Parece que la mayoría de los objetos en el universo tienen un momento angular (átomos, planetas, estrellas, galaxias). ¿Qué imparte / imparte esa fuerza?

Comienzas con una nube esencialmente sin rotación notable. Todas las partículas están orbitando el centro de masa en direcciones aleatorias. Cuando chocan, rebotan o se pegan.

Cuando chocan, imagina sus trayectorias relativas a la masa central. Si iban alrededor de la masa central en direcciones opuestas, se combinarían en una masa estacionaria que cae al centro. Si iban alrededor de la masa en casi la misma dirección, se combinarían en una masa que orbita la masa central.

Con el tiempo, esta nube comenzará a nivelarse en un disco de polvo y gas, con partículas individuales viajando a lo largo de elipses. A medida que ocurren más colisiones, las colisiones posteriores dan como resultado órbitas inestables que caen al sol u órbitas estables; planetas en órbitas casi perfectamente circulares que no interactúan entre sí, o órbitas elípticas que están en resonancia con planetas grandes (por ejemplo, la resonancia 3: 2 con Júpiter de la mayoría de los asteroides grandes en el cinturón de asteroides).

En una órbita elíptica alrededor del sol, los objetos más cercanos al sol se mueven más rápido, y los objetos más alejados del sol se mueven más lentamente. Imagine un planeta formándose a partir de una nube de polvo en rotación CCW. Siempre que sea golpeado por una nube de polvo en el lado del sol, se moverá en promedio más rápido que el planeta, causando un torque en sentido antihorario. Cada vez que es golpeado por el polvo de la nube en el lado nocturno, el polvo de la nube se mueve en promedio, más lento que el planeta, nuevamente, causando un torque en sentido antihorario.

Esto hace que, con una rara excepción, cada planeta gire en la misma dirección a medida que giran alrededor del sol.

Creo que puede haber más en esta historia, porque parece haber una combinación de velocidades de rotación. Venus y Mercurio son esencialmente no giratorios. La Tierra y Marte tienen una velocidad de rotación de una vez cada 24 horas. Júpiter y Saturno rotan cada 10 horas. Urano y Neptuno son cada uno 16.5 horas. Esto es (a) completamente coincidente, o (b) puede involucrar algo sobre la forma en que los planetas se formaron a partir de espirales de polvo y gas, o (c) puede involucrar algo sobre su interacción gravitacional continua entre sí.

Pero en resumen, las estrellas y los planetas giran porque se forman a partir de grandes nubes cuyas partículas individuales tenían un momento angular distinto de cero alrededor del centro de masa antes de comenzar. Cada colisión inelástica cancela parte del momento angular y acerca la nube a un promedio.

Hay muchos indicios fuertes de que el momento angular está absolutamente conservado en cualquier sistema cerrado. Cualquier momento angular que las cosas tienen ahora estaba allí desde el comienzo de nuestro universo. Mucho de esto se ha redistribuido en otras cosas y en otros sistemas, pero estaba en algo todo el tiempo.

La redistribución se produce cuando las cosas interactúan de alguna manera que produce torque, así como con algunos procesos que solo entendemos con la teoría cuántica. Cada sistema ejercerá un par sobre el otro, y se intercambiará el momento angular. Cualquier fuerza es potencialmente capaz de producir torque.

Además, las partículas elementales o al menos las que todavía parecen ser elementales tienen lo que se llama “momento angular intrínseco”. No pueden existir sin él, y cada vez que se forma una partícula elemental con momento angular distinto de cero, su formación toma momento angular de otra cosa.

Cada fotón tiene una unidad de momento angular. Cuando un átomo absorbe un fotón, es porque tiene la cantidad correcta de energía para hacer la transición de un electrón de un orbital de una energía a uno de una energía superior. Pero el segundo orbital también debe diferir del primero en una unidad de momento angular. La naturaleza es estricta sobre la contabilidad con energía y momento angular.

En primer lugar, la mayoría de los objetos se mueven en una fuerza central atrayente, es decir, tienes algún tipo de objeto central (una estrella, un núcleo atómico, el centro de gravedad de una galaxia) que crea un campo de atracción que normalmente – Lo mismo en todo tipo de direcciones en el espacio. Si piensas en objetos cosmológicos, esta es la fuerza gravitacional, en el caso de los átomos es la fuerza electrostática entre el núcleo y los electrones.

Como los átomos son complicados (mecánica cuántica), me gustaría quedarme con objetos cosmológicos: imagina que un asteroide se mueve en un camino recto hacia la tierra. Si se mueve en una trayectoria que apunta directamente hacia el centro de gravedad / centro de la tierra, no tendremos un movimiento de rotación, pero se estrellará directamente contra la tierra. Ahora imagine que la trayectoria del asteroide está fuera del centro de gravedad para que la tierra no sea golpeada por el asteroide: ¿qué sucederá? El asteroide pasará la tierra, sentirá el campo gravitacional de la tierra que cambia el camino recto a un camino curvado, el El asteroide ahora se moverá en una trayectoria elíptica. Si el objeto es lo suficientemente lento, el campo gravitacional de la Tierra “atrapará” al objeto, de modo que la fuerza gravitacional contrarrestará la fuerza centrífuga del asteroide en movimiento sobre la elipsis. El asteroide ahora está condenado a moverse alrededor de la tierra “para siempre” en una órbita elíptica, se convierte en un satélite de la tierra.

Sin embargo, el momento angular promedio del Universo, y el momento lineal promedio COMO TODO , es cero. Por lo tanto, los sistemas de partículas tenían cierto impulso diferencial y se “peinaban” a medida que el Universo se inflaba. y la conservación del impulso simplemente lo mantiene allí.

Entonces ” Condiciones iniciales. Distribución aleatoria, pero tiende a cero en general.

Cuando una gran nube de material comienza a concentrarse en un volumen más pequeño, se agrega el momento total y el momento angular de todas las partes constituyentes. (tanto el momento como el momento angular se conservan en ausencia de fuerzas externas). Los totales de estas cantidades podrían tener una amplia gama de valores. La posibilidad de que el valor sea zeo es exageradamente escasa, algo así como lanzar una moneda y aterrizar en su borde en lugar de en una cara.

Si observa los diferentes sistemas / galaxias, verá que todas están orientadas de manera diferente, por ejemplo, todas las galaxias espirales no tienen ejes paralelos y giran en la misma dirección. Parece ser al azar.

Movimiento aleatorio, oportunidad.

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