Почему орбиты планет в одной плоскости?

[fedind]

Привет!

У меня возник вопрос. Почему орбиты всех планет солнечной системы лежат в одной плоскости? Верно ли что все вращаются в одном и том же направлении? И имеются ли тут аналогии с тем что галактики тоже представляют собой диски (если это так...)? Не могу найти объяснения с помощью теории гравитации, той что нам давали в школе, по идее все направления равноправны и должно получаться что-то вроде сферы или случайная форма. Буду признателен за любую информацию.

Заранее благодарен.

[Александр Репной]

Верно ли что все вращаются в одном и том же направлении?

Да.

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, по эллиптическим орбитам с небольшим эксцентриситетом и малым наклонением к плоскости эклиптики, т. е. плоскости орбиты Земли. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — орбитальный период составляет 165 лет.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0

[krypton]

 В приведённой ссылке нет ответа на заданный вопрос: почему они вращаются в одной плоскости ?

[fedind]

Да собственно ссылка очень интересная  , но интересует именно вопрос почему возникает дисковая структура и не только в масштабах нашей солнечной системы но и в масштабах галактик. У меня есть версия что в случае солнечной системы это следствие вращения солнца, кстати в случае колец Сатурна похоже возникает аналогичная ситуация. В галактике на сколько я знаю в центре находиться черная дыра, про которую вообще мало что можно сказать, но походу она тоже вращается .  Так вот вопрос почему "диск" а не шар или еще что нибудь...

[Kedr]

Вопрос на самом деле очень интересный. Галактики бывают не только дисковые, но и эллиптические. Все это связано с историей звездообразования. http://www.m31.spb.ru/archive/books/galaxies/chapter3.htm

[AlexFromTamala]

Вопрос на самом деле очень интересный. Галактики бывают не только дисковые, но и эллиптические. Все это связано с историей звездообразования. http://www.m31.spb.ru/archive/books/galaxies/chapter3.htm

Ага, а ещё бывают пекулярные. Это вообще засада!

[Kedr]

Ага, а ещё бывают пекулярные. Это вообще засада!

Ну, пекулярные т.е. неправельные галактики тоже относятся к дисковым

[Foma]

Так вот вопрос почему "диск" а не шар или еще что нибудь...

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B

Первоначальное газопылевое облако достигло заметной плотности и начало сжиматься под действием гравитационных сил. Это облако уже содержало не только первичные водород и гелий, но и многочисленные тяжёлые элементы (металлы), оставшиеся после звёзд предыдущих поколений. Кроме того, облако обладало некоторым начальным угловым моментом.
В процессе сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака. Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно и перпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака и формированию характерного диска.

[Quest]

Да собственно ссылка очень интересная  , но интересует именно вопрос почему возникает дисковая структура и не только в масштабах нашей солнечной системы но и в масштабах галактик. У меня есть версия что в случае солнечной системы это следствие вращения солнца, кстати в случае колец Сатурна похоже возникает аналогичная ситуация. В галактике на сколько я знаю в центре находиться черная дыра, про которую вообще мало что можно сказать, но походу она тоже вращается .  Так вот вопрос почему "диск" а не шар или еще что нибудь...

1. Представьте себе звезду, вокруг которой, в самых разных плоскостях вращается несколько небесных тел. По самым разным орбитам. Если орбиты не пересекаются, то эти тела смогут вращатся вокруг звезды очень долго.

2. А теперь представьте, что таких тел стало очень много - многие миллиарды триллионов маленьких тел вращающиеся по самым разным орбитам вокруг одного центра - звезды. Что будет тогда? Они начнут сталкиваться. Просто потому, что их орбиты будут пересекаться с друг другом. И происходить это будет до тех пор, пока эти объекты не сформируют достаточно тонкий диск вокруг этой звезды, в котором они будут вращатся: а) в одной плоскости (иначе они будут пересекаться с орбитами, лежащими в других плоскостях); б) по круговым орбитам (иначе эти тела будут сталкиваться с другими телами, вращающимися в том же диске, но по элипсу, конфигурация которого будет хотя бы немного другой.

3. И вещество самого Солнца вращается только вокруг одной оси по той же самой причине. Так что это не протопланетный диск появился потому что Солнце вращается (или диск Галактики из-за чёрной дыры в центре), а само Солнце и планеты таковы, потому... что такова природа, таковы её законы!

[Без прибора будет23.03.09]

А почему тогда Облако Оорта представляет собой сферу,а не вращается в одной плоскости,как например пояс Койпера?

[Quest]

А почему тогда Облако Оорта представляет собой сферу,а не вращается в одной плоскости,как например пояс Койпера?

1. "Представляет" на данный момент всё-таки говорить вряд ли можно.
2. А там был протооортооблачный диск?

[Альт]

Благодаря раскрутке Небулярная гипотеза узурпировала объяснение
одноплоскостности и однонаправленности движения планет по орбитам. Но
такое объяснение не единственно возможное. Гипотеза Джинса это свойство
также объясняет. Ведь при столкновении двух шаров (в данном случае
звёзд) они раскручиваются соответствующим образом, а осколки вращаются
как и само Солнце. Отто Шмидту также удавалось объяснение посредством
захвата Солнцем случайно попавшегося по пути газо-пылевого облака.
Наконец, профессор Мануэль объясняет этот эффект тем обстоятельством,
что выбрасываемая при взрыве Солнца масса обладала соответствующим
моментом импульса (обеспечиваемым вращением Солнца).

[Dayan]

Благодаря раскрутке Небулярная гипотеза узурпировала объяснение
одноплоскостности и однонаправленности движения планет по орбитам. Но
такое объяснение не единственно возможное. Гипотеза Джинса это свойство
также объясняет. Ведь при столкновении двух шаров (в данном случае
звёзд) они раскручиваются соответствующим образом, а осколки вращаются
как и само Солнце. Отто Шмидту также удавалось объяснение посредством
захвата Солнцем случайно попавшегося по пути газо-пылевого облака.
Наконец, профессор Мануэль объясняет этот эффект тем обстоятельством,
что выбрасываемая при взрыве Солнца масса обладала соответствующим
моментом импульса (обеспечиваемым вращением Солнца).

А зато небулярная теория может объяснить огромную распространенность планетных систем, чего не могут объяснить другие теории. К тому же, наблюдательные данные говорят в пользу этой теории, и она самая простая с физической точки зрения. Посмотрите на фотографии Хаббла, или инфракрасные изображения Спитцера - у молодых звезд видны протопланетарные диски на разных стадиях развития и под разными пространственными углами. Другие теории может быть тоже могут объяснить образование некоторых планет, но планеты, которые образовались из-за, скажем, катастрофического сближения звезд крайне редки (если они вообще есть в Галактике!). Так что теория образования планет из протопланетарного диска верная, а приведенные Вами теории образования планет - имеют крайне незначительную роль.

[felis manul]

Но
такое объяснение не единственно возможное. Гипотеза Джинса это свойство
также объясняет.

Действительно , гипотеза Джинса, с соответствующими дополнениями имеет право на существование.
Только следует отметить несколько существенных моментов:
1). В первоначальной теории Джинса вероятность столкновения оценивалась как 1:10¹², т.е. 1 случай планетообразования на 10 галактик, размером с нашу;
2). Трудностями теории Джинса состояли в том, что первоначально спутники должны быть либо твёрдыми, либо жидкими, газообразные спутники рассеялись бы в пространстве. Но из жидкого тела вырвать множество маленьких спутников невозможно, твёрдое же тело под влиянием приливных сил просто рассыпалось бы на части. Сложно было также объяснить и осевое вращение планет. В XIX веке теория Д. Дарвина приписывала возникновение осевого вращения планет обратному падению на их поверхности части вещества, исторгнутого при образовании спутников. Но для приведения планет в движение масса упавшего вещества должна быть сравнима с массой планеты и намного превышать суммарную массу всех спутников;
3). Г.Н.Рессел в книге «Солнечная система и её происхождение» отмечает: «Гораздо более серьёзная трудность встаёт, когда мы рассматриваем распределение момента количества движения - на этот раз не полного момента планет, но момента, приходящегося на тонну…». Согласно его расчётам даже при самых выгодных с точки зрения гипотезы Джинса условиях удельный момент планет, в среднем, в десять раз больший, чем у звезды;
4). Для спасения гипотезы Джинса - Джеффриса можно было попытаться увеличить массу встречной звезды, однако оказалось, что при этих условиях масса встречной звезды должна была превосходить солнечную массу в сто - пятьсот раз, но звёзд массой более ста солнечных масс не существует;
5). Для спасения гипотезы Джинса Рессел предположил, «что перед встречей Солнце было двойной звездой и имело спутника значительно меньше себя, который вращался на расстоянии, сравнимом с расстоянием больших планет. Столкновение с проходящей звездой (или, может быть, тесное сближение) разбило этот спутник на осколки, которые развились в теперешние планеты». При этом сам Рессел осознавал, что эта гипотеза не избавлена от трудностей: «…необходимо или допустить, что спутник Солнца имел малую массу (меньше одного процента массы Солнца), или найти способ избавиться от его остатка. Я не вижу способа сделать последнее, за исключением фантастического допущения, что проходящая звезда произвела почти центральный удар при столкновении и унесла с собой всё, за исключением нескольких брызг». Р. Литтльтону, тем не менее, удалось доказать, что можно найти такие начальные условия, при которых «проходящая звезда, столкнувшись или почти что столкнувшись с первоначальным спутником Солнца, выбросит его за пределы влияния Солнца и сама тоже улетит в бесконечность». При этом между проходящей звездой и спутником Солнца могла возникнуть газовая струя, часть которой должно было удержать Солнце и из которой сформировались планеты. Однако вероятность такого события еще меньше, чем вероятность в первоначальной гипотезе Джинса;
6). Вулфсон предположил, что струя газа из которой образовались планеты вырвалась не из Солнца, а из проходившего мимо него космического объекта - протозвезды огромных размеров (радиус около 10 а. е.) и сравнительно небольшой массы (примерно 0,25 массы Солнца). Гипотеза Джинса в модификации Вулфсона представляет вполне реальный механизм планетообразования. Однако, если этот механизм был бы единственной причиной образования планетных систем, то их количество в Галактике было бы очень малó (одна планетная система на, примерно, 100 000 звезд). Кроме того, этот механизм не объясняет большие размеры Солнечной системы.

Сейчас, когда открыто значительное количество планетных систем у других звезд ясно, что механизм планетообразования Джинса-Вулфсона не только не единственный, но и не основной (по крайней мере в той области Галактики, которая является окрестностями Солнечной системы). И наша Солнечная система образовалась не по этому механизму.

[Olweg]

Непонятна причина популярности теории Джинса, тем более сейчас. Очень экзотично и притянуто за уши.

[Крупин]

     Гипотеза Джинса приобрела широкую популярность благодаря многогранному таланту Джинса http://ru.wikipedia.org/wiki/Джинс,_Джеймс_Хопвуд как учёного и популяризатора. Ему принадлежит идея о радиоактивном источнике энергии звёзд. Известны «закон Релея-Джинса» - попытка рассчитать излучение абсолютно чёрного тела на основе классической физики, продемонстрировавшая её недостаточность в данном вопросе, критерий гравитационной неустойчивости Джинса.
Сейчас гипотеза Джинса держится по старой памяти, поскольку прочно вошла в историю. Вспомним о «законе Боде-Тициуса» - не получившем за два с лишком столетия никакого теоретического обоснования.

[Крупин]

     Между тем, весьма вероятно, что «сказка – ложь, да в ней намёк» - в гипотезе Джинса содержится зерно истины. Как отмечалось felis manul для того, чтобы придать твёрдой планете осевое вращение требуется удар тела сопоставимой или большей массы. Однако, если планета образуется из гравитационно-связанного роя камешков, обращающихся относительно общего центра тяжести (подобно шаровым звёздным скоплениям), то можно обойтись гораздо меньшим телом (прицельное расстояние гораздо больше например, для Земли оно может равняться радиусу лунной орбиты вместо 6,300 тыс.км.).
     Таким же образом могут образовываться и планетные системы. Сейчас известно, что звёзды рождаются в облаках не поодиночке, а десятками. Плотность облаков такова, что солнечная масса первоначально занимает объём шара диаметром до орбиты Нептуна. Время конденсации Солнца оценивается в миллион лет. За это время может произойти встреча двух (ещё не «сколлапсировавших») конденсаций, сопровождающаяся соответствующей подкруткой обеих конденсаций и частичным их рассеянием в газо-пылевой диск.
     По моей гипотезе http://astronomij.narod.ru именно таким образом и произошла Солнечная система. Предшественник Солнца встретился с предшественником Юпитера. Большая часть Юпитера рассеялась в протопланетный диск, а ядро сжалось в современный Юпитер, приобретший соответствующее осевое вращение (Юпитер – единственная планета, ось вращения которой практически перпендикулярна плоскости орбиты). Другие планеты образовались из рассеянного вещества под организующим воздействием гравитации Юпитера https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,16070.0.html

[an]

(Юпитер – единственная планета, ось вращения которой практически перпендикулярна плоскости орбиты).

У Венеры тоже.

[Крупин]

Поправлюсь: я имею в виду планеты с быстрым вращением. У Венеры же оно настолько медленное, что можно считать - его просто нет. Оно не оригинальное, а остаточное - то что осталось после приливного торможения Солнцем. А каково оно было первоначально? Скорее всего - мизерное. Практически все планеты с существенным вращением имеют спутники с тем же самым направлением. У Венеры и Меркурия нет спутников - нет и вращения. Это дополнительный аргумент в пользу ударного происхождения вращения планет.
 

[Dayan]

     По моей гипотезе http://astronomij.narod.ru именно таким образом и произошла Солнечная система. Предшественник Солнца встретился с предшественником Юпитера. Большая часть Юпитера рассеялась в протопланетный диск, а ядро сжалось в современный Юпитер, приобретший соответствующее осевое вращение (Юпитер – единственная планета, ось вращения которой практически перпендикулярна плоскости орбиты). Другие планеты образовались из рассеянного вещества под организующим воздействием гравитации Юпитера https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,16070.0.html

Так чем же Вам нынешняя распространенная теория образования планетных систем не угодила? Не, ну честное слово - достали уже со своей теорией Джинса! И заметьте, что о ней серьезно говорят только те люди, которые, простите, не совсем разбираются в физике и астрономии!