Wie lang war das Jahr vor einer Million Jahren?

Wir wissen, dass sich das Universum allmählich ausdehnt und dies indirekt bedeutet, dass die Gravitationskraft zwischen Sonne, Erde, Planeten und anderen Sternen (ungefähr alles im Universum) allmählich abnimmt, da die Gravitationskraft indirekt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen den Objekten ist.

Ich denke, das wirkt sich auch auf die Länge des Jahres aus. Wenn ja, kann man dann wissen, an welchen Tagen ein Jahr eine Million Jahre zurückliegt?

solar-system gravity newtonian-gravity

— SpringLearner
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Wenn Sie Tage sagen, meinen Sie damit die Länge des heutigen Tages oder die Anzahl der Umdrehungen, die die Erde damals hatte?

— Mr Lister

@ MrLister Nun Anzahl der Tage zu diesem Zeitpunkt

— SpringLearner

Ich könnte eine Antwort darauf haben: Vor 1 Million Jahren war das Jahr 34,81 Sekunden kürzer, wenn man nur die Expansion berücksichtigt, aber ich bin nicht ganz überzeugt von meiner Interpretation des Hubble-Parameters (damit habe ich nie gerechnet). . Sollte ich meine Antwort trotzdem posten, obwohl ich mich vielleicht völlig geirrt habe? Ich habe einige Zeit daran gearbeitet, dann aber nach einiger Überlegung entschieden, dass ich die Bedeutung von möglicherweise völlig falsch interpretiert habe .

H_{0}

$H_0$

— Alexander Janssen

Das Sonnensystem (und tatsächlich die Galaxie) ist von der kosmischen Expansion entkoppelt. Jede Änderung der Länge des Jahres hängt nur von der lokalen Dynamik ab. Es sei denn, die Gravitationskonstante ändert sich mit der Zeit, aber dies ist ein anderes Problem.

— Francesco Montesano

@JqueryLearner Die Anzahl der Tage in einem Jahr und die Länge des Jahres sind zwei völlig verschiedene Dinge (da sich die Länge eines Tages mit der Zeit ändert).

— Walter

Antworten:

Die Hubble-Erweiterung hat keinerlei Einfluss auf die Länge des Jahres. Dies liegt daran, dass die gesamte Milchstraßengalaxie (und in der Tat die meisten, wenn nicht alle Galaxien und sogar lokale Gruppen) längst vom Hubble-Fluss abgekoppelt ist. Tatsächlich konnte es sich erst bilden, nachdem es sich entkoppelt hatte. Beachten Sie, dass M31, unsere Schwestergalaxie, in der Tat eher auf die Milchstraße fällt als zurückzutreten (wie der Hubble-Fluss implizieren würde), was zeigt, dass die gesamte lokale Gruppe (von Galaxien) vom Hubble-Fluss entkoppelt ist.

Was passiert ist, dass sich jede Überdichte mit weniger als der Hubble-Rate ausdehnt und dadurch wächst. Galaxien (und größere Strukturen) bilden sich aus kleinen relativen Überdichten, die schließlich groß genug werden, um der gesamten Ausdehnung standzuhalten und stattdessen unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren, um gebundene Objekte wie Galaxienhaufen, Galaxien, Sternhaufen und Sterne zu bilden. Dies impliziert, dass die Hubble-Strömung keinen Einfluss auf die innere Dynamik solcher Systeme hat.

Natürlich war die Anzahl der Tage in einem Jahr in der Vergangenheit höher als heute, aber das liegt nur daran, dass die Erde sich dreht (aufgrund von Gezeitenreibung mit dem Mond), so dass die Tage länger werden.

Wenn sich irgendetwas auf die Halb-Hauptachse der Erdumlaufbahn (und damit auf deren Periode) ausgewirkt hat, dann sind dies Gravitationswechselwirkungen mit den anderen Planeten. Schwache Wechselwirkungen (säkulare Störungen) können jedoch nur die Exzentrizität der Umlaufbahn verändern und die Semi-Major-Achse unverändert lassen.

Schließlich gibt es einen winzigen Effekt von der Sonne, die Masse (zum Sonnenwind) verliert. Die Periode einer umlaufenden Körpern ist proportional zu . $M_\odot^{-1/2}$

— Walter
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Danke für die Antwort, auch Alexander hat dasselbe gesagt, aber ich wollte wissen, wie viel länger es ist als heute

— SpringLearner

Ich habe eine deutsche Seite gefunden ( scilogs.de/relativ-einfach/astronomisches-grundwissen-9 ), die erklärt (meine Übersetzung): "Es ist auch wichtig zu wissen, wie Expansion gebundene Systeme beeinflusst - zum Beispiel eine Galaxie, unser Sonnensystem oder sogar die Atome, aus denen wir mit ihren Kernen und ihren gebundenen Elektronen bestehen. Die kurze Antwort: nicht. Wenn die Bindung stark genug ist, wird sie nicht durch kosmische Expansion verändert. Nur mit Längenskalen beginnen, wo der Kosmos hat ungefähr die gleiche Dichte - bedeutet hier keine größeren Massenkonzentrationen und dort keine Massenmängel - die kosmische Expansion kann ungehindert funktionieren. "

— Alexander Janssen

@Envite: 1) Die Tatsache, dass die kosmologische Ausdehnung für Systeme der Galaxiengruppenskala nicht dynamisch wichtig ist, bedeutet nicht, dass sie überhaupt keinen Einfluss hat, wie Sie aus Ihrem Beitrag entnehmen können. Ihre Antwort wäre so viel besser gewesen, wenn Sie die Obergrenze für den Einfluss der globalen Expansion auf die Länge des Jahres angeben könnten. 2) M31 kommt aufgrund der Gravitationskräfte nicht auf uns zu, sondern hat nur die richtige Geschwindigkeit an uns.

— Alexey Bobrick

10^{9}

$10^9$

@AlexeyBobrick (1) Der Unterschied besteht darin, dass M31 und die Milchstraße (MW) die Gesamtmasse der lokalen Gruppe dominieren. Sie sollten also nicht mit einem Sternhaufen vergleichen, sondern mit einem Doppelstern und einigen Planeten. (2) In diesem Fall überwinden, wenn die Relativgeschwindigkeit von M31 bezüglich MW abnimmt, die Gravitationskräfte diese und führen zu der beobachteten Annäherungsgeschwindigkeit. Man beachte auch, dass kürzlich durchgeführte Bestimmungen der Eigenbewegung von M31 (und damit der Quergeschwindigkeit) einen Wert ergaben, der viel kleiner als die Radialgeschwindigkeit war. Hierzu gibt es Forschungsliteratur (Suche nach "local group timing argument").

— Walter

$H_0$

Wenn Sie die sich langsam ändernde Erdumlaufbahn vollständig ignorieren und nur die Ausdehnung des Weltraums berücksichtigen und davon ausgehen, dass der Hubble-Parameter im Zeitrahmen von 1 My ziemlich konstant ist, können wir die Differenz der Umlaufzeit der Erde mit dem dritten Keppler-Gesetz berechnen [3]:

$T = 2\pi\sqrt(a^3/GM)$

zum

$a = 1.4959789*10^{11} m$
$G = 6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2$
$M = 1.988435*10^{30} kg$

$H_0 = 2.3*10^{-18} s^-1$ $2.3*10^{-18} m$

Anstatt die Länge einer (sideriellen) Umlaufbahn der Erde aus einer Quelle zu entnehmen, berechnen wir sie zunächst manuell und nehmen sie als Referenz.

$T_{today} = 2 \pi \sqrt((1.4959789*10^{11}m)^3/(6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2 * 1.988435*10^{30} kg))$

Ganz in der Nähe und eine gute Referenz für weitere Berechnungen.

$H_0$

$x - (2.3*10^{-18} s^-1 * 1 My * x) = 1.4959789*10^{11} m$
$x$ $x = 1.49598*10^{11} m$

Die alte Semi-Major-Achse ist etwas kleiner. Mit Kepplers Gesetz können wir die Umlaufzeit erneut berechnen:

$T_{old} = 2 \pi \sqrt((1.496*10^{11} m)^3/(6.67*10^{-11} Nm^2/kg^2 * 1.988435*10^{30} kg))$

Wenn wir also beide Male von einander abziehen, können wir sagen, dass 1 My ago the year tatsächlich 34,81 Sekunden kürzer war .

Jedoch. Das bedeutet wahrscheinlich nicht viel; Die Umlaufbahn ändert sich im Laufe der Zeit ohnehin leicht. Der Hubble-Parameter wird nicht mehr als Konstante betrachtet, sondern ändert sich mit der Zeit geringfügig. und obwohl dies eine interessante Frage war, traue ich meiner Interpretation nicht viel und hoffe, dass jemand, der qualifizierter ist als ich, die Frage besser aufklären kann, als ich es jemals könnte.

(Ich hoffe, ich habe irgendwo nichts verpfuscht. Ich brauche mehr Kaffee.)

[1] Quelle: Wolfram Alpha
[2] Quelle für Hubble-Parameter in SI-Einheiten aus der deutschen Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante#Definition
[3] http: // en .wikipedia.org / wiki / Orbital_period # Small_body_orbiting_a_central_body

— Alexander Janssen
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Nun, haben Sie eine Idee, wie lang der Tag zu dieser Zeit sein würde

— SpringLearner

Äh, gerade nicht. Wenn sich die Umlaufbahn ändert, muss der Drehimpuls konstant bleiben, damit sich etwas ändert. Muss später darüber nachdenken.

— Alexander Janssen

Ich glaube nicht, dass die kosmische Expansion etwas mit Veränderungen in der Jahreslänge zu tun hat. (Siehe Kommentar zu der Frage)

— Francesco Montesano

@FrancescoMontesano Ich bin auch nicht überzeugt. Ich meine, meine ganze Idee wäre nur wahr, wenn Masse in irgendeiner Weise an der Erweiterung des Raums hängt - aber würde das nicht bedeuten, dass der Raum selbst eine Kraft auf die Masse ausübt? Es macht meinen Kopf weh und ich bin absolut nicht qualifiziert. Es hat mir jedoch Spaß gemacht, darüber nachzudenken.

— Alexander Janssen

@AlexanderJanssen: es ist kompliziert für einen Kommentar. Ich würde nicht sagen, dass die Expansion eine Kraft ausübt. Es ist eher so, als würde man irgendetwas im Universum ziehen. Wenn jedoch die Anziehungskraft zwischen zwei Massen stark genug wird, beginnen sie, sich von der Expansion zu lösen, und wenn sie ein Gleichgewicht erreichen, wird ihre Hin- und Herbewegung (größtenteils) unabhängig von dem, was außerhalb des Systems geschieht (obwohl einige Parameter ihres Zustands durch die Expansion beeinflusst werden könnten) Status, wenn sie entkoppelt)

— Francesco Montesano