Демократия в Космосе зависит от Закона всемирного тяготения

Поскольку данный закон, как показала практика, не совсем демократичен, то следует уточнить физические параметры.

R=2,876679082·10¹² м – большая полуось

m=8,6832·10²⁵ кг – масса

V=6,833·10²² м³– объем

r=2,5362·10⁷ м – радиус

v=6,81·10³ м/с – орбитальная скорость

g=8,87 м/с² – ускорение св. падения

Т=2,65121856·10⁹ с – сидерический период обращения

Θ=76 К – температура, уровень 1 бара [1].

По закону всемирного тяготения физические параметры планет связаны с их массой. В Космосе, где небесные тела находятся в разной удаленности от Солнца и имеют  разную температуру, данный закон работает не корректно, в этом мы убеждались неоднократно. Поэтому, прежде всего, необходимо вычислить массу планет, а затем уточнить их физические параметры. Чтобы определить массу Урана необходимо воспользоваться орбитальными параметрами одной из лун Урана. Возьмем самый крупный спутник Титанию, восьмой по величине среди всех спутников в солнечной системе. Радиус окружности, по которой движется Титания, равен 4,3591·10⁸ м, а период его обращения равен 8,71 дня (7,52544·10⁵ с) [2].

(1)

Энергетический коэффициент (G_E) для Урана с учетом его температуры 76 К, которая соответствует давлению в 1 бар.

(2)

Масса Урана увеличилась в 3,8 раза.

Отсюда плотность Урана.

ρ=M/V=3,3342·10²⁶ кг/6,833·10²² м³=4879 кг/м³                                                                     (3)

Плотность вещества Урана возросла и приблизилась к плотности планет земной группы, что дает основание полагать о массивном и плотном ядре Урана.

Уточним силу притяжения с новыми значениями масс Солнца и Урана по закону всемирного тяготения. Предварительно вычислим гравитационный коэффициент между планетой и звездой.

(4)

(5)

Ускорение свободного падения на Уране близко к земному.

(6)

Уточним силу притяжения по второму закону Ньютона

(7)

Для совпадения результатов по формулам (5) и (7) необходимо в (7) ввести поправочный (тепловой) коэффициент К [3] его значение равно 0,95.

К=5,152·10²¹/5,375·10²¹=0,95

Для сравнительного анализа сведем вновь полученные данные и справочные в таблицу 1.

Таблица1.

Уран	Масса, М (кг)	Энергетический коэффициент, GE	Ускорение своб. падения, g (м/с2)	Плотность, ρ (кг/м3)
Параметры новые	3,342·1026	1,73·10-11	8,96	4879
Параметры справочные	8,6832·1025	G (Нм2/кг2) 6,67·10-11	8,87	1270

Уран самая холодная планета

Минимальная температура на газовой поверхности Урана составляет 49 К (-224° C), что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает ураганные бури.

Уран рассеивает теплоту меньше других планет. Весьма характерное сравнение с Нептуном, который близок по размерам, но находится на более удаленной от Солнца орбите. Источник [4] указывает, что «Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, а Нептун излучает в 2,61 раза больше». Это обстоятельство стало для ученого мира очередной загадкой. На данный момент существует две гипотезы, пытающиеся объяснить  холодный мир Урана. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. По второй гипотезе предполагается, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность [4].

На мой взгляд, обе гипотезы не состоятельны. По первой гипотезе, если Уран и подвергся ударному действию огромного космического объекта, то он бы не то что не потерял свое тепло, а наоборот, теплоты бы только прибавилось. По второй версии существования внутреннего теплового барьера. На Земле есть хорошие природные теплоизоляторы, например, кора пробкового дерева или шерсть животных. Для того чтобы опоясать подобными теплоизоляторами (схожими по тепловым свойствам) такую огромную планету, как Уран, это конечно не возможно. Но, если гипотетически представить, что в Уране присутствует тепловая барьерная сфера, то куда должно деваться внутреннее тепло данной планеты? Оно должно накапливаться, т.к. такое огромное небесное тело должно тепло генерировать. Тогда, спустя определенное время, тепловая оболочка должна расшириться и лопнуть. Если она сверхпрочная и плотная, то Уран должен был бы давно взорваться.

Поэтому, в Уране нет никаких тепловых барьерных сфер. Тогда где теплота? Здесь также две версии: 1) либо ошиблись при измерениях, 2) либо атмосфера Урана обладает повышенной теплопроводностью, например, как на спутнике Сатурна Титане.

Магнитное поле Урана

 Рис. 1. Расположение магнитных диполей планет относительно осей вращения.

До 1986 года, перед исследованием «Вояджера-2», предполагалось, что магнитное поле Урана соответствует направлению солнечного ветра. В этом случае геомагнитные полюса должны были бы совпадать с географическими, которые лежат в плоскости эклиптики. Измерения «Вояджера-2» позволили обнаружить у планеты весьма специфическое магнитное поле, ось которого на 1/3 радиуса удалена от геометрического центра и наклонена на 59 градусов относительно оси вращения. Т.е. магнитный диполь смещён от центра планеты к северному географическому полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты. Эта асимметрия приводит к тому, что напряжённость магнитного поля на поверхности в южном полушарии может составлять 0,1 гаусса, тогда как в северном полушарии может достигать 1,1 гаусса (рис. 1). [5].

Магнитное поле Урана формируется в определенной части мантии и это является очередной загадкой для астрофизиков. Необычное магнитное поле Урана работает независимо от оси вращения планеты и положения ее ядра. Кроме Урана, аналогичное смещённое и «накренившееся» магнитное поле также наблюдается и у Нептуна, в связи с этим, в ученом мире, существует мнение, что такая конфигурация является характерной для ледяных гигантов.

На мой взгляд, дело не в специфике строения ледяных гигантов. Например, у планеты Земля ось магнитного диполя также не проходит через геометрический центр вращения и также удалена от него на расстояние почти на 1/4 радиуса планеты (1545 км) [6]. Тем не менее, во всех учебниках физики представлена, как основная теория – «теория гидромагнитного динамо», которая утверждает, что магнитное поле формируется в ядре. Каким образом магнитное поле может формироваться в ядре, если магнитная ось проходит почти по касательной к данному ядру?

Относительно аномального смещения магнитного диполя Урана и его магнитосферы в целом. Аномалия возникает, в основном по двум причинам: 1) длительный период обращения вокруг Солнца (84 земных года), 2) расположение оси вращения (98° от вертикали). Период, в течение которого одно полушарие полностью и непрерывно освещено Солнцем, длится 42 года. Этот период длительного дня или лета. Другое полушарие в это время пребывает в полной темноте и при самой низкой температуре (зима). Несмотря на удаленность от Солнца освещенное полушарие подпитывается солнечной энергией, которая растягивает атмосферу этого полушария, которая становится разреженней, возможно через эту полусферу и утекает теплота планеты. В результате в расплавленной мантии вокруг ядра возникает температурный градиент и разность давлений, что заставляет магму перемещаться по тороиду вокруг ядра. В процессе движения происходит трибозарядка в смежных слоях магмы, вызывая пульсирующий ток в виде разрядных молний, которые индуцируют магнитное поле.

Кроме того, структура магнитного поля имеет ярко выраженный квадрупольный характер. То есть фактически магнитное поле Урана имеет 4 полюса,  два северных и два южных полюса. Такая необычная геометрия приводит к очень асимметричному распределению напряженности магнитного поля в разных полушариях планеты.

Смещение диполя в сторону южного магнитного полюса означает, что ядро с расплавленной магмой смещено относительно геометрического центра в сторону неосвещенного полушария. Точнее сказать, смещена атмосфера относительно массивного ядра. Т.е. из-за продолжительного нагрева одного полушария возникает дисбаланс атмосферы относительно массивного ядра. На это указывает аномальное расположение магнитного диполя планеты Уран.

Источники

1. Уран, Википедия /URL: https://goo.gl/LGUCf1
2. Титания, Википедия / URL: https://goo.gl/oZcZvJ
3. Ершов Г.Д., Меркурий планета, Гравитация / URL: http://gennady-ershov.ru/planety/merkurij-planeta.html
4. Pearl J.C., Conrath B.J., Hanel R.A., Pirraglia J.A. The Albedo, Effective Temperature, and Energy Balance of Uranus as Determined from Voyager IRIS Data. Icarus 84: 12-28, 1990
5. Магнитосфера Урана, Galspace / URL: http://galspace.spb.ru/index416.html
6. Ершов Г.Д., Магнитное полюса Земли, Гравитация / URL: http://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnye-polyusa-zemli.html

Назад  Вперед