วงโคจรของระบบสุริยะคืออะไร? ประวัติ ประเภท และอื่นๆ

วงโคจรประกอบด้วยวิถีโคจรที่วัตถุในระบบสุริยะมีอยู่รอบ ๆ อีกดวงหนึ่ง เช่น ดาวเคราะห์ทั้งหมดรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ ในบทความต่อไปนี้ เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่โคจรประกอบด้วย วงโคจรของระบบสุริยะ และอื่น ๆ อีกมากมาย

ในสาขาฟิสิกส์ คำจำกัดความของวงโคจรประกอบด้วยวิถีที่วัตถุทางกายภาพอ้างถึงวัตถุอื่นในขณะที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงจากศูนย์กลางอันทรงพลัง เช่น แรงโน้มถ่วง

ประวัติศาสตร์

เริ่มต้นด้วยการมีส่วนร่วมทางคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ของ Johannes Kepler ผู้ซึ่งเป็นผู้กำหนดผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมของกฎ 3 ประการของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ซึ่งเกิดขึ้นเอง ได้แก่:

• กฎข้อที่ 1 ของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ Kleper: เป็นที่ซึ่งเขาชี้ให้เห็นว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะกลายเป็นวงรีและไม่เป็นวงกลมหรือล้มเหลวนั่นคือ epicycles ตามที่คิดไว้ก่อนหน้านี้และดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสใดจุดหนึ่งไม่ใช่ทุกคน คิดว่าอยู่ในศูนย์กลางของวงโคจรของดาวเคราะห์

• กฎข้อที่ 2 ของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ Kleper: ซึ่งเป็นที่ที่เขาอธิบายว่าความเร็วของวงโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวงนั้นไม่บ่อยอย่างที่คิด แต่ความเร็วของดาวเคราะห์จะขึ้นอยู่กับประเภทของเส้นทางระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์

• กฎข้อที่ 3 ของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ Kleper: เป็นที่ที่เคปเลอร์มาค้นหาความสัมพันธ์แบบสากลระหว่างคุณสมบัติการโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นอย่างไรบ้าง สำหรับดาวเคราะห์แต่ละดวงนั้น เส้นทางระหว่างมันกับโซลลูกบาศก์ (Distance) ³) มักจะเป็นหน่วยวัดทางดาราศาสตร์ในลักษณะเดียวกับกรณีของคาบดาวเคราะห์ยกกำลังสอง (ช่วงเวลาของดาวเคราะห์ ²) ซึ่งวัดในปีโลก

Isaac Newton ที่มีชื่อเสียงคือบุคคลที่แสดงให้เห็นว่ากฎของ Johannes Kepler ผู้ยิ่งใหญ่นั้นมาจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของ Newton และโดยทั่วไปแล้ว วงโคจรของวัตถุแต่ละชิ้นที่เคยตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงนั้นเป็นส่วนรูปกรวย

ดังนั้นไอแซก นิวตันเองยังชี้ให้เห็นว่าร่าง 2 ร่างยังคงอยู่ในวงโคจรของมิติที่มักจะแปรผกผันกับมวลของพวกมันตามลำดับเกี่ยวกับจุดศูนย์กลางมวลปกติของพวกมัน เมื่อวัตถุหนึ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นมากและมีมวลมากกว่าในกรณีของอีกวัตถุหนึ่ง จะมีการจัดทำแบบแผนโดยให้ศูนย์กลางของแต่ละมวลเป็นจุดศูนย์กลางของร่างกายที่มีมวลที่ใหญ่กว่ามาก ใหญ่กว่าหรือใหญ่กว่า

โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับวงโคจรนั้นทำให้เราเรียนรู้ได้ เช่น เกี่ยวกับ การเคลื่อนไหวของโลก, จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องรู้ วงโคจรคืออะไร? และทุกอย่างที่เกี่ยวข้อง

วงโคจรของดาวเคราะห์

ภายในระบบดาวเคราะห์ที่ประกอบด้วย:

• ดาวเคราะห์
• ดาวเคราะห์แคระ
• ดาวเคราะห์น้อย
• ดาวหาง
• ขยะอวกาศ

ทั้งหมดโคจรรอบดาวฤกษ์หลักที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา นั่นคือ ดวงอาทิตย์ ตัวอย่างเช่น กรณีของดาวหางที่อยู่ในวงโคจรที่เรียกว่าพาราโบลาหรือเรียกอีกอย่างว่าไฮเปอร์โบลิกรอบดาวฤกษ์หลักหรือดาวกลาง ดวงอาทิตย์ไม่มีความเชื่อมโยงของแรงโน้มถ่วงกับดาวดังกล่าว ดังนั้นจึงไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวเคราะห์ดวงนี้ของดาวฤกษ์หลัก

ดาวหางที่มีวงโคจรไฮเปอร์โบลิกอย่างชัดเจนยังไม่ถูกมองเห็นภายในระบบสุริยะ วัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงเชื่อมโยงกับดาวเคราะห์แต่ละดวงในระบบดาวเคราะห์ ไม่ว่าจะเป็นของเทียมหรือโดยธรรมชาติ วัตถุที่โคจรรอบโลกเรียกว่าวงรี

เนื่องจากการรบกวนของแรงโน้มถ่วงในระดับทวิภาคี ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวงจึงมีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดในระบบสุริยะทั้งหมด มีวงโคจรที่ประหลาดกว่าที่อื่นมาก ต่อไปคือ Mars the Red Planet ในขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีความเยื้องศูนย์น้อยกว่าจะกลายเป็น:

• ดาวเคราะห์วีนัส
• ดาวเนปจูนดาวเคราะห์

ในขณะที่วัตถุ 2 ชิ้นโคจรอยู่ระหว่างวัตถุทั้งสองที่เรียกว่า Periastron ประกอบด้วยจุดสิ้นสุดเริ่มต้นซึ่งวัตถุทั้งสองจะอยู่ใกล้กันและในกรณีที่เรียกว่า apoastron คือเมื่อวัตถุทั้งสองอยู่ ให้ห่างไกลจากกันมากที่สุด

ในกรณีของวงโคจรวงรี จุดศูนย์กลางของมวลของระบบระหว่างวัตถุที่โคจรอยู่และวัตถุที่โคจรจะอยู่ที่ 1 ของจุดโฟกัสของวงโคจรทั้งสอง โดยไม่มีสิ่งอื่นใดอยู่ในระหว่างนั้น จุดโฟกัสอื่น

ในขณะที่ดาวเคราะห์ดวงใดดวงหนึ่งเข้าใกล้ที่เรียกว่าเพเรียสทรอนดาวเคราะห์ก็เพิ่มความเร็ว ในทางตรงกันข้าม เมื่อดาวเคราะห์เข้าใกล้อะพอสโตรของมัน มันจะลดความเข้มของความเร็วลง

คำอธิบายที่ใช้งานง่าย

มีหลายวิธีที่จะอธิบายว่าการทำงานของวงโคจรคืออะไร บางวิธีมีดังต่อไปนี้:

• เมื่อวัตถุ (ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาวเทียม และอื่นๆ) เคลื่อนที่เฉียง วัตถุนั้นจะตกไปยังวัตถุอื่นที่โคจรรอบ อย่างไรก็ตาม มันเคลื่อนที่เร็วมากจนความโค้งของวัตถุที่โคจรดังกล่าวจะตกลงมาด้านล่างตลอดเวลา

• แรงที่ทรงพลัง เช่น แรงโน้มถ่วง มีหน้าที่ดึงวัตถุในระยะโค้งในขณะที่พยายามให้มันเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

• เมื่อวัตถุตกลงมา มันจะเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งอย่างรวดเร็ว เนื่องจากมีความเร็วในแนวสัมผัสที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงวัตถุที่โคจรอยู่

ตัวอย่างหนึ่งที่ใช้กันมากที่สุดเพื่อแสดงวงโคจรรอบโลกคือ Newton's Canyon สำหรับตัวอย่างนี้ เราจะจินตนาการถึงปืนใหญ่ที่ตั้งอยู่บนยอดเขาซึ่งกำลังจะยิงลูกปืนใหญ่ที่มีรูปร่างเป็นแนวนอน

จะต้องเป็นภูเขาที่ไม่สูงมากนักเพื่อหลีกเลี่ยงชั้นบรรยากาศของโลกและในลักษณะเดียวกันเพื่อให้สามารถละเลยผลกระทบที่เกิดจากการเสียดสีกับลูกกระสุนปืนใหญ่

หากปืนใหญ่รุ่นนี้ยิงลูกบอลด้วยความเร็วเริ่มต้นต่ำ เส้นทางของลูกบอลจะโค้งและชนกับพื้นผิวโลก (A) การเพิ่มความเร็วเริ่มต้น ลูกปืนใหญ่จะชนกับพื้นผิวโลก แต่คราวนี้อยู่ห่างจากปืนใหญ่ (B) ไกลกว่ามาก เพราะในขณะเดียวกันหางจะก้มลง ผิวโลกก็จะงอด้วย

การเคลื่อนไหวเหล่านี้ถูกกำหนดในทางเทคนิคว่าเป็นวงโคจร เนื่องจากพวกมันอธิบายทิศทางวงรีรอบจุดศูนย์ถ่วงซึ่งถูกขัดจังหวะในขณะที่ชนกับดาวเคราะห์โลก หากต้องยิงลูกปืนใหญ่ด้วยความเร็วสูง พื้นดินจะโค้งมากพอเมื่อลูกบอลตกลงมา ในลักษณะที่ลูกบอลจะไม่ชนกับพื้นผิวโลก

ต้องบอกว่ากำลังโคจรอยู่โดยไม่มีการหยุดชะงักหรือไม่มีการข้ามใดๆ ดังนั้นเราจึงสามารถเน้นว่ามีความเร็วที่แน่นอนที่จะสร้างวงโคจรเป็นวงกลม (C) สำหรับความสูงแต่ละส่วนที่อยู่เหนือจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง

หากความเร็วของการระเบิดเพิ่มขึ้นเกินกว่าความเร็วนั้นมาก ก็จะเกิดวงรี (D) ที่ความเร็วสูงกว่ามาก เรียกว่า Escape velocity ซึ่งอีกครั้งจะขึ้นอยู่กับระดับความสูงจากจุดที่ลูกบอลถูกจุดชนวนซึ่งทำให้เกิดวงโคจรอนันต์ (E) ประการแรกชั้นพาราโบลาและเร็วกว่าไฮเปอร์โบลิกมาก ระดับ.

ในกรณีของวงโคจรอนันต์ 2 ชั้น ส่งผลให้วัตถุสามารถหนีจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์และไปสู่อวกาศโดยไม่มีทิศทางได้

การวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของวงโคจร

เรากำลังจะทำการวิเคราะห์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวงโคจรของระบบสุริยะ โดยเริ่มจากทฤษฎีคลาสสิกที่เป็นที่รู้จักของไอแซก นิวตัน จากนั้นเราไปต่อที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ และต่อมาเราจะดำเนินการวิเคราะห์วงโคจรใน กรณีของนิวตันและวงโคจรในกรณีสัมพัทธภาพ

ทฤษฎีคลาสสิกของวงโคจรของไอแซก นิวตัน

สำหรับประเภทของระบบที่มีวัตถุเพียงประมาณ 2 วัตถุที่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงเท่านั้น วงโคจรสามารถคำนวณได้โดยกฎที่รู้จักกันดีของนิวตัน และในทำนองเดียวกันโดยกฎความโน้มถ่วงสากลของไอน์สไตน์ นั่นคือ ผลรวมของแรงทั้งหมด จะเท่ากับสิ่งที่เป็นมวลคูณความเร็ว

แรงโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะแปรผันกับผลคูณของมวลแต่ละก้อนและแปรผกผันกับกำลังสองของเส้นทาง (การคำนวณประเภทนี้เป็นการคำนวณที่ละเว้นผลกระทบขั้นต่ำทั้งหมดเช่นรูปร่างและขนาดของแต่ละคน ของวัตถุซึ่งมักจะไม่เกี่ยวข้องกัน หากวัตถุเหล่านี้โคจรในระยะทางที่ไกลกว่ามากเมื่อเทียบกับมิติของมันเอง และด้วยวิธีนี้ เป็นไปได้ที่จะเพิกเฉยผลสัมพัทธภาพที่มีขนาดเล็กมากในสถานการณ์ทั่วไปของระบบสุริยะ) .

ในการทำการคำนวณแต่ละครั้ง จะสะดวกกว่าที่จะอธิบายว่าการเคลื่อนไหวใดอยู่ในระบบพิกัดประเภทใด โดยเน้นที่จุดศูนย์ถ่วงของระบบ ถ้าวัตถุตัวใดตัวหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าตัวอื่นมาก จุดศูนย์ถ่วงมักจะตรงกับประเภทของศูนย์กลางของร่างกายที่หนักกว่ามาก จึงสามารถอนุมานได้ว่าวัตถุที่เบากว่าจะโคจรรอบวัตถุที่หนักที่สุด

ทฤษฎีของไอแซก นิวตันประกอบด้วยทฤษฎีที่ประกาศว่าในปัญหา 2 ตัว วงโคจร 1 ตัวจะกลายเป็นส่วนที่เป็นรูปกรวย วงโคจรสามารถเปิดได้ ถ้าวัตถุดังกล่าวไม่กลับมา หรือปิด ในกรณีที่วัตถุนี้กลับมา ทุกอย่างจะขึ้นอยู่กับผลรวมของพลังงานจลน์และศักยภาพของระบบที่มันกระทำต่อ วัตถุดาวเคราะห์

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์

เป็นที่ทราบกันดีว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพขัดแย้งอย่างมากกับสิ่งที่เป็นทฤษฎีความโน้มถ่วงของนิวตัน เนื่องจากการกระทำของเส้นทางทันทีเกิดขึ้นในครั้งแรก เหตุผลนี้และอีกหลายๆ ประการคือสิ่งที่กระตุ้นให้ไอน์สไตน์ค้นหาทฤษฎีทั่วไปที่เป็นที่รู้จักในชื่อทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งมักจะรวมเอาการแทนค่าแบบสัมพัทธภาพที่ถูกต้องว่าสนามโน้มถ่วงคืออะไร

ในทฤษฎีนี้ สถานะของมวลที่อยู่ในอวกาศรอบนอกจะโค้งงอกาลอวกาศในลักษณะที่เรขาคณิตของมวลนั้นเป็นแบบยุคลิด แม้ว่าจะยังคงเป็นแบบยุคลิดไม่มากก็น้อย ถ้ามวลและความเร็วของมวลและความเร็วแต่ละตัวกล่าว ร่างกายได้รับค่าบางอย่างเช่นเดียวกับที่มองเห็นได้ภายในระบบสุริยะของเรา

วงโคจรของดาวเคราะห์ที่เรียกว่ามักจะไม่ใช่ส่วนรูปกรวยอย่างเคร่งครัด แต่เป็นเส้นโค้ง geodesic นั่นคือมันเป็นเส้นของความโค้งเล็ก ๆ ในเรขาคณิตพับของอวกาศและเวลาคืออะไร ทฤษฎีนี้ไม่เป็นเชิงเส้น มักเป็นเรื่องของการคำนวณ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของปัญหาของวัตถุ 2 ตัวที่มีมวลเท่ากัน

อีกสิ่งหนึ่งที่เราสามารถเรียนรู้ได้ก็คือเกี่ยวกับ ดาวพฤหัสบดีบริวาร, สิ่งที่พวกเขาเรียกว่าวงโคจรของพวกเขาและอื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวกับพวกเขา

อย่างไรก็ตาม ในกรณีของระบบดาวเคราะห์ เช่น ระบบสุริยะของเรา ซึ่งดาวใจกลางซึ่งก็คือดวงอาทิตย์มักจะมีมวลมากกว่าในกรณีของดาวเคราะห์ที่เหลืออยู่มาก ดังนั้น ความโค้งของพื้นที่/เวลาที่กระทำต่อ ดวงอาทิตย์ สิ่งนี้เมื่อเปรียบเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และด้วยเหตุนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าวัตถุอื่นๆ ทั้งหมดจึงมีมวลน้อยกว่าและเคลื่อนที่ตามเรขาคณิต geodesic ที่ดวงอาทิตย์โค้งงอ

สำหรับกรณีของค่าที่มีอยู่ในระบบสุริยะของเรา ผลลัพธ์เชิงปริมาณของสิ่งที่ทฤษฎีของไอน์สไตน์คืออะไร นั้นใกล้เคียงกันมากในเชิงตัวเลขกับทฤษฎีของนิวตัน นั่นคือ ทฤษฎีนิวโทเนียน จึงเป็นเหตุให้สมควร วัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติมากที่สุดเพื่อใช้ทฤษฎีของนิวตันที่มักจะพูดเชิงคำนวณง่ายกว่ามาก

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนิวโทเนียนยังไม่สามารถอธิบายข้อเท็จจริงบางประเภทที่ได้รับการแก้ไขโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เองได้ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือผลกระทบของการเคลื่อนตัวของดวงอาทิตย์ใกล้สุดขอบโลก โดยเฉพาะดาวพุธซึ่งมันจัดการได้ ที่จะอธิบายด้วยการประมาณที่ยอดเยี่ยมโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Albert Einstein อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของนิวตันเป็นไปไม่ได้

วงโคจรในกรณีของนิวตัน

เพื่อวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของมวลภายใต้อิทธิพลของแรงมหาศาลซึ่งเคลื่อนที่จากจุดเริ่มต้นคงที่ตลอดเวลา สิ่งที่ดีที่สุดที่จะใช้คือพิกัดของขั้วที่มีต้นกำเนิดตรงกับของ ศูนย์กลางของพลังนั้นเอง ในระบบพิกัดนี้ ส่วนประกอบแนวรัศมีและแนวขวางมีดังนี้:

เนื่องจากแรงนี้เป็นรัศมีโดยสมบูรณ์ และความเร่งในทางกลับกันเป็นสัดส่วนกับแรงนี้ จะหมายความว่าความเร็วตามขวางจะเท่ากับ (0) ศูนย์

ซึ่งส่งผลให้: 

หลังจากการบูรณาการ จะได้รับสิ่งต่อไปนี้:

,

ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ทางทฤษฎีว่ากฎข้อที่ 2 ของเคปเลอร์คืออะไร ค่าคงที่ของการรวมตัว I กลายเป็นโอกาสเชิงมุมต่อหน่วยมวล โดยที่

โดยที่ตัวแปรเพิ่มเติมของ:

 

แรงในแนวรัศมีกลายเป็น f(r) คูณสามัคคีซึ่งก็คือ a_rหลังจากกำจัดตัวแปรเวลาออกจากองค์ประกอบรัศมีของสมการดังกล่าวซึ่งได้มาแล้ว

ในกรณีของแรงโน้มถ่วง กฎความโน้มถ่วงสากลของไอแซก นิวตันคือกฎที่ระบุว่าแรงจะถูกปรับผกผันกับกำลังสองของวิถี

โดยที่ (G) กลายเป็นค่าคงที่ของความโน้มถ่วงสากล (m) คือมวลของวัตถุที่โคจรอยู่และ (M) ประกอบด้วยมวลของวัตถุส่วนกลาง แทนสมการข้างบนจะได้

สำหรับกรณีของแรงโน้มถ่วง แนวความคิดทางด้านขวาของสมการดังกล่าวจะกลายเป็นค่าคงที่ และในทางกลับกัน สมการก็จะออกมาคล้ายกับสมการฮาร์มอนิก สมการที่สร้างขึ้นสำหรับวงโคจรที่อธิบายโดยอนุภาคประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

โดยที่ p,e และ θ₀ กลายเป็นค่าคงที่ของการบูรณาการ

หากพารามิเตอร์ (e) น้อยกว่า 1 ดังนั้น (e) จะกลายเป็นความเยื้องศูนย์และ (a) จะกลายเป็นกึ่งแกนหลักสำหรับวงรีชนิดหนึ่ง โดยทั่วไปสามารถจำแนกได้ว่าเป็นสมการของส่วนรูปกรวยในพิกัดของขั้ว (r,θ)

วงโคจรในกรณีสัมพัทธภาพ

ในกรณีของทฤษฎีสัมพัทธภาพ ปัญหา 2 ตัวสามารถแก้ไขได้โดยใช้สิ่งที่เป็นคำตอบของ Schwarzschild ซึ่งเป็นสนามโน้มถ่วงที่สร้างโดยวัตถุ 1 ตัวที่มีคลาสสมมาตรทรงกลม วงโคจรของดาวเคราะห์ในกาลอวกาศกลายเป็น geodesic ของตัวชี้วัดของ Schwarzschild

วงโคจรที่ได้รับจาก geodesic ชนิดหนึ่งของสิ่งที่เป็นเมตริก Schwarzschild ของมัน เทียบเท่ากับที่อนุภาคจะสังเกตเห็นความเร็วในแนวรัศมีที่มีประสิทธิภาพมากโดยให้ดังต่อไปนี้:

โดยจะแบ่งได้ดังนี้

• g c เป็นค่าคงที่ของความโน้มถ่วงสากลและความเร็วของแสงด้วย

• r, กลายเป็นพิกัดรัศมี Schwarzschild

• l, คือ โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรของดาวเคราะห์ต่อหน่วยมวล

ค่าคงที่ของการเคลื่อนที่เชื่อมโยงกับพลังงานและโมเมนตัมเชิงมุม ซึ่งได้แก่

สมการการเคลื่อนที่ทำให้การเปลี่ยนแปลงของ u = 1/r ดังในกรณีคลาสสิก ดังนี้

สำหรับดาวเคราะห์แต่ละดวงที่อยู่ในระบบสุริยะ การแก้ไขเชิงสัมพัทธภาพที่กำหนดโดยเทอมที่ 3 ของสมาชิกที่ 2 มักจะน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเงื่อนไขอื่นๆ เพื่อแสดงให้เห็นทั้งหมดนี้ เป็นการสะดวกที่จะวางชนิดของพารามิเตอร์ไร้มิติที่จะเป็น: ∈ = 2 (GM/cl)² และสร้างอัตราแลกเปลี่ยนใหม่ของตัวแปร ū = ul² / GM กับสมการการเคลื่อนที่คืออะไร ซึ่งสามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้

ที่ไหน:

สำหรับกรณีของดาวพุธ พารามิเตอร์ _∈ ประกอบด้วยค่าสูงสุดและค่าที่ได้มาจาก ∈ = 5,09. 10 ^-8.

อย่างไรก็ตาม ค่าต่ำสุดของเทอมดังกล่าวหมายความว่าการแก้ไขเชิงสัมพัทธภาพเป็นการแก้ไขข้อผิดพลาดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และด้วยเหตุผลเดียวกันนี้เอง ทฤษฎีของนิวตันซึ่งเรียกว่านิวตัน ให้ค่าประมาณที่ดีว่าระบบสุริยะคืออะไร มองหาแต่ละรากของฟังก์ชัน ƒ (ū) โดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ดังกล่าวขั้นต่ำซึ่งมีดังต่อไปนี้:

ในกรณีของวงโคจรของดาวเคราะห์ สามารถกำหนดได้ใน ū₁ < ū < อู₂ กรณี u > ū₃ ซึ่งถูกแยกออกจากกันเนื่องจากสิ่งนี้หมายความว่าอนุภาคจะตกบนดวงอาทิตย์ ū → ∞ คำตอบของสมการมีดังต่อไปนี้:

อินทิกรัลประเภทนี้สามารถลดเป็นอินทิกรัลวงรีได้โดยการเปลี่ยนตัวแปรจาก v = ū₁ +1/t²มาเป็น:

สถานที่ที่จะ² = 1/ ( .)₂ - หรือ₁) ข² = 1/ ( .)₃ - หรือ₁). การใช้หนึ่งในฟังก์ชันที่เรียกว่าจาโคบีวงรี อินทิกรัลสามารถเติมให้สมบูรณ์ได้ดังนี้: ∈ ^1/2 θ = bns ^-1 (t/a) กับโมดูลที่กำหนดโดย k = √ b/a โดยใช้ผลลัพธ์ประเภทนี้สำหรับสมการของวงโคจรที่สามารถรับได้:

ที่ไหน:

K² = 2 e∈ + XNUMX (e²) กลายเป็นโมดูลของฟังก์ชันวงรี Jacobi ทั้งหมดสำหรับวงโคจร ถ้า ∈ = 0 หมายความว่า A = 1 – e, B = 2e, n = ½, k = 0 และในกรณีนั้นวงโคจรของดาวเคราะห์จะลดลงอย่างสมบูรณ์ในกรณีของทฤษฎี Newtonian แบบคลาสสิก:

ว่าเป็นวงรีชนิดหนึ่งของความเยื้องศูนย์ e. อย่างไรก็ตาม วงโคจรแบบสัมพัทธภาพมักจะไม่เป็นคาบแต่เป็นวงรีเสมือนที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อย่างราบรื่น สิ่งนี้เรียกว่า การเคลื่อนตัวของดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์สุดขอบโลก ซึ่งปกติจะเด่นชัดกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดาวพุธ

จากคำตอบของสมการที่แล้วคืออะไร ขอบฟ้าเกิดขึ้นที่ θ = K/n และค่าถัดไปที่กำหนดให้กลายเป็น θ = 3 K/n โดยที่ k คือ ¼ ของคาบ ซึ่งเกิดขึ้นเป็นวงรี อินทิกรัลของสปีชีส์ทั้งหมดที่ 1 ซึ่งระหว่าง 2 perihelions มุมหมุนไม่กลายเป็น 2 π แต่เป็นระดับของปริมาณที่มากกว่าเล็กน้อย:

สำหรับกรณีของดาวพุธที่มี ∈ = 5, 09. 10^-8 ความก้าวหน้าของดวงอาทิตย์ใกล้สุดขอบฟ้าที่ระบุจะอยู่ที่ประมาณ 41.07” ต่อศตวรรษ โดยทั่วไประยะเวลาของมันจะอยู่ที่ประมาณ 88 วัน ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นค่าทดลองที่ 42.98” ต่อศตวรรษ เป็นข้อตกลงประเภทนี้ที่กำหนดความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ดั้งเดิมของทฤษฎีซึ่งได้รับอนุมัติโดยทั่วไปในวงกว้าง

มีผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้หลายคนที่ยังคงถกเถียงกันอยู่ว่า .คืออะไร บทความการเปิดเผยข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ของระบบสุริยะ, โดยหลักแล้วการโคจรของระบบสุริยะและวัตถุแต่ละชิ้นที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบหลัก

ระยะเวลาการโคจร

คาบการโคจรที่เรียกว่าประกอบด้วยระยะเวลาที่วัตถุอวกาศหรือดาวเคราะห์ใช้เพื่อให้โคจรรอบวงโคจรได้อย่างสมบูรณ์ (เมื่อเราพูดถึงวัตถุ เราหมายถึงดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดาวเทียม และอื่นๆ) คาบการโคจรของดาวเคราะห์หรือวัตถุรอบดวงอาทิตย์มีหลายประเภท:

• ครั้งแรก: ช่วงเวลาดาวฤกษ์

ช่วงแรกคือช่วงดาวฤกษ์ ซึ่งประกอบด้วยเวลาที่วัตถุโคจรรอบดวงอาทิตย์จนครบตามจำนวนดาวเทียมหรือดาวฤกษ์ ช่วงเวลาประเภทนี้ถือเป็นวัตถุอย่างหนึ่งอย่างแท้จริง

• ประการที่สอง: ช่วงเวลา Synodic

ช่วงที่สองประกอบด้วยช่วง Synodic ซึ่งเป็นเวลาที่วัตถุจะใช้เวลาอีกครั้งเพื่อนำเสนอตัวเองที่จุดเริ่มต้นในอวกาศโดยเทียบกับดาวฤกษ์หลักคือดวงอาทิตย์เมื่อมองจากดาวเคราะห์โลก คาบประเภทนี้เป็นคาบที่เข้าใจเวลาระหว่าง 2 แนวทางต่อเนื่องกัน และเราบอกได้ว่าคาบนี้เป็นคาบการโคจรสมมติของวัตถุดังกล่าว ช่วงเวลานี้แตกต่างจากช่วงแรกเพราะโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วย

• ที่สาม: ยุคมังกร

ช่วงเวลา Draconitic ประกอบด้วยเวลาที่วัตถุเดียวกันจะผ่านสองครั้งผ่านโหนดที่ขึ้นซึ่งเป็นจุดของวงโคจรที่ตัดผ่านวงโคจรสุริยุปราคาจากส่วนของซีกโลกใต้ไปทางเหนือ . ช่วงเวลาประเภทนี้แตกต่างจากช่วงดาราแรกเนื่องจากเส้นของก้อนจะแตกต่างกันไปอย่างช้าๆ

• ที่สี่: ช่วงเวลาผิดปกติ

ที่สี่คือช่วงผิดปกติซึ่งประกอบด้วยเวลาที่วัตถุเดียวกันจะผ่านสองครั้งผ่านบริเวณขอบฟ้าซึ่งเป็นจุดที่ใกล้ที่สุดไปยังดวงอาทิตย์ ช่วงเวลาที่สี่นี้แตกต่างจากช่วงแรกเนื่องจาก ความจริงที่ว่าก้อนที่ใหญ่กว่านั้นแตกต่างกันอย่างช้าๆ

• ประการที่ห้า: ยุคเขตร้อน

ที่ 5 เป็นเรื่องเกี่ยวกับช่วงเวลาเขตร้อนซึ่งประกอบด้วยเวลาที่วัตถุเดียวกันจะผ่านสองครั้งผ่านพื้นที่ของการขึ้นเพียงศูนย์ (2) ซึ่งมักจะสั้นกว่าในกรณีของช่วงเวลาดาราแรกเล็กน้อยเนื่องจากการเคลื่อนตัวของสิ่งที่เรียกว่าวิษุวัต

พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของวงโคจร

พารามิเตอร์ที่จำเป็นในการกำหนดวงโคจรเป็นสิ่งที่เรียกว่าองค์ประกอบการโคจร โดยใช้แบบจำลองมวล 2 ประเภทที่เป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ของไอแซก นิวตัน ดังนั้นจึงมีพารามิเตอร์พื้นฐานที่จำเป็นประมาณ 6 ประเภท พวกมันยังเป็นที่รู้จักกันในนามองค์ประกอบ Keplerian ซึ่งให้เกียรตินักฟิสิกส์ชื่อดัง Kepler และประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

• พารามิเตอร์แรก: ความยาวของโหนดจากน้อยไปมาก = ( Ω )

• เอลเซกันโด พารามิเตอร์: ระดับเสียง = ( ผม )

• ที่สาม พารามิเตอร์: อาร์กิวเมนต์จาก Perihelion = ( ω )

• พารามิเตอร์ที่สี่: กึ่งแกนหลัก = ( a )

• พารามิเตอร์ที่ห้า: ความเยื้องศูนย์ = ( จ )

• พารามิเตอร์ที่หก: ความผิดปกติโดยเฉลี่ยของยุค = ( M_o )

ในทางกลับกัน องค์ประกอบวงโคจรอื่น ๆ ที่ใช้เพิ่มเติมจากข้างต้นคือ:

• ความผิดปกติที่แท้จริง = (v)

• กึ่งแกนรอง = (b)

• ความเยื้องศูนย์เชิงเส้น = (∈)

• ความผิดปกติประหลาด = (E)

• ความยาวจริง = (ล.)

• คาบการโคจร = (T)

ประเภทของวงโคจร

เราจะไปดูกันว่าวงโคจรในระบบสุริยะมีประเภทใดบ้าง แบ่งเป็น 2 วงหลักๆ คือ

• สำหรับลักษณะของมัน

• สำหรับลำตัวส่วนกลาง

ตามลักษณะ

ในกรณีจำแนกตามลักษณะเฉพาะมีประมาณ 14 ประเภท ได้แก่

• วงกลมโคจร

• วงโคจรสุริยุปราคา

• วงรีออร์บิท

• วงโคจรวงรีมากหรือวงโคจรประหลาดมาก

• วงโคจรสุสาน

• Hohmann Transfer Orbit

• วิถีไฮเพอร์โบลิก

• วงโคจรเอียง

• วิถีพาราโบลา

• จับวงโคจร

• หนีวงโคจร

• วงโคจรกึ่งซิงโครนัส

• วงโคจรแบบอะซิงโครนัส

• วงโคจรแบบซิงโครนัส

By เซ็นทรัล บอดี้

ในกรณีของการจำแนกประเภทที่ 2 สิ่งนี้จะแบ่งออกเป็น 3 คลาสของวงโคจรคือ:

• วงโคจรของโลก

• วงโคจรของดาวอังคาร

• วงโคจรของดวงจันทร์

• วงโคจรสุริยะ

วงโคจรโลก

ในกรณีของวงโคจรภาคพื้นดินมีวงโคจรประมาณ 12 คลาส ได้แก่ :

• Geocentric Orbit

• วงโคจรจีโอซิงโครนัส

• วงโคจรค้างฟ้า

• วงโคจรการถ่ายโอน Geostationary

• โคจรรอบโลกต่ำ

• วงโคจรโลกปานกลาง

• โมลนิยา ออร์บิท

• ใกล้เส้นศูนย์สูตร Orbit

• วงโคจรของดวงจันทร์

• วงโคจรขั้วโลก

• วงโคจรเฮลิโอซิงโครนัส

• ทุนดราออร์บิท

วงโคจรของดาวอังคาร

ในกรณีของวงโคจรของดาวอังคารมีวงโคจรเพียง 2 คลาสเท่านั้นคือ:

• วงโคจรแบบอะรีโอซิงโครนัส

• วงโคจรของ Aerostationary

วงโคจรของดวงจันทร์

ในกรณีของ Lunar Orbit มีเพียง 1 เท่านั้น คือ

• วงโคจรของดวงจันทร์

ในกรณีที่คุณไม่รู้ว่า การเคลื่อนไหวของดวงจันทร์, คุณสามารถค้นพบมันเพื่อที่คุณจะได้เรียนรู้ว่าวงโคจรของดวงจันทร์เป็นอย่างไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร

วงโคจรสุริยะ

ในกรณีของวงโคจรของดวงอาทิตย์ในลักษณะเดียวกับวงโคจรของดวงจันทร์มีเพียง 1 เท่านั้นคือ:

• วงโคจรเฮลิโอเซนทริค