¿Existe un verdadero modelo 3D del sistema solar y la posición de los planetas, en relación con los ejes x, y y z (el sol es el origen en este caso)?

¡Resulta que estoy trabajando en una aplicación de escritorio que aborda esto mismo! Como resultado, pasé bastante tiempo mirando otros programas y las diversas formas en que modelan las órbitas planetarias. Para responder a su pregunta desde el principio, sí, hay una variedad de programas de modelado del sistema solar 3D que representan las posiciones de los planetas (y otros cuerpos celestes) con grados relativamente altos de precisión. Tres programas notablemente accesibles que hacen esto son Celestia, Space Engine y los propios Eyes on the Solar System de la NASA.

Además, el Sistema de HORIZONTES en línea de JPL puede proporcionarle valores de posición extremadamente precisos para la gran cantidad de cuerpos celestes en su base de datos en una fecha y hora específicas. Por ejemplo, si solicito la posición del vector (XYZ) de la Tierra con respecto al Sol el 1 de enero de 2000 a las 12:00:00 PM UTC, devolverá lo siguiente en unidades astronómicas.

X = -1.771350998034154E-01

Y = 9.672416866776514E-01

Z = -4.085762902546275E-06

Ese es un sorprendente grado de precisión.

Sé que solicitó modelos 3D del sistema solar, pero mi punto aquí es que he estado comparando estos resultados altamente precisos de HORIZONS con los resultados presentados en muchos de los programas disponibles del sistema solar en el proceso de desarrollo de mi propio, y personalmente puedo dar fe de la precisión general de un puñado de ellos, incluidos los tres que mencioné anteriormente.

Además, con respecto a su pregunta secundaria sobre si la representación de todos los planetas que orbitan en el mismo plano en relación con el sol es correcta, la respuesta depende de cuán literalmente quiera decir cuando dice “lo mismo”. De hecho, es cierto que los ocho planetas orbitan en el mismo plano relativo alrededor del Sol, pero dependiendo de cómo defina específicamente la orientación de ese plano de referencia, también encontrará que la órbita de cada planeta está ligeramente inclinada o inclinada, en algún grado lo. Por ejemplo, si define el plano usando la Eclíptica (generalmente definida como el plano que representa la órbita de la Tierra alrededor del Sol), entonces debería encontrar que la órbita de Mercurio está inclinada hacia ese plano unos 7 grados, menor en el gran esquema de las cosas, pero definitivamente notable y absolutamente crucial si su objetivo es obtener la representación más precisa posible de las posiciones planetarias. Por lo tanto, cuando busque modelos que representen con precisión todas estas cosas, asegúrese de buscar estas variaciones sutiles, pero presentes.

Las distancias son TAN enormes que un modelo a escala no es práctico. Si la Tierra tuviera características reconocibles, digamos los océanos y los continentes, tendría que tener el tamaño de una canica, digamos, un diámetro de 12 mm. En esa escala que es de uno a mil millones (o mil millones si eres de esa persuasión) 1: 1,000,000,000 el Sol sería una bola de 1,4 metros de diámetro a 150 metros de distancia. Entonces ves que incluso en XY la escala es prohibitivamente difícil de convertir en un modelo. Agregar la dimensión Z de Plutón (que ya no es un planeta pero es de algún interés para el modelado del sistema solar) con una órbita tiene un eje semi mayor en la escala 1: 1 mil millones, se colocaría no solo a casi 6,000 metros (6 km) de distancia, sino con un La inclinación de más de 17 ° en su punto más alto sería de 1.700 metros sobre el plano de los otros planetas (todas sus inclinaciones son inferiores a 3 °).

Respuesta directa a su pregunta basada en la descripción: los planetas giran en 2D. La nube de Oort en contraste es una esfera tridimensional. La mayoría de los planetas (en realidad todos en el caso de nuestro sistema solar) giran en la misma dirección. Esto tiene que ver con la formación planetaria y la ley de promedios / expulsión de no conformes, etc. Sus caminos son elípticos con el Sol en uno de los focos, como descubrió Kepler en 1609, hace más de 400 años. Sin embargo, la mayoría de los planetas (incluida la Tierra) tienen una órbita casi circular, en 2D. Casi todos los planetas orbitan están en el mismo plano 2D llamado eclíptica, es por eso que el Sol, la Luna y todos los planetas cruzan el mismo camino en el cielo, nuevamente llamado eclíptica, las constelaciones del zodíaco están a lo largo de la eclíptica. Si la Tierra y la Luna hubieran orbitado exactamente en la eclíptica, los eclipses lunares y solares habrían alternado cada quince días.

La otra excepción a 3D es cuando dos planetas comienzan a interferir entre sí (si sus órbitas estaban demasiado cerca, por ejemplo). Plutón (aunque no es un planeta) es un ejemplo: su órbita está en 2D, pero su plano orbital está muy inclinado como en comparación con la eclíptica.

Más allá de eso:

Verdadero modelo? Oxímoron. Un modelo es un modelo. La verdad es verdad. Un modelo por definición NO es la verdad.

He visto placas para planetas colocados a distancias relativamente proporcionales en el National Mall en Washington DC (pero lo consideraría un modelo 1D). Luego están los relojes planetarios (2D y no a escala).

¿Qué tan cierto quieres que sea? Es cierto en qué sentido? ¿Cuan grande? ¿Cuánto tiempo y esfuerzo quieres gastar?

¿Quieres mostrar todas las órbitas a escala? Ángulo de los planos orbitales? ¿Es un modelo estático? Entonces, ¿en qué instante estaba congelado? ¿Sus revoluciones y rotaciones (escaladas linealmente en el tiempo)? Las lunas del planeta? ¿Impacto reletivista en la precesión de afelio de la órbita de Mercurio?

Por supuesto, la pregunta ha dejado de lado a los cometas, asteroides, TNO, centauros (y otros escombros en puntos lagrangianos de planetas, etc.), la nube de Oort, la heliosfera y la heliopausa, el arco de choque, etc. ¿Qué pasa con los planetas enanos?

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