Güneş ile Samanyolu'nun merkezi arasındaki kuvvet ne kadar güçlü?

Güneşin Samanyolu çevresinde yörüngede olduğunu biliyorum, ama aralarındaki çekici kuvvet ne kadar güçlü (örn. Newton cinsinden büyüklük sırası nedir)?

orbit the-sun milky-way

— Gstestso
kaynak

Galaktik yörüngeler Keplerian değildir: Yerçekimi güneşi çeken tek bir masif merkez yoktur, tüm diski ve galaksiyi çevreleyen karanlık madde halo yoktur. Galaksideki kütlenin dağılımını bilmeden, ters kare yasasını yerçekimi kuvvetini hesaplamak için kullanamayız.

Bununla birlikte, Güneş'in yörüngesi kabaca daireseldir, bu yüzden ilgili kuvvetler hakkında fikir edinmek için kinematiği kullanabiliriz: Dairesel hareket için . Güneşin hızı yaklaşık225000 m / s'dirve merkezden yaklaşık 2.5e20 m yarıçapındayız. Yukarıdaki formül 2e-10 m / s²'lik çok küçük bir merkezcil ivme verir $a=\frac{v^2}{r}$

Ancak, güneş böylece kullanılarak, oldukça büyük 2e30 kg , güneş gücü 4e20 N. Bu güneş yeryüzünde etki eden gücün 0.01 ilgili düzen olup (3.6e22 K) $F=ma$

— James K
kaynak

İlgilenmeden, galaksiyi belirli bir yarıçapta eşit yoğunlukta bir disk olarak modellersek (ancak yarıçapla değişir), güneşin yörüngesindeki kütle dağılımı uygulanır

\frac{g M m}{r^{2}}

$\frac{gMm}{r^2}$

Sen olabilir kesinlikle yerçekimi kuvveti hesaplamak için ters kare kanunu kullanın. Standart bir kepleri sisteminden biraz daha zor, ama yapılabilir. Sadece Güneş'in yörüngesindeki tüm iç mekanı anlamanız gerekir, bu da bazı entegrasyonları içerir. Bunu yapamazsanız, galaktik dinamiklerin N-vücut simülasyonları temelde yaptıkları gibi çalışmaz.

— zephyr

Bu doğru, ama dediğin gibi Güneş'in yörüngesinin dışındaki ve (galaksi küresel olarak simetrik olmadığı için) içindeki kütle dağılımını bilmen gerekecek. Öte yandan, yukarıdaki kinematik yaklaşım matematik, n-vücut dinamiği olmayan bir çözüm sağlar. Açıklığa kavuşturmak için düzenleyeceğim.

— James K

@CarlWitthoft Gördüğünüzü özetlerseniz hayır olmaz. Bu yüzden karanlık madde gereklidir. Güneş'in hızının sadece baryonik madde envanterini kullanmanın 2 / 3'ü kadar olacağına inanıyorum. Bu açık elbette daha büyük galaktosentrik yarıçaplarda çok daha ciddi hale gelir.

— Rob Jeffries