full moon

月の軌道モデリングといっても、上のグラフではよくわからないと思います。
少し説明すると、
地球の中心から月の中心までの距離を「地心距離」といいます、
地心距離については、国立天文台の地心座標で計算できます。

上の式のy2が地心距離になります。(私が作ったモデリング式です。)

この形のグラフの場合、下に地球があり、赤いグラフが時間による月の地心距離になります。

wikiPediaによると
現在の月の
平均軌道半径(基準軌道半径)384,400 kmです。

地球に近い時(ある期間で一番近い時を最近では「スーパームーン」といいます)
近点:354,400 km~370,400kmと幅があります。
また、地球から一番遠い時
遠点:404,064 km~406,712km
とどうように幅があります。

普通の天体は、近点と遠点が「固定」なのですが、(ケプラーの第一法則「惑星は楕円軌道」になります。)
月は遠点と近点が「変動」します。

それが月の軌道はエキセントリックと言われる所以です。

因みに実際の月の地新距離は

国立天文台の地心距離2017〜2018


です。

私が、作成した式y2とよく似ていませんか。
遠点の変動と近点の変動がほぼほぼ似ていると思います。

月の地心距離のモデリング式の解説

ここから先は、興味ある人だけ見ていただければOKです。

まず、月のエキセントリックな軌道の原因は、
このホームページのタイトルになっている、
「Once upon a time the moon impacted twice.」(月は、かつて2度の衝突があった)
というのが、独自理論です。

国立天文台の理論は、太陽の影響という理論です。
「出差」「二均差」「年差」「中心差」によるということです。
詳しくは、国立天文台の月の公転を参照ください。

月へ小惑星が二重衝突したという推論ですが、次のように推論しました。

(1)月は、当初、基準軌道半径356,400kmで円軌道上を動いていました。
(2)第1衝突
次に、第1の衝突があって、
月は基準軌道半径360,600kmで、振幅4,200kmの振動する軌道になりました。
次のような地心距離のグラフになります。

第1衝突


なぜ振幅4,200kmかというと、
現在、近点で振幅7,000km(変動は14,000km)の変動をしていて、
遠点で振幅1,400km(変動は2,800km)をしています。

近点と遠点の振幅合計が8,400kmなので、
その半分の振幅があれば、近点と遠点の変動になる。のではないかと算出した値です。

波動計算は、あまり得意ではないので、
(数学ガールの物理ノート/波の重ね合わせ 結城浩著 SB Creativeを参考にしました)
勘で算出した値ですが、第2衝突のときの計算をしたら、意外にしっくりきました。

基準軌道半径が356,400kmから360,600kmに変わったので、
ケプラーの第3法則から公転周期(T1)は、(356,400/360600)^(3/2)倍になります。

(3)第2衝突
次に、第1衝突でできた楕円軌道(振幅4,200kmの基準軌道(360,600km))の
基準軌道(360,600km)から2,800kmのところ(363,400km)で、
小惑星と月の第2衝突が発生しました。

その衝突により、振幅21,000kmの振動が発生し、
現在の基準軌道半径(384,400km)になりました。
第2衝突は、かなり大きかったと予想されます。

第1衝突でできた基準軌道は、360,600kmから384,400kmに変化したので、
当初基準軌道の公転周期(T1)からは(356,400/384,400)^(3/2)倍になります。

そのため、当初の公転周期(356,400km)と
第2衝突後の公転周期(384,400km)の差の
比率(1-(356,400/384,400)^(3/2))の差がでます。
その差が、軌道にうなりになります。

そして、衝突した位置が第一衝突後の基準軌道(360,600km)から
(2,800km)遠点に近い位置なので、
正弦波(ここでは余弦波で計算)の位置を-2800kmずらした正弦波と同等の軌道になります。
それが、下グラフのようになります。


この振動に、基準軌道が変化と第2衝突でできた振幅21,000kmの軌道が、合成されます。
すなわち、第2衝突後の軌道は、

地心距離 = 第1衝突の楕円軌道のうなり軌道 + 第2衝突の楕円軌道 + 第2衝突後の基準軌道

の式になります。
これは、最初に記載した式y2になります。

月の2重衝突による地心距離の関係を次の表にあらわしました。

月の振動による地心距離



このことからわかること

このことから、月に小惑星が2回衝突すると、月のエキセントリックな軌道の説明がつきます。
これは、単に月のエキセントリックな軌道が、
わりと簡単な式で表されただけでなく、次のことがわかります。

(1)月の一番居心地の良い場所は、基準軌道上です。
   そして、そこからはずれると、そこに戻ろうとします。

(2)基準軌道上を円運動しています。
   つまり、ケプラーの第一法則のように楕円軌道の1つの焦点に中心天体があるのではなく、
   円軌道の中心に中心天体があるということです。

ケプラーの第一法則
エンディの第一法則


(3)基準軌道を中心に、振幅Aで振幅しています。
   遠点は基準軌道+振幅A、近点は基準軌道ー振幅Aになります。

このことから、周回天体(月)は、インテリジェントに居心地が良い場所に移動します。
(猫のチャーは、坊さんの座布団に鎮座する 理論)

そして移動した距離を振幅として振動した軌道になる、
という推測も大方間違いではないわけです。

居心地が良い場所とは、ニュートンが言っている遠心力
(このサイトでは「動的エネルギー」)と引力(このサイトでは「静的エネルギー」)が
バランスするところのことを意味します。
動的エネルギーと静的エネルギーについては、詳細は、このブログを見てください。

この理論をエクステンションすると、「万有引力がなくても、天体は軌道上を動く」ということになります。

No responses yet

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

CAPTCHA


最近のコメント
    Archives
    Categories