Приливы

[saerith]

Добрый день, надеюсь, у вас тут не очень жестко с новичками обходятся

Теоретический, но очень важный для меня вопрос. Прошу совета у тех, кто реально в теме.

Дано:
звезда (условно Солнце)
планета (условно побольше Земли, гравитация примерно такая же, есть атмосфера)
спутник у планеты (условно с половину Земли, гравитация примерно такая же, есть атмосфера)

Вопрос:
какие приливы будут на спутнике? Очень сильные только из-за того, что он летает вокруг планеты? Или при условии абсолютной шарообразности, чего-то еще могут быть какими угодно?
а на планете?
возможна ли такая ситуация вообще: планета в два-три раза больше спутника, у обоих атмосфера, и +/- одинаковая гравитация? Что подкрутить в условиях, чтобы это стало возможным?

Спасибо заранее.

[Крупин]

   Безграмотная постановка задачи. Прежде всего - грава пропорциональна массе. У спутника в полпланеты она всегда вдвое меньше.

[AstroNick]

возможна ли такая ситуация вообще: планета в два-три раза больше спутника, у обоих атмосфера, и +/- одинаковая гравитация? Что подкрутить в условиях, чтобы это стало возможным?

Если под гравитацией подразумевается сила тяжести на поверхности, то теоретически такое возможно. Для этого средняя плотность планеты должна быть во столько же раз меньше средней плотности спутника, во сколько больше её радиус. Но вот возможно ли в реальности образование такой странной пары - огромный вопрос (если, конечно, речь идёт о планетах типа Земли, а не о планетах-гигантах)...

[Klapaucius]

Приливы будут большие, и на планете, и на спутнике. Начальное вращение замедлится гораздо быстрее чем на нашей Земле. За первые десятки миллионов лет (наверное) планета и спутник станут обращены друг к другу одной стороной. Сутки на планете и луне станут одинаковыми. И приливов больше не будет. Кроме солнечных. Которые сравнимы по влиянию с лунными у нас.
Такая двойная планета скорее всего будет менять расстояние между компонентами (за счёт приливов вызванных звездой), но медленнее чем система Земля-Луна. Соответственно будут меняться и общие синхронизированные сутки.
Но это лишь моё мнение, даже не гипотеза, подтверждённая какими-либо расчётами. Просто рассуждения "на пальцах".

Было кстати уже несколько похожих тем (не затрагивающих плотности и силу тяжести), в частности:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,78797.msg1350000/
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,91441.0.html

[Крупин]

   То, что в итоге произойдёт с системой Земля-Луна, описано в последнем посте темы: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,91441.0/all.html

[saerith]

   Безграмотная постановка задачи. Прежде всего - грава пропорциональна массе. У спутника в полпланеты она всегда вдвое меньше.

Масса ж не зависит напрямую от размеров планеты.

[saerith]

возможна ли такая ситуация вообще: планета в два-три раза больше спутника, у обоих атмосфера, и +/- одинаковая гравитация? Что подкрутить в условиях, чтобы это стало возможным?

Если под гравитацией подразумевается сила тяжести на поверхности, то теоретически такое возможно. Для этого средняя плотность планеты должна быть во столько же раз меньше средней плотности спутника, во сколько больше её радиус. Но вот возможно ли в реальности образование такой странной пары - огромный вопрос (если, конечно, речь идёт о планетах типа Земли, а не о планетах-гигантах)...

Теоретическая возможность - уже хорошо )

[saerith]

Приливы будут большие, и на планете, и на спутнике. Начальное вращение замедлится гораздо быстрее чем на нашей Земле. За первые десятки миллионов лет (наверное) планета и спутник станут обращены друг к другу одной стороной. Сутки на планете и луне станут одинаковыми. И приливов больше не будет. Кроме солнечных. Которые сравнимы по влиянию с лунными у нас.
Такая двойная планета скорее всего будет менять расстояние между компонентами (за счёт приливов вызванных звездой), но медленнее чем система Земля-Луна. Соответственно будут меняться и общие синхронизированные сутки.
Но это лишь моё мнение, даже не гипотеза, подтверждённая какими-либо расчётами. Просто рассуждения "на пальцах".

Было кстати уже несколько похожих тем (не затрагивающих плотности и силу тяжести), в частности:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,78797.msg1350000/
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,91441.0.html

Повернуты одной стороной друг к другу - обязательное условие? Исключения невозможны? Мне хотелось бы, чтобы меньшая планета при этом еще и имела хаотическую ось вращения (как у одного из спутников, если не ошибаюсь, Юпитера).

За ссылки спасибо.

[saerith]

 То, что в итоге произойдёт с системой Земля-Луна, описано в последнем посте темы: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,91441.0/all.html

Спасибо, интересно. Но весь ход развития "взаимоотношений" двух планет вне моих интересов. Достаточно зарождения и развития жизни )

P.S. капча немного подзадолбала

[Klapaucius]

Повернуты одной стороной друг к другу - обязательное условие? Исключения невозможны? Мне хотелось бы, чтобы меньшая планета при этом еще и имела хаотическую ось вращения (как у одного из спутников, если не ошибаюсь, Юпитера).

Все сколько-нибудь крупные спутники планет солнечной системы повёрнуты к этим планетам одной стороной. Так как разница в размерах планет и спутников ещё больше, чем у Земли с Луной, то это ещё меньше сказывается на изменении скорости вращения планет.
Единственное исключение - система Плутон-Харон, у них одинаковый период обращения (Плутон тоже обращён к Харону одной стороной). Но Плутон теперь не планета... Логично предположить, что это происходит и с большими планетами, если спутник сравним по размерам. По крайней мере быстрее, чем это произойдёт с Землёй.

Крупин от Сегодня в 01:06:13
     То, что в итоге произойдёт с системой Земля-Луна, описано в последнем посте темы: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,91441.0/all.html

Спасибо, интересно. Но весь ход развития "взаимоотношений" двух планет вне моих интересов. Достаточно зарождения и развития жизни )

Есть мнение (не моё), что быстро замедлив вращение такая система слишком сильно изменит взаимное расстояние. И компоненты обязательно либо столкнутся, либо разлетятся на разные орбиты (в зависимости от начального положения). Возможно ещё до зарождения жизни.
И если всё же стабильная ниша есть (не вижу что мешает этому), остаётся ещё влияние звезды. Оно может оказаться сильнее, чем нам хочется.
С тем же результатом (неизбежное столкновение или разлёт задолго до первых многоклеточных).
Надо считать.

К тому же в параллельной теме, что приводили мы с Крупиным, предполагается что Земля (и Луна?) после синхронизации начнёт опять закручиваться. Из-за Солнца ли, или и без него было бы так же - я не понял, надо перечитывать и задавать вопросы. И опять тот же результат, столкновение или разлёт.
Так что например если спутник вращается хаотически, это значит он находится под действием мощных сил со стороны планеты, так долго не сможет продолжаться.

Если ситуация для научной фантастики, думаю жёсткого запрета на крупный спутник всё же никто не приведёт. Только расчёты исходя из каких-то предположений. Однако силу тяжести на спутнике стоило бы уменьшить. У планеты увеличиваем до 2g макс., у спутника уменьшаем до 0,5g и считаем параметры. У него и плотность желательно должна быть поменьше. Существенно свыше 2 и ниже 0,5g могут быть уже очень сомнительные варианты (океанида или Марс например).

[saerith]

Спасибо за подробные разъяснения. Очень огорчило, что спутники всегда повернуты одним боком к планете. "Ах ты, гравитация, бессердечная ты сука" (с).

Если же пойти по пути Плутона-Харона и предположить наличие двух примерно одинаковых планет, образующих одну двойную. Будут ли на них какие-нибудь научно/практически научно доказанные особенности/отличия от той же Земли? Скажем, в любой точке планеты притяжение будет одинаковым или, скажем, будут какие-то изменения в зависимости от того, с какой стороны находится вторая? Еще что-нибудь?

[xd]

Поскольку расстояние между планетами в разы будет превосходить радиус планеты, влияние второго тела будет незначительным. Если расстояние между планетами в долях радиуса планеты, на которой производятся измерения, обозначим через R, массы планет будем считать одинаковыми, а орбиту круговой, то гравитационное воздействие будет меняться от
\[ g_{min} = g_0 \left(1 - \frac{1}{(R-1)^2}\right) = g_0 \frac{R(R-2)}{(R-1)^2} \]
до
\[ g_{max} = g_0 \left(1+ \frac{1}{(R+1)^2}\right) = g_0 \frac{(R+1)^2 + 1}{(R+1)^2} \]
Если расстояние между к планетами к примеру 5 радиусов, то изменения будут от -6.25% до +2.78%. Как видите, изменения весьма малы. А это очень тесная пара.

[saerith]

Спасибо

[Крупин]

Поскольку расстояние между планетами в разы будет превосходить радиус планеты, влияние второго тела будет незначительным. Если расстояние между планетами в долях радиуса планеты, на которой производятся измерения, обозначим через R, массы планет будем считать одинаковыми, а орбиту круговой, то гравитационное воздействие будет меняться от
\[ g_{min} = g_0 \left(1 - \frac{1}{(R-1)^2}\right) = g_0 \frac{R(R-2)}{(R-1)^2} \]
до
\[ g_{max} = g_0 \left(1+ \frac{1}{(R+1)^2}\right) = g_0 \frac{(R+1)^2 + 1}{(R+1)^2} \]
Если расстояние между к планетами к примеру 5 радиусов, то изменения будут от -6.25% до +2.78%. Как видите, изменения весьма малы. А это очень тесная пара.

    Ничего себе "незначительное" влияние. При приближении достаточно крупного тела к пределу Роша - примерно 2,5 радиуса его просто разорвёт на куски неоднородностью гравитационно-центробежных сил - http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%F0%E5%E4%E5%EB_%D0%EE%F8%E0 . При удалении на 5 радиусов такого ещё не произойдёт, но покорёжит будь здоров.

[xd]

Стоп-стоп, это приливное действие по отношению к самой планете, где зависимость имеет вид ~R/a³, может привести к разрушению планеты.
Вопрос стоял о том, что будет после синхронизации с пробным телом на поверхности одной из планет в разных точках, а 5 радиусов было взято как иллюстрация очень малого расстояния с целью показать, что на пробное тело влияние не такое большое даже в тесных парах. При больших расстояниях различие будет ещё меньше. Значительно меньше. Вот и всё.
Пусть будет R=10, тогда отклонение будет -1,23% и +0,83%

[Крупин]

   Но и в этом случае воздействие второй планеты будет обратно пропорционально не квадрату, а кубу, как и при расчёте приливов.

[saerith]

Простите непрофессионала, но я скоро в ваших выкладках запутаюсь Итак, что имеем - если образовалась стабильная пара двух одинаковых планет даже на до неприличного небольшом расстоянии друг от друга (5-10 r), то на самих планетах от такого соседства ничего кардинально не поменяется. Просто над головой будет висеть офигительно большое нечто (надо будет еще прикинуть, насколько большое).

Тогда вопрос в следующем. Даже будучи стабильной, такая двойная планета со временем же может слиться в одну? Понятно, что это долгий процесс, но существуют ли какие-нибудь закономерности: скажем, (беру наобум) первый миллион лет планеты сближаются на 15 см в год, а потом, достигнув определенного положения, резко ускоряются и весь процесс слияния заканчивается за крайне короткое время. Скажем, сто лет? год? месяц?

Если нет, то может какой-нибудь внешний фактор (попадание метеорита, еще что) катализировать трансформацию до упомянутых выше временных рамок?

Такое слияние может носить некатастрофический характер? Грубо говоря, зарывшись глубоко-глубоко, можно ли выжить, если взять наиболее мягкий сценарий? Что будет с атмосферой и пр.? (Допустим, атмосферы схожи.)

И еще про атмосферы. Берем минимальное расстояние в 5. Атмосферы двух планет тоже не будут друг на друга никак взаимодействовать?

И еще раз промежуточное спасибо за то, что просвещаете дилетанта

[xd]

На Земле толщина атмосферы много меньше её радиуса.

Для Крупин-а: ускорение свободного падения есть градиент потенциала гравитационного поля, которое является в первом приближении суперпозицией полей отдельных планет.

[Крупин]

На Земле толщина атмосферы много меньше её радиуса.

Для Крупин-а: ускорение свободного падения есть градиент потенциала гравитационного поля, которое является в первом приближении суперпозицией полей отдельных планет.

   "Первого приближения" гравитационного поля от спутника планета "не чувствует", как не чувствует уосмонавт земной гравитации, поскольку как бы свободно падает в этом основном поле (то же относится и к спутнику планеты). Так что влияние на фигуру планеты и прочие эффекты оказывает неоднородность гравитационно-центробежного поля. А это обратная третья (а не вторая) степень радиус-вектора.

[saerith]

И в добавок к последним вопросам (все еще не отвеченным  )

Две планеты в рамках двойной, диаметр каждой с полземной. расстояние между ближайшими точками - 5 радиусов.

Какой будет усредненный видимый размер второй планеты? Дециметр? Метр? Полнебосвода?

Спасибо заранее