Warum ist die Bewegung des Mondes komplizierter als die dieser Planeten?

Ich bin natürlich kein Experte für Astronomie. Aber aus der Literatur habe ich den Eindruck, dass die Mondbewegung sehr kompliziert ist. Es scheint, dass Kepler die Bewegung der Planeten verstehen kann, aber nicht für den Mond.

Warum also ist die Bewegung des Mondes komplizierter als die von Planeten wie dem Mars?

Ich bin verwirrt, was du meinst. Der Mond folgt den Gesetzen von Kepler genauso wie die Planeten. Wenn Sie versuchen, den Mond zu betrachten, der sich um die Erde bewegt, während sich die Erde um die Sonne bewegt, erscheinen die Dinge komplexer. Aber wenn Sie sich nur das Erde-Mond-System ansehen, ist es sehr einfach.
@Phiteros - Die Umlaufbahn des Mondes um die Erde ist deutlich nicht-keplerianisch.
Verwandt, aber trotz des Titels meiner Meinung nach kein Duplikat: Non-Keplerian motion of the moon . Der Titel dieser Frage und die im Hauptteil dieser Frage gestellte Frage sind sehr unterschiedliche Dinge, basierend auf einem Missverständnis, dass Newtonsche Umlaufbahnen und Keplersche Umlaufbahnen ein und dasselbe sind. (Fortsetzung)
Die in dieser Frage referenzierte BBC-Show befasst sich mit relativistischen Effekten. Diese sind sehr klein und machten sich erst durch die Platzierung von Retroreflektoren auf dem Mond durch sowjetische und US-Mondmissionen bemerkbar. Die vorliegende Frage fragt eher nach klassischen als nach relativistischen Effekten. Selbst in der klassischen Mechanik ist die Modellierung der Bewegung des Mondes um die Erde viel komplizierter als die Modellierung der Bewegung des Mars um die Sonne.
Ich habe den Titel der zugehörigen Frage in "Nicht-Newtonsche Bewegung des Mondes" geändert.

Antworten (1)

Die Keplersche Bewegung wäre ein korrekter Weg, um die Umlaufbahn des Mondes um die Erde zu erklären, wenn Sonne, Venus, Jupiter und alle anderen Planeten nicht vorhanden wären, wenn sich der Mond nicht aufgrund der Gezeitenbeschleunigung langsam von der Erde zurückziehen würde, und wenn die Newtonsche Gravitation die zugrunde liegende Physik richtig beschrieb. Nichts davon ist der Fall.

Im Fall der Modellierung des Verhaltens der Hauptobjekte, aus denen das Sonnensystem besteht (dh der Sonne und der acht Planeten), machen Störungen, an denen Planeten beteiligt sind, die miteinander interagieren, insbesondere mit Jupiter, die Umlaufbahnen der Planeten leicht nicht-keplerisch. Dass das Universum eher relativistisch als newtonisch ist, führt bekanntermaßen dazu, dass die Umlaufbahn von Merkur auf eine Weise präzediert, die selbst die Berücksichtigung planetarer Störungen nicht erklären kann. Allerdings ist die Keplersche Bewegung eine ziemlich gute Annäherung an die Sonne und die acht Planeten.

Dasselbe gilt nicht für den Mond. Seine Umlaufbahn ist merklich nicht-keplerianisch, selbst im Laufe von nur einem Monat. Ptolemäus (im Nachhinein) und Brahe (ebenfalls im Nachhinein) bemerkten beide Unregelmäßigkeiten in der Bewegung des Mondes, die nicht mit Kepler-Ellipsenbahnen erklärt werden können, bei denen die pro Zeiteinheit überstrichene Fläche konstant ist.

Newton erklärte einige dieser Effekte, indem er feststellte, dass die Sonne die Umlaufbahn des Mondes um die Erde stark stört. Newton war bei diesem Unterfangen nicht ganz erfolgreich; Die mathematischen Werkzeuge, die zur Modellierung der Mondbewegung benötigt wurden, waren noch nicht entwickelt worden. Die volle Entwicklung der klassischen Mondtheorie dauerte zweihundert Jahre nach Newtons Zeit.

Ein weiterer erschwerender Faktor ist, dass sich der Mond aufgrund der Gezeitenbeschleunigung allmählich von der Erde entfernt. Dass der Mond sich langsam von der Erde entfernt, wurde zuerst von Halley, einem von Newtons Zeitgenossen, vermutet. Ein Jahrhundert nach der ersten Veröffentlichung von Newtons Principia führte Laplace diese Mondrezession fälschlicherweise ausschließlich auf Störungen durch die Sonne zurück. In den nächsten hundert Jahren korrigierten andere Laplaces Berechnungen und stellten fest, dass solare Störungen diese Rezession nicht erklären können. George Darwin (Charles' Sohn) erklärte die Rezession mit den Gezeiten. Die vollständige Erklärung? Die Leute schreiben immer noch Papiere zu diesem Thema.

Die Relativitätstheorie sorgt für eine weitere Komplikation. Relativistische Effekte auf dem Mond sind angesichts der um Größenordnungen größeren Komplikationen aufgrund von Störungen durch Sonne, Venus, Jupiter, ... und Gezeitenbeschleunigung sehr schwer zu erkennen.

Warum ist die Bewegung des Mondes komplizierter als die dieser Planeten?
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