THEMA: Umlaufbahn - Planetensystem

Warum halten sich die Planeten schon so lange auf ihren Umlaufbahnen um die Sonne?

Also die Sonne hat ja laut Physik eine Masse, welche die Planeten per Gravitation in ihren jeweiligen Umlaufbahnen hält.
Aber nun ist es doch so, dass die Sonne permanent Masse in Energie umwandelt, und in Form von Sonnenwinden sogar noch Teilchen ringsum ins All verteilt. Wenn die Sonne das jetzt wirklich seit 4,3 Mrd. Jahren tut, warum kreist die Erde noch immer brav um die Sonne?

Müsste der Masseverlust nicht mittlerweile schon dazu geführt haben, dass die Gravitation sinkt und die Erde somit nicht mehr "fest genug" gehalten werden kann, um in der Bahn zu schweben, in der die Erde aber nunmal schwebt?

die strahlung eines sterns, und somit der masseverlust steht in keinem großen verhältnis zur gesamtmasse.
die sonne fusioniert im inneren helium und die gravitation wirkt diesem fusionsdruck nach außen entgegen.
das mit der gravitation musst du dir so vorstellen: alle planeten fallen im prinzip in die sonne und die flugrichtung der planeten wirkt gegen dieses "hineinfallen".

beispiel ISS:
rein rechnerisch reicht die entfernung der ISS zur erde nicht aus, dass man auf der ISS schwerelos wäre, man würde noch eine deutliche gravitative anziehung spüren. man denke da an felix baumgartner und seinen sprung.
die ISS fällt sozusagen permanent auf die erde und doch wieder nicht, weil sie mit nem affenzahn unterwegs ist.
die schwerelosigkeit auf der ISS entsteht also durch freifall, nicht durch abwesenheit von masse!

desweiteren gilt das gesetz der impulserhaltung.
was die sonne gravitativ in den letzten mrd jahren ausgerichtet hat ist das abbremsen der planetenrotation.
vor ein paar mrd jahren drehte sich beispielsweise die erde viel schneller und ein tag dauerte nur wenige stunden.
genauso verhält es sich auch mit monden, unser mond hat sich auch mal gedreht, nun ist er "synchronisiert" und dreht sich genau einmal, während er die erde umkreist, daher zeigt er uns immer nur eine seite. the dark side of the moon war für uns lange ungreifbar, bis die ersten sonden um das teil flogen.

desweiteren muss man dazu sagen, dass die sonne 99,86% der gesamtmasse(!) des sonnensystems ausmacht, die planete sind also sehr viel leichter, selbst wenn man alle massen zusammenzählt. gewissermaßen passen sich die planeten bei masseänderungen an und die bahngeschwindigkeit verringert sich.
gravitation ist ohnehin zwar nicht abschirmbar und hat eine unendliche reichweite, dennoch fällt sie mit dem quadrat des abstands ab, also 1/r².

würden die planeten stehen wäre es sehr ungemütlich und alles würde sofort in die sonne stürzen und nur bei stillstand der planeten würdest du etwas von der sonnengravitation spühren, da die planeten aber permanent fallen, sind auch die planeten quasi (=scheinbar/nicht wirklich) schwerelos und erzeugen durch ihre eigenmasse die schwerkraft, die wir als menschen hier spüren.
geben die planeten zu viel gas, würden sie nicht mehr fallen sondern den fall abbremsen, bis es letztlich nach außen geht, das nennen wir dann fluchtgeschwindigkeit.
ist die geschwindigkeit richtig gewählt erhält man einen orbit.

Zunächst einmal vielen Dank für die gute Antwort. Das mit der Fliehkraft habe ich ja verstanden. Aber ist es nicht so, dass die Sonne permanent Licht/Energie in ungeheurer Menge in alle Richtungen aussendet? Durch E=MC² ist aber doch ausgedrückt, dass "diese" Energie aus der Masse entsteht, die bei der Fusion übrig bleibt. Somit müsste die Sonne doch schon seit Mrd. von Jahren Masse verloren haben. Dazu kommen dann ja auch noch die starken Sonnenwinde, welche auch wieder Masse darstellt, welche die Sonne andauernd verliert.

Also ich stelle mir eine Kraft vor, mit der die Sonne die Erde anzieht. Wird diese Kraft zu schwach, würde die Erde aus der Bahn ausbrechen und im All verschwinden. Würde die Masse der Sonne zunehmen, würde die Erde stärker angezogen werden. Vllt. würde die Erde dann kompensieren, in dem sie einfach etwas schneller um die Sonne fliegt und gut, und umgekehrt etwas langsamer, wenn die Sonne an Masse verliert. Aber da muss dann ja noch eine Kraft wirken, die die Erde in dem Falle in korrektem Maße beschleunigt bzw. abbremst, damit das Gleichgewicht sich wieder einstellt. -Was ja offensichtlich passiert- Ich meine, wenn die Erde sich im Jahr einmal um die Sonne bewegt, dann hat die das ja nun angeblich schon 4.3Mrd mal getan.

Und dabei sind dann ja auch noch die ganzen Einschläge aus dem Weltraum, in welcher Form auch immer. Die müssten dann ja auch alle total perfekt eingeschlagen sein, dass sich Umlaufgeschwindigkeit ideal zur Masseanziehung einstellen konnten unter Beachtung der Masseverluste der Sonne. Das finde ich irgendwie sehr fragwürdig.

Und woher sollten Einschläger in der Erde wissen, welche Masse die Sonne gerade hat und umgekehrt?

Ich hoffe man kann verstehen, worauf ich hinaus will. Ist da eine Kraft, deren Existenz ich nur nicht weiss? Was veranlasst die Planeten, in ihrer Umlafbahn zu bleiben?

Liebe Grüße!

Hallo euch beiden, nachdem das Gas hier verbraucht wurde sei es in die Sonne gefallen oder von unseren allen vorhandenen Planeten im System eingesammelt, haben die gesamten Planeten bahnen eine Kontraktion erfahren. Der Begriff planetare Migration beschreibt diesem Vorgang und ja PeterLustig es stimmt die bahnen sind nicht fix, bis zu 100 Tonen im Jahr wird die Erde schwerer, ununterbrochen durch Sandkörnchen, und ab und zu auch mal ein Steinchen.... die Sonne hat dem Vorteil sie strahlt nach draußen und, das was da auch mal drauf fällt verdampft nach einer weile als Teilchen Strahlung. Planeten gewinnen aber Maße ununterbrochen dazu, die Erde hat zum glück uns und wie transportieren nach und nach diese ins Weltraum zurück wie auch immer wenn sich bahn ändert dann nur in Millimeter Bereich. Und schweben tut da nix PeterLustig, jeder der Planeten und seine bahn ist mehr der gleichgewichtspunkt einer wage. Wobei auf der einen wagen Schalle liegt die Schwerkraft (Massen Verhältnis) auf der anderen Wagenschalle die Geschwindigkeit (Objekt auf seinem Orbit). und damit man was merkt von einer bahn Änderung MUSS nun ein ausreichend Großes FREMDOBJECKT hier ins System rein kommen um die bahnen da zu verändern.

Moin! - Und vielen Dank auch an Dich, Chris!

Ich hab mal wieder mit Paint rumgebastelt, weil ich mir sonst nicht zu helfen weiss:

www.directupload.net/file/d/4126/bempy58c_png.htm

Meine Frage: Welche Kraft verhindert so effektiv das Ausbrechen der Erde aus der Umlaufbahn um die Sonne?
Meiner Beurteilung nach "müsste" sie das ja tun. Tut sie aber nicht, also ist meine Beurteilung dann ja Müll^^

...würde ich gern verstehen, was da passiert.

Liebe Grüße !

Ellipsenbahnen sind bei den üblichen Verhältnissen von Impaktormassen und Planeten relativ stabil. Trotzdem können Sie - z.B. durch Resonanzen der Umlaufzeiten größerer Himmelskörper - beträchtlich gestört werden. Sobald Planeten innerhalb der "Scheibe" um die Sonne erstmal zu wandern beginnen, verändert das auch das Trägheitsmoment der Scheibe gegen Rotation. Verlangsamt sich z.B. die Rotation, erfahren die Planeten tendenziell einen "Gegenwind" durch kleinste Zusammenstöße. Das lässt sie wiederum nach innen wandern. Das ist in unserem Sonnensystem auch tatsächlich geschehen - im Extremfall haben Uranus und Neptun sogar die Plätze getauscht (siehe Video "die Entstehung des Sonnensystems". Die Planeten, die wir heute im Sonnensystem haben, sind die Gewinner eines Verdrängungswettbewerbs.
Der Einschlag von Asteroiden ist allerdings keine konzertierte Aktion, sondern ein statistisches Ereignis. Würden tatsächlich immer alle Asteroiden an der selben Stelle einschlagen, könnte man Planetenbahnen dadurch durchaus massiv stören.

PeterLustig schrieb: Meine Frage: Welche Kraft verhindert so effektiv das Ausbrechen der Erde aus der Umlaufbahn um die Sonne?

wenn Balancieren eine kraft ist, dann weist du nun was das ist. Dieses Balancieren ist ein Resultat aus Schwerkraft und Fliehkraft.

Zunächst nocheinmal vielen Dank an alle!

Ich habe mir nochmal ne ganze Weile Gedanken zu den Umlaufbahnen gemacht und bin dann nochmal auf das Räumliche Verzerrungsmuster gestoßen, das an das Tuch erinnert oder die Scheibe am Roulettetisch. Scheinbar ist dort wirklich eine (nicht sichtbare) geometrisch aktive Verformung wirksam, welche diese Kraft darstellt. Denn wenn der Einschlag die Erde wie im Bild-Beispiel beschleunigen würde, würde sie im geraden Raum den Weg gehen, den ich gemalt habe. Die Kraft mit der die Sonne zöge würde die Erde nicht mehr halten können.

Eine Kugel im Roulette-Tisch würde jedoch beim Anschubsen auf höhere Umlaufgeschwindigkeit einfach die Entfernung vom Mittelpunkt ändern und sich in der neuen Lage weiterbewegen. Das klingt viel Plausibler, dass der Raum gekrümmt ist, als dass Gravitation eine "ziehende" Kraft ist. Auch die elliptischen Bahnen machen so plötzlich viel mehr Sinn.

Danke

Also gut. Ich habe mir nebenbei mal wieder Gedanken zu diesem Thema gemacht und dann auf einen interessanten Sachverhalt gestoßen:

Also es ist ja nun scheinbar so, dass sich die Erde einfach etwas von der Sonne entfernt, wenn die Erdmasse erheblich ansteigt. Ähnlich wie eine Kugel in der Roulette-Scheibe, welche einfach auf eine "höhere" Umlaufbahn wechselt, wenn man eine "schwerere Kugel" mit der "selben Geschwindigkeit" einwirft. (automatisches Gleichgewicht)

Da die Erde ja nun offensichtlich immer weiter wächst, weil sie ja immer wieder irgendetwas aus dem Weltraum einsamelt, sollte dies ja nun wunderbar erklären, weshalb sich der Mond (von Jahr zu Jahr) immer weiter von der Erde entfernt, ohne dabei ins All abzudriften. Und der wächst ja auch immer weiter an...

Was hier nun offensichtlich wird, ist aber doch nun die Tatsache, dass der Raum zwischen den Massekörpern sich "wahrnehmbar" vergrößert. (Expansion) Ist es nicht im Raum zwischen den Galaxien genauso? Die haben doch auch alle ihre Masse, welche in Wechselwirkung stehen.

Da kann man doch meinen, dass die Expansion des Alls einfach nur daher rührt, dass sich die Galaxien voneoinander entfernen, um wieder ins Gleichgewicht zu geraten, wie der Mond, der sich von der Erde entfernt, weil beide schwerer geworden sind. (so als Erklärung für die Expansion des Alls...)

Also was ich (im übertragenen Sinne) zu bedenken geben will ist einfach nur:
Wenn ich 2 Bälle habe und diese so vor mir hinlege so dass sie einen Meter Abstand haben. Und nun einen der Bälle (oder vllt. auch beide) so verschiebe, dass danach 2 Meter Abstand dazwischen liegen, warum kann ich dann nicht einfach nur sagen, dass sich die Bälle voneinander entfernt haben? Warum muss die Physik das Phänomen "unbedingt" damit begründen wollen, dass "neuer" Raum "zwischen" den Bällen entstanden ist? Der komplette Fokus der Wissenschaft scheint (gelenkt) auf diesen entstandenen Raum zwischen den Bällen zu starren und sich verblüfft zu wundern, was da wohl passiert. Aber fast niemand guckt, was mit den Bällen ansicht geschehen ist...

Warum die Planeten auch noch nach Millionen von Jahren brav ihre Ellipsen um die Sonne ziehen - das ist tatsächlich eines der großen Rätsel des Kopernikanisch-Newtonschen Systems.

Allein Jupiter und Saturn kommen sich ca. alle 200 Jahre sehr nahe ( Große Konjunktion ). Aufgrund der gegenseitigen Anziehung ändern beide zwangsläufig ihre Bahn und behalten diese bis zum nächsten Treffen auch bei. All diese Begegnungen summieren sich aber auf! Im Laufe der Zeit müssten sich also alle Planeten gegenseitig aus ihren Bahnen gezogen haben. Je mehr Planeten, desto mehr gegenseitige Einflüsse, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass das System kollabiert.

Das sog. Dreikörperproblem besagt, dass es noch nicht einmal prinzipiell möglich ist, die Zukunft eines Systems mit mehr als drei Planeten vorauszusagen!

Es gibt logischerweise nur zwei Antworten: Entweder stimmt das mit den "Millionen Jahren" nicht, oder die Planeten werden durch andere Kräfte als Zentrifugal- und Zentripetalkraft in ihren Bahnen gehalten!

dimi schrieb: Das sog. Dreikörperproblem besagt, dass es noch nicht einmal prinzipiell möglich ist, die Zukunft eines Systems mit mehr als drei Planeten vorauszusagen!

Es gibt logischerweise nur zwei Antworten: Entweder stimmt das mit den "Millionen Jahren" nicht, oder die Planeten werden durch andere Kräfte als Zentrifugal- und Zentripetalkraft in ihren Bahnen gehalten!

Man kann die Zukunft eines Systems mit vielen Planeten nicht analytisch berechnen. Man kann sie aber sehr gut numerisch simulieren. Hierzu gibt es eine Reihe von Artikeln, zum Beispiel: www.pro-physik.de/details/news/1112639/C...im_Sonnensystem.html . Sie besagen, dass nach den Simulationen das Sonnensystem die nächsten Milliarden Jahre sehr wahrscheinlich stabil bleibt und wenn der Planet Merkur Probleme verursachen könnte.

Dass sich Jupiter und Saturn in den "Großen Konjunktionen" jedesmal ein Stückchen näherkommen müssten, wird niemand ernsthaft bestreiten. Und das Gleichgewicht der Kräfte ist ja wohl ein sehr empfindliches. D.h. wenn sie sich bisher schon zigtausend mal begegnet sein sollen, hätten die Bahnen mit Sicherheit nicht stabil bleiben können, geschweige noch weitere Milliarden Jahre. Eine Simulation ist von außen eine Black Box. Da lassen sich mit Sicherheit viele Parameter feintunen, ohne dass es auffällt, um zum gewünschten Ergebnis zu kommen.

dimi schrieb: Dass sich Jupiter und Saturn in den "Großen Konjunktionen" jedesmal ein Stückchen näherkommen müssten, wird niemand ernsthaft bestreiten. Und das Gleichgewicht der Kräfte ist ja wohl ein sehr empfindliches. D.h. wenn sie sich bisher schon zigtausend mal begegnet sein sollen, hätten die Bahnen mit Sicherheit nicht stabil bleiben können, geschweige noch weitere Milliarden Jahre.

Es hat sogar in der Vergangenheit noch ganz andere, gewichtigere Dinge im "Leben der Planeten" gegeben als eine sich periodisch wiederholende minimale Bahnveränderung, die Riesenplaneten Neptun und Uranus haben sogar mal ihre Bahnen getauscht, vielleicht war denen langweilig?

Also minimale Bahnveränderungen gab und gibt es immer mal wieder, dennoch ist unser Sonnensystem relativ stabil, seit Milliarden von Jahren nun schon.

Das sind alles wissenschaftliche Erkenntnisse, die inzwischen zur Genüge überprüft wurden, mit den verschiedensten Methoden der Wissenschaft, am Alter unseres Systems von Mehreren Milliarden Jahren ist nichts zu rütteln, das ist so.


Grüße
Udo

Entweder gilt die Newtonshe Physik, oder nicht! Einfach mal so "die Plätze tauschen" geht gar nicht, das ist Märchenstunde. Beweise gibt's dafür wohl nicht, und Erklärungen wohl schon gar nicht!

dimi schrieb: Entweder gilt die Newtonshe Physik, oder nicht! Einfach mal so "die Plätze tauschen" geht gar nicht, das ist Märchenstunde. Beweise gibt's dafür wohl nicht, und Erklärungen wohl schon gar nicht!

Wenn du als gesichert geltende Erkenntnisse der Wissenschaft nicht anerkennen willst, ist das deine Sache, das ändert aber nichts daran, dass das geschehen ist. Mach dich doch mal schlau, es gibt Videos darüber und zahlreiche Literatur.

Eine Diskussion ist auf dieser Grundlage des Ignorierens von Fakten leider nicht möglich.


Grüße
Udo

dimi schrieb: Dass sich Jupiter und Saturn in den "Großen Konjunktionen" jedesmal ein Stückchen näherkommen müssten, wird niemand ernsthaft bestreiten. Und das Gleichgewicht der Kräfte ist ja wohl ein sehr empfindliches. D.h. wenn sie sich bisher schon zigtausend mal begegnet sein sollen, hätten die Bahnen mit Sicherheit nicht stabil bleiben können, geschweige noch weitere Milliarden Jahre.

Grundsätzlich treffen sich Jupiter und Saturn nicht am selben Punkt der Umlaufbahn, solange sie nicht in Resonanz sind. Daher werden ihre Bahnen eben nicht ständig exzentrischer.

dimi schrieb: Eine Simulation ist von außen eine Black Box. Da lassen sich mit Sicherheit viele Parameter feintunen, ohne dass es auffällt, um zum gewünschten Ergebnis zu kommen.

Willst Du damit andeuten, alle Physiker würden Ergebnisse fälschen, um uns irgendetwas glauben zu lassen? Diese Simulationen wurden schon von mehreren Gruppen durchgeführt.

dimi schrieb: Entweder gilt die Newtonshe Physik, oder nicht!

Es gilt die Allgemeine Relativitätstheorie. Newtons Mechanik ist nur eine einfache Näherungslösung davon. Etwa die Periheldrehung des Merkur kann die Newtonsche Mechanik nicht ädequat erklären.

Ich bin kein großer Freund von Simulationen, aber die Kollegen hier gleich unter Generalverdacht zu stellen erscheint mir überzogen.
Das Dreikörperproblem besagt erst mal nur, dass wir keine analytische Lösung des zeitlichen Verlaufs der Bahnen berechnen können. Es besagt NICHT, dass es keine Bahnen gäbe, die Millionen Jahre stabil sind. Zudem lassen sich Lösungen iterativ bestimmen, wenn das Mehrkörpersystem geeignete Bedingungen aufweist, z.B. eine Masse stark dominiert, wie das in unserem Sonnensystem mit 99,86 % der Masse in der Sonne sehr gut gegeben ist.
Konkret bei der angesprochenen Nizza-Simulation haben wir es mit einer Scheibe zu tun, in der die Planeten umlaufen. Natürlich treten dabei Resonanzen auf, aber auch die Scheibe selbst hat ein Trägheitsmoment, dass sich durch die Wanderung der Planeten verändert. Dadurch gibt es zwei Möglichkeiten:
1.) Planet "kreist" langsamer als die Scheibe -> er wird vom Material in der Scheibe beschleunigt (Rückenwind)
2.) Planet "kreist" schneller als die Scheibe -> er wird vom Material in der Scheibe gebremst (Gegenwind).
Die Publikation zu diesem Thema findet man unter dem Begriff "Grand Tack".