Země a další planety se točí kolem Slunce - to je dobře známý fakt a nikdo by o tomto tvrzení nepochyboval. Vědci však dnes trvají na tom, že ve skutečnosti se vše ve sluneční soustavě točí kolem takzvaného „centra hmoty“, včetně samotného slunce! Co to znamená?
Slunce je známo, že je středem sluneční soustavy, kolem které se točí osm planet, trpasličí planety, asteroidy, několik meteoritů a několik vzdálených komet. To je to, co víme ze školy. Můžeme říci, že se jedná o druh nevyvratitelné pravdy, protože vědci najednou dokázali, že Země není středem vesmíru a že Země, stejně jako zbytek planet, se točí kolem Slunce.
Mimochodem, je to pravda, ale s určitými výhradami. Ve skutečnosti se vše ve sluneční soustavě točí kolem takzvaného „centra hmoty sluneční soustavy“, včetně samotného slunce. Vědci to nedávno zahrnuli do řady videí. Jaká tajemství odhalili?
Rotace kolem středu hmoty
Těžiště neboli barycentrum, kolem kterého se v naší sluneční soustavě točí různé planety a nebeská tělesa, je bodem, ve kterém je objekt dokonale vyvážený a veškerá jeho hmota je rovnoměrně rozložena na všech stranách. Mimochodem, někdy je centrum hmoty přímo uprostřed objektu.
Například můžete snadno najít těžiště vládce. Zkuste položit pravítko na prst a vyrovnat jej tak, aby pohodlně spočíval na prstu a neklesl. Tímto způsobem najdete místo na pravítku, díky kterému ho můžete držet jedním prstem. Toto je těžiště nebo, jak se také říká, těžiště.
V naší sluneční soustavě se centrum hmoty zřídka kryje se středem slunce. To znamená, že všechna tělesa ve sluneční soustavě se točí kolem středu slunce. Planety se samozřejmě točí kolem Slunce, ale zde budeme hovořit o přesné poloze a pravém středu, kolem kterého se točí všechny objekty ve sluneční soustavě.
Propagační video:
Aby dokázal tuto skutečnost, planetární vědec JAXA James O'Donoghue vytvořil animaci, která ukazuje, že Slunce, Saturn a Jupiter hrají remorkér kolem barycentra a způsobují, že se Slunce pohybovalo ve smyčkových mini-oběžných drahách.
Ve svém volném čase vytváří planetární vědec animace, které jasně ukazují, jak planety, hvězdy a rychlost světla fungují z fyzikálního hlediska. Podle něj je přirozené si myslet, že se točíme kolem středu Slunce, ale to se stává velmi zřídka, protože těžiště Sluneční soustavy se zřídka kryje se středem Slunce a Slunce samo rotuje milióny kilometrů kolem barycentra, občas přes něj obchází, někdy se od něj odchyluje …
Těžiště sluneční soustavy se neshoduje se středem slunce
Otázka zní: Proč se hmota sluneční soustavy neshoduje se středem slunce, i když naprostá většina hmoty sluneční soustavy patří slunci? Logicky by se střed slunce měl shodovat s barycentrem sluneční soustavy, protože na ni dopadá ohromná část hmoty sluneční soustavy - 99,8%
Ve skutečnosti je na vině Jupiter a jeho závažnost. Jak jsme diskutovali dříve, Slunce tvoří 99,8% hmotnosti Sluneční soustavy, ale Jupiter obsahuje většinu zbývajících 0,2%. Tato hmota způsobuje gravitační přitažlivost, jemně odtáhne Slunce od barycentra Sluneční soustavy, které by se mělo shodovat se středem Slunce.
Můžeme říci, že kolem Jupiteru se mírně točí Slunce. Jinými slovy, tvrzení, že planety se točí kolem hvězd, není neměnná pravda, protože planety a hvězdy se točí kolem jejich vlastního barycentra.
Jaké je centrum hmoty?
V astronomii je těžiště nebo barycentrum těžištěm dvou nebo více těl, která se točí kolem sebe, to je bod, kolem kterého se tyto předměty točí. Jedná se o důležitý koncept v oborech, jako je astronomie a astrofyzika.
Pokud je jedno obíhající těleso větší než druhé a jejich těla jsou relativně blízko u sebe, pak barycentrum bude obvykle uvnitř většího objektu.
V tomto případě namísto dvou těles, která se otáčejí kolem bodu mezi nimi, se méně masivní objekt bude otáčet kolem mnohem masivnějšího. Zároveň si všimnete, že těžší tělo se mírně kroutí. Totéž platí pro systém Země-Měsíc, protože těžiště je ve vzdálenosti 4691 km od středu Země, což je pouze 75% poloměru Země (6378 km).
Země a Měsíc provádějí jednodušší tanec, zatímco barycenter zůstává na Zemi. Mimochodem, neodpovídají skutečnému středu Země kvůli gravitaci Měsíce, který mírně přitahuje Zemi.
Když mají dvě těla stejnou hmotnost, bude mezi nimi barycentrum zpravidla umístěno a obě těla se kolem něj budou otáčet. To je případ Pluta a jeho společníka Chiron, jakož i mnoha binárních asteroidů a hvězd. V rámci sluneční soustavy lze pozorovat podobný jev mezi mnoha planetami a jejich satelity.
Mimochodem, Pluto provádí speciální tanec se svým společníkem Chironem, ale je tu jeden rozdíl, a to, že barycenter je vždy mimo Pluto.
Když je méně masivní objekt ve velké vzdálenosti, pak může být barycent mimo větší objekt. To je případ Jupitera a Slunce. Navzdory skutečnosti, že Slunce je tisíckrát větší než Jupiter, je barycentrum umístěno mimo Slunce kvůli relativně velké vzdálenosti mezi nimi.
Nakonec se každý planetární systém točí kolem neviditelného bodu, který je ve středu.
Význam centra hmoty pro vědce
Barycenter někdy pomáhá astronomům najít skryté planety obíhající jiné hvězdy, protože je velmi obtížné okamžitě určit umístění exoplanet. Obvykle jsou zakryty zářením hvězd obíhajících kolem středu hmoty.
Mimochodem, díky kolísání hvězd mohou vědci založit existenci planety. A studiem barycenter a použitím mnoha jiných metod již astronomové dokázali detekovat mnoho planet obíhajících kolem jiných hvězd.
V astronomii existují tzv. „Barycentrické souřadnice“, to znamená souřadnice bodu vzhledem k souřadnému systému, jehož počátek je ve středu gravitace systému. Mezinárodní nebeský souřadný systém (ICRS) používá barycentrický souřadný systém, který se zaměřuje na střed sluneční soustavy a lokalizuje její objekty.