Erre forog - merre forog?
Elküldve: 2009.09.15. 13:45
Következő találós kérdésem (bár még az előzőre sem érkezett eddig megfejtés...) az alábbi.
(Elöljáróban kérem a kedves fizikus kollégák megértését; jómagam nem fizikus vagyok, bár tanultam fizikát az egyetemen, de az még a pleisztocén időkben történt, és a Maxwell egyenleteket sem vágom már fejből... Ha orbitális baromságokat talál bárki nálam okosabb az alábbi okfejtésben, elfogadom, de kérem, kímélettel közölje... )
Newton (és Kepler) óta úgy gondoljuk (némi einstein-i "torzítással"), hogy a saját (konzervatív) gravitációs erőterének (és csak annak) kitett tömegpontrendszer mozgása során, az eredő gravitációs centrumhoz közelebbi tömegpontok sebessége nagyobb, mint az éppen távolabb lévőké (hogy mennyivel, az most közömbös).
A proto-naprendszer planetezitmálisai összeállásuk során az akréciós korong anyagával (fizikai kiterjedésük okán) felületen érintkeztek, mely perdületet adott az összeálló anyagnak.
A fenti törvények alapján könnyen belátható, hogy e perdület iránya (sztochasztikus szemlélettel) retrográd kell legyen.
Ugyanakkor a bolygók és holdak ma - tendeciózus jelleggel - direkt irányban forognak tengelyük körül. (A kivételek - Vénusz és Uránusz - feltételezések szerint az össszeállás végső stádiumában elszenvedett nagyobb ütközések miatt lassult le drámaian, fordult meg, illeve dőlt el; azaz e két bolygó "rendhagyó kivétel".)
A fenti ellentmondás egyik lehetséges feloldása, hogy
1. nem tömegpontrenszerként kell kezelni a korai planetezitmális-időszakot;
2. a gravitáción kívül egyéb hatások is szerepet játszottak a mozgástörvényben.
Az első pont logikusnak tűnik, mivel a proto-naprendszer kezdeti szakasza - jó eséllyel - igen kicsíny méretű szilárd szemcsék és gáz atomok, molekulák sűrű keverékéből állhatott, és kontínuum esetén a surlódás (reális folyadékok és gázok esete Tóth Marival) jelentősen "átrendezheti", sőt, át is rendezi a mozgásegyenletet.
A második pont esélyének megadásával a magneto-hidrodinamika (MHD) vizére evezünk, ahol alapfeltétel a plazma állapot megléte. Kérdés, hogy a korai proto-naprendszer esetében (ami gyakorlatilag intersztelláris anyagot jelent) mekkora lehetett a kifelé elektromos töltést mutató (ionizált) részecskék aránya. Ez azért fontos, mert egyrészt (a mágnesesen bipoláris fémek, azaz állandó mágnesek kivételével - amit persze valamikor szintén fel kellett valaminek mágneseznie...) töltött részecskék mozgása kelt mágneses teret, másrészt ez a mágneses tér is csak töltött részecskékre képes erőhatást gyakorolni (a mágneses befagyás jelensége - lásd protuberanciák).
A fenti két módosítással már elképzelhető volna olyan helyzet, amelyben a proto-naprendszer anyaga akként forog, hogy a távolság növekedésével együtt nő a (szög-)sebesség is; ami magyarázhatná a jelenlegi tengelyforgási viszonyokat. Sőt, a mágneses befagyás miatt felépülő mágneses erőhatások - mint egy gumilabdát - toziós lengésekre késztethetik a plazmát (ez lehet oka a differenciális rotációnak és/vagy a napciklusnak is...???). Ezt a jelenséget - annak időbeliségével és a rendszer tömeg-eloszlásával "kombinálva" - talán meghatározható lenne a plazma-lengés időállandója, és így esetleg az egyes bolygól kialakulásának időbelisége, sorrendje.
Tehát én úgy "érzem", hogy a proto-naprendszer kontínuum-jellegű akkréciós korongjában befelé haladva a sűrűség (és ebből adódóan a súrlódás) növekedésével az anyag egyre nagyobb mértékben veszít mozgási energiájából, ami az anyagot lassítja (ténylegesen) és melegíti. (Az égi mechanikai paradoxon itt nem tud működni (?), mert nem tömegpontrendszerről van szó; azaz a mozgási energia-vesztés nem eredményezi kizárólagosan a gyorsabb pályát és a befelé zuhanást, hanem melegíti az anyagot és eldisszipálódik.) Így a külső régiók megelőzhetik a belső részeket. A planetezitmálisok mindeközben felszippantják az anyag nagy részét, ami a belső súrlódás lecsökkenéséhez vezet, és a rendszer egyre jobban kezd tömegpontrendszerként rotálni. E folyamat közben valószínűleg az a helyzet is előállt, amikor merev testként fogott az egész "őskatyvasz", pedig - természetesen - továbbra is "híg, de már szemcsésedő kontínuum" volt.
Tehát én úgy "gondolom", hogy a Kepler törvények tulajdonképpen egy tőlük sokkal általánosabb gravitációs mozgástörvény differenciál-egyenleteinek parciális megoldásai, amikor a sűrűség és plazma ionizációs fok egyenlő nullával. Ezt az "általános gravitációs mozgásegyenletet" kellene megtalálni. (Kár, hogy már nekem csak a 4 alapművelet megy - az is csak többé-kevésbé...) (A fenti két bekezdést később szúrtam be.)
Nos, lehet ez magyarázat a bolygók "rendellenes" forgására? Azt a bizonyos "súrlódásos MHD-módosított általános mozgásegyenletet" valaki levezette már (pl. Hannes Alfvén)? (Tudomásom szerint nem; de én csak egy félművelt amatőr vagyok...) Régóta motoszkál ez a gondolat a fejemben, egynémely hivatásos fizikussal is megosztottam már, de sem cáfolatot, sem megerősítést nem kaptam rá. (És - mint említettem - az én időmben még Gauss-Osztogardszíj tételként tanították a Gauss-tételt, és én már nem emlékszem a nábla operátor mibenlétére, csak a neve sejlik fel időnként előttem... Így aztán saját magam már túl hülye vagyok, hogy utánaszámoljak. )
De ha a fenti magyarázat bármi okból hülyeség lenne, akkor mi a valós magyarázat?
MDA
(Elöljáróban kérem a kedves fizikus kollégák megértését; jómagam nem fizikus vagyok, bár tanultam fizikát az egyetemen, de az még a pleisztocén időkben történt, és a Maxwell egyenleteket sem vágom már fejből... Ha orbitális baromságokat talál bárki nálam okosabb az alábbi okfejtésben, elfogadom, de kérem, kímélettel közölje... )
Newton (és Kepler) óta úgy gondoljuk (némi einstein-i "torzítással"), hogy a saját (konzervatív) gravitációs erőterének (és csak annak) kitett tömegpontrendszer mozgása során, az eredő gravitációs centrumhoz közelebbi tömegpontok sebessége nagyobb, mint az éppen távolabb lévőké (hogy mennyivel, az most közömbös).
A proto-naprendszer planetezitmálisai összeállásuk során az akréciós korong anyagával (fizikai kiterjedésük okán) felületen érintkeztek, mely perdületet adott az összeálló anyagnak.
A fenti törvények alapján könnyen belátható, hogy e perdület iránya (sztochasztikus szemlélettel) retrográd kell legyen.
Ugyanakkor a bolygók és holdak ma - tendeciózus jelleggel - direkt irányban forognak tengelyük körül. (A kivételek - Vénusz és Uránusz - feltételezések szerint az össszeállás végső stádiumában elszenvedett nagyobb ütközések miatt lassult le drámaian, fordult meg, illeve dőlt el; azaz e két bolygó "rendhagyó kivétel".)
A fenti ellentmondás egyik lehetséges feloldása, hogy
1. nem tömegpontrenszerként kell kezelni a korai planetezitmális-időszakot;
2. a gravitáción kívül egyéb hatások is szerepet játszottak a mozgástörvényben.
Az első pont logikusnak tűnik, mivel a proto-naprendszer kezdeti szakasza - jó eséllyel - igen kicsíny méretű szilárd szemcsék és gáz atomok, molekulák sűrű keverékéből állhatott, és kontínuum esetén a surlódás (reális folyadékok és gázok esete Tóth Marival) jelentősen "átrendezheti", sőt, át is rendezi a mozgásegyenletet.
A második pont esélyének megadásával a magneto-hidrodinamika (MHD) vizére evezünk, ahol alapfeltétel a plazma állapot megléte. Kérdés, hogy a korai proto-naprendszer esetében (ami gyakorlatilag intersztelláris anyagot jelent) mekkora lehetett a kifelé elektromos töltést mutató (ionizált) részecskék aránya. Ez azért fontos, mert egyrészt (a mágnesesen bipoláris fémek, azaz állandó mágnesek kivételével - amit persze valamikor szintén fel kellett valaminek mágneseznie...) töltött részecskék mozgása kelt mágneses teret, másrészt ez a mágneses tér is csak töltött részecskékre képes erőhatást gyakorolni (a mágneses befagyás jelensége - lásd protuberanciák).
A fenti két módosítással már elképzelhető volna olyan helyzet, amelyben a proto-naprendszer anyaga akként forog, hogy a távolság növekedésével együtt nő a (szög-)sebesség is; ami magyarázhatná a jelenlegi tengelyforgási viszonyokat. Sőt, a mágneses befagyás miatt felépülő mágneses erőhatások - mint egy gumilabdát - toziós lengésekre késztethetik a plazmát (ez lehet oka a differenciális rotációnak és/vagy a napciklusnak is...???). Ezt a jelenséget - annak időbeliségével és a rendszer tömeg-eloszlásával "kombinálva" - talán meghatározható lenne a plazma-lengés időállandója, és így esetleg az egyes bolygól kialakulásának időbelisége, sorrendje.
Tehát én úgy "érzem", hogy a proto-naprendszer kontínuum-jellegű akkréciós korongjában befelé haladva a sűrűség (és ebből adódóan a súrlódás) növekedésével az anyag egyre nagyobb mértékben veszít mozgási energiájából, ami az anyagot lassítja (ténylegesen) és melegíti. (Az égi mechanikai paradoxon itt nem tud működni (?), mert nem tömegpontrendszerről van szó; azaz a mozgási energia-vesztés nem eredményezi kizárólagosan a gyorsabb pályát és a befelé zuhanást, hanem melegíti az anyagot és eldisszipálódik.) Így a külső régiók megelőzhetik a belső részeket. A planetezitmálisok mindeközben felszippantják az anyag nagy részét, ami a belső súrlódás lecsökkenéséhez vezet, és a rendszer egyre jobban kezd tömegpontrendszerként rotálni. E folyamat közben valószínűleg az a helyzet is előállt, amikor merev testként fogott az egész "őskatyvasz", pedig - természetesen - továbbra is "híg, de már szemcsésedő kontínuum" volt.
Tehát én úgy "gondolom", hogy a Kepler törvények tulajdonképpen egy tőlük sokkal általánosabb gravitációs mozgástörvény differenciál-egyenleteinek parciális megoldásai, amikor a sűrűség és plazma ionizációs fok egyenlő nullával. Ezt az "általános gravitációs mozgásegyenletet" kellene megtalálni. (Kár, hogy már nekem csak a 4 alapművelet megy - az is csak többé-kevésbé...) (A fenti két bekezdést később szúrtam be.)
Nos, lehet ez magyarázat a bolygók "rendellenes" forgására? Azt a bizonyos "súrlódásos MHD-módosított általános mozgásegyenletet" valaki levezette már (pl. Hannes Alfvén)? (Tudomásom szerint nem; de én csak egy félművelt amatőr vagyok...) Régóta motoszkál ez a gondolat a fejemben, egynémely hivatásos fizikussal is megosztottam már, de sem cáfolatot, sem megerősítést nem kaptam rá. (És - mint említettem - az én időmben még Gauss-Osztogardszíj tételként tanították a Gauss-tételt, és én már nem emlékszem a nábla operátor mibenlétére, csak a neve sejlik fel időnként előttem... Így aztán saját magam már túl hülye vagyok, hogy utánaszámoljak. )
De ha a fenti magyarázat bármi okból hülyeség lenne, akkor mi a valós magyarázat?
MDA