¿Cómo logró la Tierra la velocidad exacta para quedar atrapada en la órbita del Sol?

No hay velocidad exacta.

Cuando los planetas se forman alrededor de las estrellas en una gran nebulosa espiral de polvo, gas y cuerpos pequeños, todo el disco de materiales gira en función de la conservación del momento angular.

Dependiendo de dónde se forme un planeta en relación con la protoestrella en el centro de la nebulosa, y qué fricción y colisión cambien su velocidad, el planeta llega a un cierto equilibrio.

Si el planeta se mueve demasiado lento para mantener una órbita circular, caerá oblicuamente hacia la estrella, aumentando la velocidad a medida que cae. Cuando alcanza una velocidad superior a la necesaria para una órbita circular, esto hará que se aleje más en el apogeo de su nueva órbita elíptica. La fricción, las colisiones, las fuerzas de marea, la interacción gravitacional con otros cuerpos gradualmente silenciarán y circularizarán la órbita.

La velocidad del camino de un planeta

1. si es demasiado bajo, podría caer en la estrella para nunca volver a ser visto
2. si es demasiado alto, escapará de la gravedad de la estrella y viajará lejos como un planeta frío y rebelde
3. si está en el medio, orbitará la estrella, cayendo y acelerando si es demasiado lenta, volando y disminuyendo la velocidad si es demasiado rápida, formando una órbita elíptica que se circularizará gradualmente en función de pequeños efectos, como la fricción y la marea, y puede encontrar su órbita modificado por interacción con otros planetas

Hay muchas órbitas posibles alrededor del Sol. No hay necesidad de tener un extraño accidente especial; Si modifica la posición o velocidad inicial, no obtendrá cosas que exploten. Solo obtienes una órbita diferente.

La formación original de una capa aplastada de polvo, a partir de la cual los planetas se forman por acreción, en realidad es solo otro caso de tener muchas órbitas diferentes inicialmente. Las partículas se clasifican en órbitas estables, aproximadamente circulares. Para cuando el polvo se despeja (asimilado en planetas o no), se han distribuido así, por colisiones y perturbaciones gravitacionales. Es útil comenzar con un momento angular agregado, lo que significa que mucha materia comienza en órbitas que no la transportan cerca del Sol temprano. Queda una gran cantidad de materia que tiene tiempo para organizarse ordenadamente en órbitas, intercambiando impulso y energía (cada vez más por gravedad) hasta que tengamos el familiar “remolino”, con órbitas más rápidas más cerca del Sol, y todo más o menos en un avión. . Llamaré a esto el plano eclíptico por conveniencia, aunque eso es un poco inexacto. El plano invariable de Laplace está más cerca, pero no está perfectamente bien definido en la práctica, y creo que no es invariable bajo la Relatividad General.

En general, se piensa que los cometas han comenzado lo suficientemente lejos como para llegar al sistema interno en ángulos aleatorios y con elipticidades aleatorias, lo que demuestra que no han estado dando vueltas durante mucho tiempo en las proximidades de los cuerpos grandes y pesados ​​en la eclíptica, ni en el denso polvo del primer Sistema Solar. Déles tiempo y se unirían a la fiesta eclíptica, ajustando ligeramente el plano eclíptico.

No lo hizo.

Por la forma en que se hace su pregunta, parece que la Tierra y el sol eran dos entidades independientes que se unieron y se llevaron bien. Pero eso no fue lo que pasó.

Tanto la Tierra como el sol se formaron a partir de una enorme nube de gas y polvo. Gran parte de esa materia (los elementos más complejos) fue creada por supernovas de estrellas anteriores. Parte de esa materia (los elementos más simples, especialmente el hidrógeno) nunca estuvo en una estrella o fue expulsada del cuerpo de una estrella anterior antes o después de convertirse en supernova.

Esa nube habría estado girando, principalmente en la misma dirección (la gravedad tiene una forma ordenada de hacer que todo gire en la misma dirección, en el mismo plano) pero no necesariamente a la misma velocidad. Gradualmente, las partículas dentro de esta nube se juntaron debido a la gravedad. Esos racimos luego se reunieron con otros racimos. Este proceso de agrupamiento ocurrió en innumerables lugares dentro de la nube, pero principalmente sucedió cerca del centro para formar nuestro sol (es decir, la mayor parte de la masa de nuestro sistema solar está en nuestro sol). También sucedió en otros lugares, y los otros racimos finalmente se convirtieron en planetas, lunas y asteroides que conocemos.

La velocidad y la distancia de la órbita de cada planeta no es arbitraria ni coincidente. Cada planeta creció a partir de la materia que estaba presente alrededor del círculo de su órbita. Ese asunto ya habría estado orbitando el centro a una velocidad estable. En la materia formada en cuerpos más grandes, la velocidad y la distancia habrían variado para preservar el impulso a medida que crecía la masa del cuerpo. Como todo el sistema de partículas tenía suficiente impulso para orbitar, pero no suficiente para escapar, los grandes cuerpos resultantes también tenían suficiente impulso para orbitar, pero no lo suficiente para escapar.

Naturalmente, habrá excepciones a esto, ya que las colisiones ocurren naturalmente, lo que enviaría a las dos partículas / cuerpos a volar como bolas de billar en lugar de “pegarse”. Innumerables partículas y cuerpos de materia más grandes habrían sido expulsados ​​del sistema solar o enviados a una espiral de muerte hacia el sol. Las cosas de las que está hecha nuestra Tierra son las que tuvieron la suerte de permanecer en órbita y no ser destruidas.

Como dicen los demás, no fue así. Se formó con el sol.

Hay pedazos de roca que han sido “arrojados” a objetos más grandes. Tome la “Cadena de perlas” – Shoemaker Levi – que golpeó a Júpiter en 1994. Durante varios años, estos pequeños meteoritos fueron pedazos más grandes que volaron alrededor del Sistema Solar, a veces pasando más cerca de grandes cuerpos de planetas. Durante estos sobrevuelos, las presiones causaron grietas y eventualmente se convirtieron en meteoritos más pequeños que aún volaban en su mismo avión. Finalmente, se acercaron demasiado y chocaron contra Júpiter.

Quiero abordar su metáfora de bala de cañón. Usted declara que la pelota rodeará la Tierra y eventualmente regresará. ¿Has ido más allá en eso? ¿Qué pasaría si desvió el tiro y no golpeó nada en el camino, incluida la montaña desde la que disparó, o tal vez se agachó cuando volvió? ¿Qué pasa entonces con la bala de cañón? Si tiene suficiente potencia y no suficiente fricción, girará nuevamente, en un ángulo ligeramente más bajo (órbita). Mantendrá esto hasta que se quede sin energía o golpee algo. Simplemente detener su idea en una órbita no es comprender completamente su propia pregunta.

Ahora, digamos, disparaste la bala de cañón desde 100,000 millas en una órbita perfecta. Esa cosa viajaría muchas veces alrededor de la Tierra hasta que finalmente se caiga (todos los objetos que orbitan están cayendo constantemente). La energía para mantener la órbita es limitada y cosas como la estación espacial usan cambios ocasionales en su órbita, agregando un poco de energía contra la tasa de caída conocida.

Debido a que la Tierra fue creada en el momento del Sol (aunque se formó por completo más años después), tenía mucha energía y no encontrará rápidamente que la energía del movimiento se ve superada por la atracción del sol. . Eventualmente, aunque probablemente no sea antes envuelto en el futuro gigante rojo, se espera que el sol se convierta en unos 5 mil millones de años.

La teoría detrás de eso es que originalmente el sistema solar era un disco plano de material arrojado o capturado por el sol giratorio. Es por eso que todos los planetas están en relativamente el mismo plano.

Durante mucho tiempo, los millones de pedazos de piezas (como los anillos alrededor de Saturno) se acumularon, lo que se atrajo gravitacionalmente entre sí y finalmente se acumuló en el plano de la Tierra (así como sucedió con los otros planetas. Cada planeta se unió lo suficiente). masa para eventualmente limpiar su región de basura espacial, por así decirlo, la masa de la tierra y el movimiento colectivo de la masa de los materiales le dieron la velocidad orbital y el giro actuales. Varias colisiones con cuerpos deshonestos que cortaron el espacio con el tiempo formaron Luna y le dio un giro y una masa que pueden haberse desprendido de la Tierra debido a una colisión importante. Mire la superficie de la luna que no erosiona la evidencia de los golpes y sabe que están ocurriendo muchos golpes.

Bueno, la respuesta más simple es que la velocidad orbital exacta de la Tierra alrededor del Sol es causada por la velocidad de rotación ‘exacta’ del Sol. La velocidad del campo de vientos solares o ‘fuerza de campo’ está girando o fluyendo a aproximadamente 4.36.6 km / s como el ojo externo de un “huracán espacial”. Los cuerpos solares (incluida la Tierra, otros planetas, asteroides y otros miembros solares) orbitan o fluyen alrededor del “ojo” solar. Cada miembro solar que forma parte de este “viento” del espacio solar tiene una velocidad orbital “exacta”. Por ejemplo, la velocidad orbital de la Tierra es la siguiente:
(4.366 x 10 ^ 5 m / s – velocidad de rotación del Sol / velocidad de los vientos solares) ^ 2 x (6.96 x 10 ^ 8m – Radio del sol) / (1.496 x 10 ^ 11m – Distancia de la Tierra al Sol) = ( 2.9779 x 10 ^ 4 m / s – Velocidad orbital exacta de la Tierra alrededor del Sol) ^ 2

Como señala Robert Nolan, la Tierra se unió de la misma nube que formó el Sol. Esas partículas que se movían demasiado lentamente para permanecer en su órbita cayeron al Sol. Los que se movían demasiado rápido escaparon.

Unos pocos miles de millones de años después, todo lo que ves son los que iban a la velocidad correcta.

Es como preguntar, “¿cómo brotaron todas las semillas de hierba en mi césped?” Las que no se pudren, son devoradas por los animales, arrastradas por el agua, etc.

Parece que tienes esto al revés. La Tierra tuvo una velocidad desde su formación y luego, por las leyes naturales de la gravedad y la física, se estableció en la órbita que corresponde a la gravedad del Sol y la Tierra y la velocidad de la Tierra. La Tierra no alcanzó la velocidad para orbitar. Las órbitas son el resultado de las masas y la velcoidad.

No hay una velocidad exacta para estar en órbita. ¿Quizás quisiste preguntar cómo consiguió la velocidad exacta a una distancia que permite que exista la vida?

La Tierra se unió en la órbita del Sol a partir de la misma nube de material con la que se formó el Sol, no tuvo que quedar atrapada en la órbita.

La tierra cae alrededor del sol. Cualquier otra cosa que no faltó fue absorbida.