Seberapa kuat kekuatan antara Matahari dan pusat Bima Sakti?

12

Saya tahu Matahari mengorbit di sekitar Bima Sakti, tetapi seberapa kuat daya tarik di antara mereka (misalnya, apa urutan besarnya dalam hal newton)?

orbit the-sun milky-way Gstestso
sumber

Jawaban:

11

Orbit galaksi bukanlah Keplerian: Tidak ada pusat besar tunggal, yang gravitasinya menarik matahari, melainkan seluruh cakram, dan halo materi gelap yang mengelilingi galaksi. Kita tidak bisa menggunakan hukum kuadrat terbalik untuk menghitung gaya gravitasi tanpa mengetahui distribusi massa di galaksi.

Namun demikian, orbit Matahari kira-kira melingkar, sehingga kita dapat menggunakan kinematika untuk mendapatkan beberapa gagasan tentang gaya yang terlibat: Untuk gerakan melingkar . Kecepatan matahari sekitar225000 m / s, dan kita berada pada radius sekitar 2,5e20 m dari pusat. Formula di atas memberikan akselerasi sentripetal yang sangat kecil 2e-10 m / s²a=v2r

Namun matahari cukup besar, 2e30 kg, jadi dengan menggunakan , gaya matahari adalah urutan 4e20 N. Ini adalah sekitar 0,01 dari gaya yang bekerja di Bumi oleh Matahari. (3.6e22 N)F=ma

James K
sumber
gMmr2
3
Anda pasti dapat menggunakan hukum kuadrat terbalik untuk menghitung gaya gravitasi. Ini sedikit lebih sulit daripada sistem keplerian standar, tetapi itu bisa dilakukan. Anda hanya perlu mencari tahu semua interior massa ke orbit Matahari yang melibatkan beberapa integrasi. Jika Anda tidak bisa melakukan ini, simulasi N-body dari dinamika galaksi tidak akan berfungsi karena pada dasarnya itulah yang mereka lakukan.
zephyr
1
Itu benar, tetapi seperti yang Anda katakan, Anda perlu mengetahui distribusi massa di dalam dan (karena galaksi tidak simetris berbentuk bola) di luar orbit Matahari. Di sisi lain, pendekatan kinematik di atas memberikan solusi tanpa kalkulus, dinamika n-tubuh. Saya akan mengedit untuk menjelaskan.
James K
1
@CarlWitthoft Jika Anda meringkas apa yang dapat Anda lihat, maka tidak, tidak. Karena itulah diperlukan dark matter. Saya percaya kecepatan Matahari akan menjadi urutan 2/3 apa itu hanya menggunakan inventaris materi baryonic. Defisit ini tentu saja menjadi jauh lebih serius pada jari-jari galaktosentris yang lebih besar.
Rob Jeffries