Quelle est la force de la force entre le Soleil et le centre de la Voie lactée?

Les orbites galactiques ne sont pas Keplerian: Il n'y a pas un seul centre massif, dont la gravité attire le soleil, plutôt le disque entier, et le halo de matière noire qui entoure la galaxie. Nous ne pouvons pas utiliser la loi du carré inverse pour calculer la force de gravité sans connaître la distribution de la masse dans la galaxie.

Néanmoins, l'orbite du Soleil est à peu près circulaire, nous pouvons donc utiliser la cinématique pour avoir une idée des forces impliquées: Pour le mouvement circulaire . La vitesse du soleil est d'environ 225000 m / s , et nous sommes dans un rayon d'environ 2,5e20 m du centre. La formule ci-dessus donne une très petite accélération centripète de 2e-10 m / s² $a=\frac{v^2}{r}$

Cependant le soleil est assez massif, 2e30 kg, donc en utilisant , la force sur le soleil est de l'ordre de 4e20 N. C'est environ 0,01 de la force agissant sur la Terre par le Soleil. (3,6e22 N) $F=ma$

James K
la source

Juste par intérêt, si nous modélisons la galaxie comme un disque de densité uniforme à un rayon donné (mais variant avec le rayon), la distribution de masse à l'intérieur de l'orbite du soleil, appliquée à se rapproche-t-elle au devis dans votre formulation?

\frac{g M m}{r^{2}}

$\frac{gMm}{r^2}$

Carl Witthoft

Vous pouvez certainement utiliser la loi du carré inverse pour calculer la force de gravité. C'est un peu plus difficile qu'un système keplerien standard, mais cela peut être fait. Vous avez juste besoin de comprendre toute la masse intérieure de l'orbite du Soleil, ce qui implique une certaine intégration. Si vous ne pouviez pas faire cela, les simulations à N corps de la dynamique galactique ne fonctionneraient pas car c'est essentiellement ce qu'elles font.

zephyr

C'est vrai, mais comme vous le dites, vous auriez besoin de connaître la distribution de masse à l'intérieur et (puisque la galaxie n'est pas sphérique symétrique) à l'extérieur de l'orbite du Soleil. En revanche, l'approche cinématique ci-dessus donne une solution sans calcul, dynamique n-corps. Je vais modifier pour clarifier.

James K

@CarlWitthoft Si vous résumez ce que vous pouvez voir, ce n'est pas le cas. C'est pourquoi la matière noire est nécessaire. Je crois que la vitesse du Soleil serait de l'ordre des 2/3 de ce qu'elle utilise simplement l'inventaire de la matière baryonique. Ce déficit devient bien sûr beaucoup plus grave à des rayons galactocentriques plus importants.

Rob Jeffries

Quelle est la force de la force entre le Soleil et le centre de la Voie lactée?

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