पृथ्वी और चंद्रमा अलग क्यों होते हैं लेकिन बाइनरी ब्लैक होल करीब आते हैं?

Question

क्या चंद्रमा पर पृथ्वी से दूर जाने और सूर्य के करीब जाने पर स्वीकृत उत्तर के अनुसार ? क्यों? चंद्रमा पृथ्वी से घट रहा है क्योंकि ज्वारीय बल और घर्षण के कारण ऊर्जा खो जाती है।

हालाँकि, LIGO की वेबसाइट के अनुसार ,

जैसे-जैसे दोनों द्रव्यमान एक-दूसरे के चारों ओर घूमते हैं, उनकी कक्षीय दूरियां कम होती जाती हैं

चूंकि वे ऊर्जा को प्रेरित करने वाली प्रेरणात्मक गुरुत्वाकर्षण तरंगों को खो देते हैं ।

पृथ्वी-चंद्रमा मामले में पिंड अलग क्यों होते हैं लेकिन ब्लैक होल केस में एक साथ करीब होते हैं?

यदि दोनों विरोधी घटनाएं मौजूद हैं, लेकिन एक अलग दो मामलों में मजबूत है, तो एक प्रणाली का भाग्य क्या निर्धारित करता है?

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आप लिंक किए गए प्रश्न के उत्तर को थोड़ा गलत समझ सकते हैं। उत्तर आपको बताता है कि ज्वारीय बल और घर्षण पृथ्वी से ऊर्जा को स्थानांतरित करते हैं (इसके अक्ष से इसके घूर्णन से कोणीय गति से) और इसे चंद्रमा (कक्षीय कोणीय गति के रूप में) तक पहुंचाता है। ऊर्जा खो नहीं है (बहुत ज्यादा कभी)। यह सिर्फ रूपांतरित होकर चारों ओर पहुँचाया जाता है। गुरुत्व तरंगें ऑर्बिटल कोणीय गति को बाइनरी सिस्टम से बाहर ले जाती हैं, जो उन्हें एक तंग कक्षा में ले जाने का कारण बनेगी, हालांकि यह पूछना अभी भी वाजिब है कि एक ही पृथ्वी-चंद्रमा रूपांतरण क्षतिपूर्ति / आवेदन क्यों नहीं करता है।

— ज़िबादावा टिम्मी

@zibadawatimmy का जवाब होना चाहिए

— रोब जेफ्रीज

@RobJeffries मेरे मन में यह तकनीकी है जिसे मैं हल नहीं कर सकता हूं जो मुझे वास्तव में एक जवाब देने का दावा नहीं करना चाहता है: क्या एक कताई ब्लैक होल से पर्याप्त घूर्णी गति हो सकती है, और क्या इसे कक्षीय कोणीय गति में परिवर्तित किया जा सकता है (के लिए) अन्य ब्लैक होल), वास्तव में प्रणाली (गुरुत्वाकर्षण तरंगों के बावजूद) को गतिहीन करने के लिए पर्याप्त दर पर? मुझे लगता है कि घूर्णी गति की एक सीमित मात्रा है, इसलिए यदि सिस्टम बाध्य रहता है तो अंततः गुरुत्वाकर्षण तरंगें जीत जाती हैं और एक प्रेरणा शुरू होती है ... लेकिन क्या यह अनबाउंड हो सकती है? अगर यह एक आसान या कठिन सवाल है तो मैं इसका पता नहीं लगा सकता।

— जिबादावा टिम्मी

समझ गया! चंद्रमा की कमी का कारण यह है कि यह उसी दिशा में परिक्रमण कर रहा है जिस दिशा में पृथ्वी घूमती है, और पृथ्वी को चांद पर बंद नहीं किया जाता है। नेप्च्यून-ट्राइटन प्रणाली में, ट्राइटन में एक प्रतिगामी कक्षा (बड़े चंद्रमाओं के बीच अद्वितीय) है और इसलिए इसके बजाय नेप्च्यून के करीब हो जाता है

— Universaletoday.com/56042/triton

Answer 1

यहाँ बताया गया है कि किस तरह से चंद्रमा पृथ्वी से दूर चले जाते हैं:

चन्द्रमा पृथ्वी की परिक्रमा करता है, और चन्द्रमा के निकटतम पृथ्वी और चन्द्रमा से दूर के पक्ष के बीच गुरुत्वाकर्षण बल में अंतर होता है।

बल में यह अंतर चंद्रमा की ओर इशारा करते हुए अपनी लंबी धुरी के साथ पृथ्वी को एक अंडाकार आकार में खींचता है।

लेकिन पृथ्वी भी घूम रही है, और यह कताई अंडाकार की धुरी को आगे बढ़ाती है, इसलिए अंडाकार चंद्रमा की ओर इशारा नहीं करता है, लेकिन इससे थोड़ा आगे। तो पृथ्वी पर एक टक्कर है, और यह स्थायी रूप से चंद्रमा के सामने थोड़ा है। इस टक्कर में द्रव्यमान होता है और यह चंद्रमा को अपनी ओर खींचता है, इसलिए चंद्रमा को आगे की ओर खींचा जा रहा है। चंद्रमा पृथ्वी को पीछे खींचता है। इसलिए पृथ्वी की स्पिन धीमी हो जाती है, लेकिन चंद्रमा ऊर्जा प्राप्त करता है और पृथ्वी से थोड़ा आगे बढ़ता है।

चंद्रमा को भी इस हद तक धीमा कर दिया गया है कि एक ही पक्ष हमेशा पृथ्वी का सामना करता है, और यह इस तरह बंद रहेगा।

दूसरी ओर, गुरुत्वाकर्षण तरंगें, द्विआधारी प्रणाली से ऊर्जा का एक उत्सर्जन है, और जैसे ही ऊर्जा खो जाती है, ब्लैक होल सर्पिल में।

ब्लैक होल पर कोई ज्वार नहीं है क्योंकि अंडाकार आकार में खींचने के लिए कुछ भी नहीं है। घटना क्षितिज एक ठोस सतह नहीं है। एक ब्लैक होल का द्रव्यमान पूरी तरह से विलक्षणता पर केंद्रित होता है, कोई संरचना नहीं होती है जिसे एक टक में विकृत किया जा सके।

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ब्लैक होल पर ज्वार हैं!

— ऐनिक्स

ब्लैक होल अन्य वस्तुओं पर ज्वार का उत्पादन कर सकते हैं (बहुत शक्ति वाले, आपको अलग प्रकार से चीर देते हैं) लेकिन एक ब्लैक होल को ख़ुशी से विकृत होने की कोई बात नहीं है। इसमें द्रव्यमान है, लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता।

— जेम्स के

Answer 2

एक बेलेट उत्तर, लेकिन मौजूदा उत्तरों में से कोई भी इसे ठीक से नहीं समझाता है।

उचित व्याख्या सरल है। न्यूटोनियन यांत्रिकी में, ज्वारीय प्रभाव प्रतिगामी कक्षाओं में सभी वस्तुओं को बनाते हैं और उन वस्तुओं को जियोसिंक्रोनस त्रिज्या सर्पिल आवक के बराबर नीचे की कक्षा कक्षाओं में बनाते हैं। भू-समकालिक त्रिज्या सर्पिल के बराबर से ऊपर की ओर केवल परिक्रमा करने वाली वस्तुएँ। हमारा चंद्रमा लगभग 385000 किमी की परिक्रमा करता है, जो 42164 किमी के भू-समकालिक त्रिज्या से ऊपर है। फोबोस 9377 किमी की अर्ध-प्रमुख धुरी के साथ मंगल ग्रह की परिक्रमा करता है, जो कि 20400 किमी के एरोसिन्क्रोनस त्रिज्या के नीचे है। जबकि हमारा चंद्रमा पृथ्वी से बाहर की ओर घूम रहा है, फ़ोबोस मंगल की ओर आवक है।

न्यूटनियन यांत्रिकी में आंतरिक रूप से और न ही बाहर की ओर सर्पिल रूप से लॉक किए गए ऑब्जेक्ट सर्पिल हैं। सामान्य सापेक्षता इस गतिशील को थोड़ा संशोधित करती है, जिससे पारस्परिक रूप से लॉक किए गए ऑब्जेक्ट सर्पिल आवक बनाते हैं।

Answer 3

विकिपीडिया के अनुसार, ज्वार की ताकतों के कारण, पृथ्वी से चंद्रमा की मंदी की दर प्रति वर्ष 38.04 मिमी है। यह कैसे होता है, इसके बारे में एक अच्छा विवरण (आरेखों के साथ) यहां दिया जा सकता है ।

गुरुत्वाकर्षण विकिरण के कारण कक्षीय क्षय दर द्वारा निर्धारित की जा सकती है

$$\frac{\mathrm{d}r}{\mathrm{d}t} = - \frac{64}{5}\, \frac{G^3}{c^5}\, \frac{(m_1m_2)(m_1+m_2)}{r^3}$$

यह प्रति वर्ष लगभग 2nm, या परिमाण के 7 आदेशों को छोटा करता है। तो, हाँ, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के माध्यम से ज्वार की मंदी और कक्षीय क्षय दोनों होने की उम्मीद है, लेकिन ज्वार की मंदी एक बड़ा प्रभाव है।

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लेकिन क्या यह ओपी के इस तथ्य का खंडन नहीं करता है कि दो परस्पर घूमने वाले ब्लैक होल करीब आते हैं?

— Astroynamicist

बिल्कुल सही! ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों को प्रेरित करने की कोशिश ज्वारीय बलों से भी क्यों नहीं होती?

— ग्नूबी

मैं इस जवाब को पसंद करता हूं क्योंकि यह किसी एक को समझाने की कोशिश करने के बजाय प्रत्येक प्रभाव की भयावहता की तुलना करता है। दूसरे शब्दों में, सभी परिक्रमा करने वाले जोड़ों में ज्वारीय बलों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की क्षमता होती है, लेकिन ओपी यह जानना चाहता है कि एक प्रणाली दूसरे पर एक प्रभाव से प्रभावित क्यों होती है और आप यहां काफी अच्छा करते हैं।

— केली एस। फ्रेंच

Answer 4

अन्य उत्तर यह समझाने में सही हैं कि ज्वारीय बल पृथ्वी और चंद्रमा को अलग क्यों करते हैं लेकिन वे एक जोड़ी ब्लैक होल से अलग नहीं होते हैं। हालाँकि, मुझे लगता है कि यह समझाने की भी आवश्यकता है कि दो ब्लैक होल सर्पिल आवक बनाने वाले घटनाएं चंद्रमा के सर्पिल को पृथ्वी पर आवक क्यों नहीं बनाती हैं।

वास्तव में, घूर्णन द्रव्यमान की प्रत्येक जोड़ी गुरुत्वाकर्षण तरंगों को विकीर्ण करती है। क्या फर्क पड़ता है कि केवल बहुत बड़े द्रव्यमान एक दूसरे के बहुत करीब घूमते हैं जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों को बड़े पैमाने पर उत्पन्न करते हैं जो उन द्रव्यमान कक्षाओं को सार्थक रूप से प्रभावित करते हैं।

Https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave#Binaries के अनुसार, विकिरणित गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण एक-दूसरे को गिरने में लगने वाले समय की एक जोड़ी होती है:

$$t= \frac{5}{256}\, \frac{c^5}{G^3}\, \frac{r^4}{(m_1m_2)(m_1+m_2)}$$

आइए पृथ्वी और चंद्रमा के द्रव्यमान को और उस समीकरण में दूरी (एसआई इकाइयों में विकिपीडिया से लिए गए सभी डेटा) को प्लग करें:

> G <- 6.674e-11
> r <- 384e6
> mluna <- 7.342e22
> c <- 299792458
> mterra <- 5.97237e24
> (t <- 5/256*c^5/G^3*r^4/(mterra*mluna)/(mterra+mluna))
[1] 1.304925e+33

अर्थात्, अकेले छोड़ दिया गया, गुरुत्वाकर्षण तरंगें विकीर्ण करने से चंद्रमा पृथ्वी की 1.3 * 10 ^ 33 सेकंड में दुर्घटनाग्रस्त हो जाएगा, जो कि ब्रह्मांड की वर्तमान आयु का 4.13 * 10 ^ 25 वर्ष या 3 * 10 ^ 15 गुना है। दूसरे शब्दों में, पृथ्वी और चंद्रमा की गति में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के विकिरण का प्रभाव इतना कम है - विशेष रूप से ज्वार जैसी अन्य ताकतों के साथ तुलना में - कि हम इसके बारे में बिल्कुल नहीं भूल सकते।

तुलना के लिए, दो एक सौर द्रव्यमान न्यूट्रॉन तारे पृथ्वी की एक ही दूरी पर एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं और चंद्रमा एक दूसरे में गिर जाएगा:

> msol <- 1.9885e30
> (t <- 5/256*c^5/G^3*r^4/(msol*msol)/(msol+msol))
[1] 2.19985e+14

जो अभी लगभग 7 मिलियन वर्ष है, यह दर्शाता है कि बदलते जनता के परिणाम पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। जैसा कि शुरुआत में कहा गया है, गुरुत्वाकर्षण तरंगें तारे के आकार की वस्तुओं को अंदर की ओर सर्पिल बनाती हैं, लेकिन वे किसी ग्रह की परिक्रमा करने वाले उपग्रह पर ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं डालती हैं।

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असली संख्या के साथ उत्कृष्ट जवाब। काश मैं आपका जवाब स्वीकार कर पाता अगर आप पहले जवाब देते!

— Gnubie

@Gnubie यह मेटा एफएक्यू कहता है कि "आप किसी भी समय उत्तर को स्वीकार कर सकते हैं, या केवल उत्तर को अन-स्वीकार कर सकते हैं।" :-)

— चैप्पो एसई डुडल्ड मोनिका

धन्यवाद, आपकी सराहना के लिए, लेकिन मुझे लगता है कि यह प्रश्न वास्तव में दो प्रश्नों से बना है। अन्य उत्तर उनमें से किसी एक का उत्तर देने में सही हैं। मेरा जवाब दूसरे का है। इसलिए, स्वीकृत उत्तर गलत नहीं है। यह उत्तर का सिर्फ एक आधा है और मेरा दूसरा आधा है।

— पेरे