கோள்களின் சுழற்சி மற்றும் சுற்றுதலின் இயக்கவியல்

கோள்களின் சுழற்சி மற்றும் புரட்சியின் இயக்கவியல்

சுழற்சி மற்றும் சுற்றுதல் என்பவை ஒரு கோளின் 'தாளத்தை' உருவாக்கும் இரண்டு அடிப்படை இயக்கங்கள் ஆகும். சுழற்சி என்பது ஒரு கோள் அதன் அச்சில் சுற்றுவதாகும், அதேசமயம் சுற்றுதல் என்பது ஒரு கோள் அதன் தாய் நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வருவதாகும்—சூரிய மண்டலத்தில், அந்த நட்சத்திரம் சூரியன் ஆகும். இந்த இரண்டு இயக்கங்களும் எளிமையாகத் தோன்றலாம், ஆனால் அவற்றுக்குப் பின்னால் உள்ள இயக்கவியலில் ஈர்ப்பு விசை, கோண உந்தம், முறுக்கு விசை, ஓத இடைவினைகள் மற்றும் கோளின் கோளமற்ற வடிவத்தின் தாக்கம் போன்ற செழுமையான இயற்பியல் அடங்கியுள்ளது . இதிலிருந்து பகல் மற்றும் இரவு மாறி மாறி வருதல், பருவங்கள், பகல் நேரத்தின் நீளத்தில் உள்ள வேறுபாடுகள் மற்றும் நீண்ட கால காலநிலை நிலைத்தன்மை போன்ற பல்வேறு முக்கியமான நிகழ்வுகள் உருவாகின்றன.

1. சுழற்சி: கிரகத்தின் தினசரி நேர இயந்திரம்

சுழற்சி ஒரு கோளின் ஒரு நாளின் நீளத்தைத் தீர்மானிக்கிறது. பூமி தொலைதூர நட்சத்திரங்களைப் பொறுத்து ஒருமுறை சுழல சுமார் 23 மணி 56 நிமிடங்கள் எடுத்துக்கொள்கிறது (ஒரு நட்சத்திர நாள்), ஆனால் சூரியனைப் பொறுத்து சுமார் 24 மணி நேரம் எடுத்துக்கொள்கிறது (ஒரு சூரிய நாள்), ஏனெனில் பூமியும் சூரியனைச் சுற்றி வருகிறது. மற்ற கோள்களின் சுழற்சிக் காலங்கள் பரவலாக வேறுபடுகின்றன. வியாழன் மிக வேகமாக—சுமார் 10 மணி நேரம்—சுழல்கிறது, அதேசமயம் வெள்ளி மிக மெதுவாக, சுமார் 243 பூமி நாட்களில், எதிர் திசையில் (பின்னோக்கி) கூட சுழல்கிறது.

இயற்பியலில், சுழற்சி என்பது கோண உந்தத்துடன் தொடர்புடையது. வாயு மற்றும் தூசியாலான ஒரு வட்டுவிலிருந்து (முன்-கோள் வட்டு) ஒரு கோள் உருவாகும்போது, ​​மோதல்களும் நிறைச் சேர்க்கையும் தொடக்கச் சுழற்சியை அளிக்க முனைகின்றன. கோண உந்தம் பொதுவாகப் பாதுகாக்கப்படுவதால், குறிப்பிடத்தக்க வெளிப்புற விசைகள் செயல்படாத வரை கோள்கள் தங்கள் சுழற்சியைத் தக்கவைத்துக் கொள்கின்றன. இருப்பினும், சுழற்சி என்பது முற்றிலும் "நிலையானது" அல்ல; மற்ற விண் பொருட்களுடனான ஈர்ப்பு இடைவினைகள் , குறிப்பாக ஓத விசைகள் காரணமாக அது மெதுவாக மாறக்கூடும்.

சுழற்சியானது ஒரு கோளின் வடிவத்தையும் பாதிக்கிறது. வேகமாகச் சுழலும் கோள்கள் தட்டையான வடிவத்தைப் பெறுகின்றன: அதாவது, அவை பூமத்திய ரேகையில் உப்பியும், துருவங்களில் சற்றே தட்டையாகவும் காணப்படும். வியாழன் மற்றும் சனி ஆகிய கோள்கள் இந்த விளைவைத் தெளிவாகக் காட்டுகின்றன. இந்தத் தட்டையான வடிவம் என்பது வெறும் வடிவம் மட்டுமல்ல; அது கோளின் ஈர்ப்புப் புலத்தைப் பாதிப்பதோடு , அதன் துணைக்கோள்களின் சுற்றுப்பாதை இயக்கவியலிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

மேலும், சுழற்சியானது கோரியோலிஸ் விசை மூலம் வளிமண்டலம் மற்றும் பெருங்கடல்களில் இயக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. பூமியில், இந்த விசையானது காற்றுகளையும் கடல் நீரோட்டங்களையும் திசைதிருப்பி, உலகளாவிய சுழற்சி முறைகளை வடிவமைத்து, சூறாவளிகள் மற்றும் எதிர்சூறாவளிகளை உருவாக்க உதவுகிறது, அத்துடன் வெப்பப் பரவலையும் பாதிக்கிறது. வேகமாகச் சுழலும் கோள்களில், வியாழனில் உள்ள பெரும் சிவப்புப் புள்ளியைப் போல, புயல்கள் மிகவும் பெரியதாகவும் நீண்ட காலம் நீடிக்கக்கூடியதாகவும் இருக்கக்கூடும்.

2. புரட்சி: ஆண்டுப் பயணம் மற்றும் சுற்றுப்பாதை வடிவியல்

கோள்களின் சுழற்சிகள் 'ஆண்டு' மற்றும் பருவங்களின் அமைப்பை நிர்வகிக்கின்றன. கெப்ளரின் விதிகளின்படி , கோள்களின் சுற்றுப்பாதைகள் பொதுவாக சூரியனை ஒரு குவியமாகக் கொண்ட நீள்வட்டங்களாக இருக்கின்றன. கோள்களின் வேகமும் நிலையானதாக இருப்பதில்லை: அவை சூரியனுக்கு மிக அருகில் உள்ள புள்ளியான பெரிஹீலியனுக்கு அருகே வேகமாகச் செல்கின்றன, மேலும் சூரியனிலிருந்து மிகத் தொலைவில் உள்ள புள்ளியான அஃபெலியனில் மெதுவாகச் செல்கின்றன. இந்தக் கொள்கையானது கோண உந்தம் மற்றும் சுற்றுப்பாதை ஆற்றல் ஆகியவற்றின் பாதுகாப்பு விதியின் விளைவாகும்.

சுற்றுக்காலம் என்பது நட்சத்திரத்திலிருந்து உள்ள சராசரி தூரத்தைப் பொறுத்தது: ஒரு கோள் எவ்வளவு தூரத்தில் இருக்கிறதோ, அவ்வளவு நீண்டதாக அதன் சுற்றுக்காலம் இருக்கும். இதை கெப்ளரின் மூன்றாம் விதி சுருக்கமாகக் கூறுகிறது: சுற்றுக்காலத்தின் வர்க்கம், சுற்றுப்பாதையின் அரை-முக்கிய அச்சின் கனத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும். எனவே, புதன் ஒரு சுற்றுப்பாதையை முடிக்க 88 புவி நாட்களை மட்டுமே எடுத்துக்கொள்கிறது, அதேசமயம் நெப்டியூன் சுமார் 165 புவி ஆண்டுகளை எடுத்துக்கொள்கிறது.

ஆனால், சுழற்சி என்பது வெறும் "வட்டமிடுவது" மட்டுமல்ல; அது சுற்றுப்பாதை ஒத்திசைவுகளையும் உள்ளடக்கியது. சில கோள்களும் துணைக்கோள்களும் ஒரு குறிப்பிட்ட, நிலையான சுற்றுக்கால விகிதத்தில் சிக்கிக்கொள்ள முடியும். புளூட்டோவிற்கும் நெப்டியூனுக்கும் இடையேயான 3:2 ஒத்திசைவு இதற்கு ஒரு பிரபலமான உதாரணமாகும். அவற்றின் சுற்றுப்பாதைகள் வீழ்ப்படத்தில் ஒன்றையொன்று வெட்டுவது போல் தோன்றினாலும், இந்த ஒத்திசைவு அவை மோதிக்கொள்வதைத் தடுக்க உதவுகிறது.

3. அச்சுச் சாய்வு மற்றும் பருவங்கள்

பருவ காலங்கள் முதன்மையாக, சுற்றுப்பாதைத் தளத்தைப் பொறுத்து பூமியின் சுழற்சி அச்சின் சாய்வால் (சாய்வுக்கோணம்) பாதிக்கப்படுகின்றன. பூமி சுமார் 23,5° கோணத்தில் சாய்ந்துள்ளது, எனவே அதன் சுழற்சியின் போது, ​​சூரியனை நோக்கிச் சாய்ந்திருக்கும் அரைக்கோளம் கோடை காலத்தையும், மற்ற அரைக்கோளம் குளிர்காலத்தையும் அனுபவிக்கிறது. அச்சின் சாய்வு 0°க்கு அருகில் இருந்தால், பருவ காலங்கள் மிகவும் பலவீனமாக இருக்கும். இதற்கு மாறாக, சாய்வு மிக அதிகமாக இருந்தால், பருவ காலங்கள் மிகவும் தீவிரமாக இருக்கக்கூடும்.

யுரேனஸ் ஒரு வியத்தகு உதாரணம்: அதன் அச்சுச் சாய்வு சுமார் 98° ஆகும், அது சூரியனைச் சுற்றி "உருள்வது" போலத் தோன்றுகிறது. இதன் விளைவாக, அதன் ஒரு துருவம் பல பத்தாண்டுகளுக்கு சூரியனை நோக்கியிருக்க முடியும், இது பூமியின் பருவகால ஒளி அமைப்புகளிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்ட ஒளி அமைப்புகளை உருவாக்குகிறது. இந்த இயங்குமுறையானது வளிமண்டல வெப்பநிலை, மேக உருவாக்கம் மற்றும் உலகளாவிய காற்றின் நடத்தை ஆகியவற்றில் பெரும் தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது.

அச்சுச் சாய்வைத் தவிர, சுற்றுப்பாதையின் நீள்வட்டத் தன்மையும் பருவ காலங்களை மாற்றியமைக்கக்கூடும். பூமியை விட செவ்வாய் கிரகத்திற்கு அதிக நீள்வட்டத் தன்மை இருப்பதால், சூரியனிலிருந்து அதன் தூரம் ஆண்டு முழுவதும் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாறுபடுகிறது. இதனால், செவ்வாய் கிரகத்தின் வடக்கு மற்றும் தெற்கு அரைக்கோளங்களுக்கு இடையே பருவ காலங்களின் தீவிரம் மாறுபடுகிறது.

4. ஓத இடைவினைகள் மற்றும் சுழற்சிப் பரிணாமம்

காலப்போக்கில் சுழற்சியை மாற்றும் மிக முக்கியமான காரணிகளில் ஒன்று ஓத விசைகள் ஆகும். ஒரு கோள், சந்திரன் அல்லது நட்சத்திரம் போன்ற மற்றொரு பெரும் பொருளுக்கு அருகில் இருக்கும்போது, ​​புவியீர்ப்பு விசையானது கோளின் அனைத்துப் பகுதிகளையும் சமமாக ஈர்ப்பதில்லை. இந்த ஈர்ப்பு வேறுபாடு ஒரு ஓதப் புடைப்பை உருவாக்குகிறது. இந்தப் புடைப்பு, இரண்டு பொருள்களையும் இணைக்கும் கோட்டுடன் கச்சிதமாகப் பொருந்தவில்லை என்றால் (உதாரணமாக, சுழற்சியின் காரணமாக), சுழற்சியை மெதுவாக்கவோ அல்லது வேகப்படுத்தவோ கூடிய ஒரு முறுக்கு விசை உருவாகிறது.

பூமியில், சந்திரனுடனான ஓத இடைவினைகள் பூமியின் சுழற்சியை மெதுவாகக் குறைத்து (பகலை நீளமாக்குகின்றன), அதே நேரத்தில் சந்திரனை ஆண்டுக்குச் சில சென்டிமீட்டர்கள் தொலைவிற்குத் தள்ளுகின்றன. புவியியல் அளவில், கடந்த காலத்தில் பூமியின் பகல் பொழுதுகள் குறுகியதாக இருந்தன. இதேபோன்ற ஒரு செயல்முறை, ஒரு பொருளை ஓதப் பூட்டுக்கு உள்ளாக்கக்கூடும்; இதில் சுழற்சிக் காலம், சுற்றுக்காலத்திற்குச் சமமாக இருக்கும், அதனால் அதன் ஒரு பக்கம் எப்போதும் ஓதப் பொருளை நோக்கியே இருக்கும். சந்திரன் பூமியுடன் ஓதப் பூட்டுக்கு உள்ளாகியுள்ளது; தங்கள் நட்சத்திரங்களுக்கு அருகிலுள்ள பல புறக்கோள்களும் ஓதப் பூட்டுக்கு உள்ளாகியிருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது, இது காலநிலையில் பெரும் விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது (ஒரு பக்கம் எப்போதும் பகலாக, மறுபக்கம் இரவாக).

புதன் ஒரு சுவாரசியமான உதாரணத்தை அளிக்கிறது: அது 3:2 சுழற்சி-சுற்றுப்பாதை ஒத்திசைவில் உள்ளது. இதன் பொருள், புதன் சூரியனைச் சுற்றி வரும் ஒவ்வொரு இரண்டு சுற்றுப்பாதைகளுக்கும் மூன்று முறை சுழல்கிறது. இந்த நிலையான நிலை, சுற்றுப்பாதையின் மையவிலகல் மற்றும் சூரியனிலிருந்து வரும் ஓதத் திருப்புவிசைகள் ஆகியவற்றின் கூட்டு விளைவால் ஏற்படுகிறது.

5. முன்னிசைவு, அசைவு மற்றும் அச்சுத் தள்ளாட்டம்

ஒரு கோளின் சுழற்சி அச்சு எப்போதும் வானத்தில் ஒரே புள்ளியை நோக்கி இருப்பதில்லை. அது, சுழலும் பம்பரத்தைப் போன்ற ஒரு மெதுவான, தள்ளாடும் இயக்கமான முன்னிசைவுக்கு உள்ளாகலாம். பூமியில், முன்னிசைவானது சுமார் 26.000 ஆண்டுகள் கால இடைவெளியில் நிகழ்கிறது; இது முதன்மையாக, பூமியின் அச்சின் மீது சூரியன் மற்றும் சந்திரன் செலுத்தும் ஈர்ப்பு விசையால் பாதிக்கப்படுகிறது. முன்னிசைவின் காரணமாக, "துருவ நட்சத்திரம்" காலப்போக்கில் மாறுகிறது: தற்போது அது துருவ நட்சத்திரமாக உள்ளது, ஆனால் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அது வேறுவிதமாக இருந்தது.

முன்னிசைவு மட்டுமின்றி, நிலவின் சுற்றுப்பாதை மற்றும் பிற காரணிகளில் ஏற்படும் மாறுபாடுகளால் உருவாகும் முன்னிசைவு இயக்கத்தில் ஏற்படும் ஒரு சிறிய அலைவான அசைவும் உண்டு. முன்னிசைவும் அசைவும், மையவிலகல் மற்றும் அச்சுச் சாய்வில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் இணையும்போது, ​​நீண்டகால காலநிலை மாறுபாடுகளுக்குப் பங்களிக்கின்றன — இவை பெரும்பாலும் மிலன்கோவிட்ச் சுழற்சிகளின் பின்னணியில் விவாதிக்கப்படுகின்றன.

6. வானிலை, காலநிலை மற்றும் வாழ்வாதாரத் தகுதி மீதான தாக்கம்

சுழற்சி மற்றும் சுற்றுப்பாதையின் இயக்கவியல் வானியலுக்கு மட்டுமல்ல, கோள்கள் வாழ்வதற்கு உகந்த சூழலுக்கும் முக்கியமானவை. பகலின் நீளம், பகல்-இரவு வெப்பநிலை வேறுபாட்டைப் பாதிக்கிறது. வெப்பத்தைச் சுழற்சி செய்வதற்கு வளிமண்டலம் போதுமான தடிமனாக இல்லாவிட்டால், சுழற்சி மிகவும் மெதுவாக இருந்தால், பகல் பகுதி அதிகப்படியாக வெப்பமடையவும், இரவுப் பகுதி அதிகப்படியாகக் குளிரடையவும் நேரிடும். அச்சுச் சாய்வு பருவகால மாறுபாடுகளைப் பாதிக்கிறது; அதீத சாய்வுகள் சூழல் மண்டலத்தின் நிலைத்தன்மைக்கு சவாலாக அமையலாம். அதிக மையவிலகல்கள், ஆண்டு முழுவதும் கோள்கள் வெப்பமடைவதில் பெரிய வேறுபாடுகளை அனுபவிக்கக் காரணமாகலாம்.

பூமியில், ஒப்பீட்டளவில் வேகமான சுழற்சி, செயல்பாடு மிக்க வளிமண்டலம் மற்றும் பெருங்கடல்கள், மற்றும் மிதமான அச்சுச் சாய்வு ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு, சிக்கலான உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கு உகந்த, ஒப்பீட்டளவில் நிலையான ஒரு காலநிலையை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், இந்த நிலைத்தன்மைக்கு உத்தரவாதம் இல்லை; இது ஒரு மிக நீண்ட கால இயக்கவியல் சமநிலையின் விளைவாகும்.

முடிவுரை

கோள்களின் சுழற்சியும் சுற்றும் இயக்கமும் சிக்கலான விளைவுகளை உருவாக்கும் இரண்டு எளிய இயக்கங்கள் ஆகும். சுழற்சியானது பகலை வடிவமைக்கிறது, கோளின் வடிவத்தைப் பாதிக்கிறது, வளிமண்டல சுழற்சியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, மற்றும் ஓத விசைகளுடன் தொடர்பு கொள்கிறது. சுற்றுதல், ஆண்டையும், சுற்றுப்பாதை வடிவவியலையும், ஒத்திசைவையும், மற்றும் நட்சத்திரத்திலிருந்து ஆற்றல் பெறும் முறைகளையும் தீர்மானிக்கிறது. அச்சுச் சாய்வு, சுற்றுப்பாதை மையவிலகல், ஓதப் பூட்டுதல், மற்றும் முன்னகர்வு ஆகியவை கோள்களின் "கடிகாரங்கள்" தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டேவும் பரிணமித்துக்கொண்டும் இருக்கின்றன என்பதை நிரூபிக்கின்றன. இந்த இயக்கவியலைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், கோள்கள் எவ்வாறு நகர்கின்றன என்பதை மட்டுமல்லாமல், அவற்றுக்கு ஏன் பருவங்கள், வானிலை, மற்றும் உயிர்களை ஆதரிக்கும் ஆற்றல் கூட இருக்கிறது என்பதையும் நாம் புரிந்துகொள்கிறோம்.