מבין תוכניות המגירה שהכינה נאס”א בשנות השישים, היתה הצעה לשיגור אסטרונאוטים לטיסת מעבר לנוגה ומאדים לכל היותר בשנות השמונים
כך יכול היה להיראות הנוף של הצוות רגע לפני הפעלת המנוע
שיוציא אותם למשימת מעבר קרוב משולש. Credit: NASA
[כשערכתי תחקיר עבור ההרצאה על עתיד טיסות החלל, גיליתי שבשנות ה- 60 היו בידי נאס”א המון תכניות שאפתניות לשלב שיבוא אחרי הנחיתה המאויישת על הירח. בראי ההיסטוריה אנחנו יודעים שדבר מכל התכניות הללו לא יצא לפועל, לפחות לא לפי התכנית המקורית, אבל מבחינה טכנולוגית היינו יכולים להגיע רחוק מאד כבר לפני 30 שנה.
המאמר שלפניכם עוסק בתכנית ישנה למשימה מאויישת בת שנתיים לביקור בנוגה ובמאדים. המאמר נכתב על ידי היסטוריונית החלל איימי שירה טייטל, ותורגם ברשותה ובאדיבותה על ידי.
איימי כותבת את הבלוג הנהדר Vintage Space, שעוסק בהיסטוריה של תכניות החלל, ובעיקר בזו האמריקאית. תרגום מאמר קודם שלה, אודות תכניות ההנעה הגרעינית כבר הופיע ב”מסה קריטית”.]
הכתבה התפרסמה לראשונה בבלוג “מסה קריטית” של יואב לנדסמן
בשנות ה- 60 היו טיסות מעבר קרוב לכוכבי לכת בגדר שיא האופנה בנאס”א. ב- 1966 גילה גארי פלאנדרו, סטודנט לתואר שני, שכוכבי הלכת עומדים להסתדר בטור שמתאים למסע דילוגים פלנטרי, תגלית ששימשה לתכנון משימות וויאג’ר. באותה שנה החלה חברת בֶּלקוֹם [Bellcomm], קבלנית של נאס”א, לבחון אפשרות למשימות אשר תוכלנה לשלוח צוות אל נוגה וגם אל מאדים באותה טיסה, באמצעות מעברים קרובים ושימוש בחומרה של אפולו.
טיסות מעברים קרובים לכוכבי לכת הן משימות שאפתניות הנעזרות בכבידה על מנת לשלוח חלליות למרחקים גדולים תוך שימוש מזערי בדלק. כשהחללית חולפת סמוך לצידו האחורי של כוכב הלכת [אחורי מבחינת כיוון תנועתו – י.ל.] היא צוברת מהירות, ואם הגיאומטריה של כוכבי הלכת מתאימה, אז היא תאיץ היישר אל היעד הבא שלה בצריכה מועטה של דלק להכוונה או בקרה על טיסתה. ההצעות לתכנון משימות מעברים קרובים הגיעו מבלקום, חטיבה של חברת AT&T שהוקמה בשנת 1963 כדי לעזור לסוכנות החלל במחקר, פיתוח ותיעוד כולל של שילוב מערכות. בעזרת שימוש בחומרה משודרגת של אפולו, המעברים הקרובים הללו נחשבו אבן דרך טבעית בין תכנית אפולו לבין יעדים נשגבים כגון תחנות חלל סביב כדור הארץ, נחיתות מאויישות על מאדים ומקפות סביב נוגה.
בשנת 1966 הוצג מחקר המראה הזדמנויות אפשריות למשימה מאויישת הכוללת מעבר קרוב למאדים בין השנים 1978 ו- 1986. המחקר הוצג בכנס מכניקת טיסות חלל על ידי איי. איי. ואנדרוִין, מתמטיקאי מבלקום. ואנדרוין הציג מסגרת זמן אידיאלית, לדבריו, מאחר ומשימות מאויישות למאדים תהיינה כנראה בעלות עניין רב בשנים הללו; תכנית אפולו תסתיים, והצעד ההגיוני הבא בטיסות המחקר המאויישות, אחרי הירח, היה שכננו הפחות עוין מבין השניים.
על פי המחקר, נדרשת מעט מאד הנעה למשימה זו. לאחר השיגור הצוות יבצע תיקונים קטנים להתאמת המסלול, אבל מי שינהג בחללית תהיה הפיסיקה. המשימה תראה כמו גירסה מאדימאית של טיסת אפולו-13 למעט הפיצוץ של מיכל החמצן; בעירת מנוע אחת גדולה תשלח את הצוות למאדים, שם הם יאיצו סביב צידו הרחוק ויוטלו חזרה לכיוון כדור הארץ. העבודה הקשה תוטל על גבן של גשושות במשימה מסוג זה. הצוות ישחרר מגוון גשושות אוטומטיות אל מאדים, ולפחות אחת מכל סוג תנחת ובאופן אידיאלי תחזיר לצוות דגימת קרקע.
ואנדרוין זיהה 5 ניגודים (הנקודה בה מאדים והארץ נמצאים בנקודות הקרובות ביותר זה לזה על מסלוליהם) שיתרחשו בין 1978 ו- 1986. זהו הזמן הטוב ביותר למעבר קרוב למאדים, מאחר והגיאומטריה בין הפלנטות מאפשרת את משך הטיסה הקצר ביותר. אבל משך הטיסה איננו המגבלה העיקרית של המשימה, אלא המשקל בעת השיגור. הבעירה הראשונה שתשלח את הצוות למאדים דורשת המון דלק, וחלק מההתיישרויות הפלנטריות אינן טובות מספיק, כך שיהיה צורך בכמות דלק גבוהה בהרבה משאפשר לשגר למסלול סביב הארץ. ואנדרוין זיהה שתי הזדמנויות שיגור טובות: ב- 1979 וב- 1983. שתיהן יתאימו למשימה בהתחשב במיקומי כוכבי הלכת ובטכנולוגיית ההנעה הזמינה.
בשנת 1967 כתב ואנדרוין דו”ח נוסף על משימת מעברים קרובים למאדים, וצירף את נוגה למשימה. שימוש בכבידה של נוגה על מנת להטיס את החללית אל מאדים יכול לפתור את בעיית המשקל בעת השיגור מכדור הארץ.
מאדים, כדור הארץ ונוגה מתיישרים עם השמש חמש פעמים כל 32 שנה, אבל נוגה ומאדים מתיישרים לעיתים תכופות יותר ויוצרים הזדמנויות תדירות למעבר קרוב כפול. הדו”ח מצא שחליפה ליד נוגה הן בטיסה הלוך והן בטיסה חזור ממאדים היא אפשרית, מה שהפך את המשימה למעבר קרוב משולש.
ההזדמנות הראשונה למעבר קרוב משולש שזוהתה בדו”ח תתרחש בפברואר 1977. ההזדמנות הבאה למעבר כזה תהיה ב- 1983. בזמן פרסום הדו”ח ציפו שבתחילת שנות ה- 80 תתבצע נחיתה מאויישת על מאדים ומשימת הקפה סביב נוגה, כך שהסיכוי לשיגור משימת מעבר קרוב משולש בשנים הללו יהיה כנראה מאד נמוך.
הסיכויים לשיגור משימת מעבר קרוב משולש השתפרו כאשר ואנדרוין, יחד עם מהנדס נוסף מבלקום ששמו ג’יי. בנקובסקיס, גילה עוד הזדמנות למעבר קרוב משולש עם חלון שיגור ב- 1981. הם תארו את המשימה בדו”ח מספטמבר 1967. השיגור האידיאלי ב- 26 במאי 1981 היה שולח את הצוות למשימה בת 790 ימים. הם תכננו חליפה ליד נוגה ב- 28 בדצמבר, ליד מאדים ב- 5 באוקטובר 1982, שוב ליד נוגה ב- 1 במרץ 1983, ונחיתה בים על כדור הארץ ב- 25 ביולי. גם שיגור לא-אופטימלי היה אפשרות טובה. היה חלון שיגור של 30 יום למשימה, ואפילו ההזדמנות הגרועה ביותר בחלון זה היתה מאריכה את המשימה ל- 850 ימים בלבד.
Credit: NASA
מציאת הזדמנות שיגור שלא היתה ידועה לפני כן נתנה לואנדרוין השראה לחפש עוד מעברים קרובים משולשים. בדו”ח מאוקטובר 1967 הוא דיווח על מעבר כפול בנובמבר 1978, משימת ארץ-נוגה-מאדים-ארץ. בשינוי קל, היא יכולה להפוך למעבר קרוב משולש. הוספת חליפה סמוך לנוגה בדרך חזרה ממאדים היתה אפשרית. עבור שיגור ב- 28 בנובמבר 1978, הצוות היה עובר את נוגה ב- 11 במאי 1979, את מאדים ב- 25 בנובמבר, שוב את נוגה ב- 29 בינואר 1980, וחוזר לנחות בכדור הארץ ב- 31 בינואר 1981. בסך הכל המשימה היתה בת 800 ימים, ותאריך אחר בחלון השיגור בן 35 הימים היה מאפשר קיצור המשימה ל- 760 יום.
מה שממש מעניין במשימות המעבר הקרוב המשולש, הוא שהן לא רק סיכוי עבור הצוות לצאת למסע במערכת השמש הפנימית, אלא שכל מעבר קרוב הוא הזדמנות מדעית ייחודית. בגלל גיאומטריית מסלולי הפלנטות, כל משימה, ואפילו רק כיוון אחד של כל משימה, היו לוקחים את הצוות לצד אחר של כוכב הלכת. מעבר אחד היה לוקח את הצוות לצידו המואר של כוכב הלכת ליד קו המשווה שלו, בעוד שהמעבר הבא היה לוקח אותם סביב הצד החשוך או ליד אחד הקטבים. אף מעבר לא היה מעבר קרוב גרוע. חיישני תת-אדום ומכ”ם מיפוי היו יכולים לבצע תצפיות שהצוות לא היה מסוגל לבצע באופן חזותי.
המקפת MRO של נאס”א. 3 באוקטובר 2007. Credit: NASA
מה שלא תהיה הצורה של המשימה, מעברים קרובים משולשים הבטיחו תמורה מדעית גדולה ומשימה מאד מעניינת. אולם, כמו הרבה תכניות מלהיבות שהיו בשנות ה- 70 וה- 80, היא מעולם לא יצאה לפועל מעבר להוכחת הרעיון.
אולי מעברים קרובים משולשים יחזרו לאופנה אם נאס”א או חברה פרטית כלשהי תדחוף קדימה משימה למאדים. אם מתכננים לעשות סיור פלנטרי לצורך משימת נחיתה, למה לא לעשות קצת מדע על הדרך, ולצלם את נוגה מקרוב באותה הזדמנות.
לקריאה נוספת:
VanderVeen and Bankovskis. ”The Existence of a Triple-Planet Ballistic Flyby.” Bellcomm. September 19, 1967. Washington.
VanderVeen and London. “Existence of a Favorable 1976 Dual-Planet Ballistic Flyby.” Bellcomm. February 14, 1967. Washington.
VanderVeen. “The 1975 Mars-Venus Ballistic Dual-Planet Flyby.” Bellcomm. December 19, 1967. Washington.
VanderVeen. “Venus Swingbys for Manned Mars Missions During the 1978-1986 Period.” Bellcomm. August 9, 1966. Washington.
__________________________________
קישור למאמר המקורי
28 תגובות
כנראה שזה ההסבר. הכוכבים הרחוקים פשוט רחוקים ומקוזזים.
אגב, פרופ וודווארד, כותב המאמר, המציא ורשם פטנט לפני יותר מעשרים שנה מנוע להנעת חלליות המבוסס על עיקרון מאך שנקרא Woodward effect.
http://en.wikipedia.org/wiki/Woodward_effect
בזמנו הייתה התנגדות רבה לרעיון, שלכאורה סותר את חוק שימור התנע. לפני כמה חודשים הופיעה פה באתר כתבה על חלליות המונעות בכוח הגרביטציה של כוכבים רחוקים שהזכירה לי את הרעיון שלו, וגם שמה מופיעה לדעתי אותה הבעיה של חוק שימור התנע.
ישראל,
ממה שאני מבין כל כוכב תורם ביקום תורם את חלקו, לאוו דווקא אלו של שביל החלב. על פי המשוואות שכתובות במאמר שלך, אלו של שביל החלב תורמים יותר כי הם קורבים יותר (התרומה לפוטנציאל הולכת כמו 1 חלקי R)
עמנואל,
פיסיקה היא להבי מה העיקר של התופעה –
הטענה הנוגעת לגופים כדוריים מושלמים רלוונטית מאד למציאות פיסיקלית שכן בגלל שכדה”א עגול בקירוב טוב, ההשפעה על המסלול של הירח היא כמה ס”מ בשנה ולא עשרות אלפי ק”מ בחודש כצפוי במקרה של גופים לא כדוריים.
אי הכדוריות המושלמת היא הפרעה….
הבנתי את הטיעון שלך. עד עכשיו סברתי שהקבוע הוא פשוט 1 כי זה מה שיצא לניוטון, ואילו הוכפלו כל המסות ביקום גם כוח האינרציה בניוטונים על מטען בדיקה (כמו זה שמופיע במאמר) היה מוכפל. יתכן שבאמת הטריק פועל רק כאשר האינטגרל הוא מסויים.
דניס שיימה מראה די יפה שגם את קבוע הגרביטציה G וגם את החוק השני של ניוטון ניתן לגזור מעיקרון מאך.
אולם מהות השאלה שלי היא שונה: קשה לי לראות איך עיקרון מאך שגוי, וזאת בגלל הקורלציה שקיימת בין סיבוב מוחלט והכוכבים. יתכן כמובן שיש איזה הסבר אחר לקורלציה – אבל קשה לקבל את זה שיש כאן מקריות.
אבל הכוכבים שאנו רואים הם רק אילו של שביל החלב, בעוד שעיקרון מאך, וכל הגזירות של גרביטציה ואינרציה שנגזרות ממנו לפי שיימה, מתייחסות לכל המסה ביקום. אז או שכל הגלקסיות, (שלהן יש להניח העדפה סיבובית שונה מזו שלנו) מקזזות את זו, או שהמרחק שלהן גדול מדי (גם כן לא סביר, הכמות כאן מנצחת).
אז למה אם כן הסיבוב שלנו מוחלט רק ביחס לכוכבים של שביל החלב? למה לא של כוכבי אנדרומדה, או כל גלקסיה אחרת, או איזה שיקלול של כולן?
לצבי נכון זה ההבדל בן מטמתיקה לפיזיקה
רוב הכוכבים ביקום הם לא כדוריים משולמים גם אם הם מוצקים
כולם פחוסים לאורך בקצות ציר הסיבוב בגלל התנועה הסבובית
גם אם לא היו אוקיינוסים הייתה העברת אנרגיה מכדור הארץ לירח אם כי במידה קטנה יותר
אלסטיות קיימת גם בחומרים הקשים ביותר
עמנואל,
אתה צודק, אך ההתרחקות הנ”ל היא הפרעה שנובעת מהיותו של כדה”א לא עגול באופן מוחלט (ספציפית זה נובע מכך שהמים יכולים לשנות את גובהם באוקיינוס) .
המאמר שהראיית מעניין.
לא קראתי את כולו שהרי מטרתו היא להראות תוצאה מסויימת של עקרון מאך ולאו דווקא להראות שהוא נכון אף שאי ספק כי כותה המאמר מצדד ברעיון. אם זאת, לדעתי הוא לא מדגיש מספיק את הבעיתיות שבעקרון מאך.
בתגובתי הקודמת אליך הדגשתי כי:
“לא נכנסת כאן מסת היקום וגם לא שום קבוע שעשוי בתיאוריה להיות תלוי בה – לכן אני לא כל כך רואה איך האמירה הזו יכולה להיות נכונה.”, כלומר לי הפריע שבמכניקה הניוטונית הרגילה לא נדרשים כלל למסת היקום כדי לערוך את החישוב וכאן אתה אומר לי שהכוח הצנטריפוגלי מושפע ממנה.
המאמר מתייחס לעניין בעמוד 5, בפסקה שלפני תחילת חלק 2.1, שם הוא מציין כי המשמעות של הדרישה של עקרון מאך היא כי הפוטנציאל הגרוויטציוני ביקום (האינטגרל שבמשוואה 2.2) יהיה מסויים, כלומר לא תוכל להכפיל אותו בקבוע ולשמור על הכל בסדר (כפי שהיה טוען ניוטון). האמירה הזו קובעת למעשה כי על היקום להיות בצפיפות מכוילת היטב כדי שההסבר הניוטוני וההסבר המאכי יוכלו להתקיים זה בצד זה מבלי שנוכל להכריע בינהם בקלות.
אגב, עשוי להשתמע מכך שבזה אני פוסל לגמרי את הטיעון שלך – אז לא כך,
גם בקוסמולוגיה המקובלת יש הרבה “כיולים מדוייקים” מעין זה – היקום למשל מגלה מטריקה שטוחה למדי באופן מפתיע (האינפלציה כנראה קצת מסבירה את זה), האנרגיה האפילה שקולה פחות או יותר לחומר דווקא בימינו וכיוב’. ובכל זאת, אני חושב שיש כאן חולשה גדולה של המודל של מאך שראוי לתת עליה את הדעת.
תיקון – M מסת היקום.
גוף מסתבובב משפיע על תנועה של כל גוף ביחס לגוף לא מסתובב
הירח למשל מתרחק אט אט מכדור הארץ בגלל שתנועתו הי בכיוון סיבוב כדור הארץ
אם הכיוון של הירח היה הפוך הוא היה מתקרב לאט לאט ולבסוף מתנגש בכדור הארץ
הסתכל בלינק:
http://physics.fullerton.edu/~jimw/killing-time.pdf
משוואה 2.2
ולאחריה:
which, neglecting factors of order of unity, integrates to GM/R, M
and R being the mass and radius [particle horizon] of the universe
respectively. Since this is true for arbitrary points in the universe,
V¢ vanishes everywhere and no Newtonian interaction of the test
שים לב גם שאפשר לכתוב את המשוואה בצורה הבאה:
GM=Rc^2
G,R רדיוס ומסת היקום, G קבוע הגרביטציה האוניברסלי (אפשר לבדוק בוויקיפדיה, די מתאים).
שים לב גם שאנליזה מימדית של שני צידי המשוואה משאירה לנו רק:
F=ma, החוק השני של ניוטון, חוק האינרציה.
את האנליזה של שיימה לא מצאתי אונליין, אך היא מאוד יפה ומופיעה בספרו: The physical foundations of general relativity
אני לא בטוח שהאמירה שלך בקשר לפחיתת הכוח הצנטריפוגלי (אם תפחת מסת שאר היקום) נכונה. כאשר מחשבים את הכוח הצנטריפוגלי הפועל בגוף מסתובב התוצאה היא:
a = R omega^2
(a היא התאוצה, R רדיוס הסיבוב ואומגה היא המהירות הזוויתית)
לא נכנסת כאן מסת היקום וגם לא שום קבוע שעשוי בתיאוריה להיות תלוי בה – לכן אני לא כל כך רואה איך האמירה הזו יכולה להיות נכונה.
למה כפי שמוכר לנו?
לפי הבנתי את עיקרון מאך, אם כל היקום ישאר זהה אך מסת כל גוף ביקום (חוץ ממך) תהיה רק חצי מהאוריגינלית, אז גם הכוח הצנטריפוגלי שפועל עליך יקטן בחצי. אם המסות יקטנו ב90%, כך גם הכוח.
אטום בודד יפעיל כוח זניח לחלוטין. ביקום שבו רק אתה ואטום בודד, לא משנה כמה מהר תסתובב סביר צירך, לא יסתובב לך הראש. האינרציה תעלם לחלוטין.
שיימה, אגב, הראה שאם משתמשים בעיקרון מאך, ניתן לגזור מתמטית את האינרציה מגרביטציה ולהיפך.
ושנית: אם עיקרון מאך אינו נכון, ואין קשר בין תנועה סיבובית והכוכבים הרחוקים, אז איך זה שבחללית אטומה אוכל לדעת אם הרקיע נייח או מסתובב, וזה רק עיי מדידת הכוח הצנטריפוגלי בחללית? אם שתי צלחות מעופפות שיש ביניהן יחס סיבובי של 2 סיבובים בשניה מצלמות זו את זו בוידאו, לא נוכל לדעת מי באמת מסתובבת רק מהצילומים. כל אחת יכולה לטעון שהשניה היא זו שמסתובבת, כפי שיכולות לטעון חלליות בתנועה קווית יחסית זו לזו במערכות אינרציאליות.
אם נמדוד את הכוח הצנטריפוגלי בתוך החלליות המסתובבות לעומת זאת, נוכל לדעת בדיוק מי נחה, מי מסתובבת, ובאיזו מהירות זוויתית ועם או נגד כיוון השעון. אותו דבר גם עם 10 צלחות. וללא ספק, אחרי שנפתח את החלונות, הצלחת שלא מדדה כוח היא היחידה שנחה יחסית לרקיע, ואצל כל השאר הרקיע מסתובב, ובדיוק בהתאם למהירות הסיבוב שהוסקה מהכוח הצנטריפוגלי.
אז איך אין קשר לכוכבים? ואם הקשר קיים – איך אין עיקרון מאך?
מאידך, זה מה שאיינשטיין טען – שאין עיקרון מאך – אז מובן שחוסר ההבנה הוא אצלי. רק הייתי שמח אם מישהו היה מסביר.
כפי שאמרתי לך הנושא לא מובן לי מספיק.
לי לעומתך נשמע תמיד עקרון מאך אבסורדי
תניח יקום ריק לגמרי (חוץ ממך) – ביקום כזה אי אפשר להרגיש סיבוב ע”פ עקרון מאך.
עכשיו תשים אטום יחיד במרחק אלפי שנות אור ממך ופתאום יש סיבוב והכל נהיה כמו שמוכר לנו?
תודה צבי.
מעולם לא הצלחתי להבין איך ניתן לוותר על עיקרון מאך. הכל התחיל הרי מהדלי המסתובב של ניוטון, שפני המים בו מתקערות בגלל הכוח הצנטריפוגלי. ניוטון שאל – מסתובב יחסית למה? ברקלי ומאך השיבו: יחסית לכוכבים הרחוקים. עובדה: שלח לי וידאו ממצלמה המחוברת לצנטריפוגה ומצלמת את הרקיע בלילה, ואומר לך בדיוק מה הכוח הפועל על היקפה, וכמה אורניום היא מפרידה.
אולם הסיבוב המוחלט הזה וא רק יחסית לשביל חלבינו – אז מה עם שאר היקום? ברור הרי שאם לגלקסיה אחרת, שלצורך המחשה נניח שציר הסיבוב שלה זהה לשלנו – מהירות סיבוב שונה, אז גם מה שמוגדר כמצב מנוחה, שבו אין כוח צנטריפוגלי, יהיה שונה.
לכן יוצא שאם האינטראקציה ההדדית בין המאסות היא הקובעת מה נגדיר נח ומה מסתובב, הרי שאין דבר כזה מצב מנוחה או סיבוב אוניברסלי, אלא רק מקומי, כל גלקסיה והמערכת המועדפת שלה.
לא?
ישראל שפירא
עד כמה שאני יודע, אני די בטוח כי לרוב לא מניחים כי יש קורלציה אוניברסילית בכיווני הסיבוב של הפלנטות. למעשה, זה סותר את אחת ההנחות היסודיות של הקוסמולוגיה לפיה אין כיוון מועדף במרחב (לא שאני אומר שההנחה הזו בהכרח נכונה ללא כל צל של ספק, רק שהיא מאד מקובלת, נותנת תוצאות ממש לא רעות ולכן צריך לחשוב טוב לפני שזורקים אותה לפח).
אני גם לא כל כך בטוח שהאינטרקציה בין גלקסיות שתשרה סיבוב מעין זה כל כך חזקה שכן גלקסיות הן די ספריות מבחינה כבידתית (על תשכח שאת רוב החומר שתורם כבידתית אנחנו לא רואים – זהו חומר אפל המפוזר בצורה די ספרית).
ובאשר לעקרון מאך…
אל תלך איתו רחוק מידי – זה עקרון שקבע מאך ושניוטון למשל לא היה ממסכים לו.
העקרון נקבע לפני שידעו להסתכל על העולם בצורה של יחסות כללית שהיא מה שנדרש כדי לטפל בבעיות מעין אלו. על השאלה האם היחסות הכללית מכריעה לטובת ניוטון או לטובת מאך אני לא יודע לענות לך בוודאות כי אני לא מבין מספיק ביחסות כללית, אך הרושם שלי היה שההכרעה היא דווקא לטובת ניוטון.
אולי….
אני מבין את המחשבה האינטאיטיבית שלך אך היא לא נכונה.
האפקטים ההדדיים בין כוכבי לכת לאו דווקא גורמים להם להגיע לאותו מישור.
הבעיה המרכזית היא כי כאשר מדובר במערכת רב גופית (כלומר מערכת של יותר משני גופים) החיים נהיים מאד קשים. למערכת תלת גופית אין פתרון אנליטי ולרוב פתרונות מסתמכים על הנחות מסויימות או על פתרון באמצעות מחשב. על פי ויקיפדיה: Specific solutions to the three-body problem result in chaotic motion with no obvious sign of a repetitious path , (מתוך ערך הקרוי ערך בויקיפדיה הקרוי “n-body problem”) כלומר אין אפשרות לתאר אפילו במעין סיסמאות מה יקרה.
במקרה הזה מדובר אמנם בבעיה רב גופית עם הנחה מקלה (מסת השמש גדולה בהרבה ממסת כל שאר הפלנטות), אך עדיין זו בעיה מורכבת בצורה בלתי רגילה שלרוב נפתרת נומרית. אני לא חושב לפיכך כי תוכל להגיד על רגל אחת שמצב יציב יותר יתקיים עם הפלנטות ייישרו קו.
פשוט או אשר אין לה פתרון פיסיקלי ברור ואשר תלויה מאד בתנאים הספציפיים השוררים בה. על פי ויקיפדיה
three-body problem
ולכן קשה מאד לומר על רגל אחת מה יקרה. ישנו ערך בויקיפדיה הקרוי “n-body problem”
Specific solutions to the three-body problem result in chaotic motion with no obvious sign of a repetitious path
עוד שאלה בנושא הסיבוב:
עיקרון מאך גורס שכל סיבוב הוא יחסית לכוכבים הרחוקים. דוגמא: אם אתה נמצא בחללית שחלונותיה סגורים ואתה מודד כוח צנטריפוגלי שמתאים למהירות סיבוב מסויימת, אז אחרי שתפתח את החלון תראה את הכוכבים מסתובבים בהתאם לאותה מהירות סיבוב.
אולם כוכבים אילו שייכים לגלקסיה שלנו – שביל החלב, שלה ציר סיבוב מסויים.
השאלה היא: האם יש קשר בין צירי הסיבוב של הגלקסיות השונות? האם קיימת וריאציה של עיקרון מאך אוניברסלי, או שכל גלקסיה הינה שלולית מסה עצמאית?
תודה.
יישרו קו… כל כך עילג… אני מתכוון שהם יהיו באותו המישור סביב השמש.
תודה רבה צבי, אך נראה לי שלא הבנת אותי בנוגע ל”יישרו קו”
הכוונה שלי היא שכל הכוכבים במערכת השמש צריכים באיזשהו שלב להיות על אותו הציר בקו ישר(כמובן שכולם מסתובבים סביב השמש אבל כולם יהיו באותו קו רוחב אורך).
ההשפעות שלהם אחד על השני מטים קצת אחד את השני בכל מעבר אחד ליד השני ובסופו של דבר מיישרים קו אחד עם השני, לא?
לדוגמא אם נשים “שמש” בריק, ונסובב סביבה שני “כוכבים” האחד סביב ציר X והשני סביב ציר Y, מספיק שיש הבדל קל ביניהם(מהירות או מסה) ומרכז המסה של המערכת משתנה, וכל פעם שני הגופים נמשכים למרכז המסה, ובעצם משנים כיוון אחד כלפי השני, כך שבסופו של דבר יישרו קו.
אז אמנם ההשפעות זניחות אבל עדיין קיימות.
האם ניתן לאמר שלאחר זמן כלשהו כל הכוכבים יסתובבו סביב אותו הציר, Y או X או ביניהם, אך על אותו ה”קו”?
קלאסית, אם אתה נמצא בקרבת גוף עגול, או בגוף סימטרי לאורך ציר הסיבוב, מסלולך לא יושפע אם הוא מסתובב או לא. זו גם הסיבה שכוכבי הלכת לא יישרו קו – אם הם עגולים (והם די עגולים) הם פשוט לא יודעים דבר על סיבוב שכניהם.
יחסותית זה שונה וגוף מאסיבי מסתובב משנה את המרחב סביבו באופן אחר מגוף שאינו מסתובב. האפקט הזה רלוונטי כמובן כמעט רק לחורים שחורים וגם אז הוא קשה מאד לגילוי (זהו אפקט מסדר נמוך יחסית ודועך מהר מאד עם המרחק מהחור השחור).
בהקשר זה, ממש לאחרונה, התגלה חור שחור מסתובב:
http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-4350651,00.html
אם אני לא טועה (זה לא כתוב בכתבה) הגילוי הסתמך בדיוק על כך שבחור שחור מסתובב, דיסקת הספיחה צריכה להגיע עמוק יותר אל תוך החור השחור ולכן צפוי ספקטרום האור הנפלט ממנה להיות שונה מהרגיל.
צבי, אחלה תשובה.
אם תוכל לסגור לי פינה כדי להיות בטוח אודה לך מאוד:
האם התנועה הסיבובית העצמית של כוכב משפיעה על עצם בקרבתו?
לדוגמא: האם תנועת הסיבוב העצמית של השמש משפיעה באופן כלשהו על הכוכבים?
זה משנה אם היא ברגע זה תשנה כיוון? זה ישנה לאורך זמן? באיזה אופן?
עוד דבר, בנוגע לציר התנועה של הכוכבים:
לא היינו מצפים דווקא כן למצוא סימטריה במערכת השמש?
כלומר לאחר כל כך הרבה זמן, הכוכבים צריכים להתחיל “ליישר קו” לא?
מעניין ביותר! תודה רבה מאוד על התגובה המושקעת!!!
כשמדברים על פלנטה המקיפה שמש, ישנם שלושה צירים רלוונטיים עליהם אפשר לדבר:
– ציר הסיבוב של הפלנטה סביב עצמה.
– ציר הסיבוב של השמש סביב עצמה.
– הציר הניצב למישור הסיבוב של הפלנטה סביב עצמה.
באופן כללי, אפשר לצפות כי כל שלושת צירי הסיבוב הללו יהיו בקורלציה טובה, וזאת מתוך ההנחה שהפלנטות והכוכב נוצרו מאותה דיסקת גז מקורית (לדיסקת הגז יש תנ”ז וברגע שמניחים כי השמש כבדה בהרבה מהפלנטות, מקבלים את זה כתוצאה טבעית).
אם כך, אם אנחנו מסתכלים על מערכת שמש קדומה, צריכים לצפות שכל הפלנטות יקיפו את השמש כשמלוליהן באותו כיוון, כולן מסתבבות סביב עצמן באותו כיוון והשמש עצמה גם היא מסתובבת סביב עצמה באותו כיוון.
עם הזמן יש התפתחות – פלנטות משנות את מסלוליהן (בשל השפעת פלנטות אחרות), פלנטות מתנגשות והכוכב עצמו מתפתח מה שגורר שינויים בסימטריה הזו.
במערכת השמש שלנו החריגות קטנות יחסית:
מסלולי הסיבוב של כל הפלנטות סביב השמש נמצאות כולן באותו מישור (פחות מ-10 מעלות) וזהו פחות או יותר גם מישור הסיבוב של השמש. בנוסף, מרבית הפלנטות מסתובבות סביב עצמן פחות או יותר במישור זה וההפרעות לא חמורות.
חריגים בעניין הזה הם נגה ואורנוס אשר כיווני ציר הסיבוב שלהם שונים בצורה משמעותית מכיוון ציר הסיבוב סביב השמש – ככל הנראה בעקבות התנגשויות (קרא בוויקיפדיה). לגבי נגה אגב, שים לב שמהירות סיבובו סביב עצמה איטי בצורה קיצונית (יום נמשך יותר משנה), ללמדך שמשהו שם חריג ומלמד על היסטוריה אלימה.
אגב,
בשנים האחרונות, מתאפשר לאתר את כיוון סיבובם של כוכבים אחרים ביחס לכיוון סיבובן של הפלנטות שלהן (אפקט rossiter-mclaughlin) ומסתבר שבמרגבית המקרים אכן ישנה הקורלציה צפויה – אם זאת חריגות גדולות מהצפוי המופיעות לעיתים מלמדות כי גם כוכבים משנים את כיווני סיבובם.
http://inspirationmars.com
תיקון: “(או כיוון סיבובו סביב העצם)” -> “(או כיוון תנועתו סביב העצם)”
היי תודה רבה על התשובה המעניינת!
עם זאת לא נסחתי כראוי את השאלה המקורית, ואנסה לחדד אותה לאחר סיור ברשת:
האם יש קשר בין זווית “נטיית ציר הסיבוב” של כוכב לכת לכיוון העצם סביבו הוא סובב(או כיוון סיבובו סביב העצם)? נראה כי רוב כוכבי הלכת במערכתנו בעלי ציר סיבוב שקרוב להיות ניצב לכיוון השמש וגם ניצב לכיוון תנועתם. (פרט לאורנוס: נטיית ציר 97.77°. ופלוטו: 119.61°).
בנוסף האם יש קשר בין זווית ציר הסיבוב של כוכב הלכת לזה של השמש(7.25°)?
כנראה שלא, ראייה לכך היא כוכב נגה שכיוון סיבובו סביב עצמו הפוך לכיוון סיבוב הארץ סביב עצמו.
האם יש קשר בין כיוון ציר הסיבוב העצמי של כוכבי לכת לכיוון העצם סביבו הם נעים? האם יש קשר בין כיוון ציר הסיבוב העצמי של כוכבי הלכת לכיוון ציר הסיבוב העצמי של העצם סביבו הם נעים?
האם יש פורום באתר?