Werden interstellare Asteroiden langsamer und stoppen sie schließlich?

Ich frage mich, ob interstellare Asteroiden schließlich an einem Punkt im Weltraum anhalten, nachdem sie allmählich abgebremst wurden (oder) sogar abbremsen?

Obwohl es keine Luft wie auf der Erde gibt und Asteroiden daher nicht von Reibungskräften beeinflusst werden, haben sie Reibung mit Gravitationskräften gegen ihre Bahnen?

Wenn es so ist, könnten sie irgendwann aufhören. Gibt es bekannte Objekte wie diese?

Halt in Bezug auf was? Denken Sie daran, dass Bewegungen und Geschwindigkeiten relativ sind. Wenn sie in Bezug auf die Sonne anhalten würden, würden sie hineinfallen.
@AtmosphericPrisonEscape, ich denke an die Objekte, die sich in den Räumen bewegen (nicht umkreisen), wie Omuamua. Sie reisen durch die Räume. Hören solche Objekte irgendwann auf?
@PM2Ring Ja, wollte ich auf der Erde sagen.
Warum sollte die Erde etwas Besonderes sein? Warum nicht Mars? Oder Alpha Centauri? Oder ein zufälliger Stein, der da draußen schwimmt? Sehen Sie, das passiert, wenn Sie in Begriffen des absoluten Raums denken. Es gibt keine solche Sache. Raum ist kein Ding.
Übrigens, alle zusammen, ich habe immer noch das Gefühl, dass wir die eigentliche Frage von OP nicht beantwortet haben. Vielleicht dachten sie an Reibung mit der interstellaren / intergalaktischen Umgebung (zufällige Atome usw.).

Antworten (3)

Ein Objekt, das sich durch das interstellare Medium bewegt, erfährt eine schwache Widerstandskraft. Wenn die Widerstandskraft ist F ( v ) die Geschwindigkeit wird als abnehmen D v / D T = − F ( v ) / M Wo M ist die Masse. In Flüssigkeiten F ( v ) ∝ v 2 ; dies scheint sogar für Gas mit geringer Dichte zu funktionieren. Beachten Sie, dass diese Differentialgleichung zu einer Geschwindigkeit führt, die für immer abnimmt und sich langsam Null nähert, sie aber nie erreicht.

Wir können eine einfache ungefähre Schätzung der Zeitskala der Verlangsamung vornehmen, indem wir abschätzen, wie lange es dauert, bis sie auf ihre eigene Masse interstellaren Materials trifft. Wenn es einen Radius hat R es wird begegnen π R 2 v ρ kg ISM pro Sekunde. Also für die Masse M die Zeitskala der Verlangsamung ist τ ∼ M / π R 2 v ρ .

Wenn wir eine nehmen R = 1 km kugelförmiger Asteroid der Masse M = 8.8802 ⋅ 10 12 kg (bei einer angenommenen Dichte von 2,12 g/cm 3 ) sich mit 26,33 km/s bewegen und verwenden ρ = 10 − 20 kg/m 3 (das variiert sehr) dann ist die Zeitskala ungefähr 10 22 Sekunden oder 340 Billionen Jahre. Nach vielleicht einer Billiarde Jahren wäre der Asteroid relativ zum lokalen Gas nahezu in Ruhe, wenn nichts seine Flugbahn stören würde ...

Es ist jedoch ziemlich wahrscheinlich, dass der Asteroid während dieser Zeit auf einen Stern trifft. Die Stellardichte beträgt ca ρ ∗ = 0,14 pro Kubikparsec, und die Zeitskala, um innerhalb von 100 AE von einem Stern zu kommen, ist ∼ 1 / π ( 100 A U ) 2 v ρ ∗ ≈ 10 11 Jahre. Dies wirkt wahrscheinlich als Gravitationsunterstützung und gibt ihm einen Teil der relativen Geschwindigkeit des Sterns (in der Größenordnung von Kilometern pro Sekunde). Die wahre Antwort ist also, dass der Asteroid niemals zur Ruhe kommen wird, solange es Sterne in der Galaxie gibt.

Dies ist eine großartige Antwort, komplett mit numerischen Schätzungen.
Im Gegenteil, es ist unwahrscheinlich, dass ein Objekt mit diesen Eigenschaften auf einen anderen Stern trifft. Obwohl unsere Galaxie zum Beispiel einen Sternhaufen mit etwa 200 Milliarden Sternen hat, ist es unwahrscheinlich, dass ein solches Objekt jemals einen anderen Stern findet. All dies natürlich unter der Annahme, dass die Umlaufbahn dieses Objekts hyperbolisch ist, da das Objekt sonst einfach zu dem umlaufenden Stern zurückkehren würde.
@jormansandoval - Warum halten Sie es für unwahrscheinlich? Ich habe eine Zahlenschätzung abgegeben. Beachten Sie, dass ich nicht behaupte, dass das Objekt in eine gebundene Umlaufbahn eintritt, sondern lediglich, dass es eine Geschwindigkeitsänderung erfährt.
@AndersSandberg Was ist mit interstellaren Weltraumfelsen vom Typ 5 mm? Können Sie die Antwort bitte überarbeiten und die Antwort für einen kleinen interstellaren Felsen hinzufügen? Ich habe versucht, es mit einem wissenschaftlichen Taschenrechner herauszufinden, und ich habe nicht das gleiche Ergebnis erhalten.
@aliential - Ich bekomme 44,8 Millionen Jahre für den Felsen mit 5 mm Radius. Die Zeitskala ist proportional zum Radius des Felsens.

Nein. Die Schwerkraft verursacht keine "Reibung". Ein Objekt stoppt nicht, es sei denn, es trifft auf etwas.

Ihr Kommentar verdeutlicht, dass Sie "interstellare Körper" und nicht "Asteroiden" meinen. Newtons erstes Bewegungsgesetz lautet: "Ein Körper bewegt sich in einer geraden Linie und mit konstanter Geschwindigkeit fort, wenn nicht eine äußere Kraft auf ihn einwirkt". Es wird im Weltraum, wo es keine Reibung gibt, nicht abgebremst.

Wenn sich ein interstellarer Körper zufällig einem Stern nähert, beginnt er auf ihn zu fallen und wird schneller. Wenn es den Stern nicht trifft, wird es vorbeiziehen und langsamer werden, wenn es sich vom Stern nach oben bewegt. Die Geschwindigkeit, die es verliert, wenn es sich wegbewegt, ist genau die gleiche wie die Geschwindigkeit, die es beim Fallen auf den Stern gewonnen hat.

Die Schwerkraft ist eine konservative Kraft, da die Gesamtenergie (Schwerkraft + Kinetik) konstant bleibt. Es geht keine Energie verloren, und daher gibt es keine Geschwindigkeitsänderung.

Sie sollten sich darüber im Klaren sein, dass es kein „sich nicht bewegen“ im absoluten Sinne gibt. Die einzigen Wörter, die Sie verwenden können, sind "sich nicht relativ zu etwas bewegen". Wenn ich sage "das Auto bewegt sich nicht", meine ich damit "das Auto bewegt sich relativ zum Boden nicht".

Ich würde argumentieren, dass dies falsch ist: Selbst im Weltraum gibt es hier und da ein paar Atome und Staubpartikel, und nach einer Weile werden wiederholte Kollisionen das Objekt mindestens auf die mittlere Geschwindigkeit der Partikel der lokalen Umgebung verlangsamen.
@James K, ich verstehe, meinst du, sogar das Objekt stoppt relativ zu ihm, der Raum um dieses Objekt selbst bewegt sich möglicherweise, nicht wahr ...
Ich würde argumentieren, dass Diskussionen über interstellaren Staub vom Hauptpunkt ablenken, nämlich dass "Schwerkraft keine Reibung ist".
@AungSatt Nichts so Komplexes. Wenn Sie und ich in einem Zug sitzen, bewegen Sie sich nicht relativ zu mir, sondern relativ zum Boden. Wenn Sie auf dem Boden stehen, bewegen Sie sich nicht relativ zum Boden, sondern relativ zur Sonne. „Nicht bewegen“ gibt es nicht.
@AungSatt "Space" ist kein Ding. Sie können sich nicht relativ dazu bewegen. Es kann sich nicht relativ zu Ihnen bewegen. Es existiert nicht einmal, es ist nichts, nur eine Leere, die nichts tun oder sein kann. Sie können sich nur relativ zu tatsächlichen Dingen bewegen (oder bewegungslos bleiben): Sterne, Planeten, Asteroiden, Felsen, Staub, zufällige Moleküle.
@FlorinAndrei , ich bin ein bisschen verwirrt darüber, dass Space kein Ding ist. Gemäß der Relativitätstheorie kann der Raum mit der Zeit um eine lange Seite verdreht werden. Was meinst du damit, Raum ist kein Ding?
Das geht zu weit weg von Frage und Antwort. Sie können eine neue Frage stellen, anstatt diesen Kommentarthread zu verwenden.
@AungSatt Raum ist lediglich die Gesamtheit der geometrischen Beziehungen (Entfernung, Winkel usw.) zwischen Dingen. Aber in einem perfekten Vakuum in einem leeren Universum könntest du nicht einmal sagen, ob du dich bewegst oder nicht, weil Bewegung nicht relativ zum Raum selbst gemessen werden kann. Es kann nur relativ zu anderen Objekten gemessen werden. Die Relativitätstheorie sagt nur voraus, dass sich der Charakter dieser geometrischen Beziehungen in der Nähe massiver Objekte ändert. Aber es ist kein "Ding", das sich ändert, es ist nur so, dass wenn Sie dort eine Entfernung oder einen Winkel messen, es sich als anders herausstellt, als Sie es ohne Masse erwarten.

Die Asteroiden können beschleunigt und entschleunigt werden, je nachdem, auf welcher Seite eines viel größeren rotierenden Objekts der Asteroid vorbeikommt.

Wenn der Asteroid in Rotationsrichtung des Objekts seitlich vorbeifliegt, erfährt der Asteroid einen Gravitationsschub.

Wenn der Asteroid auf der der Rotationsrichtung entgegengesetzten Seite passiert, erfährt der Asteroid einen Schwerkraftbruch.

Wenn das Brechen den Asteroiden ausreichend verlangsamt, damit er eingefangen werden kann, kollidiert er mit einem Objekt.

Als Beispiel für einen durch Schwerkraft unterstützten Flug nutzten die Marssonden die Schwerkraftunterstützung der Erde, um die Venus zu erreichen, und dann die Schwerkraftunterstützung der Venus, um sie in Richtung Mar zu schleudern. Bei der Landung auf dem Mars wurde die Schwerkraft gebrochen.

Aber damit der Mars-Lander auf dem Mars landen konnte, waren Treibstoff und ein Fallschirm erforderlich.

Schwerkraftunterstützte Beschleunigung und Entschleunigung wird durch den Austausch von Drehimpuls mit einem größeren rotierenden Objekt erreicht und basiert auf der Erhaltung des Drehimpulses.

-1Ich habe noch nie von Schwerkraftbremsen gehört, und ich bin mir ziemlich sicher, dass die Schwerkraft eine konservative Kraft ist. Dies ist keine wissenschaftlich fundierte Antwort.
Neuere Marslander haben aerodynamisches Bremsen verwendet. Die Wirkung einer Gravitationsunterstützung hängt davon ab, ob der kleine Körper auf der vorlaufenden oder nachlaufenden Seite der Umlaufbahn eines Planeten vorbeiläuft .
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