¿Qué es lo que hace que la materia rote/gire/orbite inicialmente?

Question

¿Qué es lo que hace que la materia rote/gire/orbite inicialmente? Lo único que encuentro es la afirmación de que en el espacio las partículas de polvo/gas/materia se contraen en un disco giratorio debido a la gravedad (para formar estrellas, sistemas solares, galaxias, etc.), sin que se explique por qué comenzó el giro. Veo mucho sobre la conservación del momento angular, pero todas estas discusiones suponen que el "giro" ya existe. ¿Qué causó el giro en primer lugar? ¿No debería la gravedad simplemente atraer a las partículas de polvo, gas o materia a lo largo de una trayectoria recta hasta que colisionen, como hace un imán con un clip? El imán no hace que el clip gire a su alrededor, y si me caigo de un edificio, no doy vueltas alrededor de la tierra. Caigo en una trayectoria recta hasta chocar con la tierra. ¿Qué me falta?

Answer 1

El Universo comienza como una distribución de materia casi perfectamente lisa con pequeñas perturbaciones en las distribuciones de densidad y velocidad a través de ella. Si se escoge cualquier región de este Universo primitivo, es casi seguro que tiene un momento angular, o en otras palabras, tiene un movimiento de giro neto lento. A medida que la materia colapsa bajo la gravedad, el momento angular se conserva y el giro lento de un objeto grande se convierte en el giro rápido de un objeto más compacto. Esto es análogo a girar en una silla con los brazos extendidos y luego meterlos hacia dentro: se gira más rápido.

Answer 2

Si invierte su pregunta, la respuesta será obvia. Usted escribe no explanation as to why the spin began . Intenta pensar en el otro sentido: ¿qué significaría un giro cero? Significaría que dos objetos bastante aleatorios tienen su velocidad relativa dirigida exactamente en la misma dirección que el vector que une sus centros de masas. Lo cual es bastante improbable si se consideran dos objetos con velocidades aleatorias.

The magnet does not make the paper clip revolve around it sólo porque el campo magnético no es la gravedad y if you fall off of a building, you don’t spin around the earth sólo porque 1) la Tierra es bastante grande comparada con un edificio 2) no caes simplemente en alguna dirección aleatoria con alguna velocidad aleatoria sino que empiezas a caer con velocidad cero (lo cual es bastante improbable). Si tomas un edificio algo más grande que la Tierra y saltas desde lo alto en alguna dirección aleatoria, lo más probable es que lo harás.

Answer 3

Kyle tiene la respuesta correcta a lo que causa que la vuelta en el primer lugar (pequeño perterbations en el universo temprano) pero en respuesta a tu otra pregunta:

• La gravedad atrae la materia a lo largo de un camino recto, es la combinación de momento lineal y la fuerza de gravedad que genera la fuerza centrífuga, la cual produce una órbita. Pensar sobre el agua en un balde que se mueva por encima de su cabeza, se queda en el cubo de agua debido a las fuerzas centrífugas, que no vuela lejos debido a la fuerza de su brazo (otros análogos a la de la gravedad), y sigue girando, debido a su impulso.

• El imán y la caída de los ejemplos sólo parecen romper las reglas porque de la diferencia de escala. Considere la posibilidad de que el clip no se órbita el imán de las fuerzas gravitacionales. Para cualquier fuerza de atracción, la velocidad que se requiere para producir una órbita debe ser exactamente el balance de la centrífuga y atractivo (centripital) fuerzas; demasiado rápido, y la órbita se convierte en hiperbólico, demasiado lento, y los objetos que chocan. En cualquier caso, es el componente de movimiento tangencial a la fuerza de atracción que importa. Para usted a la órbita de la tierra a una distancia de la altura de un edificio, usted tendría que estar viajando a velocidades hipersónicas en una dirección horizontal; lo mismo para el clip y el imán.

Sucede que acabo de terminar de leer un buen libro que camina a través del cambio de mentalidad que permitió a la ciencia moderna para desarrollar estos conceptos. Usted podría estar interesado.

Ejemplo

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Como se puede ver en el artículo sobre centripital fuerza se mencionó anteriormente, la aceleración de un objeto en movimiento circular uniforme es:

$ a = \frac{v^2}{r} $

La solución para $v$ le da:

$ v = \sqrt{a r} $

Sabemos que la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra es de aproximadamente 9.8 m/s^2 y podemos ver que el radio de la Tierra es de unos 6.000 km. Poner esto juntos, vemos que la velocidad horizontal que se iba a producir un centripital fuerza lo suficientemente importante como para mantener una órbita en la superficie de la Tierra sería:

$ v = \sqrt{9.8 \frac{m}{s^2} \cdot 6,000,000 m} $

$ v \approx 7,500 \frac{m}{s} $

Dada la velocidad del sonido en el aire seco de 350 m/s, que significa que usted tendría que saltar fuera de que la construcción en más de 20 mach horizontal a la tierra a la órbita.

Answer 4

¿no es debido a la masa? la superficie al ser más ligera que el núcleo tendría que viajar más rápido forzando al cuerpo a girar. no estoy muy seguro pero creo que todo ha viajado la misma distancia en el espacio pero cuanto más ligera es la masa más larga es la ruta que se toma (girando alrededor de objetos más pesados). como el soldado travieso corriendo en círculos alrededor de los marchantes sólo cubre la misma distancia pero viaja mucho más lejos.

Espero que esto tenga sentido.