Bagaimana bisa Bumi berada di orbit mengelilingi matahari?

13

Saya tidak yakin apakah postingan ini seharusnya ada di forum subjek fisika, tetapi sepertinya ini juga cocok di sini. Saya telah membaca buku tentang kimia dan bagaimana alam semesta terbentuk dengan teori bintang yang menciptakan sebagian besar elemen yang kita ketahui. Saya mulai bertanya-tanya bagaimana Bumi berada di orbit di sekitar Matahari. Saya mengerti bahwa kita berada dalam kejatuhan bebas yang konstan terhadap Matahari, tetapi gerakan kita menyebabkan kita "merindukan" Matahari yang menghentikan kita dari terbakar. Namun, saya bingung bagaimana kita digerakkan di tempat pertama. Tebakan terbaik saya adalah bahwa kita ditangkap oleh gravitasi Matahari, dan dimasukkan ke dalam orbit, yang berarti Bumi pernah menjadi meteor, bukan? Jika seseorang dapat menjelaskan ini, itu akan sangat membantu karena saya tidak dapat menemukan jawabannya di mana pun.

Terima kasih

PS Saya baru kelas 9, jadi saya tidak punya banyak pengetahuan tentang astrofisika.

Dekan
sumber
Hai bob. Menurut saya ini memang cocok di situs lain, tetapi saya memutuskan bahwa situs itu adalah Astronomi.
pemegang kim
Salah satu video fisika favorit saya, dan menyentuh pertanyaan Anda. youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM
userLTK

Jawaban:

21

Gambar itu jauh lebih bersih 20 hingga 25 tahun yang lalu. Saya akan menyajikan gambar bersih yang bagus dulu. Bintang-bintang terbentuk dari keruntuhan gravitasi awan besar gas antarbintang. Awan gas itu tak terhindarkan memiliki momentum sudut non-nol bersih. Hal ini memaksa awan gas untuk berubah bentuk dari yang lebih atau kurang berbentuk bola menjadi berbentuk cakram. (Kenapa? Itu pertanyaan yang berbeda. Tanyakan saja.)

Sementara piringan protoplanet ini terus memberi makan massa ke protobintang yang tumbuh, ia juga mengatur panggung untuk pembentukan planet-planet. Awan gas sebagian besar adalah hidrogen purba dan helium, tetapi juga mengandung unsur yang lebih berat berkat fusi bintang dan supernova dalam miliaran tahun yang mendahului pembentukan tata surya kita.

Unsur-unsur yang lebih berat itu berperilaku sangat berbeda daripada hidrogen dan helium. Mereka memiliki chemistry. Planet-planet dimulai sebagai gumpalan mikroskopis dari unsur-unsur yang lebih berat ini, yang terikat bersama secara kimia. Rumpun mikroskopis ini terkadang bertabrakan, akhirnya membentuk rumpun massa yang lebih besar. Gumpalan-gumpalan yang lebih besar ini saling bertabrakan, membentuk gumpalan massa yang lebih besar. Akhirnya rumpun menjadi cukup besar sehingga mereka berinteraksi secara gravitasi, membuat mereka tumbuh lebih besar. Proses ini berlanjut, akhirnya membentuk protoplanet, dan kemudian embrio planet, dan akhirnya planet.

Suhu dalam piringan protoplanet tinggi di dekat protobintang yang membentuk tetapi turun dengan cepat dengan meningkatnya jarak dari protobintang. Pada beberapa titik, volatil seperti air, amonia, metana, dan karbon dioksida menjadi sekokoh batu. Ini adalah garis es, alias garis salju atau garis es. Asteroid di dalam orbit Ceres cenderung berbatu. Asteroid di luar orbit Ceres cenderung dingin.

Planet-planet yang terbentuk di luar garis es dapat tumbuh sangat cepat dan kemudian mereka dapat tumbuh sangat, sangat besar. Benda-benda yang terdiri dari disk protoplanetari mengorbit protobintang yang sedang tumbuh pada sesuatu selain dari laju yang disarankan oleh hukum Kepler berkat tekanan dari semua hal dalam disk. Berkat hukum kubus persegi, benda yang lebih besar tidak tunduk pada tekanan itu. Benda-benda yang lebih besar mengorbit pada tingkat Keplerian. Planet-planet yang terbentuk di luar garis es tumbuh sangat cepat dan kemudian menyapu gas dan es karena mereka mengorbit pada kecepatan yang berbeda dari lingkungan sekitarnya. Hasilnya adalah raksasa gas seperti Jupiter dan Saturnus dan lebih jauh, raksasa es seperti Uranus dan Neptunus. Pertumbuhan planet adalah proses yang jauh lebih sulit dan proses yang lebih lambat di dalam garis es. Itu sebabnya Merkurius, Venus, Bumi,


Itu gambar yang cantik. Gambar tidak begitu cantik:

  • Mengapa Merkurius dan Mars jauh lebih kecil dari Venus dan Bumi?
    Simulasi menunjukkan bahwa planet berbatu semua harus memiliki ukuran yang kurang lebih sama. Itu tidak terjadi di tata surya kita sendiri, apalagi di tempat lain.

  • Bagaimana bisa Uranus dan Neptunus terbentuk?
    Simulasi tidak dapat menciptakan kembali Uranus dan Neptunus pada jarak mereka saat ini dari Matahari. Materi dalam cakram protoplanet seharusnya terlalu jarang pada jarak tersebut untuk membentuk planet besar.

  • Jauh, jauh lebih buruk, apa masalahnya dengan semua exoplanet aneh yang ditemukan para ilmuwan?
    Para ilmuwan telah menemukan benda-benda seukuran Jupiter yang mengorbit sangat dekat dengan matahari mereka, benda-benda seukuran Neptunus yang mengorbit di mana model sederhana hanya akan membentuk planet berbatu, dan planet-planet di orbit yang sangat condong (dan terkadang retrograde) yang tidak masuk akal.

Simulasi-simulasi ini (yang telah menjadi sangat baik) dan kebanyakan planet ekstrasurya telah mendorong teori tentang bagaimana planet membentuk kembali ke tahap "itu lucu". ("Ungkapan yang paling menarik untuk didengar dalam sains, yang menggembar-gemborkan penemuan baru, bukanlah" Eureka! "Tetapi" Itu lucu ... "", sebuah kutipan yang secara luas dikaitkan dengan Isaac Asimov.)

David Hammen
sumber
Jawaban David Hammerman baik, dan saya hanya ingin menambahkannya. Ini seharusnya komentar, tetapi saya belum memiliki perwakilan di pertukaran tumpukan ini, tapi saya mencoba menyelamatkan Anda dari mengajukan pertanyaan lain seperti yang disarankannya. Jika Anda ingin tahu mengapa beberapa hal di ruang angkasa datar dan yang lainnya bulat, saya sarankan memeriksa video ini: youtube.com/watch?v=Aj6Kc1mvsdo dan youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM
@ user13097 - Nama saya salah eja dan salah dieja sejak hari pertama (akta kelahiran saya memiliki kesalahan pengejaan yang diperbaiki). Saya tidak mengerti. Apa yang sulit tentang mengeja Neilsen, yang seharusnya menjadi nama belakang saya? Nama belakang saya salah eja 55 tahun sebelum saya lahir. Namun, kesalahan ejaan Anda adalah yang baru.
David Hammen
2

Dulu bumi banyak, banyak asteroid dan meteorit. Asteroid yang lebih besar akan menarik meteorit dan asteroid yang lebih kecil, menabraknya, dan bergabung menjadi rumpun yang lebih besar dan lebih besar, yang akhirnya menjadi sangat berat, sehingga batu mulai berperilaku seperti cairan di bawah tekanan, membentuk bola Bumi yang rapi sekarang.

Bahwa semua puing sudah mengorbit Matahari ketika itu terjadi; beberapa di antaranya datang dari luar Tata Surya, tetapi sebagian besar hanyalah nebula gas dan materi lain yang bergabung menjadi tata surya saat ini.

Adapun "jatuh dan hilang" ... itulah deskripsi semi-akurat tentang mekanika orbital. Memperhatikan jarak, "kehilangan" tubuh pusat sebenarnya cukup mudah; lihatlah langit di malam hari - beberapa bintang yang lebih terang sebenarnya adalah planet lain dalam sistem kita. Itu dia - titik-titik kecil ini. Matahari cerah, tetapi juga kecil di langit. Ada banyak ruang untuk "ketinggalan", dan bukannya menabrak, untuk terbang dalam lintasan elips di sekitar tubuh pusat - melewatinya, lebih cepat ketika Anda dekat, lalu dikeluarkan "di sisi lain" untuk memperlambat, dan terbang menjauh, hanya untuk kembali ke jalan yang sama (hilang).

Sekarang ... bagaimana bisa Bumi, dan sebagian besar orbit planet bukan elips yang memanjang, seperti yang paling umum terjadi pada objek yang bergerak secara acak di bidang gravitasi - tetapi lingkaran yang cukup dekat - itu adalah subjek untuk pertanyaan yang berbeda dan perdebatan yang lebih panjang.

SF.
sumber
2

Sistem planet terbentuk dari awan gas dan debu .

Gravitasi massa awan menyatukannya; bagian terpadat di pusat awan runtuh sampai cukup padat untuk memulai fusi nuklir, berubah menjadi bintang.

Hal-hal yang lebih jauh bertabrakan dan menempel secara acak sampai beberapa dari mereka menjadi cukup besar untuk memiliki gravitasi mereka sendiri. Ketika "planetesimal" itu bertabrakan satu sama lain, rata-rata orbitnya menjadi lebih melingkar. Setelah milyaran tahun, Anda berakhir dengan tubuh yang relatif sedikit dalam orbit yang hampir bundar: planet-planet tata surya.

Tangkapan tubuh yang datang dari luar tata surya memang terjadi, tetapi pembentukan dari awan gas proto-bintang adalah cara planet yang lebih umum terbentuk.

Russell Borogove
sumber
1

Teori pembentukan planet yang bagus:

Dibuat di Nice, Prancis

Juga menjawab gambar yang tidak begitu cantik (kecuali Planet 9). Pada awalnya, matahari, sebagai protobintang, menyedot massa dari nebula dan menjadi bintang yang berputar cepat. Materi itu diratakan menjadi disk (Mengapa? Lihat Mengapa beberapa galaksi datar .) Teori Nice menjelaskan Late Heavy Bombardment, setelah sebagian besar materi sudah bergabung.

Grand Tack

Sekitar 5 miliar tahun yang lalu, Pengeboman Berat Akhir terjadi ketika Jupiter dan Saturnus terkunci dalam resonansi yang kuat, yang membawa mereka lebih dekat ke Matahari. Ketika ini terjadi, puing-puing es yang masih ada di tata surya bagian luar diseret ke dalam ke tata surya bagian dalam. Ini mendorong "Grand Attack" yang bonafide pada tata surya bagian dalam.

Serangan Besar

Serangan Besar terjadi setelah Jupiter keluar dari resonansi, melemparkannya (dan Saturnus) kembali ke tata surya luar. Puing-puing yang diseretnya ke tata surya terkunci ke dalam gerombolan puing-puing yang akan menyedot energi yang cukup dari setiap super-Bumi untuk menyeretnya ke matahari. Puing-puing yang tersisa bersatu ke dalam empat planet tata surya bagian dalam.

Sisa teori ini konsisten dengan apa yang sudah dinyatakan oleh orang lain

  • Mengapa Merkurius dan Mars jauh lebih kecil dari Venus dan Bumi?
  • Apa masalahnya dengan semua exoplanet aneh yang ditemukan para ilmuwan?

    Jika saya melakukan kesalahan dalam konvensi, tolong beri tahu saya. Kami siswa kelas enam sangat tidak berpengalaman di StackExchange.

JSCoder berkata Reinstate Monica
sumber