公転周期と振動周期

軌道種類は、

 円軌道
 楕円軌道
 放物線軌道
 双曲線軌道1

の4種類あります。

これらは、
公転周期と振動周期の2種類の周期があります。
というか、2種類の周期で軌道が決まります。

距離名中心からの距離静的エネルギー(S=EA/x)位置エネルギー軌道速度(sqrt(S/m))軌道周期
基準軌道半径aSavaTa=2πa/va
最近点rSrvrTr=2πr/vr
振動基準f = ( R + r ) / 2SfPfh=Sf(h/f)vfTf=2πf/vf
振幅h = ( R – r ) / 2Ph=Pfh(h/f)vhTh=2πh/vh
影響圏境界最遠点RSRvRTR=2πR/vR


距離名近点遠点
円軌道最近距離(r)=基準軌道半径(a)=振動基準(f)=影響圏境界(R)振幅(h)=0
楕円軌道最近距離(r)基準軌道半径(a)=振動基準(f)振幅(h)影響圏境界(R)
放物線軌道基準軌道半径(a)=最近距離(r)振動基準(f)振幅(h)影響圏境界(R)
双曲線軌道基準軌道半径(a)最近距離(r)振動基準(f)焦点軌9道半径(h)影響圏境界(R)

楕円軌道

公転周期と振動周期による軌道はこのようになります。

双曲線軌道の最近点がわかったかも

双曲線軌道の最近点が、影響圏への侵入速度と入射角で計算できないかと、
考えていた分けですが、ちょっとわかったかもしれません。

進入動的エネルギー AR(m kg x vR2 km/h
進入角度θ deg

が既知の場合


■水平方向の動的エネルギーAHR = AR sin2θ kg(km/h)2
■垂直方向の動的エネルギーAVR = AR cos2θ kg(km/h)2

になります。

■基準軌道 静的エネルギー(Sa )
基準軌道半径aの静的エネルギーSaと同じ

Sa = AVR kg(km/h)2
になります。


■基準軌道半径(a)
宇宙船の質量をm
中心星の質量をM
質量エネルギーと光速基準軌道半径の積を
EA = Em x ac ( ==> mc2 x U( M + m )) kg(km/h)2km 
      : c=1.07925 x 109 km/h 、U = 7.42426 x 10-31 km/kg
とすると
基準軌道半径は、a = EA / AVR になります。

■基準軌道の公転周期(Ta)
位置aの軌道速度(va)は、va = sqrt(Sa/m) km/h
なので
Ta = 2πa / va h
になります。

■影響圏境界の静的エネルギー(SR)
位置Rで影響圏(S2静的エネルギー曲線)に侵入するので、
SR = AHR / 2 となります。

■影響圏侵入距離(R)
R = 2EA / AHRになります。

■垂直方向の平均速度(vV)
垂直方向の運動エネルギー(K)は、2SRなので、
vV = sqrt(2SR/m) / 2 になります。

■振動周期(Tv)
宇宙船は、影響圏侵入距離(R)から最近点(r)に到達して、
また影響圏侵入距離(R)に戻るので、
LV =(R – r)x 2 km(①式) 垂直方向に移動するので、

TV = LV / vV h(②式)

になります。

■最近点(r)
ここで、振動周期Tvは、
位置aの公転周期の半分 ( Ta /2) になるので、
①式と②式より
LV =(R – r)x 2 = Tv x vV 
式を変形して

r = R – Tv x vV / 2

で算出できます。

具体例 木星の双曲線軌道

【設定値】
■中心星質量 M = 1.89813e27 kg
■宇宙船   m = 1.0e3 kg
■影響圏侵入動的エネルギー AR = 5.184e12kg(km/h)2
■影響圏進入角度 θ = 52度

【計算結果】
■水平方向の動的エネルギーAHR = ARsin2θ = 1.96494e12 kge(km/h)2
■垂直方向の動的エネルギーAVR = ARcos2θ = 3.21906e12 kg(km/h)2
■基準軌道の静的エネルギー Sa = AVR = 3.21906e12 kg(km/h)2
■基準軌道半径 a = 509,913 km
■基準軌道の公転周期 Ta = 56.470 h
■影響圏境界の静的エネルギー SR = AHR / 2 = 9.82470e11 kg(km/h)2
■影響圏境界の距離 R = 1,670,731 km
■垂直方向の平均速度 vV = 22,163.8 km/h
■振動周期 Tv = 28.235 h

■最近点 r = 1,357,838 km




質量変化による近点移動

近点移動は、衝突により、天体の質量が変化したために発生します。
多分、この理論は、まだ誰も考えていないはずです。
(静的エネルギー、動的エネルギー)で近点移動を考えていないからです。

とりあえず、
土星と月の2度の衝突について、プログラミングしてみた。
コメントがまだ全部に入れてないけれど、
だいたいの雰囲気は伝わるはずです。

プログラム(python)

import numpy as nm

#=============================================#

# CLASS : uniVerse

#         宇宙クラス

#=============================================#

class uNiverse:

    c = 1.0792528488E+9   #光速(km/h)

    U = 7.4242576375E-31  #質量・光速時基準軌道 変換定数 (km/kg)

    CsS=1296000           #円周の秒数(秒)

    CyT=8760              #年間時間(時間)

    def Sa(self,M,m,a):

        EA = self.EA(M,m)

        Sa = EA/a

        return Sa

    def EA(self,M,m):

        EA = self.Em(m) * self.ac(M,m)

        return EA

    def Em(self,m):

        Em = m * self.c**2

        return Em

    def ac(self,M,m):

        ac = self.U * (M + m)

        return ac

    def va(self,Sa,m):

        va = nm.sqrt(Sa/m)

        return va

#=============================================#

# CLASS : pLanet

#         惑星クラス

#=============================================#

class pLanet:

    def A(self,m,v):

        self.A = m * v**2

        return self.A

    def prt(self):

        print(f”NAME    ={self.name:10S}”)

        print(f”mass    ={self.m:.5e}”)

        print(f”VELOCITY={self.v:.5e}”)

        print(f”D.ENERGY={self.A:.5e}”)

#=============================================#

# CLASS : pLmove

#         惑星移動クラス

#=============================================#

class pLmove(uNiverse,pLanet):

    def ax(self,Sa,EA,Ax):

        self.a = EA/(Sa – Ax)

        return self.a

    def SRP(self,a,v):

        self.SRP = 2 * nm.pi * a / v

        return self.SRP

#=============================================#

# CLASS : iMpact

#         衝突クラス

#=============================================#

class iMpact(pLmove):

#

# pMove:衝突後の変化した分の質量

#    <PRM> m:衝突前の天体の質量(kg)

#          a:基準軌道半径(km)

#          v:速度(km/h)

#          margin:年間近点移動角度(秒)

#    <RTN> 

#       SRP:公転周期(Sidereal Rotation Period)#self    

#       Ny:1年の公転回数 #self

#       deG:1公転での近点移動角度 #self

#       ΔT:1公転での近点移動時間(h) #self

#       Tf:1公転での近点移動を含めた時間(h) #self

#       mf:衝突後の天体質量(kg) #self

#       Δm:衝突によって変化した分の質量(kg) #self+RTN

    def iMpact(self,m,a,v,margin):

        SRP = self.SRP(a,v)

        Ny  = self.Ny(SRP)

        deg = self.deG(margin,Ny)

        ΔT  = self.ΔT(deg,SRP)

        Tf  = self.Tf(SRP,ΔT)

        mf  = self.mf(m,Tf,SRP)

        Δm  = self.Δm(mf,m)

        return Δm,Tf

#

# Ny:1年の公転回数

#    <PRM> SRP:公転周期 時間(h)

#    <RTN> Ny:1年の公転回数

    def Ny(self,SRP):

        Ny=self.CyT / SRP

        return Ny

#

# deG:1公転での近点移動角度

#    <PRM> margin:近点移動年間移動角度(秒)

#    <RTN> deG:1公転での近点移動角度(秒)

    def deG(self,margin,Ny):

        deG=margin/Ny

        return deG

#

# ΔT:1公転での近点移動時間(h)

#    <PRM> deG:1公転での近点移動角度(秒)

#    <RTN> ΔT:1公転での近点移動時間(h)

    def ΔT(self,deg,SRP):

        ΔT = deg / self.CsS * SRP

        return ΔT

#

# Tf:1公転での近点移動を含めた時間(h)

#    <PRM> SRP:公転周期 時間(h)

#    <RTN> Tf:1公転での近点移動を含めた時間(h)

    def Tf(self,SRP,ΔT):

        Tf = SRP+ΔT

        return Tf

#

# mf:衝突後の天体質量(kg)

#    <PRM> m :衝突前の天体の質量(kg)

#          Tf:1公転での近点移動を含めた時間(h)

#         SRP:公転周期 時間(h)

#    <RTN> mf:衝突後の天体質量(kg)

    def mf(self,m,Tf,SRP):

        mf=m*(Tf/SRP)**2

        return mf

#

# Δm:衝突によって変化した分の質量(kg)

#    <PRM> m :衝突前の天体の質量(kg)

#          mf:衝突後の天体質量(kg)

#    <RTN> Δm:衝突によって変化した分の質量(kg)

    def Δm(self,mf,m):

        Δm = mf – m

        return Δm

#

# iE:衝突エネルギー(je=kg*(km/h)2)

#    <PRM> Sai:衝突前基準軌道の静的エネルギー(je)

#          Sa :衝突後基準軌道の静的エネルギー(je)

#    <RTN> iE:衝突エネルギー(je)

    def iE(self,Sai,Sa):

        return Sai-Sa

#

# iA:衝突位置の動的エネルギー(je=kg*(km/h)2)

#    <PRM> Sai:衝突前基準軌道の静的エネルギー(je)

#          iE :衝突後基準軌道の静的エネルギー(je)

#    <RTN> iA:衝突エネルギー(je)

    def iA(self,Sai,iE):

        return Sai+iE        

class SUN(pLmove):

    def __init__(self):

        self.name=”SUN”

        self.m=1.9891e30

class EARTH(pLmove):

    def __init__(self):

        self.name=”EARTH”

        self.m = 5.97219e24

        self.a = 147077401

        self.ρ = 5.51e12 #密度

        self.margin = 11.45 #秒

class MOON(pLmove):

    def __init__(self):

        self.name=”EARTH-MOON”

        self.m = 7.347673e22

        self.a = 356400

        self.ρ = 3.344 #密度

        self.margin = 360*3600/8.85 #秒

#        self.margin = 0

class SATURN(pLmove):

    def __init__(self):

        self.name=”SATURN”

        self.m = 5.68319e26

        self.a = 1349823615

        self.ρ = 0.687e12 #密度

        self.margin = 162.9 #秒

#

# FUNCTION

#

def prBase():

    print(f”<===== {pln.name:10s} IMFORMATION   =====>”)

    print(” “)

    print(f”Mass     ={pln.m:.5e}kg”)    

    print(f”a        ={pln.a:.5e}km”)    

    print(f”ρ        ={pln.ρ:.5e}kg/km3″)    

    print(f”margin   ={pln.margin:.5e}秒”)    

    print(” “)

    return

def prImpact():

    return

def clImpact():

    m   = pln.m

    a   = pln.a

    margin = pln.margin

    Sa  = pln.Sa(M,m,a)

    va  = pln.va(Sa,m)

    v   = va

    ai  = pln.ax(Sa,pln.EA(M,m),Ai)

    Sai = pln.Sa(M,m,ai)

    vi  = pln.va(Sai,m)

    SRP = pln.SRP(ai,vi)

    (Δm,Tf)  = imp.iMpact(m,ai,vi,margin)

    iE  = imp.iE(Sa,Sai)

    print(“< IMPACT IMFORMATION >”)

    print(” “)

    print(f”Sa = {Sa:.5e}je”)

    print(f”Ai = {Ai:.5e}je”)

    print(f”ai = {ai:.5e}km”)

    print(f”vi = {vi:.5e}km/h”)

    print(f”SRP= {SRP/(365*24):.5e}year ({SRP:.5e}hour)”)

    print(f”Tf = {Tf:.5e}hour”)

    print(f”Δm = {Δm:.5e}kg”)

    print(f”mx = {m+Δm:.5e}kg”)

    print(f”iE = {iE:.5e}je”)

    print(” “)

    return

#

# MAIN ROUTINE

#

#

#—– SUN —–

#

sun = SUN()

M = sun.m

#

#—– SATURN —–

#

imp = iMpact()

pln = SATURN()

prBase()

Ai  = 3.9018993407E+34

clImpact()

#

#—– EARTH – MOON 1 —–

#

ert = EARTH()

M   = ert.m

imp = iMpact()

pln = MOON()

pln.a = 356400

prBase()

Ai  = 1.2553914256E+28

clImpact()

#

#—– EARTH – MOON 2 —–

#

ert = EARTH()

M   = ert.m

imp = iMpact()

pln = MOON()

pln.a = 363400

pln.margin = 0

prBase()

Ai  = 5.7748974729E+28

clImpact()

【実行結果】

<===== SATURN     IMFORMATION   =====>

Mass     =5.68319e+26kg

a        =1.34982e+09km

ρ        =6.87000e+11kg/km3

margin   =1.62900e+02秒

< IMPACT IMFORMATION >

Sa = 7.24428e+35je

Ai = 3.90190e+34je

ai = 1.42667e+09km

vi = 3.47279e+04km/h

SRP= 2.94659e+01year (2.58121e+05hour)

Tf = 2.59077e+05hour

Δm = 4.21756e+24kg

mx = 5.72537e+26kg

iE = 3.90190e+34je

<===== EARTH-MOON IMFORMATION   =====>

Mass     =7.34767e+22kg

a        =3.56400e+05km

ρ        =3.34400e+00kg/km3

margin   =1.46441e+05秒

< IMPACT IMFORMATION >

Sa = 1.07784e+30je

Ai = 1.25539e+28je

ai = 3.60600e+05km

vi = 3.80767e+03km/h

SRP= 6.79270e-02year (5.95041e+02hour)

Tf = 5.99608e+02hour

Δm = 1.13225e+21kg

mx = 7.46090e+22kg

iE = 1.25539e+28je



土星の場合
Δm = 4.21756e+24kg 質量が増えて
近点移動 1.62900e+02秒 がおこります。

月の1回目の衝突の場合
Δm = 1.13225e+21kg 質量が増えて
近点移動 1.46441e+05秒 がおこります。

が計算結果からわかります。
月の2回目の衝突の場合は、みなさんで計算してみてください。

ブラックホールは蟻地獄?

ブラックホールは最近、国際研究チーム「イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)・コラボレーション」は、地球規模の電波望遠鏡ネットワークを使って、私たちが住む天の川銀河の中心にある巨大ブラックホールの撮影に初めて成功しました。

この画像は、EHTによる仮想望遠鏡(地球上の8つの電波望遠鏡を繋げて)で撮影したとのこと)
なんとも、すごい時代ですが!
画像が至るところにあるので、検索してみてください。

ところで、ブラックホールに落ちたらもうでられない!蟻地獄的な巷の噂が流れております。

そこで、その現象が正しいのか、検証してみます。

エンディラボ的解釈

考えるにあたって、
(1)中心性と光の静的エネルギーと動的エネルギーについて検討してみます。

こんな図を作ってみました。

光の動的エネルギーと静的エネルギーの関係

光の動的エネルギー(Ec)は不変なので、
下図の黄色い線のエネルギーを持っています。

①シュワルツシルツ半径の中(2Sa…Escape Static Energy)の外にある場合

中心星の影響は受けません

②光が、シュワルツシルツ半径の中(2Sa…Escape Static Energy)から 光基準軌道半径(ac)にある場合

中心星の影響圏になります

③光基準軌道半径(ac)の内側にある場合

光は入れません。

光基準軌道半径(ac)で、
静的エネルギーと動的エネルギーがバランスしているので、
その中では、バランスしなくなるので
光は光基準軌道半径(ac)のなかには入りません。(入れません?)

結果

acとss(シュワルツシルツ半径)の間で光は動くことになります。
その中を「ブラックホールリング」と呼ぶことにすると
光は、ブラックホールの周りを、リング状に見えることになります。

そして、ブラックホールに光が吸い込まれるのではなく、
入れてもらえないということになります。

ブラックホールと静的エネルギー、動的エネルギーは、下の図のような関係になります。


黒い丸がブラックホールです。
半径は基準軌道半径(ac)になります
シュワルツシルツ半径(ss)とacの間がブラックホールリングになります。
下の線が、静的エネルギー曲線とエスケープ静的エネルギー曲線になります。





重力は存在しないの証明手順

次の手順で証明をします。

(1)仮定


天体は、「静的エネルギー」と「動的エネルギー」のバランスによって、両方のエネルギーがバランスする方向に移動する。(これを「宇宙エネルギー構造」と呼ぶ事にします。)
●「静的エネルギー」は、2天体間の距離に反比例して、宇宙から供給されるエネルギー(中心天体方向に動く)
●「動的エネルギー」は、外部からの衝突、内部の爆発などによって、天体を動かすエネルギー(中心天体と反対の方向に動く)
●衝突によって、天体の質量が変化する

(2)証明項目


月のエキセントリックな軌道を、(1)の仮定だけで証明する。

●エキセントリックな軌道とは、遠点、近点の位置が一定ではない。

●8.85年で近点が一周する

(3)結論

●①天体は、円軌道上を動く
●②静的エネルギーと動的エネルギーのバランスする位置は基準軌道になる
●③天体同士の衝突により、動的エネルギーの変化により、基準軌道(②)が移動して、基準軌道を中心に振動をして、見かけ上楕円軌道になる(すべての楕円軌道にあてはまる)
●④近点移動は、衝突による質量が変化した事による振動周期(③)の変化(全ての近点移動にあてはまる)
●⑤遠点と近点が一定でないのは、月に小惑星が2度衝突して、うなり軌道になったため

【補足】
○①は、ケプラーの第一法則とは異なります(楕円軌道の特殊な形態が円軌道)
○④は、正しければ、アインシュタインの相対性理論の裏付けの水星の近日点移動が怪しいことになります
○⑤は、正しければ、月のエキセントリック軌道は、太陽の重力以外でも説明できたことになります。


宇宙エネルギー構造について(重力はない)

いままで、ニュートンやケプラーの法則から、『宇宙エネルギー構造』の理論を説明してきました。
おそらく、その方がわかりやすいのではないか。
また、現在ある理論を使った方が、間違った方向にいかないのでは無いか、
と思いそのように説明してきました。

しかし、

インパクトが少なくて、読む人(目に止まる人)が少ないというのが現状です。
兎角この様な話は、専門家にしか興味がないというのが、セオリーです。

というか、あまり広報していないのが原因のひとつですが。

なにはともあれ、
このサイトの意図としては、宇宙は力でバランスしているのではなくて、エネルギーでバランスしています!
ということをいいたいわけです。
どこが違うかというと、天体の軌道を力の作用反作用のバランスで考えるのか、または天体自身が保持しているエネルギーがバランスする方向に動くかということです。
力はそもそもその力はどうして働いているのか?ロープで繋がっているわけでは無いわけなのでもないのに。

という疑問が発生します。

エネルギーで考えると、天体自身が2つのエネルギーを持っていて、そのエネルギーと宇宙が与えてくれたエネルギーでバランスするところに天体が居座る、もしくは移動すると考えれば、見えないロープ?は必要無くなるわけです。

確かに、アインシュタインの様に、宇宙空間が天体の質量で歪んでいるっていう考えもあるかもしれませんが、それはそれで、重力レンズなので照明されているので、あえて否定はしませんが、重力レンズの効果が宇宙空間の歪み以外で起こるとすれば、それも疑わしいことになります。今のところ、アインシュタインの一般相対性理論以外では証明されていませんが。(ブログ「光もスイングバイ」を参照してみてください)

そこで、独自に理論を打ち立て、宇宙構造を解体したいと思います。

それが「宇宙エネルギー構造理論」です。


コンテンツは、こんな感じです。


結論から言うと

タイトル『重力は無いですよ!』

です。

それでは、ニュートンの「プリンキピア」風に仮定と定義を記述します。

—————————————————————————–
【仮定1】(「宇宙エネルギー構造」)
 宇宙の静的エネルギー(S)と天体の動的エネルギー(A)は、2天体間でバランスする。
  【補足】
    ●「静的エネルギー」は2天体間で発生する宇宙空間のエネルギー。
     (2天体間の距離が大きくなるほど小さくなる)
    ●「動的エネルギー」は天体が動くために天体自身に保持しているエネルギー。
     (天体の速度が速くなるほど大きくなる)

【仮定2】「軌道慣性の法則」
 「親」の静的エネルギーと動的エネルギーは「子」に継承する。(親子関係)
 親子関係は必ず存在して、天体は「ツリー構造」になっている。(=すべては2体問題で解決)
  【補足】
    ●2天体の質量の大きい天体を「親」、質量の小さい天体を「子」とする

【仮定3】(「基準軌道」)
 S(「静的エネルギー」) = A(「動的エネルギー」)の位置(a…基準軌道半径)で、円軌道上を「子」は移動する。

【仮定4】(「基準軌道移動」)
 「子」に他の天体などが衝突した場合、「子」の動的エネルギーが変化し、静的エネルギーと動的エネルギーがバランスする方向に移動する。そして、「基準軌道半径」が移動する

【仮定5】(「衝突振動」)
 「基準軌道移動」が発生すると、移動先の「基準軌道半径」を中心に、近点または遠点からの距離を振幅に振動する。

【仮定6】(「近点移動」)
「公転周期」と「振動周期」が異なる時に近点移動が発生する。
基本は「公転周期」=「振動周期」ですが、衝突などにより、天体の質量が変化すると、
振動周期が変化し、「公転周期」と「振動周期」が異なり、近点移動が発生する。

—————————————————————————-

【定義1】(静的エネルギーの大きさ)
 S=Em x (ac/a)

  Em:質量mの質量エネルギー(mc2
  sc:光速時の基準軌道半径
  a : 基準軌道半径

【定義2】(「動的エネルギー」の大きさ)
 A=Em x (v/c)2

  Em:質量mの質量エネルギー(mc2
  v:天体の速度
  c:光速度

【定義3】(「公転周期(T)」)
「子」が「親」の周りを1周回る時間

【定義4】(「振動周期(TA)」)
「子」が「親」の周りを、近点から近点、または遠点から遠点まで戻ってくるまでの時間


を、前提として、「重力はない」へと論破したいと思います。




最近ちょっと宇宙構造

今まで、「静的エネルギー」と「動的エネルギー」は周回天体が保持していることは、
前ブログで述べてきました。
それらのエネルギーの供給元は、「動的エネルギー」は周回天体の速度というのは明確でした。
しかし「静的エネルギー」はやんわりと宇宙空間からって考えていました。

今日、昔の資料を整理していたら、次の図が出てきた

確か2015年くらいに考えていたことだと思うけど、
そういえばこの図を書いたときには、
「位置エネルギー」(高校物理の位置エネルギーとは違う)を考えて、
そこから「静的エネルギー」にエネルギーが供給されたって考えたんだった。
アインシュタインの一般相対性理論の空間の歪みが位置エネルギーを発生させると考えると、
意外にしっくりくる。

位置エネルギーP(a)は、
中心天体と周回天体によって、
質量エネルギー(EM+Em)によって歪んだ宇宙空間の歪みから作られると考えると、
宇宙エネルギー構造(Em(ac/a)=Em(v/c)^2)が納得できる。どうでしょうか。

2022/10/24 追加

その後「位置エネルギー」は「静的エネルギー」という名称にしたのだった。
さらに、アインシュタインの宇宙空間の歪みが重力は違っているという結論に達したのだった。