Was ist die Unregelmäßigkeit in der Umlaufbahn von Uranus, die von Neptun verursacht wird?

Umlaufbahnen sind wirklich lustige Dinge. Das Wichtigste ist die Entfernung von dem Objekt, das sie umkreisen, und die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen.

Raumfahrzeuge beschleunigen/verlangsamen routinemäßig ihre Umlaufgeschwindigkeit, um zu beeinflussen, wo sie um ein bestimmtes Raumfahrzeug kreisen.

Die eigentliche Antwort ist also, dass Neptun Uranus näher zieht, wenn er sich im Orbit vor ihm befindet, und ihn verlangsamt, wenn er sich im Orbit hinter ihm befindet. Der Nettoeffekt besteht darin, sich gegenseitig fast aufzuheben. Aber Sie haben Recht, über einen sehr langen Zeitraum kann es Auswirkungen haben. Das gleiche gilt für alle Planeten, sie beeinflussen sich gegenseitig über einen langen Zeitraum. Es war tatsächlich Teil der zuvor besprochenen Unregelmäßigkeit (siehe Artikel Die Entdeckung der äußeren Planeten ).

Planetenstörungen zu verstehen ist einfacher, wenn man sie sich im richtigen Rahmen vorstellt. Stellen Sie sich einen Rahmen vor, der auf dem realen Planeten zentriert ist. Eine Achse zeigt von der Sonne weg, die andere senkrecht zur ersten, in der "voreilenden" Bewegungsrichtung. Entfernungen werden in km oder in AU gemessen. Jede Achse entspricht einer Komponente der Störung: eine ist eine Störung im Radiusvektor, die andere in heliozentrischer Länge.

In diesem Rahmen kann man die Flugbahn des ungestörten Planeten relativ zum realen einzeichnen.

Auf solchen Diagrammen sieht man Folgendes:
- Auf kurzen Zeitskalen (zehn Jahre) dreht sich der ungestörte Planet mehr oder weniger um eine nicht geschlossene Ellipse, die entweder "vor" oder "nach" dem realen Planeten zentriert ist. In diesen "Ellipsen" sind die Störungen im Radiusvektor etwa halb so groß wie in der Länge (in km)
- auf längeren Zeitskalen (Jahrhunderte) gleitet das Zentrum dieser Schleifen zyklisch zwischen Extremen im "Vorher" und "Nachher". Positionen.

Für das Sonnensystem zeigen diese Diagramme drei Planetenpaare, bei denen sich Partner gegenüberstehen:
- Jupiter und Saturn,
- Uranus und Neptun,
- das Erd-Mond-Schwerzentrum und Mars.

Wenn ein Mitglied jedes Paares seiner ungestörten Position voraus ist, ist das andere Mitglied zu spät und umgekehrt. Historisch wurde dies zuerst bei Jupiter und Saturn bemerkt. Die Unregelmäßigkeiten wurden im 17. Jahrhundert und ihre Umkehrung im 18. Jahrhundert bemerkt. Niemand konnte erklären, was geschah, bis das Problem von Laplace in einer Abhandlung an die Académie des Sciences in Paris gelöst wurde.

Störungen zwischen Jupiter und Saturn sind zyklisch und haben eine Periodizität von 883 Jahren. Dies wird als „große Ungleichheit“ bezeichnet.
Die Erklärung geht in diese Richtung, die auf dem folgenden Link, Paragraphen 196-198, mit einem Bonus über Uranus und Neptun, Paragraph 199, enthalten ist. http://books.google.fr/books?id=YnkMAAAAYAAJ&dq=great%20inequality%20883&hl=fr&pg =PA209#v=onepage&q=great%20inequality%20883&f=false
Eine nützliche Quelle mit Diagrammen: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels III, Kapitel 30

Da die Gravitationsbeschleunigung ein Vektor ist, können wir die Anziehungen von Sonne und Neptun auf Uranus zu einer einzigen Beschleunigung zusammenfassen. Wir können diese einzelne Beschleunigung dann in zwei Komponenten zerlegen: eine in Richtung Sonne, As, und die andere in Bewegungsrichtung, At.

Wir werden nun die Umlaufbahnen von Uranus und Neptun um die Sonne betrachten, und wir werden die Bewegung relativ zu Uranus betrachten. Wenn Uranus Neptun einholt, wird es eine Zeit geben, in der Neptun geradeaus steht und der Winkel Sonne-Uranus-Neptun 90 Grad beträgt. Nennen Sie diesen Punkt QE (östliche Quadratur). Später wird Neptun von Uranus aus gesehen direkt gegenüber der Sonne vorbeiziehen. Nennen Sie diesen Punkt O (Opposition). Später wird Neptun direkt hinter Uranus stehen, wobei der Winkel Sonne-Uranus-Neptun wieder 90 Grad beträgt. Nennen Sie diesen Punkt QW (westliche Quadratur). Nach langer Zeit wird Neptun immer wieder zurückgelassen, bis er von Uranus aus gesehen direkt hinter der Sonne steht. Nennen Sie diesen Punkt C (Konjunktion).

Betrachten Sie nun At. Wenn Neptun von C über QE nach O geht, ist At immer in der Bewegungsrichtung von Uranus und erreicht ein Maximum zwischen QE und O. Wenn Neptun von O über QW nach C geht, ist At immer gegen die Bewegungsrichtung von Uranus , aber mit der gleichen Größe wie beim Übergang von C nach QE nach O. Daher wird Uranus aufgrund von At die Hälfte der Zeit beschleunigt und die Hälfte der Zeit verzögert, und die Nettobeschleunigung wird nahe Null sein.

Betrachten Sie nun As. Während Neptun von QE zu O zu QW wechselt, wird As verringert, wodurch sich Uranus weiter von der Sonne entfernt. Während Neptun von QW über C nach QE geht, wird As erhöht und Uranus in Richtung Sonne gezogen. Natürlich wird das Ausmaß dieses Anstiegs viel geringer sein als der frühere Rückgang, weil Neptun viel weiter entfernt ist, aber er wirkt für eine viel längere Zeit! Also noch einmal, das Nettoergebnis ist, Uranus dorthin zurückzubringen, wo er ursprünglich war.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswirkungen von Neptun auf Uranus für Teile der Umlaufbahn leicht nachgewiesen werden können, aber das Nettoergebnis nach einer ganzen Umlaufbahn ist sehr nahe bei Null. Wie Pearsonartphoto betonte, ist das Nettoergebnis aufgrund zweiter Ordnung und höherer Terme nicht genau null. Aber bis jetzt haben Himmelsmechaniker herausgefunden, dass, während diese Terme höherer Ordnung periodische Effekte verursachen können, die Zehntausende bis Hunderttausende von Jahren andauern, alle diese Effekte auf lange Sicht periodisch erscheinen. Nach Milliarden von Jahren dominieren ohnehin chaotische Kräfte.