Perturbácia (astronómia)
Perturbácia (odchýlka) v astronómii je komplexný pohyb masívneho telesa ovplyvnený inými silami ako je gravitačná príťažlivosť iného jedného masívneho telesa.[1] Iné sily môžu zahŕňať tretie (štvrté, piate atď.) teleso, odpor napr. atmosféry a mimo-stredovú príťažlivosť sféroidu alebo inak nepravidelného telesa.
Úvod
Štúdium perturbácii začalo s prvými pokusmi predpovedať pohyby planét na oblohe, aj keď v staroveku príčiny zostávali mýtické. Keď Newton formuloval pohybové zákony a zákon všeobecnej gravitácie, aplikoval ich na prvú analýzu perturbácii, spoznal komplexnú zložitosť ich výpočtu. [2] Mnoho iných veľkých matematikov odvtedy venovalo pozornosť súvisiacim problémom. V 18. a 19. storočí navigácia na mori vyžadovala presné tabuľky pozícii Mesiaca a planét .
Komplexné pohyby gravitačných perturbací možno rozdeliť. Hypotetický pohyb daného telesa pod gravitačným vplyvom iba iného telesa je zvyčajne kužeľosečka a možno ju ľahko opísať metódami geometrie. Nazýva sa to problém dvoch telies. Rozdiely medzi týmto a skutočným pohybom telesá sú perturbácie spôsobené dodatočnými gravitačnými účinkami ďalšieho telesa alebo telies. Ak existuje iba jedno ďalšie dôležité teleso, potom je perturbačný (odchýlený) pohyb problém troch telies . Ak existuje viac iných telies, je to problém n telies. Analytické riešenia (matematické výrazy na predikciu pozícii a pohybov v akomkoľvek budúcom čase) pre problém dvoch a troch telies existuje, ale zatiaľ nie sú známe pre problém n telies okrem niektorých špeciálnych prípadov. Dokonca aj problém dvoch telies sa stane neriešiteľným, ak má jedno z telies nepravidelný tvar. [3]
Väčšina systémov obsahujúcich viacnásobné gravitačné príťažlivosti prezentuje jedno primárne teleso, ktoré je dominantné vo svojich vplyvoch (napr. hviezda v prípade hviezdy a jej planéty, alebo planéta v prípade planéty a jej satelitu). Gravitačné vplyvy iných telies možno uvažovať ako perturbácie hypotetického nevychýleného pohybu planéty alebo satelitu okolo jeho primárneho telesa.
Matematická analýza
Všeobecné perturbácie
V metódach všeobecných perturbácii sa diferenciálne rovnice, buď pohybu alebo zmeny orbitálnych elementov, rieši analyticky zvyčajne použitím rozvojov radov. Výsledok je zvyčajne vyjadrený pomocou algebraických a trigonometrických funkcií dráhových elementov daného telesa a perturbujúcích telies. Tento postup možno všeobecne aplikovať na mnoho rôznych podmienok a nie je špecifický pre nejakú určitú zostavu gravitačných objektov.
Periodická povaha
V slnečnej sústave je veľa rušení jednej planéty druhou periodických, zložených z malých impulzov vznikajúcich zakaždým, keď sa planéty priblížia na svojich orbitách. To spôsobuje, že telesá konajú pohyby, ktoré sú periodické alebo kvaziperiodické, napr. Mesiac na svojej silne odchýlenej dráhe, ktorá je predmetom lunárnej teórie. Táto periodicita viedla k objavu Neptúna v roku 1846 ako výsledok jeho perturbácii na dráhu Uránu.
Referencie
Pozri aj
Zdroj
- Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Perturbation (astronomy) na anglickej Wikipédii.