекторию небесного тела будет меньше указанного Вами числа (относительные изменения смещения планеты и ее скорости будут меньше, указанного Вами числа).

Примечания.

1. При указанных Вами параметрах космический аппарат «мелькнет» вблизи планеты и выйдет за пределы нашей Галактики (превратится в «искусственную галактику» – в небесномеханическом смысле).

2. Популярный ответ на Ваш вопрос – с историей вопроса – приведен, также, в альманахе «Вселенная и мы» (1994 г.) в статье Л.В. Ксанфомалити «Ценный дар небесной механики».

3. Аналог «гравитационного маневра» – захват параболических комет Солнцем, после из сближения большими планетами, – представлен в виде конечных (простых) формул в статье: Перов Н.И. Модель происхождения планетарных кометных семейств / Астрономический вестник РАН. 2005 г. Т. 39. №3. С. 281–287.

С уважением Н.И. Перов.

могут ли существовать 2 солнца в планетной системе рядом друг с другом, что бы во круг каждой крутились свои планеты на подобии нашей Земли, Марса и т.д.

Уважаемый автор вопроса!

С точки зрения небесной механики подобная картина может наблюдаться, но при этом движение планет вблизи звезды с меньшей массой должно происходить в области удовлетворяющей условию

rсд<r`12(m1/m2)**(2/5). (1)

Здесь

rсд – радиус сферы действия меньшей звезды (влияние звезды с большой массой рассматривается как возмущение).

r12 – расстояние между звездами.

m1 и m2 – массы звезд.

Вблизи звезды с большой массой движение планет должно происходить в области

r<r12-rcd.

При этом «радиусы» орбит планет должны быть больше «радиусов» звезд.

Массы звезд заключены в интервале от 0.02 до 100 масс Солнца. Периоды двойных звезд находятся в интервале от 1 года до 100000 лет. Радиусы звезд могут быть порядка 10 км, а могут достигать миллионов километров.

Пока, планеты типа Земли у других звезд не обнаружены, но существование их возможно, даже, в кратных системах звезд. Примеры «квазиизотермических» траекторий планет в двойной системе вблизи каждой звезды представлены на рисунках 1и 2. Обратите внимание на отличие звезд по массе m1 и m2 [Перов Н.И. Квазиизотермические траектории экзопланет / Резюме докладов научной конференции «Астрономия от ближнего космоса до космологических далей», приуроченной к XII съезду Международной общественной организации «Астрономическое общество», Москва, ГАИШ МГУ, 25-30 мая. (Секция "Астрометрия и небесная механика"). 0.5 с.].

 

Рис.1. «Обитаемая» планета m3 движется вблизи звезды–спутника m2. m2/m1 =1/50. x30=1.05. Единица длины - расстояние между звездами. Точка с координатами x3=0, y3=0 – центр масс системы тел с массами m1 и m2. Заметно влияние тела m1.

 

 

Рис.2. «Обитаемая» планета m3 движется вблизи главной звезды m1. m2/m1 =1/50. x30=0.02. Единица длины – расстояние между звездами. Точка с координатами x3=0, y3=0 – центр масс системы тел с массами m1 и m2. Не заметно, почти, влияние тела m2.

 

Более подробно о состоянии поиска «Ваших» планет смотрите на сайте:

http://galspace.spb.ru/index61-6.html

С уважением Н.И. Перов.

Почему на космической станции нету притяжения или еще не создали такой способ.

Уважаемый автор вопроса!

На космической станции притяжение есть, вследствие ее движения, например, в поле тяготения Земли.

Если Вы имеете в виду невесомость в космическом корабле, то она возникает вследствие того, что ускорение космонавтов и всех предметов на корабле относительно Земли одинаково и равно ускорению свободного падения (на данной высоте), а относительно друг друга практически равно нулю, поэтому они - космонавты, предметы - находятся в невесомости.

Способ создания искусственной гравитации представлен Вам ранее. Рекомендую посетить интерактивный урок «Невесомость», например, в Центре им. В.В. Терешковой или в ближайшем к Вам планетарии. На уроке представлен развернутый ответ на Ваш вопрос.

С уважением Н.И. Перов.