Wenn wir die beiden größten Massen in unserem Sonnensystem betrachten - die Sonne und den Jupiter selbst, umkreisen sie ein gemeinsames Schwerpunktzentrum, das irgendwo in Richtung Jupiter (direkt über der Sonnenoberfläche) vom Sonnenzentrum versetzt ist. Wenn wir Saturn hinzufügen, werden die Dinge komplizierter, aber es gibt immer noch ein Schwerpunktzentrum, selbst wenn es einem komplexen Pfad in Bezug auf das Sonnenzentrum folgt (oder die Sonne ein komplexes Wackeln um das Schwerpunktzentrum hat). Fügen Sie Neptun und alle anderen Massen im Sonnensystem hinzu, und die Dinge werden noch komplizierter. Trotzdem gibt es immer noch einen Schwerpunkt (oft außerhalb der Sonne), über den die Sonne einen komplexen Tanz tanzt.
Was umkreist die Erde eigentlich? Die Erdumlaufbahn wird als Ellipse beschrieben. Das "Zentrum" einer elliptischen Umlaufbahn befindet sich an einem der Brennpunkte der Ellipse. Was ist der Brennpunkt des elliptischen Pfades, dem die Erde folgt? Ist es der Schwerpunkt des Sonnensystems oder der (wackelnde) Massenschwerpunkt der Sonne? Mit anderen Worten, verschiebt sich die Erdumlaufbahn, wenn die Sonne herumgezogen wird, unsere Entfernung von der Sonne ändert sich nie um mehr als die Exzentrizität der Ellipse, oder umkreisen wir das Schwerpunktzentrum des Sonnensystems, und unsere Entfernung von der Sonne variiert um die Summe unserer Exzentrizität der Umlaufbahn plus der Menge, um die die Sonne in ihrer eigenen Umlaufbahn um das Schwerpunktzentrum wackelt?
Antworten:
Kurze Antwort ist "Die Sonne".
Wie Conrad bemerkt, sind die Begriffe des Zentrums nicht wirklich definiert, da die Erdumlaufbahn nicht wirklich keplerisch ist, wenn Sie die Auswirkungen des Jupiter einbeziehen. Aber Sie können in der Newtonschen Schwerkraft fragen, wohin der Beschleunigungsvektor der Erde zeigt. Jetzt ist die Beschleunigung der Erde hauptsächlich auf die Sonne zurückzuführen, teilweise auf den Mond und leicht auf die anderen Planeten.
Ignorieren wir den Mond (dh betrachten wir die Bewegung des Erdmond-Schwerpunkts)
Die Beschleunigung durch die Sonne ist 4 Größenordnungen größer als die durch Jupiter. Wenn sich Jupiter also im rechten Winkel zur Erde befindet, wird der Beschleunigungsvektor der Erde leicht vom Sonnenmittelpunkt weggezogen. Aber nicht viel, tatsächlich zeigt es auf einen Punkt etwa 4000 km vom Zentrum entfernt. Die Sonne hat einen Radius von 700000 km, sodass der Punkt, den die Erde umkreist, weit in der Sonne liegt und nicht der Sonnen-Jupiter-Schwerpunkt ist.
Um zu sehen, warum die Erde den Schwerpunkt nicht umkreist, betrachten Sie die Bewegung der Sonne in einem Drei-Körper-System (Sonne-Jupiter-Erde). Die Erde umkreist den Sonnen-Jupiter-Schwerpunkt nicht so, wie die Sonne den Schwerpunkt nicht umkreist Erd-Jupiter-Schwerpunkt.
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@Incnis Mrsis Antwort ist richtig: Die Erde umkreist den Massenschwerpunkt des Sonnensystems, das von der Sonne dominiert wird, mit einer kleinen Korrektur aufgrund des Jupiter und noch kleiner von den anderen Riesenplaneten.
Siehe NASA Space Platz für eine schöne kurze, einfache Erklärung. Siehe Zidbits für eine Beschreibung mit einer sehr schönen Grafik. WMU hat einen schönen Artikel , der die Auswirkungen der verschiedenen Planeten zeigt
Sie können leicht erkennen, dass dies auf verschiedene Weise zutreffen muss.
Betrachten wir zunächst nur das Triplett Sonne-Erde-Jupiter. Wenn jeder Planet mit der Sonne um seinen Schwerpunkt kreisen würde, als ob die anderen Planeten nicht existieren würden, würde sich das U-Boot in einem kleinen Kreis mit der Erde und einem viel größeren und 12- mal langsameren Kreis mit Jupiter gleichzeitig ohne einen bewegen den anderen beeinflussen.
Da die Masse der Erde so klein ist, können Sie die Erde in ziemlich guter Näherung so betrachten, als würde sie einmal im Jahr um eine Sonne kreisen, die selbst in zwölf Jahren um das Sonnen-Jupiter-Schwerpunktzentrum kreist.
Ein zweiter experimenteller Punkt, der dies unterstützt, ist die zusätzliche Entdeckung von Sonnenplaneten durch Doppler-Messungen. Wenn ein Stern mehrere Planeten hat, die groß genug sind, um Sternbewegungen zu verursachen, die groß genug sind, um von unseren Instrumenten erfasst zu werden, ändert sich die Sichtlichtgeschwindigkeit des Sterns in einer Weise, die mit der Rotation um den Massenschwerpunkt des Sterns und mehrerer Planeten übereinstimmt . Andernfalls könnten wir die anderen Planeten nicht erkennen.
Ein dritter Weg ist ein Gedanken-Experiment. Betrachten Sie Tatooine und einen frühen Planeten, der einen Doppelstern umkreist. Umkreist Tatooine nur einen von ihnen und ignoriert den anderen? Wie kann das sein? (Wie wählt es aus, welches ignoriert werden soll?) Es muss seinen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen.
Fazit: Die Sonne und alle Planeten kreisen um den Massenschwerpunkt des Sonnensystems.
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Die einzig richtige Antwort: kein bestimmter Punkt , da die Bewegung der Erde komplex ist.
Erstens umkreist die Erde den Erd-Mond-Schwerpunkt.
Überraschenderweise. Aber dieser Punkt liegt im Planeten, irgendwo im Mantel.
Als nächstes wäre es eine vernünftige Annäherung zu sagen, dass das Erd + Mond-System das System der Sonne + minderwertigen Planeten (Venus und Merkur) umkreist. Natürlich sollten wir nicht genau annehmen, dass ihre kombinierte Schwerkraft von einem einzigen Punkt ausgeht. Aber ungefähr und im Durchschnitt kommt es vom Schwerpunkt Sonne + Merkur + Venus (fast vom geometrischen Zentrum der Sonne). Zu keinem Zeitpunkt zieht einer dieser Körper Erde und Mond aus der Sonne.
Es gibt auch Einflüsse von äußeren Planeten wie Jupiter. Aber wir sollten es auf keiner Ebene der Vereinfachung als aus dem Inneren des Sonnensystems stammend betrachten. Die Richtung der Schwerkraft des Jupiter dreht sich jedes Mal um die Ekliptik, wenn sie die Umlaufbahn abschließt (≈ 12 Jahre). Es wäre vernünftig zu sagen, dass Sonne + Merkur + Venus + Erde + Mond + Mars und Jupiter ungefähr um ihren gemeinsamen Schwerpunkt (irgendwo unweit der Sonnenoberfläche) kreisen. Aber offensichtlich sind hier nicht alle Körper enthalten. Im Allgemeinen hängt „welcher Punkt… die Umlaufbahn“ stark von der Definition unseres „stationären“ Referenzrahmens ab, und darüber zu streiten macht im Prinzip keinen Sinn.
Eine Annäherung „Erde umkreist die Sonne“ würde nicht nur den Einfluss der Venus (der im Laufe des menschlichen Lebens wenig Bedeutung hat), sondern vor allem die Schwerkraft des Mondes ignorieren.
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Alles ist relativ und relativ zu was.
Siehe den Artikel der NASA " Was ist ein Schwerpunkt? ", Abschnitt " Schwerpunkt in unserem Sonnensystem":
Der Schwerpunkt unseres Sonnensystems ist die Kombination aller seiner Massen. So viel wackelt die Sonne:
Zu guter Letzt hat der Benutzer "fizixfan" im PhysicsForum diese interessante Grafik bereitgestellt:
Unsere Umlaufbahn um die supergalaktische Ebene .
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