Wie würde die Schwerkraft in diesem alternativen Universum funktionieren?

Um eine elliptische Umlaufbahn zu erzeugen, benötigen Sie eine Kraft, die gleich der erforderlichen Zentripetalkraft ist:

Nach dem Satz von Bertrand kann dies nur mit einem Potential für eine inverse quadratische Kraft oder einem Potential eines radialen harmonischen Oszillators gelöst werden.

Wir können also keine kreisförmige Umlaufbahn erreichen, ist das ein Problem? Nein.

Ich habe ein System für unsere Sonne, Erde und Mond entwickelt, das von einer linearen Gegenkraft abhängt. Was wir finden, ist, dass wir die Gravitationskonstante auf die negative 22. Ordnung neu skalieren müssen. (Aus Gründen der Übersichtlichkeit habe ich es vermieden, astronomische Einheiten zu verwenden).

Also wenn wir setzen$G = 6.6740831\times10^{-22}$wir finden die folgenden Bahnmuster:

Wir können die Orbitalexzentrizität weiter verringern, wenn$G \rightarrow 4\times10^{-22}$

Beachten Sie jedoch, dass die Exzentrizität auf lange Sicht immer größer wird, selbst bei Optimal$G$, nehmen Sie die folgende radiale Distanz zwischen Sonne und Erde über 500 Jahre:

Es gibt jedoch noch mehr Probleme, würde sich zum Beispiel mit dieser Gravity-Konfiguration überhaupt ein Stern bilden?

Beachten Sie, dass in dieser Konfiguration die Schwerkraftbeschleunigung aufgrund der Erde auf ihrer Oberfläche wäre$0.000375m/s^2$Anstatt von$9.8m/s^2$Da die Gravitation langsamer abfällt, aber auch deutlich massereicher ist, wäre ein bewohnbarer Planet viel massereicher, aber solche massereichen Planeten könnten sich unter diesen Parametern auch leichter bilden.

Und hier wird es wirklich interessant, wenn wir annehmen, dass unser Planet eine Masse von hat$m_{earth}=5.97237\times10^{28}$, vier Ordnungen höher als die der heutigen Erde, wäre die Gravitation im gleichen Radius$3.75m/s^2$, und wir erhalten die folgende 1000-Jahres-Progression:

Mein Verdacht ist, dass der Zusammenbruch um 4 Größenordnungen langsamer erfolgt, was bedeutet, dass Sie es zumindest getan hätten$10^5y$der stabilen Umlaufbahn, möglich eine Million (1Ma).

Wenn Sie einen Planeten mit einer Menge Ordnung haben könnten$O\left(29\right)$, dann könnten Sie über evolutionäre Zeitskalen eine nahezu stabile Umlaufbahn erhalten, aber eine so große Erdkonzentration (Sauerstoff, Quarz, Aluminium, Kalk, Eisen, Magnesium) zu erreichen, könnte schwierig sein, außer vielleicht in einer Galaxie im Spätstadium .

Ich denke, die besonderen Umstände würden die Bildung großer Planeten wahrscheinlicher machen, da die Entfernung weniger ein Faktor für das Zusammenkommen von Materie ist. Folglich würden wir weniger Planeten erwarten, aber mit höherer Durchschnittsmasse. Es ist jedoch auch möglich, dass diese Situation zu einer gleichmäßigeren Massenverteilung führt. Dafür müssten Sie einige galaxienweite Gravitationsberechnungen durchführen und das Ergebnis der Hintergrundstrahlung neu berechnen. Das sind Dinge, die außerhalb meiner Reichweite liegen.