Dynamics ntawm Planetary Rotation thiab Revolution
Kev tig thiab kev tig rov qab yog ob qho kev txav tseem ceeb uas ua rau lub ntiaj teb "rhythm" zoo li cas. Kev tig rov qab yog kev tig ntawm lub ntiaj teb ntawm nws txoj kab, thaum kev tig rov qab yog kev txav ntawm lub ntiaj teb ncig nws lub hnub qub - hauv Lub Hnub Ci, lub hnub qub ntawd yog Lub Hnub. Ob qho kev txav no tej zaum yuav zoo li yooj yim, tab sis qhov dynamics tom qab lawv suav nrog cov physics nplua nuj: gravity, angular momentum, torque, tidal interactions, thiab kev cuam tshuam ntawm lub ntiaj teb lub duab tsis yog spherical. Los ntawm qhov no yug ntau yam tseem ceeb tshwm sim, xws li kev hloov pauv ntawm hnub thiab hmo ntuj, lub caij, qhov sib txawv ntawm qhov ntev ntawm hnub, thiab txawm tias kev ruaj khov ntawm huab cua mus sij hawm ntev.
1. Kev Tig: Lub Tshuab Sijhawm Txhua Hnub ntawm Lub Ntiaj Teb
Kev tig ib ncig txiav txim siab qhov ntev ntawm ib hnub ntawm lub ntiaj teb. Lub ntiaj teb siv sijhawm li 23 teev thiab 56 feeb los tig ib zaug piv rau cov hnub qub nyob deb (ib hnub sidereal), tab sis kwv yees li 24 teev piv rau lub Hnub (ib hnub hnub ci) vim tias lub ntiaj teb kuj tig ib ncig ntawm lub Hnub. Lwm lub ntiaj teb muaj lub sijhawm tig sib txawv. Jupiter tig sai heev - kwv yees li 10 teev - thaum Venus tig qeeb heev, kwv yees li 243 hnub ntawm lub ntiaj teb, txawm tias nyob rau hauv qhov kev taw qhia rov qab (retrograde).
Hauv kev kawm txog lub cev, kev tig yog cuam tshuam nrog lub zog ntawm lub kaum sab xis. Thaum lub ntiaj teb tsim los ntawm lub disk ntawm cov roj thiab hmoov av (protoplanetary disk), kev sib tsoo thiab kev sib sau ua ke ntawm cov khoom siv feem ntau ua rau muaj kev sib hloov thawj zaug. Vim tias lub zog ntawm lub kaum sab xis feem ntau raug khaws cia, cov ntiaj teb tswj lawv txoj kev tig tshwj tsis yog tias muaj lub zog sab nraud loj ua rau. Txawm li cas los xij, kev tig tsis yog "kho kom ruaj khov" tag nrho; nws tuaj yeem hloov maj mam vim yog kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus nrog lwm lub cev saum ntuj ceeb tsheej, tshwj xeeb tshaj yog lub zog tidal.
Kev tig ib ncig kuj cuam tshuam rau lub ntiaj teb lub cev. Cov ntiaj teb uas tig sai sai feem ntau muaj qhov tsis zoo: nws loj hlob ntawm qhov ncaj thiab me ntsis tiaj tiaj ntawm cov ncej. Jupiter thiab Saturn qhia meej meej txog qhov cuam tshuam no. Qhov tsis zoo no tsis yog tsuas yog lub cev xwb; nws cuam tshuam rau lub ntiaj teb lub zog rub thiab tuaj yeem cuam tshuam rau lub zog ntawm nws cov satellites.
Ntxiv mus, kev tig ib ncig ua rau muaj kev cuam tshuam rau huab cua thiab dej hiav txwv los ntawm lub zog Coriolis. Hauv ntiaj teb, lub zog no tiv thaiv cua thiab dej hiav txwv, tsim cov qauv kev ncig thoob ntiaj teb, pab tsim cov cua daj cua dub thiab cov cua daj cua dub, thiab cuam tshuam rau kev faib cua sov. Ntawm cov ntiaj teb uas tig sai sai, cua daj cua dub tuaj yeem loj dua thiab nyob ntev dua, xws li Lub Chaw Liab Loj ntawm Jupiter.
2. Kev Hloov Pauv: Kev Mus Ncig Txhua Xyoo thiab Orbital Geometry
Kev tig ntawm lub ntiajteb tswj hwm "xyoo" thiab cov qauv ntawm lub caij. Raws li Kepler txoj cai, lub ntiajteb ncig feem ntau yog ellipses nrog lub Hnub nyob rau ntawm ib qho chaw. Lub ntiajteb ceev kuj hloov pauv: lawv txav mus sai dua ze perihelion (qhov chaw ze tshaj plaws rau lub Hnub) thiab qeeb dua ntawm aphelion (qhov chaw deb tshaj plaws). Lub hauv paus ntsiab lus no yog qhov tshwm sim ntawm kev txuag ntawm lub zog angular thiab lub zog orbital.
Lub sijhawm ncig lub hnub nyob ntawm qhov nruab nrab ntawm lub hnub qub: qhov deb ntawm lub ntiaj teb, nws lub xyoo ntev dua. Qhov no tau sau los ntawm Kepler Txoj Cai Thib Peb: lub xwmfab ntawm lub sijhawm ncig lub hnub yog proportional rau lub voos xwmfab ntawm lub voj voog semi-major axis. Yog li ntawd, Mercury tsuas yog siv sijhawm 88 hnub hauv ntiaj teb kom ua tiav ib qho kev ncig, thaum Neptune siv sijhawm li 165 xyoo hauv ntiaj teb.
Tiam sis kev tig rov qab tsis yog hais txog "kev ncig" xwb; nws kuj suav nrog kev sib hloov ntawm lub hnub qub. Qee lub ntiaj teb thiab cov hnub qub tuaj yeem raug kaw hauv qhov sib piv tshwj xeeb, ruaj khov ntawm lub sijhawm sib hloov. Ib qho piv txwv nto moo yog 3: 2 resonance ntawm Pluto thiab Neptune, uas pab tiv thaiv lawv kom tsis txhob sib tsoo txawm tias lawv txoj kev sib hloov zoo li sib tshuam hauv kev kwv yees.
3. Axial Tilt thiab Lub Caij Nyoog
Lub caij nyoog feem ntau yog cuam tshuam los ntawm qhov tig ntawm lub ntiaj teb txoj kab tig (obliquity) piv rau lub dav hlau orbital. Lub ntiaj teb tig li ntawm 23,5°, yog li thaum nws tig rov qab, lub hemisphere uas tig mus rau lub Hnub yuav ntsib lub caij ntuj sov, thaum lwm lub hemisphere ntsib lub caij ntuj no. Yog tias qhov tig axial ze rau 0°, lub caij nyoog yuav tsis muaj zog heev. Ntawm qhov tod tes, yog tias qhov tig yog qhov hnyav heev, lub caij nyoog tuaj yeem muaj zog heev.
Uranus yog ib qho piv txwv zoo kawg nkaus: nws lub axial tilt yog li 98°, zoo li nws "dov" ncig lub Hnub. Yog li ntawd, ib tug ncej tuaj yeem tig mus rau lub Hnub tau ntau xyoo, ua rau muaj cov qauv teeb pom kev zoo sib txawv ntawm lub ntiaj teb. Qhov dynamic no muaj feem cuam tshuam loj rau qhov kub ntawm huab cua, kev tsim huab, thiab tus cwj pwm cua thoob ntiaj teb.
Ntxiv rau qhov axial tilt, orbital eccentricity (lub orbit yog elliptical li cas) kuj tseem tuaj yeem hloov lub caij. Mars muaj eccentricity ntau dua li lub ntiaj teb, yog li nws qhov deb ntawm lub hnub sib txawv ntau dua thoob plaws hauv ib xyoos. Qhov no ua rau lub caij ntawm Mars sib txawv ntawm qhov muaj zog ntawm sab qaum teb thiab sab qab teb hemispheres.
4. Kev Sib Cuam Tshuam ntawm Tidal thiab Kev Hloov Pauv ntawm Kev Sib Hloov
Ib qho ntawm cov yam tseem ceeb tshaj plaws uas hloov pauv kev tig mus rau lub sijhawm yog lub zog tidal. Thaum lub ntiaj teb nyob ze rau lwm lub cev loj heev - xws li lub hli lossis lub hnub qub - lub ntiajteb txawj nqus tsis rub txhua qhov ntawm lub ntiaj teb sib npaug. Qhov sib txawv ntawm kev nyiam no tsim kom muaj qhov tidal bulge. Yog tias qhov bulge no tsis sib phim zoo nrog txoj kab txuas ob lub cev (piv txwv li, vim yog kev tig), lub torque raug tsim uas tuaj yeem qeeb lossis ua kom nrawm dua qhov kev tig.
Hauv Ntiaj Teb, kev sib cuam tshuam ntawm lub hnub thiab lub hli ua rau lub ntiaj teb qeeb qeeb (ua rau lub hnub ntev dua) thiab tib lub sijhawm thawb lub hli mus deb ob peb centimeters hauv ib xyoos. Ntawm qhov ntsuas geological, lub hnub ntawm lub ntiaj teb luv dua yav dhau los. Cov txheej txheem zoo sib xws tuaj yeem ua rau ib yam khoom raug kaw tidally, qhov twg lub sijhawm tig sib npaug rau lub sijhawm tig rov qab, yog li ib sab ib txwm ntsib lub khoom tidal. Lub Hli raug kaw tidally rau lub ntiaj teb; ntau lub ntiaj teb nyob ze lawv cov hnub qub tau xav tias raug kaw tidally, nrog rau qhov tshwm sim loj rau huab cua (ib sab ib txwm yog hnub, lwm sab hmo ntuj).
Mercury muaj ib qho piv txwv nthuav: nws nyob hauv 3: 2 spin-orbit resonance. Qhov no txhais tau tias Mercury tig peb zaug rau txhua ob lub orbit uas nws ua ncig lub Hnub. Lub xeev ruaj khov no yog vim muaj kev sib xyaw ua ke ntawm orbit qhov eccentricity thiab tidal torques los ntawm lub Hnub.
5. Kev Tig Mus Rau Sab Nraud, Kev Nutation, thiab Axial "Wobble"
Lub ntiaj teb txoj kab tig tsis tas li taw rau tib qho chaw saum ntuj. Nws tuaj yeem dhau los ntawm precession, kev txav qeeb qeeb, co zoo li lub hau tig. Hauv ntiaj teb, precession tshwm sim nrog lub sijhawm li 26.000 xyoo, feem ntau cuam tshuam los ntawm lub zog rub ntawm lub Hnub thiab Lub Hli ntawm lub ntiaj teb txoj kab. Vim yog precession, "lub hnub qub ncej" hloov pauv raws sijhawm: nws tam sim no yog Polaris, tab sis nws txawv ntau txhiab xyoo dhau los.
Ntxiv rau qhov precession, muaj nutation, qhov oscillation me me hauv precession txav uas cuam tshuam los ntawm kev hloov pauv hauv lub hli lub orbit thiab lwm yam. Precession thiab nutation pab txhawb rau kev hloov pauv huab cua mus sij hawm ntev thaum ua ke nrog kev hloov pauv hauv eccentricity thiab axial tilt - feem ntau tham txog hauv cov ntsiab lus ntawm Milankovitch voj voog.
6. Kev Cuam Tshuam Rau Huab Cua, Huab Cua, thiab Kev Nyob Tau
Qhov kev hloov pauv ntawm kev sib hloov thiab kev tig rov qab tsis yog qhov tseem ceeb rau kev kawm txog hnub qub xwb tab sis kuj tseem ceeb rau kev nyob hauv ntiaj teb. Qhov ntev ntawm nruab hnub cuam tshuam rau qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias ntawm nruab hnub thiab hmo ntuj. Kev sib hloov qeeb dhau tuaj yeem ua rau sab hnub kub dhau thiab sab hmo ntuj txias dhau, tshwj tsis yog tias huab cua tuab txaus los ncig cua sov. Kev sib hloov ntawm axial cuam tshuam rau kev hloov pauv ntawm lub caij; kev sib hloov ntau dhau tuaj yeem ua rau muaj kev tsis ruaj khov ntawm ecosystem. Kev sib txawv siab tuaj yeem ua rau cov ntiaj teb muaj kev sib txawv loj hauv kev kub thoob plaws hauv ib xyoos.
Hauv lub ntiaj teb, kev sib xyaw ua ke ntawm kev tig ceev ceev, huab cua thiab dej hiav txwv uas muaj zog, thiab qhov nruab nrab ntawm qhov axial tsim kom muaj huab cua ruaj khov uas ua rau muaj sia nyob nyuaj. Txawm li cas los xij, qhov kev ruaj khov no tsis tau lees paub; nws yog qhov tshwm sim ntawm kev sib npaug dynamic ntev heev.
Xaus
Kev tig ntawm lub ntiajteb thiab kev tig rov qab yog ob qho kev txav yooj yim uas tsim cov txiaj ntsig nyuaj. Kev tig rov qab ua rau lub hnub zoo li cas, cuam tshuam rau lub ntiajteb lub duab, tswj kev ncig ntawm huab cua, thiab cuam tshuam nrog cov zog tidal. Kev tig rov qab txiav txim siab xyoo, geometry orbital, resonance, thiab cov qauv txais zog los ntawm lub hnub qub. Axial tilt, orbital eccentricity, tidal locking, thiab precession qhia tau hais tias lub ntiajteb "moos" yeej hloov pauv tas li thiab hloov zuj zus. Los ntawm kev nkag siab txog cov dynamics no, peb nkag siab tsis yog tias lub ntiajteb txav li cas xwb tab sis kuj yog vim li cas lawv thiaj muaj lub caij, huab cua, thiab txawm tias muaj peev xwm txhawb nqa lub neej.
