Hur kan planeterna ligga kvar i sina banor?

Borde det inte vara så att det måste finnas en "perfekt" bana om man ser till gravitation vs flykthastighet. Så solen drar helt enkelt så hårt den kan i jorden samtidigt som Jupiter gör det vilken leder till att jorden tar den enda stabila vägen mellan vilken är mittpunkten för båda gravitationskällornas kraft kontra avstånd.

Kan vara helt ute och cykla här..?

Ja, alla banor är perfekta. Det är den ursprungliga rotationen av materieskivan som fanns runt den nyfödda solen.
Materien klumpade ihop sig och de stabilaste klumparna (banorna) blev större emedan de andra susade runt, krockade, bytte bana, föll in i solen o.dyl.
Kom ihåg att hela solsystemet, planeterna t.om. Jupiter med sin materieskiva rusar genom rymden med tiotals km/s.

Hur stabila är egentligen banorna på lång sikt? Vi människorna ju bara kunnat observera och registrera dem i några tusen år. Samtidigt verkar vår planet ha varit stabil tillräckligt länge för att liv ska utvecklas här. Men hur kommer de se ut om ca 2-3 miljarder år?

Genom geologiska undersökningar vet vi att Jordens omloppsbana varit någorlunda stabil i åtminstone 3½ miljarder år. Jordens omloppsbana ändrar dock sin excentritet periodvis, vilket har gett upphov till nedisningarna, och det är tecken på en viss instabilitet, men Jordens omloppsbana kommer att vara tillräckligt stabil tills solen börjar svälla upp som en röd jätte och sluka Jorden om 10 miljarder år.

Förväxla inte flykthastigheten med banhastigheten. Flykthastigheten är den minsta hastighet (konstant) ett objekt måste ha vid Jordens yta, cirka 11,18 km/s, för att objektet skall kunna fara ut i rymden och lämna Jorden utan att falla tillbaka. Observera att en bit ut i rymden, räknat från Jorden, är flykthastigheten mindre eftersom gravitationen från Jorden är mindre där.

Det där är som man säger en bra fråga. Planeternas påverkan på varandra är väldigt liten, i huvudsak kan varje planetbana beskrivas väl utan hänsyn till något annat än solens gravitation. Men även en liten påverkan kan få betydelse över lång tid, speciellt om det finns en resonans. (Jämför med svaga knuffar på en gunga med precis rätt frekvens.) Över något/några miljarder år verkar i stort sett vad som helst kunna hända, inkl kollision mellan Jorden och Merkurius eller mellan Jorden och Mars. Iaf om man ska tro wikipedia (med källor):

https://en.wikipedia.org/wiki/Stabil...e_Solar_System

Planeterna och alla andra kroppar i solsystemet formades ur den sk protoplanetärskivan : https://sv.wikipedia.org/wiki/Protoplanet%C3%A4r_skiva Skivan roterade från första början när solsystemet skapades. Varför planeter och annat är i bana är för att de färdas i den hastigheten som är precis den rätta för att en omloppsbana ska förbi stabil
Varför den roterade från första början är jag inte säker på men den hastigheten som stoft och annat hade då som hade/har en stabil bana - har även planeter nu.

Samma princip gäller för satelliter. En viktig aspekt är hur långt ifrån Jordens kärna man placerar dessa satelliter och hastigheten på banan. Oftast vill man att de ska hålla sig över en kontinent för att kanske ta väderbilder eller fungera som TV-satellit och annat. Då "placeras" den så exakt som möjligt så att ett varv runt Jorden(dess umloppsbana) blir ett dygn. https://en.wikipedia.org/wiki/Geostationary_orbit
Medans ISS är så pass nära (så den måste färdas mycket snabbare än väderstatelliter), så denna gör ett varv kring Jorden på ~90 minuter.

Räcker inte den förklaringen kan du börja med att sätta dig in i gravitationskonstanten:
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_constant

Mja.
Ligger dom verkligen kvar i sina banor?
Är det inte en tidsfråga? Är de stabila på 1000, 10 000, 100 000, ... års sikt?

Har inte solen och planeterna bildats under mkt lång tid i en virvel (eller virvlar) av stoff och gaser. Liksom hela galaxen.

Jag föreställer mig att den hopklumpning som skett av materia har varit en mkt långsam process där de klumpar som bildats rent automatskt hamnat i någorlunda stabila banor. Nån annanstans klumpar det inte ihop sig. Och under tiden kröker de bildade massorna rymden.

Dessutom är det väl inte riktigt klart hur banorna ser ut. Dvs vilken är referensen? Kanske skall man se banorna i timespace. Och då är de väl räta, men inte raka. Och vad som är en rät bana/linje ändrar sig efterhand som massorna ökar eller minskar.

Det är förvånansvärt krävande att flytta bort t.ex. Jorden ur en stabil omloppsbana runt solen. Du skulle praktiskt taget behöver "stanna" jorden för att den ska falla ned mot solen. Annars kommer den lilla horisontella hastigheten göra att den faller förbi solen och sedan dras tbx förbi den.

Å andra sidan skulle du behöva öka hastigheten när den är som snabbast, för att vara lite effektiva, så att den slungas ut ur solens gravitationsfält..men denna energi är också ofantligt stor...



Som en tidigare i tråden skrev, är det lättare att förställa sig alla kroppar som kretsar runt solen; som resterna som fick stabila omloppsbanor. Genom alla möjliga händelser som krockar och andra kroppas gravitationsfält, har vi kvar de som inte föll rakt mot solen eller drogs ihop till kroppar som blev ännu större kroppar.

Även sammansättningen av planeterna hintar mot att de tyngre metallerna drogs innåt. Därför vi har gas-planeter efter mars.

Så idag bevittnar vi den perfektionerade dansen mellan trillioner av massors gravitation. Som balanserar varandra, men balansgången är BRED alltså har den ett ganska stort utrymme att bredda sig på.

Jag svarar inte på alla posts här, jag ser att en del har inte bandynamiken klart för sig om hur den fungerar


Ja, det är riktigt att man med trekropparsproblemet visat att man inte kan förutsäga banorna för evigheter framåt. Dock så är slutsatsen av trekropparsproblemet bara att det inte finns någon analytisk lösning på rörelseekvationerna.

Det innebär dock inte att man inte genom simuleringar framåt och bakåt i tiden kan räkna ut banorna. Så med simulatorprogram så kan man någorlunda bra förutsäga hur solsystemet ser ut om XX 1000 år osv.

Vårt solsystem är dock lite speciellt vilket vi måste komma ihåg, Solens massa är nämligen så enormt stor i jämförelse med alla andra planeter, därför kommer vårt solsystem att vara relativt stabilt sett ur vårt tidsperspektiv.

Det finns alltså en väldigt liten risk för överraskningar.

Hade vi däremot haft 100 tals planeter av Jupiters storlek eller planeter större än så med mera excentriska banor så hade vi med stor sannolikhet haft ett instabilt solsystem med ett relativt sett kaosartade banor.

Frågan om nedisningar har samband med cyklerna (tex Milankovichs) i Jordens bana runt Solen är jag verkligen inte säker på, Om man tittar på de tabellerade uppskattade värdena så blir banexcentriceteten så liten variation att jag inte kan se att det skulle få så stort genomslag i form av mindre solinstrålning att detta enbart skulle förklara nedisnningarna. Som mest skulle skulle det bara skilja några procent om ens det, Det är nog över 10 år sedan jag räknade på detta. Några procent i minskad solenergi kan inte göra så stor skillnad på Jordens temperatur.

Någon annan faktor måste också vara verksam för att åstadkomma nedisning.


Det är inte så svårt att skriva program som kan räkna på många kroppar, man simulerar i finita små förflyttningar och eftersom man kan räkna sådant fort som 17 i en dator så blir resultatet godtagbart ändå. Man kan kontrollera sina uträkningar med att variera granulariteten, tidsintervallen, och jämföra med hur stort felet blir.

Hur går detta till då ? Ja för varje tidpunkt och kropp så beräknas dragningskraften emot de andra kropparna med hjälp av gravitationslagen, därvid fås en sammansatt resultatvektor, kraftvektor. Detta tillsammans med hastighetsvektorn plus tidsintervallet fås den nya positionen. Detta upprepas för varje kropp i systemet, och så flyttar man fram tidsfragmentet, och gör om uträkningarna.

På så vis kan man plotta fram kropparnas positioner med tiden.


Varför roterar skivan ? Ja det handlar om conservation of momentum, rörelsemängdens bevarande, Att skivan roterar är det enda sättet den kan uppfylla detta krav på. Det finns just inte mycket friktion i denna skiva förräns Solen och de andra kropparna börjar att bildas. Det finns en del bra simuleringsfilmer som visar protoplanetariska solsystem födelse, nu vet jag inte hur man letar rätt på de bästa. Finns ganska mycket inom området.

Enkelt experiment som visar hur gravitation funkar mellan planeter och stjärnor.

Youtube: Gravitation visualiseras

Ja, det experimentet visar med stor tydlighet hur det är omöjligt att finna en stabil bana i gravitationen. Antingen har kulan för mycket kraft och lämnar bordet eller så hamnar den i mitten. Att hitta en stabil bana är mindre än en på miljarden även om vi bortser från friktionen.