Es la Tierra el centro del Sistema Solar?

Question

Bien chicos, así que me atrajo a usted con el título. Ahora, prefacio a la pregunta, soy plenamente consciente de la obra de Copérnico, así como los conceptos de Heliocentrism y Baricéntrico de Coordenadas. Tengo una maestría en Ingeniería, y han tomado un curso en la dinámica y la cinemática. Es con esta experiencia que surja esta pregunta.

Cuando el estudio de los cuerpos en movimiento, es la costumbre de elegir un estacionario marco de referencia para la base de sus cálculos. Puesto que el Sol es muy masiva en comparación con el resto de los cuerpos planetarios, el baricentro del Sistema Solar (el inmóvil origen de la elección) está muy cerca (y a menudo en el interior) el sol. Por eso solemos decir que todos los planetas giran alrededor del Sol.

Aunque esto sin duda simplifica los planos de las órbitas planetarias, lo que permite su mayoría no-intersección de elipsoides en el modelado, la base es el marco de referencia, para todos los intentos y propósitos, arbitraria. Todo movimiento es relativo al observador, por lo que quién dice que no podemos definir el origen en el centro de la Tierra? Seguro, los niños ya no serían capaces de hacer los modelos de trabajo de las perchas y bolitas de Poliestireno, pero no las ecuaciones de movimiento siguen siendo los mismos?

He estado buscando en línea para un vídeo o gif, la que ilustra este principio, pero no fue capaz de encontrar a alguien que se tomó el tiempo para hacerlo. Yo estaría muy interesado en ver lo que las órbitas en realidad parecía como si nos re-definido el marco de referencia estacionario desde el baricentro al centro de la tierra. Estoy seguro de que las órbitas sería bastante rad! Tanto como la 1:40 en este Sistema Solar, la Órbita de Vídeo.

Hay algo que me falta, que teóricamente nos impide hacerlo?

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Editar:

Ah hah! Finalmente encontré un video que muestra esta simulación.

Answer 1

Ciertamente podría definir su origen de coordenadas a ser el centro de la Tierra. Sería un poco complicado, ya que esto podría no ser un sistema inercial de referencia, por lo que no sería ficticia fuerzas (o de las fuerzas de Coriolis). Es decir, las ecuaciones de movimiento ya no tienen el mismo aspecto.

Uno de los motivos de la norma baricentro marco de referencia es útil porque no hay fuerzas externas que actúan sobre nuestro Sistema Solar. (Bueno, no se, es por ello que la órbita de la galaxia, por ejemplo, pero por lo general podemos ignorar tales fuerzas.) Y porque no hay ninguna fuerza neta, no hay aceleración total, lo que significa que el baricentro marco es inercial.

Pero no es un problema para transformar sus coordenadas. Por ejemplo, si $\vec{x}_{\text{E-S}}(t)$ $\vec{x}_{\text{M-S}}(t)$ representan las posiciones de la Tierra y de Marte con respecto al Sol, a continuación, $\vec{x}_{\text{M-E}}(t) = \vec{x}_{\text{M-S}}(t) - \vec{x}_{\text{E-S}}(t)$ representa la posición de Marte en relación a la Tierra. Usted está diciendo que usted desee volver a escribir las ecuaciones en función de la cantidad de $\vec{x}_{\text{M-E}}(t)$. Para ello, basta con sustituir $\vec{x}_{\text{M-S}}(t)$$\vec{x}_{\text{M-E}}(t) + \vec{x}_{\text{E-S}}(t)$, así que vas a tener estos "ficticios" términos de $\vec{x}_{\text{E-S}}(t)$ todo el lugar. Eso es aceptable, pero probablemente no va a ser fácil ni particularmente útil para resolver las ecuaciones.

Y si usted también quiere mantener la Tierra todavía en su nuevo marco de referencia (como en el video), entonces también tendría que girar las coordenadas, lo cual implicaría estándar de Coriolis efectos. Estás empezando a ver por qué nosotros no suelo hacer esto. Pero las órbitas sin duda sería bastante rad. De hecho, como observadores en la Tierra, en realidad se ve cómo se verían, y es por eso que vemos aparente movimiento de retroceso.

Answer 2

De vuelta antes de Copérnico (O más bien, antes de que su opinión fue aceptada), estamos acostumbrados a pensar que la tierra era el centro de nuestro sistema solar.

Por lo tanto, si usted busca para esos modelos, se pueden encontrar ejemplos como:

Este es, por supuesto, basado en observaciones, más que en los cálculos, pero representa la complicación de la solución, no obstante. (Imagen tomada de wikipedia)