Hvordan lader tyngdekraften os måle masser af astronomiske kroppe?

Newtons lov om universel gravitation

* Hvert objekt i universet tiltrækker ethvert andet objekt med en kraft, der er proportional med produktet af deres masser og omvendt proportional med kvadratet i afstanden mellem deres centre.

Dette betyder:

* tungere genstande har stærkere tyngdekrafttræk.

* Objekter tættere på hinanden oplever stærkere gravitationsattraktion.

måling af masse ved hjælp af tyngdekraften

1. orbital bevægelse:

* Planeter og måner Orbit stjerner og planeter på grund af tyngdekraften. Ved at observere orbitalperioden (hvor lang tid det tager at gennemføre en bane) og orbitalradius (gennemsnitlig afstand fra det centrale legeme), kan vi beregne massen af ​​det centrale organ ved hjælp af Keplers tredje lov.

2. gravitationsforstyrrelser:

* Gravitationstrækket af et massivt legeme kan lidt forstyrre kredsløbene fra andre genstande. Ved at observere disse afvigelser kan vi estimere massen af ​​det forstyrrende legeme. Sådan kan vi måle massen af ​​planeter og endda usete genstande som Dark Matter.

3. Doppler -skift:

* Gravitationstrækningen af ​​et massivt legeme forårsager en let rødskift i lyset, der udsendes fra nærliggende stjerner. Dette er kendt som tyngdekraften rødskift. Ved at måle denne rødskift kan vi estimere objektets masse.

4. gravitationslinse:

* Massive genstande kan bøje lyset til lys, der passerer i nærheden, hvilket får den til at virke forvrænget eller forstørret. Dette fænomen kaldes gravitationslinse. Ved at analysere formen og størrelsen på det linsede billede kan vi estimere massen af ​​linseobjektet.

Eksempler:

* Jordens masse: Ved at observere månens orbitalperiode og afstand kan vi beregne Jordens masse ved hjælp af Keplers tredje lov.

* Jupiters masse: Ved at observere orbitalperioder og afstande af Jupiters måner kan vi beregne Jupiters masse.

* sort hulmasse: Gravitationslinsering og Doppler -skift observeret nær sorte huller giver astronomer mulighed for at estimere deres massive størrelser.

Konklusion

Tyngdekraften er et kraftfuldt værktøj til at forstå universet. Ved at observere tyngdekraften af ​​himmellegemer kan vi måle deres masser og få indsigt i deres sammensætning og udvikling.