Измерение массы Солнца
Масса Солнца — это один из важнейших параметров, который ученым удалось определить благодаря применению законов небесной механики и гравитации. Основой для этих расчетов стал закон всемирного тяготения, сформулированный Исааком Ньютоном. Рассмотрим, как именно ученые смогли вычислить массу нашей звезды.
Гравитационный закон Ньютона
Ньютон установил, что сила гравитации между двумя объектами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это известное выражение можно записать как:
$$ F = G \frac{m_1 m_2}{r2} $$
где $F$ — сила притяжения, $G$ — гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ — массы взаимодействующих объектов, $r$ — расстояние между центрами масс объектов.
Определение массы через орбитальные параметры
Для определения массы Солнца ученые используют наблюдения за орбитами планет, таких как Земля. Период обращения планеты вокруг Солнца и расстояние до него связаны уравнениями Кеплера и законами Ньютона. Для Земли, окружность ее орбиты и скорость движения вокруг Солнца помогают определить его массу.
Конкретно, второй закон Кеплера, который гласит, что квадрат периода обращения планеты вокруг Солнца пропорционален кубу средней дистанции до него, в сочетании с уравнением гравитации, позволяет выразить массу Солнца так:
$$ M = \frac{4\pi2a3}{GT2} $$
где $a$ — большая полуось орбиты, $T$ — период обращения планеты.
Исторические методы и точность
На протяжении веков астрономы совершенствовали методы для повышения точности измерений, начиная от наблюдений за движением планет при помощи телескопов до современных космических аппаратов и лазерной техники.
Таким образом, масса Солнца была определена косвенным методом, использующим поведение планет в его гравитационном поле.
Гравитация, физика, небесная механика.
Категория: Астрономия
Теги: гравитация, физика, небесная механика