¿En qué punto orbita realmente la Tierra?

Si consideramos las dos masas más grandes de nuestro sistema solar: el Sol y Júpiter, por sí mismos, orbitarán un baricentro común que está en algún lugar desplazado del centro del Sol en la dirección de Júpiter (justo encima de la superficie del Sol). Si añadimos a Saturno, las cosas se complican más, pero todavía hay un baricentro, incluso si sigue un camino complejo con respecto al centro del Sol (o el Sol tiene un bamboleo complejo alrededor del baricentro). Agregue Neptuno y todas las demás masas del sistema solar, y las cosas se complican aún más. Sin embargo, todavía hay un baricentro (a menudo fuera del limbo del Sol) alrededor del cual el Sol realiza una compleja danza.

Ahora, ¿en qué orbita realmente la Tierra? La órbita de la Tierra se describe como una elipse; el "centro" de una órbita elíptica se encuentra en uno de los puntos focales de la elipse. ¿Qué hay en el punto focal de la trayectoria elíptica que sigue la Tierra? ¿Es el baricentro del sistema solar o es el centro de masa (tambaleante) del Sol? En otras palabras, ¿cambia la órbita de la Tierra a medida que el Sol es arrastrado, nuestra distancia al Sol nunca varía más que la excentricidad de la elipse, o orbitamos alrededor del baricentro del sistema solar, y nuestra distancia al Sol varía según la la suma de nuestra excentricidad orbital más la cantidad de bamboleo del Sol en su propia órbita alrededor del baricentro?

Cuando hay más de 2 cuerpos involucrados, generalmente ninguno sigue una trayectoria elíptica o de otra sección cónica y la idea de un centro no está bien definida.
Si está increíblemente interesado en esto, comuníquese conmigo: estoy tratando de encontrar la "elipse que mejor se ajuste" a la Tierra en cualquier momento dado en función de su ubicación y velocidad, o para una órbita específica determinada. Si usa el Sol como un foco, el otro foco es más estable que si usa el baricentro como el primer foco.
Sobre cuánto podría perturbar Júpiter la órbita de otro planeta, vale la pena señalar que Kepler usó la órbita de Marte para resolver sus 3 leyes. Si la órbita de Marte se tambaleó significativamente, no creo que hubiera podido hacer eso.
Es fascinante que aquí nadie aborde el hecho de que la ubicación de los baricentros depende completamente del marco de referencia inercial preferido. Personalmente, prefiero aquel en el que realmente estoy.

Respuestas (5)

La respuesta corta es "El Sol".

Como señala Conrad, dado que cuando se incluyen los efectos de Júpiter, la órbita de la Tierra no es kepleriana, las nociones de centro no están realmente definidas. Pero puedes preguntar, en la gravedad newtoniana, hacia dónde apunta el vector de aceleración de la Tierra. Ahora bien, la aceleración de la Tierra se debe principalmente al Sol, en parte a la Luna y ligeramente a los otros planetas.

Ignoremos la luna (es decir, consideremos el movimiento del baricentro de la Tierra y la Luna)

La aceleración debida al sol es 4 órdenes de magnitud mayor que la debida a Júpiter. Entonces, si Júpiter está en ángulo recto con la Tierra, el vector de aceleración de la Tierra se aleja ligeramente del centro del sol. Pero no por mucho, de hecho apunta a un punto a unos 4000km del centro. El sol tiene un radio de 700 000 km, por lo que el punto en el que la Tierra está orbitando está muy dentro del sol, y no es el baricentro del Sol en Júpiter.

Para ver por qué la Tierra no gira alrededor del baricentro, considere el movimiento del Sol en un sistema de tres cuerpos (Sol-Júpiter-Tierra) La Tierra no gira alrededor del baricentro Sol-Júpiter tal como el Sol no gira alrededor del Baricentro Tierra-Júpiter.

Dato curioso sobre nuestra órbita no kepleriana: si los datos de Kepler hubieran sido más precisos por un factor de 10, habría podido ver todas las perturbaciones no keplerianas en nuestra órbita y probablemente nunca hubiera encontrado estas tres leyes.
La respuesta corta podría ser el baricentro de la Tierra+Luna+Sol (si desea ignorar la influencia de todo lo demás), pero ciertamente no es "el Sol".
es el sol Hablar de baricentros confunde a la gente. Hace pensar a la gente que el baricentro es el punto atractivo. Pero no lo es. Usted es muy consciente de eso, pero las preguntas aquí sugieren que causa confusión. La Tierra orbita alrededor del sol, con perturbaciones de la luna y los planetas.
"La Tierra no orbita el baricentro Sol-Júpiter al igual que el Sol no orbita el baricentro Tierra-Júpiter". Nadie está afirmando esto. El argumento es si se puede considerar que tanto la Tierra como el Sol orbitan alrededor del baricentro Sol+Júpiter+Tierra.
En un sistema simple de dos cuerpos, ambos cuerpos ejecutan elipses keplerianas con el baricentro en uno de los focos. La primera ley de Kepler es una aproximación para metro pag yo a norte mi t ≪ METRO ⊙ . Entonces, como dije, incluso si ignoras a todos los demás planetas, la respuesta no es "el Sol". Si solo está discutiendo sobre la escala del efecto, debería ser más claro: en este momento, su definición es lo que causa confusión.
La gente a menudo parece malinterpretar los baricentros. Obviamente no necesito explicártelos. Pero otras personas piensan que el baricentro es el fondo del pozo gravitatorio (o sus preguntas lo implican). Ahora bien, en el sistema de dos cuerpos, el centro de la elipse es un punto mediocre en el espacio. El centro de la elipse de la Tierra no es el sol ni el baricentro ni nada en particular. Entonces, para responder a la pregunta "¿qué orbita la Tierra?" no se trata de lo que está en el centro o en el foco. Lo entiendo para preguntar qué causa la aceleración centrípeta. Y ese es el Sol.

La respuesta de @ Incnis Mrsi es correcta: la Tierra orbita alrededor del centro de masa del Sistema Solar, que está dominado por el Sol con una pequeña corrección debido a Júpiter y aún más pequeña por los otros planetas gigantes.

Consulte Space Place de la NASA para obtener una explicación breve y sencilla. Consulte Zidbits para obtener una descripción con un gráfico muy agradable . WMU tiene un buen artículo que muestra los efectos de los diferentes planetas.

Puede ver fácilmente que esto debe ser cierto de varias maneras.

En primer lugar, consideremos solo el triplete Sol-Tierra-Júpiter. Si cada planeta orbitara alrededor de su baricentro con el Sol como si los otros planetas no existieran, tendrías al Sol moviéndose en un pequeño círculo con la Tierra y un círculo mucho más grande y 12 veces más lento con Júpiter al mismo tiempo sin uno . afectando al otro.

Debido a que la masa de la Tierra es tan pequeña, en una buena aproximación, puedes ver a la Tierra orbitando una vez al año alrededor de un Sol, que a su vez orbita alrededor del baricentro Sol-Júpiter en doce años.

Un segundo punto experimental que respalda esto proviene del descubrimiento de planetas extrasolares a través de mediciones Doppler. Cuando una estrella tiene múltiples planetas lo suficientemente grandes como para causar movimientos estelares lo suficientemente grandes como para ser detectados por nuestros instrumentos, vemos que la velocidad a la luz de la vista de la estrella cambia de manera consistente con su rotación alrededor del centro de masa de la estrella y varios planetas. . De lo contrario, no podríamos detectar los otros planetas.

Una tercera forma es un experimento gedanken. Considere Tatooine, un planeta primitivo que orbita una estrella doble. ¿Tatooine orbita solo uno de ellos, ignorando al otro? ¿Cómo es posible? (¿Cómo elige cuál ignorar?) Debe orbitar su centro de masa común.

En pocas palabras: el Sol y todos los planetas orbitan alrededor del centro de masa del Sistema Solar.

Según las otras respuestas a la pregunta y el sentido común, realmente no lo creo. Júpiter tiene un efecto sobre la órbita de la Tierra, ciertamente, pero nuestra órbita está dentro de la de Júpiter, así que fundamentalmente estamos orbitando el Sol, no el baricentro Sol-Júpiter. Hipotéticamente, si Júpiter tuviera la misma masa que el Sol, el baricentro estaría a mitad de camino entre los dos. Pero aún podríamos orbitar solo uno de ellos, y el baricentro ni siquiera estaría dentro de nuestra órbita y mucho menos en su centro.
¿"tendrías el submarino en movimiento" sub(sub, sol)?

La única respuesta correcta: ningún punto en particular , ya que el movimiento de la Tierra es complejo.

Primero, la Tierra gira alrededor del baricentro Tierra-Luna.
Asombrosamente. Pero este punto se encuentra dentro del planeta, en algún lugar del manto.

A continuación, sería una aproximación razonable decir que el sistema Tierra+Luna orbita el sistema Sol+planetas inferiores (Venus y Mercurio). Por supuesto, no deberíamos suponer exactamente que su gravedad combinada se emite desde un solo punto. Pero, aproximadamente y en promedio, proviene del centro de masa Sol+Mercurio+Venus (casi el centro geométrico del Sol). En ningún momento ninguno de estos cuerpos saca a la Tierra y la Luna del Sol.

También hay influencias de los planetas exteriores, como Júpiter. Pero no deberíamos, en ningún nivel de simplificación, pensar que proviene del interior del Sistema Solar. La dirección de la gravedad de Júpiter da una vuelta completa alrededor de la eclíptica cada vez que completa la órbita (≈ 12 años). Sería razonable decir que el Sol+Mercurio+Venus+Tierra+Luna+Marte y Júpiter orbitan alrededor de su centro de masa común (en algún lugar no lejos de la superficie del Sol), aproximadamente. Pero no todos los cuerpos están, evidentemente, incluidos aquí. En general, "qué punto... orbita" depende en gran medida de la definición de nuestro marco de referencia "estacionario", y discutir sobre esto no tiene sentido, en principio.

Una aproximación de "la Tierra gira alrededor del Sol" ignoraría no solo la influencia de Venus (que tiene poca importancia durante la vida humana), sino, ante todo, la gravedad de la Luna.

¿En qué punto orbita realmente la Tierra?

Sin embargo, todavía hay un baricentro (a menudo fuera del limbo del Sol) alrededor del cual el Sol realiza una compleja danza.

Ahora, ¿en qué orbita realmente la Tierra? La órbita de la Tierra se describe como una elipse; el "centro" de una órbita elíptica se encuentra en uno de los puntos focales de la elipse. ¿Qué hay en el punto focal de la trayectoria elíptica que sigue la Tierra? ¿Es el baricentro del sistema solar o es el centro de masa (tambaleante) del Sol? En otras palabras, ¿la órbita de la Tierra se desplaza a medida que el Sol es arrastrado, nuestra distancia al Sol nunca varía más que la excentricidad de la elipse, o orbitamos alrededor del baricentro del sistema solar, y...

Todo es relativo, y relativo a qué.

Ver el artículo de la NASA " ¿Qué es un baricentro? ", la sección "Baricentros en nuestro sistema solar":

¿Dónde está el baricentro entre la Tierra y el sol? Bueno, el sol tiene mucha masa. En comparación, la masa de la Tierra es muy pequeña. Eso significa que el sol es como la cabeza del mazo. Entonces, el baricentro entre la Tierra y el sol está muy cerca del centro del sol. [Orbita a 449 km del centro del sol .]

Júpiter es mucho más grande que la Tierra. Tiene 318 veces más masa. Como resultado, el baricentro de Júpiter y el sol no está en el centro del sol. ¡En realidad está justo fuera de la superficie del sol!

Sol - Júpiter Baricentro

El baricentro de nuestro sistema solar es la combinación de todas sus masas, así es como se tambalea el sol:

Baricentro del Sistema Solar

Por último, pero no menos importante, el usuario "fizixfan" en PhysicsForum ha proporcionado este interesante gráfico:

Órbita del Sistema Solar a través del espacio, alrededor del plano supergaláctico.

Nuestra órbita alrededor del plano supergaláctico .

Respuesta correcta: El sol

La tierra no orbita el baricentro de nada, esto se debe a un tecnicismo en la terminología.

Girar = moverse en una trayectoria curva alrededor de un centro o eje

Órbita = trayectoria descrita por un cuerpo en su revolución alrededor de otro

Para orbitar, requiere que un cuerpo se mueva alrededor de otro.

Entonces, si bien es exacto decir que la Tierra gira alrededor del baricentro del Sistema Solar (que cambia constantemente), no es exacto decir que lo orbita, ya que un baricentro es un punto dinámico, no un objeto físico.

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