¿Por qué la distancia entre el Sol y la Tierra permanece igual?

Todos sabemos que la gravedad del Sol hace que el espacio-tiempo se curve y el espacio empuja a la tierra hacia el Sol. Pero mi pregunta es "¿por qué la distancia entre el Sol y la Tierra es la misma? La Tierra debería haberse acercado al Sol y, obviamente, la Tierra debería caer sobre el Sol".

Gracias.

¿Querías preguntar por qué la distancia Tierra-Sol permanece sin cambios?
En el espacio no hay fricción.
Hola Wayfaring, en ese caso, un objeto en caída libre no debería llegar a la Tierra ya que no hay fricción en ningún lugar del espacio.
Hola Walter, espero que hayas entendido mi pregunta. ¿Acaso tú?
"... y obviamente la Tierra debería caer en el Sol ..." -- ¿Cuál es exactamente su base para eso? No es del todo obvio para mí. Tampoco tengo idea de por qué piensas que la falta de fricción implica que un objeto en caída libre no debería llegar a la Tierra. Un objeto en caída libre puede o no llegar a la Tierra, dependiendo de su velocidad (recuerde que la velocidad incluye la dirección).
Ok Keith. Permítame rehacer mi pregunta. De acuerdo con la Teoría General de la Relatividad, los objetos de una masa más grande crean una onda de espacio-tiempo a su alrededor y esa onda empuja a cualquier objeto en el espacio-tiempo hacia él. Debido a este efecto, el objeto no siente gravedad (está en caída libre, por favor, hágame saber si estoy equivocado en mi comprensión). En ese caso, la Tierra es empujada hacia el Sol por la onda del espacio-tiempo creada por la masa del Sol y la Tierra sigue escapando para formar una órbita. Es el Empuje del Espacio y no la atracción del Sol. ¿Qué hace que la Tierra escape al empuje y la retenga en la órbita?
@SelvaKumar ¿"Onda"? No hay "ondas". Las únicas cosas que podrían describirse así serían las ondas gravitacionales, pero aquí son irrelevantes (de hecho, imposibles para un campo gravitatorio esféricamente simétrico).
Ser empujado de alguna manera no implica que necesariamente caigas de esa manera. Ver también la actualización de mi respuesta.
¡Gracias a todos! ¡Ustedes realmente me ayudaron a aclarar mi duda!

Respuestas (2)

Si bien el Sol y la Tierra se atraen, no pueden chocar entre sí debido a la conservación del momento angular . En un campo central (donde la fuerza actúa en la dirección del vector distancia y depende solo de la distancia), el vector de momento angular específico L = r × v se conserva ( r es posición y v la velocidad). En particular L = | L | = r v t (con v t la velocidad tangencial: la componente de la velocidad perpendicular a la dirección Tierra-Sol). La energía orbital específica mi = 1 2 | v | 2 − GRAMO METRO / r también se conserva y debe ser negativo para una órbita limitada (como la de la Tierra). Combinando estos dos tenemos

mi = 1 2 v r 2 + L 2 2 r 2 − GRAMO METRO r
con v r la componente radial de la velocidad. Ya que v r 2 ≥ 0 , pero mi < 0 , no todos los radios son accesibles. En particular, hay dos radios en los que v r = 0 : el apo- y peri-ábside de la órbita.

De hecho, para la Tierra, el peri- y el apo-apse son bastante similares, y la órbita es casi circular. La atracción gravitatoria del Sol está casi equilibrada por la fuerza centrífuga debida a la órbita giratoria.

En GR, la imagen realmente no cambia mucho. Los efectos no newtonianos (GR) son minúsculos en el sistema solar y completamente insignificantes para la órbita de la Tierra.

Tenga en cuenta que la imagen de empujar por ondas en el espacio-tiempo (frente a la atracción de la gravedad del Sol) tampoco hace la diferencia. El punto es que el hecho de que te empujen de alguna manera no implica que estés cayendo de esa manera. Todos los cuerpos también tienen algo llamado inercia que los hace querer seguir su camino en lugar de ser empujados. En el caso de una órbita circular (similar a la de la Tierra alrededor del Sol), la gravedad y la inercia se equilibran de tal manera que se crea una órbita circular: la inercia quiere ir en línea recta, la gravedad quiere empujarte hacia el Sol, pero el resultado es algo entre esos.

Hola Walter, lo que has respondido es desde la perspectiva de la mecánica clásica. Pero realmente necesito una respuesta de la Relatividad General. Lo siento si soy un ignorante en este tema :(
La respuesta de Walter es la más simple (y probablemente la mejor) que obtendrá. Por lo general, no es necesario invocar GR para órbitas simples a menos que esté hablando de precesión. Sin embargo, una cosa, Walter: ¿quisiste decir 'centrípeto' en lugar de 'centrífugo', o estoy malinterpretando el uso?
Estoy de acuerdo HDE. Tomé SUN y Earth como ejemplo para este problema. Supongo que podemos aplicar la lógica a todos los cuerpos del universo. ¿Estoy en lo correcto?
@ HDE226868 El uso de Walter es correcto. La fuerza gravitatoria aquí sería la centrípeta , y está equilibrada por la centrífuga en un marco giratorio apropiado, como dice Walter.
Quizás mencionar el caso GTR esféricamente simétrico sería útil para fines ilustrativos, ya que solo agrega un − GRAMO METRO L 2 / ( C 2 metro 2 r 3 ) término a mi , por lo que moralmente hablando, la idea es exactamente la misma incluso allí (incluso si los términos tienen un significado ligeramente diferente).
@StanLiou ¿Tiene una referencia www para eso?
@Walter Derivo aquí si desea una referencia de www específicamente. De lo contrario, está en MTW §25.5, Hartle §9.3, Carroll §5.4 y otros libros de texto, con algunas diferencias de notación (p. ej., V efecto MTW = 2 V efecto Hartle + 1 ). Por cierto, no me di cuenta de que usaste L como momento angular específico cuando hice mi comentario anterior, por lo que el metro 2 término sería innecesario.
¡Gracias a todos! ¡Ustedes realmente me ayudaron a aclarar mi duda! Saludos, Selva

Técnicamente, la distancia entre el Sol y la Tierra cambia a lo largo del año. La Tierra se mueve alrededor del Sol en una órbita elíptica. Su distancia al Sol varía entre 152 millones de km (afelio) y 147 millones de km (perihelio), una diferencia de 5 millones de kilómetros, dos veces al año.

¿Por qué la distancia entre el Sol y la Tierra permanece igual?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v