[DarkAlchemy]

Miało być o Pasie Planetoid między Marsem a Jowiszem, ale wyszło, że wpis będzie o punktach libracyjnych, zwanych też punktami Lagrange'a.

Jest to bardziej fizyka niż czysta astronomia i ciekawostki, ale pozwala nam to na wyjaśnienie kilku zjawisk, takich jak np. Trojańczycy goniący Greków. Czym więc jest ten punkt Lagrange'a (wolę tę nazwę niż punkt libracyjny)?

Wyobraź sobie satelitę geostacjonarnego. Zapewne wiesz co to jest. Satelita, który znajduje się stale nad jednym punktem na naszej planecie. Satelity GSM, telewizyjne i wiele innych korzystają właśnie z dobrodziejstw tej orbity. To teraz wyobraź sobie satelitę badawczego. Nasz mały kolega został wysłany z ważną misją obserwacji Słońca, a imię mu nadali SOHO. Został on wysłany na orbitę okołosłoneczną (czyli już nie okrąża Ziemi, a naszą gwiazdę). Ale chwila, chwila... Skoro okrąża Słońce to w jaki sposób nie jest nigdy przez nie zakrywany? Przecież znajduje się na innej orbicie, a jak mówi nam trzecie prawo Keplera (trochę matematyki teraz): T1^2/a1^3=T2^2/a2^3, czyli, ułamek złożony z czasu obiegu ciała wokół Słońca (T) i jego średniej odległość od Słońca (a) [oczywiście w odpowiednich potęgach], dla dwóch różnych ciał jest zawsze taki sam. Więc, jeśli ciało posiada inną orbitę, to musi też poruszać się po niej z inną prędkością. Oznaczałoby to, że albo Ziemia będzie szybsza od satelity, albo satelita od Ziemi. Niezależnie od wyniku, będzie musiał nastąpić moment, kiedy Słońce stanie między naszym dzielnym kolegą, a centrum dowodzenia u nas (obraz literowy: SOHO-------SŁOŃCE---------ZIEMIA -> jak widać Słońce zasłania nam widoczność). A nie możemy sobie na to pozwolić! Co teraz?

Na szczęście nasz kolega znajduje się w układzie odniesienia składającym się z trzech ciał. Siebie, Ziemi i Słońca. Zakładając pomijalną masę naszego satelity (no kto by to porównywał do masy Ziemi, a co dopiero Słońca), istnieje wyjście z tego impasu. Są to właśnie punkty Lagrange'a. W układzie Ziemia-Słońce istnieje PIĘĆ takich punktów (wszystkie zaznaczone na obrazku). Są to punkty, w których oddziaływania grawitacyjne Słońca i Ziemi na nasz obiekt odpowiednio się układają, pozwalając naszemu obiektowi na utrzymanie stabilnej pozycji w danym punkcie. Może teraz trochę wyjaśnień dlaczego te punkty znajdują się właśnie tam:

L1 - Punkt L1 znajduje się przed Ziemią, czyli ciało powinno się poruszać szybciej wokół Słońca niż my. Jednak przyciąganiu grawitacyjnemu Słońca przeciwstawia się nasza planeta, niejako ciągnąc obiekt w punkcie L1 w swoim kierunku. Dzięki temu zwalniamy jego prędkość obiegu i BUM! Mamy stałą pozycję w układzie Ziemia-Słońce. Właśnie w tym punkcie wylądował nasz kolega, SOHO, a dokładniej na orbicie wokół niego.

L2 - Ciało, które znajduje się na orbicie o większej wielkiej półosi (czyli, po ludzku, o większym promieniu) powinno się poruszać z mniejszą prędkością wokół Słońca niż Ziemia. Jednakże poza przyciąganiem naszej gwiazdy, jest ono również przyciągane przez Ziemię, co dodaje mu "napędu" i mimo większej orbity, jego okres obiegu wokół Słońca jest równy... rokowi ziemskiemu.

L3 - Punkt dosyć niepozorny i mało potrzebny. Znajduje się on dokładnie po drugiej stronie Słońca, coś a la Alter Ziemia. Trudno znaleźć dla niego zastosowanie (co nie znaczy, że nie może mieć zastosowań), z uwagi na Słońce, które by ciągle stało na drodze przy przesyle danych.

L4 i L5 - Jeśli zastanawiałeś się o co chodzi z tymi Trojańczykami i Grekami to właśnie nadszedł czas na wyjaśnienia. Punkty L4 i L5 są stabilne z uwagi na przesunięcie środka obrotu ciała z centrum Słońca na punkt nieco poza nim. Właśnie w punktach L4 i L5 największej planety naszego układu, Jowisza, znajdują się dwie grupy planetoid, Trojańczycy i Grecy. Trojańczycy stale "gonią" Greków po orbicie planety, ale nigdy nie mogą ich dogonić, właśnie z uwagi na znajdowanie się w punktach Lagrange'a. Dla siebie są one nieruchome, więc ten pościg będzie trwał dopóki nie zakłóci go jakieś oddziaływanie z zewnątrz. Są to także jedyne stabilne punkty Lagrange'a, czyli ciało pozostawione tam samemu nie powinno odlecieć w przestrzeń.

Wiem, że temat nie jest łatwy i może powodować bóle głowy, ale moim zdaniem jest to interesująca ciekawostka, ponieważ pozwala nam wyjść z błędnego założenia, że wszystko znajdujące się na tej samej orbicie co Ziemia miałoby taką samą prędkość obiegową wokół Słońca. Nie, bo już wtedy nie działamy w układzie Obiekt-Ziemia, lub Obiekt-Słońce, a w układzie Obiekt-Ziemia-Słońce.

Oczywiście punkty Lagrange'a występują w praktycznie każdym układzie podwójnym, jak np. Ziemia-Księżyc czy Jowisz-Ganimedes.

Pozdrawiam!

Tagi: #kosmos #astronomia #mirkokosmos #ciekawostki #fizyka

[Messix]

Znowu to samo?

[DarkAlchemy]

@Messix: tamto wywaliłem, bo błąd był ;-)

[C.....7]

@DarkAlchemy: Gdy przeczytałem "punktami Lagrange'a" to w głowie zaczęło mi automatycznie grać ten motyw:

[Elveen]

@DarkAlchemy: A co z wpływem grawitacji Merkurego i Wenus, które są "po drodze"?

[DarkAlchemy]

@Elveen: Oczywiście, też mają wpływ, ale już mniejszy od naszej Ziemi czy Słońca. Wiadomym jest, że jeśli mielibyśmy przyjmować wszystkie zmienne i dane, to pozycje punktów uległyby przesunięciu, ale z dużą dozą prawdopodobieństwa można pominąć wpływ Merkurego czy Wenus, chociaż punkty L4 i L5 w układzie Ziemia - Słońce bywają nazywane niestabilnymi właśnie z uwagi na oddziaływania tych planet. Punkty L1 i L2 znajdują się w odległości ok. 1500000 km od

[sciana]

Zna ktoś jakieś dobre punkty libacyjne?

[DarkAlchemy]

@sciana: Mgławica G34.3, alkoholu nigdy nie zabraknie (⌐ ͡■ ͜ʖ ͡■)

[K.....s]

@DarkAlchemy: Świetne! Kompletnie nie znałem tematu.

[Elveen]

@DarkAlchemy: Ok, dzięki. :)

[e.....i]

@DarkAlchemy:

Satelity GSM (...) korzystają właśnie z dobrodziejstw tej orbity.

Yyy?

[DarkAlchemy]

@exti: Dobra, zły skrót myślowy. Chodziło o satelity telekomunikacyjne (╯︵╰,)

[nawon]

@DarkAlchemy: Masz może dostęp do trójwymiarowej mapy układów grawitacji między Ziemią a słońcem ?

[DarkAlchemy]

@nawon: Nie posiadam, jedyne co znalazłem co odwzorowuje działania grawitacyjne to ten obrazek z wiki

[prusi]

@nawon: powiedz co chcesz otrzymać, może coś pomyślimy :)

[jestemprawnikiemzaufajmi]

O co chodzi że teraz ciągle ciekawostki o kosmosie mireczki wrzucają?

[FanNWO]

Ja tam jestem zwolennikiem teorii elektrycznego kosmosu. Tam się wszystko zgadza bez uciekania się do ciemnej materii, która najprawdopodobniej nie istnieje. Jak i też wprowadzania super masywnych czarnych dziur, wymaganych w modelu bazującym na grawitacji.

[szaqal]

@jestemprawnikiemzaufajmi: jest popyt jest podaż ( ͡° ͜ʖ ͡°) mnie to osobiście śmieszy co tu się ostatnio #!$%@?

[nawon]

@prusi: Zastanawiałem się czy ESA lub NASA próbowała symulować całość czasoprzestrzeni układu słonecznego a nie tylko tor lotu dla konkretnych misji

[prusi]

@nawon: wszystko zależy od dokładności modelu, nie jest możliwym symulowanie całości z taką dokładnością jak można to zrobić z konkretną misją, ale mniej dokładnie jak najbardziej da się to zrobić.