¿Cuál es la historia exacta de Júpiter y nuestra Tierra, sin convertirse en una supertierra?

He estado viendo los documentales de Cosmos de Neil DeGrass Tyson y los de Brian Cox, y en un episodio (no recuerdo de qué serie) hay algo sobre la creación de los planetas rocosos en nuestro sistema solar que no recuerdo. entender. Permítanme aclarar primero lo que entendí de la explicación:

Al comienzo de nuestro sistema solar, había muchos gases y polvo por todo el sistema solar. Algunos de ellos se fusionaron en planetas, que se hicieron cada vez más grandes al atraer más gases y polvo. (Eso también fue lo que aprendí de niño)

Sin embargo, al observar los exoplanetas, parece haber bastantes "supertierras": planetas rocosos, que son bastante más grandes que los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Esto creó la pregunta de por qué los planetas rocosos de nuestro sistema solar dejaron de crecer, y luego se formó una teoría que involucraba a Júpiter: Aparentemente, Júpiter, siendo un gran gigante gaseoso, giró en espiral hacia el Sol, y siendo tan pesado, Júpiter funcionó como un aspiradora, aspirando los gases y el polvo de entre los planetas rocosos, y así deteniendo el crecimiento de los planetas rocosos.
El movimiento en espiral de Júpiter se detuvo gracias a la formación de Saturno: ese gran planeta apartó a Júpiter de una mayor espiral hacia el sol, y así, los planetas del sistema solar adquirieron, más o menos, su tamaño actual.

Cuando escuché esto por primera vez, pensé " Ok, esa es una teoría interesante ", pero luego recordé algo de mis años en la universidad:
Durante mis estudios (estudié matemáticas y física matemática), hemos probado que la gravedad, causada por una esfera con una masa, es exactamente lo mismo que la gravedad, provocada por un solo punto con la misma masa.

Esto me da la siguiente idea (sobre la creación de Saturno y su impacto en Júpiter): primero había un anillo de gas, flotando fuera de la órbita de Júpiter. Luego, parte de ese gas se fusionó y formó Saturno. La masa del anillo y del planeta resultante son las mismas.
Entonces, la gravedad, causada por ese anillo de gas, y la gravedad, causada por Saturno como planeta fusionado, deberían ser iguales. Por lo tanto, esto no pudo haber tenido ningún impacto en el movimiento de Júpiter, por lo que la explicación de nuestros planetas rocosos, que no se convirtieron en súper-tierras debido a Júpiter, girando en espiral hacia ellos y siendo detenidos por la creación de Saturno, ¡es incorrecta!

Hay tres posibles soluciones a esto:

  1. O bien la teoría es incorrecta, pero realmente me sorprendería que yo, como un tipo simple, pueda encontrar un error en una teoría oficial que simplemente.
  2. O me perdí algo en la explicación. En ese caso, ¿alguien puede decirme cuál es la explicación correcta?
  3. O mi razonamiento es incorrecto: de hecho, una esfera y un punto con la misma masa tienen un impacto gravitacional idéntico, pero mi extrapolación hacia un anillo de gas y un planeta fusionado es incorrecta. En ese caso, ¿alguien puede señalar la falla en mi razonamiento?

Muchas gracias por leer y responder esto (me doy cuenta de que es largo).

Respuestas (1)

Tu razonamiento es incorrecto: no puedes extrapolar desde el exterior de una esfera de materia al interior de un anillo o capa de materia. La atracción gravitacional de un anillo uniforme de materia es 0 dentro de ese anillo.

Consulte el artículo de wikipedia para obtener más detalles sobre ese teorema.

Así que tener un disco de materia a tu alrededor no es lo mismo que tener una esfera de materia a tu lado.