Почему планеты и звезды вертятся

[konstkir]

Изначальное вращение взялось от Кимбубу?

Спросите теперь откуда взялся Кимбубу.

[taurus]

Наличие вращения предполагается изначально

Условно говоря, число галактик вращающихся по часовой стрелке, равно числу галактик вращающихся против часовой стрелки, общий момент равен нулю. Что вас смущает? Любое нецентральное взаимодействие создаст вращательный момент - "...и так весь мир вертится". Но в разные стороны.

[dims]

Да я знаю  что газопылевое облако из какого они образовались тоже крутилось, но почему? какие законы действуют?

Это обычные законы кинематики системы тел, к которым мы просто не привыкли на бытовом уровне.

Представьте себе два тела, например, два астероида или просто два камня, которые абсолютно равномерно и абсолютно прямолинейно движутся в космическом пространстве.

Теперь одна маленькая особенность: пусть эти два камня движутся не параллельно и/или не с одинаковой скоростью. Попросту говоря, пусть они летят в произвольные разные стороны.

Так вот, согласно кинематике, СИСТЕМА из этих двух камней -- будет вращаться.

Чтобы это понять, представьте, что два камня связаны длинной растяжимой резинкой. Вы поймёте, что резинка будет поворачиваться относительно своего центра.

Газопылевое облако, из которого получились все планеты, состояло из множества фрагментов, каждый их которых двигался сам по себе. Когда гравитация объединала эти фрагменты в единую систему, облако неизбежно приобрело вращение той связывающей резинки.

[dims]

Как раз, "результат сложного взаимодействия многих объектов" и будет в среднем нулевым, то есть покоем.

В среднем он и есть нулевой. Но есть и флуктуации. Огромное облаго обладало очень небольшим моментом импульса. Когда оно сжалось, этот момент преобразовался в достаточно заметное вращение. Но всё равно очень медленное. Например, Земля совершает оборот вокруг Солнца за целый год, еле еле перемещаясь среди звёзд. Солнце вращается с периодом в 11 лет 1 мес. и так далее.

Чтобы сонм летящих пылинок приобрёл согласованное вращение (приобрёл энергию), нужно эту энергию откуда-то взять. Откуда она взялась?

Энергию, импульс и момент импульса ниоткуда нельзя взять, так как они сохраняются. Изначально частицы облака были разнесены далеко -- вся энергия была в виде потенциальной энергии. При сжатии она перешла в кинетическую.

[taurus]

Солнце вращается с периодом в 11 лет и так далее.

Ой!  Примерно месяц.

Но все равно очень медленно.

[Крупин]

Солнце вращается с периодом в 11 лет и так далее.

Ой!  Примерно месяц.

Но все равно очень медленно.

   Вроде бы два.

[xd]

25,38 суток для экватора и зависит от широты.

[dims]

Ой!  Примерно месяц.

Блин, апшипся перепутал с температурой кипения воды :shame:

[Alexu007]

14 млрд. лет назад кто-то решил помешать смесь в адском котле - в этот момент она и рванула... 

[dims]

Попрошу без сатанистской пропаганды! 

[профессор Звёздочкин]

Теперь одна маленькая особенность: пусть эти два камня движутся не параллельно и/или не с одинаковой скоростью. Попросту говоря, пусть они летят в произвольные разные стороны.

Так вот, согласно кинематике, СИСТЕМА из этих двух камней -- будет вращаться.

  Согласен. Но система из 1000 случайных камней не будет.

  Процесс появления вращения (галактик, планетных систем) по всей видимости, более сложный.

[dims]

Согласен. Но система из 1000 случайных камней не будет.

Будет, легко проверить в Экселе.

Сгенерируйте 1000 пар троек случайных чисел, по две тройки на каждый камень. Пусть первая тройка -- это координаты камня (радиус-вектор), а вторая тройка -- скорость. Пусть координаты меняются от -100 до 100, а скорости от -1 до 1 (случайно). Пусть массы всех камней одинаковый и равны 1.

Момент импульса будем считать относительно точки (0,0,0). В принципе, по-честному было бы считать относительно расположения центра масс. Центр масс -- это среднее взвешенное всех радиусов-векторов. Поскольку у нас все массы равны 1, то просто среднее арифметическое. Вот центр масс-то как раз будет всегда близок к точке (0,0,0) из-за случайного разброса. Скорость центра масс -- тоже.

А момент импульса не будет. Момент импульса каждого камня -- это векторное произведение радиуса-вектора на импульс. Поскольку у нас массы камней равны 1, то их импульсы равны их скоростям. То есть, нам надо попросту построить ещё три колонки с трёмя координатами момента импульса для каждого камня.

Векторное произведение считается по формуле



Оно всегда есть вектор, который перпендикулярен сомножителям и тем длиннее, чем сомножители больше. Суммарный момент импульса системы есть просто сумма моментов импульсов всех.

Для камней, которые расположены близко к центру, момент импульса будет иметь небольшое значение. А для камней, расположенных далеко от центра -- большое, поскольку радиус-вектор у них длинный. Хотя их моменты будут так же случайно разбросаны, как и скорости, но из-за их большой величины и флуктуации будут большими. То есть, при увеличении числа камней будут увеличиваться и флуктуации -- к нулю это дело стремиться не будет.

У меня ни разу не получилось близкое к нулю значение.

P.S.

Расчёт для 100 камней в веб-таблице: https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Ai8pZ9a2478YdEszZWticDBXd2x5cU9fYTJnWkRjMWc

# - номер камня, 1-100
X, Y, Z -- координаты камня, сверху с строке "среднее" -- координаты центра масс
VX,VY,VZ -- скорость камня
RX,RY,RZ -- радиус вектор камня относительно центра масс
LX,LY,LZ -- момент импульса камня; сверху, в строке сумма -- суммарный момент импульса системы камней (на жёлтом фоне)

На красном фоне -- угловая скорость вращения тела, которая получится, если все камни собрать в шар радиуса 1, в оборотах в секунду.

Видно, что хотя скорости каждого отдельного камня небольшие и случайно разбросаны около 1 (допустим, метр в секунду), суммарное тело получает угловую скорость до нескольких оборотов в секунду.

[konstkir]

Вселенная состоит из более чем 10¹⁰⁰ "камней".
Эти камни вывалились в нее во время термализации в конце периода инфляции со всевозможными импульсами.
Вселенная не вращается - нет экспериментальных подтверждений.
Это идет со времен идеи известного математика, но и космолога Геделя - друга Эйнштейна.

[dims]

В принципе, нужно конечно, посчитать как-нибудь в общем виде, через какую-нибудь дисперсию. Может, она и стремится к нулю, просто медленнее.

Но в любом случае про Вселенную разговор особый. Может, она-таки вращается? Или, может, вращение чем-то компенсируется?

[Fredagar]

Процесс появления вращения (галактик, планетных систем) по всей видимости, более сложный.

Вообще говоря, да. Этот вопрос относится к теории хаоса, которая всё ещё в разработке, это живая наука. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D1%85%D0%B0%D0%BE%D1%81%D0%B0

[taurus]

Вселенная не вращается - нет экспериментальных подтверждений.

Вынужден подправить: нет экспериментальных подтверждений, но пока нет и экспериментального опровержения. Так что правильнее сказать "по всей видимости, Вселенная не вращается".

P.S. А что Гедель говорил по этому поводу?

[Aquarius]

Многие из них входили в более огромное облако, которое тоже крутилось и по той же причине.

  Во всех ответах наличие вращения предполагается изначально. Никто не ответил, откуда оно взялось

Во Вселенной нет тела, которое не вращалось бы относительно её! Любое образование во Вселенной зарождается в виде турбулента, т. е. имеет вращение изначально! Суть материи в неоднородности. В следствие этого, любая энергия проявляясь в ней, материализуясь и вступая во взаимодействие с неоднородной средой - получает импульс вращения. Если бы таковое образование, находящиеся в абсолютном покое, "существовало" - оно было бы ещё не рождённым, невидимым!

[konstkir]

Вселенная не вращается - нет экспериментальных подтверждений.

Вынужден подправить: нет экспериментальных подтверждений, но пока нет и экспериментального опровержения. Так что правильнее сказать "по всей видимости, Вселенная не вращается".

P.S. А что Гедель говорил по этому поводу?

От Геделя как раз пошла идея вращения Вселенной. Можно найти в Инете.

Вообще по теме и с некоторыми  ссылками:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,68012.0.html

[профессор Звёздочкин]

Любое образование во Вселенной зарождается в виде турбулента, т. е. имеет вращение изначально!

 В который раз то же самое - вращение было изначально! Почему никто не хочет привлечь для объяснения другие механизмы?

Сгенерируйте 1000 пар троек случайных чисел, по две тройки на каждый камень. Пусть первая тройка -- это координаты камня (радиус-вектор), а вторая тройка -- скорость. Пусть координаты меняются от -100 до 100, а скорости от -1 до 1 (случайно). Пусть массы всех камней одинаковый и равны 1.

 да при чём тут Эксел? Чем больше будет случайных измерений, тем ближе значение будет стремиться к 0 - понятно без всяких расчётов!

 ПОЯВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЙ В ПРИНЦИПЕ НЕЛЬЗЯ ОБЪЯСНИТЬ СОЧЕТАНИЕМ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН!!!

  ...вспомните про энтропию..

[dims]

да при чём тут Эксел? Чем больше будет случайных измерений, тем ближе значение будет стремиться к 0 - понятно без всяких расчётов!

Извините, но Ваш подход больше подходит к религии, а не к физике или естественным наукам. Физик, если его "понятно" противоречит расчётам, засовывает это "понятно" в одно место и верит расчётам. Религиозный адепт поступает ровно наоборот.

ПОЯВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЙ В ПРИНЦИПЕ НЕЛЬЗЯ ОБЪЯСНИТЬ СОЧЕТАНИЕМ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН!!!

Расчёты показывают, что можно. Извините, но я верю больше расчётам, чем догмам, даже записанным ОЧЕНЬ БОЛЬШИМИ БУКВАМИ.