Насколько сильна сила между Солнцем и центром Млечного Пути?

Галактические орбиты не являются кеплеровскими: нет ни одного массивного центра, гравитация которого притягивает солнце, а всего диска и гало темной материи, которое окружает галактику. Мы не можем использовать закон обратных квадратов для вычисления силы тяжести, не зная распределения массы в галактике.

Тем не менее, орбита Солнца примерно круглая, поэтому мы можем использовать кинематику, чтобы получить некоторое представление о задействованных силах: Для кругового движения . Скорость Солнца составляет около225000 м / с, и мы находимся в радиусе около 2,520 м от центра. Приведенная выше формула дает очень небольшое центростремительное ускорение 2e-10 м / с² $a=\frac{v^2}{r}$

Однако Солнце довольно массивное, 2e30 кг, поэтому при использовании сила на солнце составляет порядка 4e20 Н. Это примерно 0,01 от силы, действующей на Землю со стороны Солнца. (3,6e22 N) $F=ma$

Джеймс К
источник

Просто интересно, если мы моделируем галактику как диск с равномерной плотностью на заданном радиусе (но изменяющийся в зависимости от радиуса), распространяется ли распределение массы внутри солнечной орбиты на

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

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

Вы можете определенно использовать закон обратных квадратов для расчета силы тяжести. Это немного сложнее, чем стандартная кеплеровская система, но это можно сделать. Вам просто нужно выяснить всю внутреннюю массу на орбите Солнца, что предполагает некоторую интеграцию. Если бы вы не смогли этого сделать, симуляции галактической динамики в N-теле не сработали бы, так как это в основном то, что они делают.

зефир

Это правда, но, как вы говорите, вам нужно знать распределение массы внутри и (поскольку галактика не является сферически симметричной) вне солнечной орбиты. С другой стороны, приведенный выше кинематический подход дает решение без исчисления динамики n-тела. Я отредактирую, чтобы уточнить.

Джеймс К

@CarlWitthoft Если вы суммируете то, что видите, то нет, это не так. Вот почему темная материя требуется. Я полагаю, что скорость Солнца будет порядка 2/3, чем при использовании инвентаря барионной материи. Этот дефицит, конечно, становится намного серьезнее при больших галактоцентрических радиусах.

Роб Джеффрис

Насколько сильна сила между Солнцем и центром Млечного Пути?

Ответы: