Wie lang war das Jahr vor 1 Million Jahren?

Wir wissen, dass sich das Universum allmählich ausdehnt, und dies bedeutet indirekt, dass die Gravitationskraft zwischen Sonne, Erde, Planeten und anderen Sternen (ungefähr alles im Universum) allmählich abnimmt, da die Gravitationskraft indirekt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen den Objekten ist.

Ich denke also, dass sich dies auch auf die Länge des Jahres auswirkt. Wenn ja, ist es dann möglich zu wissen, wie viele Tage 1 Jahr vor 1 Million Jahren hatte?

Wenn Sie Tage sagen, meinen Sie die Länge des heutigen Tages oder die Anzahl der Umdrehungen, die die Erde damals hatte?
@MrLister Nun, Anzahl der Tage zu dieser Zeit
Ich habe vielleicht eine Antwort darauf, vor 1 Million Jahren war das Jahr 34,81 Sekunden kürzer, wenn Sie nur die Expansion berücksichtigen, aber ich bin nicht ganz überzeugt von meiner Interpretation des Hubble-Parameters (ich habe damit nie eine Berechnung durchgeführt) . Obwohl ich völlig falsch liegen könnte, sollte ich meine Antwort trotzdem posten? Ich habe einige Zeit daran gearbeitet, aber dann nach einigem Nachdenken entschieden, dass ich die Bedeutung von möglicherweise völlig falsch interpretiert habe H 0 .
@AlexanderJanssen ja, warum nicht als Antwort posten. Wenn Ihr Beitrag gemäß den Regeln dieser Website nützlich ist, wird Ihre Antwort positiv bewertet (ob sie vollständig beantwortet wird oder nicht).
@JqueryLearner In Ordnung, gib mir eine Minute, um meine Notizen aufzurufen.
Ich bin mir nicht sicher, ob der Raum, der "unter die Füße der Erde rutscht", ihn weiter von der Sonne entfernen würde, da die Erde gravitativ an die Sonne gebunden ist. Wenn dies wahr wäre, würden wir eine Expansion innerhalb von Galaxien sehen, indem wir ferne (also alte) Galaxien mit nahen (also jüngeren) vergleichen, und davon habe ich keine Kenntnis.
Das Sonnensystem (und tatsächlich die Galaxie) ist von der kosmischen Expansion entkoppelt. Jede Änderung der Jahreslänge hängt nur von der lokalen Dynamik ab. Es sei denn, die Gravitationskonstante ändert sich mit der Zeit, aber das ist ein anderes Problem.
@JqueryLearner Die Anzahl der Tage in einem Jahr und die Länge des Jahres sind zwei völlig verschiedene Dinge (weil sich die Länge eines Tages mit der Zeit ändert).
@FrancescoMontesano, bitte antworte darauf
@Envite: Ich glaube nicht, dass ich eine Antwort habe. Außerdem hat Walter meine Ausführungen bereits erweitert

Antworten (2)

Die Hubble-Expansion hat keinerlei Einfluss auf die Länge des Jahres. Dies liegt daran, dass sich die gesamte Milchstraße (und tatsächlich die meisten Galaxien, wenn nicht alle und sogar lokale Gruppen) vor langer Zeit vom Hubble-Fluss abgekoppelt haben. Tatsächlich konnte es sich erst bilden, nachdem es sich entkoppelt hatte. Beachten Sie, dass M31, unsere Schwestergalaxie, tatsächlich auf die Milchstraße fällt, anstatt sich zurückzuziehen (wie der Hubble-Fluss andeuten würde), was zeigt, dass die gesamte lokale Gruppe (der Galaxien) vom Hubble-Fluss abgekoppelt ist.

Was passiert, ist, dass sich jede Überdichte mit weniger als der Hubble-Rate ausdehnt und dadurch wächst. Galaxien (und größere Strukturen) bilden sich aus kleinen relativen Überdichten, die schließlich groß genug werden, um der Gesamtausdehnung standzuhalten, und stattdessen unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbrechen, um gebundene Objekte wie Galaxienhaufen, Galaxien, Sternhaufen und Sterne zu bilden. Dies impliziert, dass der Hubble-Fluss keinen Einfluss auf die innere Dynamik solcher Systeme hat.

Natürlich war die Anzahl der Tage in einem Jahr früher höher als heute, aber das liegt nur daran, dass sich die Erde (aufgrund der Gezeitenreibung mit dem Mond) nach unten dreht, sodass die Tage länger werden.

Wenn sich irgendetwas auf die große Halbachse der Erdumlaufbahn (und damit auf ihre Periode) ausgewirkt hat, dann sind das gravitative Wechselwirkungen mit den anderen Planeten. Schwache Wechselwirkungen (säkulare Störungen) können jedoch nur die Orbitalexzentrizität ändern und die große Halbachse unverändert lassen.

Schließlich gibt es einen winzigen Effekt, wenn die Sonne Masse verliert (an den Sonnenwind). Die Periode eines umlaufenden Körpers ist proportional zu M ⊙ − 1 / 2 .

Danke für die Antwort, Alexander hat das auch gesagt, aber ich wollte wissen, wie viel länger als heute ist
Ich habe eine deutsche Seite ( scilogs.de/relativ-einfach/astronomisches-grundwissen-9 ) gefunden, auf der erklärt wird: „Es ist auch wichtig zu wissen, wie Ausdehnung gebundene Systeme beeinflusst – zum Beispiel eine Galaxie, unser Sonnensystem oder sogar die Atome, aus denen wir bestehen, mit ihren Kernen und ihren gebundenen Elektronen. Die kurze Antwort: tut es nicht. Wenn die Bindung stark genug ist, wird sie durch kosmische Expansion nicht verändert. Erst beginnend mit Längenskalen, wo Kosmos hat etwa die gleiche Dichte - also keine größeren Massenkonzentrationen hier und Massendefizite dort - die kosmische Expansion kann ungehindert wirken."
@Envite: 1) Die Tatsache, dass die kosmologische Expansion für Systeme im Maßstab von Galaxiengruppen dynamisch nicht wichtig ist, bedeutet nicht, dass sie überhaupt keinen Einfluss hat, wie man aus Ihrem Beitrag entnehmen könnte. Ihre Antwort wäre so viel besser gewesen, wenn Sie die Obergrenze für den Einfluss der globalen Expansion auf die Länge des Jahres angeben könnten: 2) M31 kommt nicht aufgrund von Gravitationskräften auf uns zu, sondern hat nur zufällig seine richtige Geschwindigkeit an uns.
@AlexeyBobrick Ich bin anderer Meinung in Bezug auf M31. Sehr wahrscheinlich ist die lokale Gruppe von Galaxien (von denen die Milchstraße und M31 die Hauptmassen sind) gravitativ gebunden. Daher sind ihre Geschwindigkeiten nicht zufällig. M31 und die Milchstraße werden wahrscheinlich in einigen verschmelzen (und eine elliptische Galaxie bilden). 10 9 Jahre.
@Walter: Dein Argument ist nicht stichhaltig genug. Stellen Sie sich einen Sternhaufen vor, der ebenfalls gebunden ist. Die Sterne dort bewegen sich mit Eigengeschwindigkeiten von etwa einigen km/s. Wenn Sie jedoch nur zwei Sterne in einem Abstand von Parsec nehmen und sie zufällig mit einer Geschwindigkeit von km / s starten, werden sie ungebunden. In ähnlicher Weise hat M31 zufälligerweise seine eigentümliche Geschwindigkeit auf die Milchstraße gerichtet. Hast du noch andere Argumente?
@AlexeyBobrick (1) Der Unterschied besteht hier darin, dass M31 und die Milchstraße (MW) die Gesamtmasse der lokalen Gruppe dominieren. Sie sollten sie also nicht mit einem Sternhaufen vergleichen, sondern mit einem Doppelstern plus einigen Planeten. (2) In diesem Fall, wenn die relative Geschwindigkeit von M31 bzgl. MW zurückgeht, werden Gravitationskräfte sie schließlich überwinden und zu der beobachteten Annäherungsgeschwindigkeit führen. Beachten Sie auch, dass neuere Bestimmungen der Eigenbewegung des M31 (und damit der Quergeschwindigkeit) einen viel kleineren Wert als die Radialgeschwindigkeit ergaben). Hierzu gibt es einige Forschungsliteratur (Suche nach „local group timing argument“).
@Walter: Nun, ich habe eine relative Fluchtgeschwindigkeit für MW und M31 von 100 − 150 km/s , die für ihre DM-Halos verantwortlich sind. Inzwischen liegt ihre relative Radialgeschwindigkeit in der gleichen Größenordnung. Es ist also eher spekulativ zu sagen, ob die Interaktion zwischen MW und Andromeda die Fusion bestimmt oder nicht. Ich denke, eine andere gute Referenz, die man sich ansehen sollte, ist nur das BT-Buch, das Ihnen hier ziemlich zustimmt.
@AlexeyBobrick Ich habe eine relative Fluchtgeschwindigkeit für MW und M31 von 100 bis 150 km / s erhalten, wo / wie haben Sie diese Zahl erhalten? Es klingt viel zu klein.
@Walter: Auf welche bekommst/kannst du dich beziehen? Meine Schätzung gilt für MW + M31 isoliert in einer Entfernung von 1 Mpc und mit beiden 10 12 M ⊙ In Masse.

(Haftungsausschluss: Wie ich bereits in einem Kommentar zur obigen Frage anmerkte, habe ich nie eine Berechnung mit durchgeführt H 0 vorher und ich könnte mit meiner Interpretation völlig, schrecklich falsch liegen.)

Wenn Sie die sich langsam ändernde Umlaufbahn der Erde völlig ignorieren und nur die Ausdehnung des Weltraums berücksichtigen und annehmen, dass der Hubble-Parameter im Zeitbereich von 1 My ziemlich konstant ist, können wir die Differenz der Umlaufzeit der Erde mithilfe des dritten Keppler-Gesetzes berechnen [3]:

T = 2 π ( a 3 / G M )

Pro

a = 1.4959789 ∗ 10 11 m (heute große Halbachse der Erde) [1]
G = 6.67 ∗ 10 − 11 N m 2 / k g 2 (Gravitationskonstante)
M = 1,988435 ∗ 10 30 k g (Massensonne) [1]

Wir gehen auch davon aus: H 0 = 2.3 ∗ 10 − 18 s − 1 [2] (Hubble-Parameter damals und heute in SI-Einheiten), was im Grunde bedeutet „in jeder Sekunde einen Meter bekommen 2.3 ∗ 10 − 18 m länger".

Anstatt die Länge einer (siderischen) Umlaufzeit der Erde aus irgendeiner Quelle zu nehmen, berechnen wir sie zuerst manuell und nehmen sie als Referenz.

T t Ö d a j = 2 π ( ( 1.4959789 ∗ 10 11 m ) 3 / ( 6.67 ∗ 10 − 11 N m 2 / k g 2 ∗ 1,988435 ∗ 10 30 k g ) ) = 365 Tage 8 Stunden 56 Minuten 13,45 Sekunden

Ziemlich nah und eine gute Referenz für weitere Berechnungen.

Nun, was war die große Halbachse der Erde vor 1 Million Jahren, nur unter Berücksichtigung einer Konstante H 0 ?

x − ( 2.3 ∗ 10 − 18 s − 1 ∗ 1 M j ∗ x ) = 1.4959789 ∗ 10 11 m
Auflösen für x führt zu x = 1.49598 ∗ 10 11 m .
(Entschuldigung für die lausige Präzision; ich habe im Moment nur Wolfram Alpha zur Verfügung.)

Die alte große Halbachse ist etwas kleiner. Unter erneuter Verwendung des Keppler-Gesetzes können wir die Umlaufzeit erneut berechnen:

T Ö l d = 2 π ( ( 1.496 ∗ 10 11 m ) 3 / ( 6.67 ∗ 10 − 11 N m 2 / k g 2 ∗ 1,988435 ∗ 10 30 k g ) ) = 365 Tage 8 Stunden 56 Minuten 48,26 Sekunden

Wenn wir also beide Zeiten voneinander abziehen, können wir sagen, dass vor 1 My das Jahr tatsächlich 34,81 Sekunden kürzer war .

Jedoch. Das bedeutet wahrscheinlich nicht viel; die Umlaufbahn ändert sich im Laufe der Zeit sowieso leicht; der Hubble-Parameter wird nicht mehr als konstant angesehen, er ändert sich leicht mit der Zeit; und obwohl dies eine interessante Frage war, traue ich meiner Interpretation nicht sehr und hoffe, dass jemand anderes, der qualifizierter ist als ich, die Frage besser aufklären könnte als ich es jemals könnte.

(Hoffentlich habe ich nichts verpfuscht. Ich brauche mehr Kaffee.)

[1] Quelle: Wolfram Alpha
[2] Quelle für Hubble-Parameter in SI-Einheiten aus der deutschen Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante#Definition
[3] http://en .wikipedia.org/wiki/Orbital_period#Small_body_orbiting_a_central_body

Haben Sie eine Ahnung, wie lang der Tag zu dieser Zeit wäre?
Äh, nicht jetzt. Wenn sich die Umlaufbahn ändert, muss der Drehimpuls konstant bleiben, also ändert sich etwas. Daran muss man später denken.
Ich glaube nicht, dass die kosmische Expansion irgendetwas mit Änderungen der Jahreslänge zu tun hat. (siehe Kommentar zur Frage)
@FrancescoMontesano Ich bin auch nicht überzeugt. Ich meine, meine ganze Idee wäre nur wahr, wenn die Masse irgendwie mit dem expandierenden Raum verbunden wäre - aber würde das nicht bedeuten, dass der Raum selbst eine Kraft auf die Masse ausübt? Es tut mir am Kopf weh und ich bin absolut nicht qualifiziert. Ich fand es jedoch lustig, darüber nachzudenken.
@AlexanderJanssen: Es ist kompliziert für einen Kommentar. Ich würde nicht sagen, dass die Ausdehnung eine Kraft ausübt. Es ist eher so, als würde man ziehen, was auch immer im Universum ist. Aber wenn die Gravitationsanziehung zwischen zwei Massen stark genug wird, beginnen sie sich von der Expansion zu lösen, und wenn sie das Gleichgewicht erreichen, wird ihre Hin- und Herbewegung (größtenteils) unabhängig von dem, was außerhalb des Systems passiert (obwohl einige Parameter ihres Status durch die Expansion beeinflusst werden könnten). Status beim Entkoppeln)
@FrancescoMontesano Es macht irgendwie Sinn. Danke!
Wie lang war das Jahr vor 1 Million Jahren?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v