Ist die Dauer eines Sternenjahres stabil?

Es verändert einiges. Die Sonnenenergie, die von der Sonne auf die Erde drückt, die kinetische Energie von koronalen Massenauswürfen, die auf die Erde treffen, Gezeitenkräfte aus der Beziehung Erde-Sonne und sogar Gravitationszüge von anderen Planeten und Meteoriten und Weltraumstaub, die auf die Erde treffen, verändern die Erde auch ein winzig kleines bisschen umkreisen, Änderungen in der Masse der Sonne entweder durch die Sonne, die Masse von Weltraumstaub oder Kometen ansammelt oder Masse verliert, was die meisten Sonnen im Laufe der Zeit tun. Jede winzige Orbitaländerung ändert das Sternjahr (und alle anderen Jahre) ein kleines bisschen. Vielleicht beträgt dies nur Millionstelsekunden pro Jahr, aber einige dieser Kräfte sind konsistent und können im Laufe der Zeit zu vorhersehbaren Veränderungen führen. Andere variabel, was zu Unsicherheit führt. Die langfristigen Veränderungen der Erde.

Es wird allgemein angenommen, dass sich die Erde langsam von der Sonne entfernt, aber ich glaube nicht, dass es große Übereinstimmung darüber gibt, wie schnell dies derzeit geschieht. Artikel hier und hier . Der zweite schätzt 1,5 CM pro Jahr oder 15 KM pro Million Jahre, was selbst über eine Milliarde Jahre (15.000 KM) im Vergleich zu 150 Millionen KM eine ziemlich kleine Entfernung ist. Aber Schätzungen sind aus verschiedenen Gründen schwierig.

Ich habe hier eine entsprechende Frage gestellt, mit einem Kopfgeld und bekam keine eindeutigen Antworten. Es ist möglich, die Bewegung einiger Planeten mathematisch zu modellieren (Jupiter bis zu einem gewissen Grad und Neptun/Uranus und vielleicht Saturn basierend auf dem Jupiter-Modell). Es wird angenommen, dass sich Jupiter in den ersten Milliarden Jahren des Sonnensystems sowohl auf die Sonne zu als auch von ihr weg bewegte. Die Entfernung des Mondes von der Erde ist ebenfalls größtenteils vorhersagbar und kann basierend auf der ozeanischen Gezeitenwölbung in die Vergangenheit modelliert werden, aber die Modellierung der Entfernung der Erde von der Sonne in der Vergangenheit ist viel schwieriger. Es ist ein winziges Objekt im Vergleich zu Sonne und Jupiter, und die N-Körpersysteme haben viel Chaos und Unvorhersehbarkeit. Vor 4 Milliarden Jahren war die Erde möglicherweise ein ganzes Stück näher an der Sonne, aber ich glaube nicht, dass irgendjemand ein gutes Modell dafür hat, wie viel näher.und die Theorie, dass junge Sonnen viel mehr Materie ausstoßen und aktivere koronale Massenauswürfe haben, legt für mich nahe, dass die Erde vor Milliarden von Jahren wahrscheinlich näher an der Sonne war und nicht weiter entfernt.

Die Exzentrizität der Erdumlaufbahn ändert sich auch mit der Zeit, in einem Zyklus von etwa 100.000 Jahren, aber laut Wikipedia ändert das nicht die Länge des Jahres, sondern nur die Form der Umlaufbahn.

Schließlich, und nur zum Spaß, macht es für mich logisch Sinn, dass der Mond, der die Erde umkreist, zumindest aus Sicht der Erde kleine scheinbare Schwankungen erzeugt, weil die Erde tatsächlich den Erde-Mond-Schwerpunkt in einer Ellipse von ungefähr 1 umkreist /81. die Größe der Entfernung zum Mond, oder etwa 4.480 KM im Radius alle 29 Tage. Je nachdem, ob der Mond der Erde voraus oder hinter ihr steht, kann sich das Erdjahr um bis zu 5 Minuten ändern. Ich vermute jedoch, dass dies bei der Messung von Erdjahren weitgehend ignoriert wird und das Erd-Mond-Schwerzentrum verwendet wird. Wenn wir den Erdmittelpunkt messen würden, sollten wir von Jahr zu Jahr viel größere Schwankungen erhalten. (siehe Bild).

Quelle .

(Wenn jemand dies verbessern kann, zögern Sie nicht, ich habe das Gefühl, dass es nur eine Teilantwort ist, denn logischerweise macht es Sinn, dass die Erde-Jupiter-Positionen oder Erde-Venus das Sternjahr ändern sollten, wenn auch nur geringfügig). *

Leider habe ich keine genauen Informationen zu den von Ihnen gewünschten Zeitskalen (und ich bezweifle, dass quantitative Aussagen mit einiger Sicherheit möglich sind). Aber vage, ja, es wird mit ziemlicher Sicherheit anders sein als heute.

Aber selbst auf kürzeren Zeitskalen ist die Dauer des Sternenjahres nicht konstant, da eine Vielzahl physikalischer Effekte, hauptsächlich Störungen durch andere Objekte im Sonnensystem, ein gewisses Maß an Unordnung in die Erdumlaufbahn bringen.

Stellt man sich die Dauer des Sternjahres als einen kontinuierlichen Parameter vor, der zu einem bestimmten Zeitpunkt definiert ist, dann drückt er die momentane Änderungsrate des mittleren Längengrads aus. Im Wesentlichen fragen wir, wie lange es dauern würde, bis der Körper voll ist$360^\circ$Bewegung, wenn sich sein mittlerer Längengrad mit der aktuellen Rate ändert. Konkret, wenn$t$in Tausenden von Julianischen Jahren ab der J2000-Epoche gemessen wird, dann können wir die mittlere Länge als Potenzreihe ausdrücken

$$\lambda = \lambda_0 + \lambda_1t + \lambda_2t^2+\lambda_3t^3 + \ldots$$ mit den Koeffizienten ¹ $$\begin{eqnarray*}\lambda_0 &=& +\!100^\circ\!.46645683\text{,} \\ \lambda_1 &=& +\!1295977422''\!.83429\text{,} \\ \lambda_2 &=& -\!2''\!.04411\text{,} \\ \lambda_3 &=& -\!0''\!.00523\text{.}\end{eqnarray*}$$ Die Änderungsrate ist daher $$\dot{\lambda} = \lambda_1 + 2\lambda_2t + 3\lambda_3t^2 + \ldots\;\text{.}$$

Wir können überprüfen, was dies für J2000 ergibt: at$t = 0$, die Änderungsrate ist einfach$\lambda_1$, und ein julianisches Jahrtausend ist$3.15576\times 10^{10}$Sekunden, also:

$$\frac{360\times 3600\times 3.15576\times 10^{10}}{1.29597742283429\times 10^9} = 31558149.76\,\mathrm{s}\text{,}$$ was innerhalb einer Sekunde der Zahl liegt, die Phil Plait angegeben hat.

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Verweise:

1. Simon, JL; Bretagnon, P.; Chapront, J.; Chapront-Touze, M.; Francou, G.; Laskar, J. "Numerische Ausdrücke für Präzessionsformeln und mittlere Elemente für Mond und Planeten." Astronomie und Astrophysik 282 (2): 663-683 .

Es schwankt ab und zu ein wenig.

Die Schwerkraft des Mondes ist für die Gezeiten verantwortlich. Das bedeutet, dass die Ozeane nicht ständig mit der Rotation des Planeten synchron sind. Der Mond zieht die Ozeane ein wenig zurück und gibt sie dann wieder frei. Dadurch entsteht Luftwiderstand – eine Form der Reibung. Obwohl minimal, ist es immer noch über die Jahrtausende hinweg aussagekräftig. Bestimmte Arten von Vulkanausbrüchen beschleunigen jedoch zusammen mit dem Tsunami, den sie erzeugen, die Rotation der Erde ein wenig.

Wenn der Mantel und der Kern tatsächlich flüssig sind, erzeugen sie auch einen gewissen Widerstand.

Dies ändert (ein wenig) die Dauer jeder Sekunde. So waren die alten römischen Sekunden ein Billionstel eines Bruchteils schneller als unsere, mehr oder weniger.

Allerdings schwankt die Umlaufbahn selbst ein wenig. Man glaubt heute, dass sich unser Planet langsam von der Sonne entfernt. Dies würde die Umlaufbahn verlängern, ohne die Geschwindigkeit der Erde zu ändern. Also, ja, jedes Jahr muss länger werden, obwohl der Unterschied lächerlich gering ist.