क्या Io एक जादुई ऊर्जा मशीन है?

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आयो बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण द्वारा लचीले होने से अपनी ज्वालामुखी गर्मी प्राप्त करता है, और यह हमेशा के लिए चलता है। यह एक जादू ऊर्जा स्रोत की तरह लगता है, क्योंकि जोवियन गुरुत्वाकर्षण सदा है और आयो सदा की कक्षा में रहता है। क्या हमने जादू की खोज की है?

orbital-mechanics io

— FranklyT
स्रोत

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यह एक भौतिकी का सवाल है।

— पीटर - मोनिका

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@ पीटरए. श्नाइडर - खगोल विज्ञान के सवालों में कुछ भी गलत नहीं है जिसमें भौतिकी शामिल है। खगोल विज्ञान एक अर्थ में आजकल भौतिकी की एक शाखा है, और न्यूटन के बाद से है। (न्यूटन के समय से पहले यह बहुत ज्यादा मामला नहीं था।)

— डेविड हैमेन

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@ दाविदहमैन सच है, निश्चित रूप से - मुझे सिर्फ "क्या हमने जादू की खोज की है?" क्योंकि उत्तर विशुद्ध रूप से भौतिकी है, इसमें शामिल विशिष्ट निकायों और कक्षाओं के शून्य ज्ञान के साथ दिया जा सकता है और बहुत कम है। इसके विपरीत, (काल्पनिक) प्रश्न " आयो के वल्किनिज़्म को उत्पन्न करने वाली ऊर्जा कहाँ से आती है, और यह ऊर्जा कैसे हस्तांतरित होती है?" विशिष्ट निकायों की चिंता है और इसलिए इस चौराहे के खगोल विज्ञान पक्ष पर है। यदि सही और संपूर्ण रूप से उत्तर दिया जाए तो यह काफी लंबा है। (मैं स्वीकार करता हूं कि वह प्रश्न का अर्थ एक प्रारंभिक प्रारंभिक बिंदु के रूप में भी हो सकता है।)

— पीटर - मोनिका

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Io के ज्वालामुखी को चलाने वाली ऊर्जा इसकी कक्षीय ऊर्जा और (अन्य चंद्रमाओं की कक्षीय ऊर्जा और बृहस्पति के घूर्णन की ऊर्जा द्वारा कुछ हद तक) से ली गई है। इसी तरह के तंत्र एन्सेलेडस और अन्य बर्फीले चंद्रमाओं पर क्रायो-ज्वालामुखी को शक्ति प्रदान करते हैं। ज्वालामुखीय गतिविधि को चलाने के लिए आवश्यक कक्षीय ऊर्जा भंडार बहुत बड़ा है।

इसका मतलब यह है कि सिस्टम में सभी चंद्रमाओं पर गुरुत्वाकर्षण बातचीत धीरे-धीरे अपनी कक्षाओं और घुमावों को बदल रही है। असीमित समय को देखते हुए, आइओ की कक्षा एक बिंदु तक क्षय हो सकती है जहां यह बृहस्पति की रोश सीमा के भीतर आती है और टूट जाती है।

(नोट: ज्वार का ताप निम्न आयो की कक्षा के बारे में अधिक सटीक वर्णन करता है, और यह बताता है कि ज्वारीय बल बृहस्पति के घूर्णन से ऊर्जा को अपने चंद्रमाओं की कक्षाओं में स्थानांतरित कर रहे हैं, इसलिए दीर्घावधि में Io की कक्षा बड़ी (बिंदु तक) है इसका क्षय होने के बजाय बृहस्पति कक्षा को छोड़ते हुए।)

— antlersoft
स्रोत

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तो संक्षिप्त जवाब: नहीं

— zephyr

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मुझे लगता है कि अधिक संभावना अंत बिंदु यह हो सकता है कि आईओ बृहस्पति के साथ tidally- लॉक हो जाता है। हमारे अपने चंद्रमा की तरह, एक ही पक्ष के साथ हमेशा बृहस्पति का सामना करना पड़ता है, ज्वारीय फ्लेक्सिंग में कोई अधिक (परिवर्तन) नहीं होगा।

— RBarryYoung

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@RBryryYoung, यूरोपा और गेनीमेड के साथ गूंजती बातचीत इसे ज्वार के अनुकूल कक्षा में बसने से रोक रही है।

— न्यूट्रॉनस्टार

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@RBryryYoung Io को अब अधिकतर बंद कर दिया गया है, लेकिन जैसा कि जोशुआ बताते हैं, छोटे ज्वालामुखी निरंतर ज्वालामुखीय गतिविधि बनाने के लिए पर्याप्त हैं।

— userLTK

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@ ज़ेफियर ... awwww। हमेशा "क्या यह जादू है " का जवाब "नहीं" होना चाहिए ? । लानत क्लार्क हमेशा हमारे इच्छाधारी पैरों के नीचे गलीचा खींचते हैं: ...

— xDaizu

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और यह हमेशा के लिए जाने लगता है।

सख्ती से सच नहीं।

आयो सदा के लिए कक्षा में रहता है। क्या हमने जादू की खोज की है?

नहीं और नहीं।

Io की कक्षीय गति । इसका बड़े पैमाने पर है $v = 17.33 \mathrm{km/s}$ $m = 8.9319 \cdot 10^{22} \mathrm{kg}$

गतिज ऊर्जा के लिए सूत्र है: $E = m \cdot v^2 / 2$

Io में मूल्यों को प्लग करना, इसकी कुल गतिज ऊर्जा वोल्फ्राम अल्फा के अनुसार लगभग जूल है । यह एक बहुत बड़ी ऊर्जा है। आईओ महत्वपूर्ण स्पष्ट परिवर्तनों के बिना बहुत लंबे समय तक खुद को गर्म रखने के लिए इसका एक छोटा सा हिस्सा खर्च कर सकता है। $7 \cdot 10^{40}$

लेकिन हाँ, एक मानव समय के पैमाने पर यह जादू की तरह दिखता है।

— फ्लोरिन आंद्रेई
स्रोत

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ऐसा लगता है कि आपको यह निर्धारित करने के लिए गर्मी के नुकसान को ध्यान में रखना चाहिए कि क्या आप वास्तव में "छोटे अंश" खर्च कर रहे हैं। ज्वालामुखी के पास की सतह के तापमान तक पहुँच जाता है 1600K । यदि पूरी सतह (42E12 मीटर ^ 2) स्टीफन-बोल्ट्जमन कानून द्वारा उस तापमान (यह नहीं है) पर था, तो यह 1.6E19 W कुल के लिए 370kW / m ^ 2 का उत्सर्जन करेगा। यह 5E26 J / वर्ष है, इसलिए एक बिलियन वर्षों में आप कक्षीय ऊर्जा का 0.1% भाग, या << एक छोटा सा अंश .. जाहिर है कि आप इस तथ्य से अभी भी सही हैं

— क्रिस H

आइओ की कक्षीय ऊर्जा का ज्वालामुखी के साथ क्या संबंध है? ज्वालामुखी बृहस्पति से ज्वारीय बलों द्वारा संचालित होता है, न कि Io की कक्षीय ऊर्जा से।

— ज़ेफियर

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अगर यह ऑर्बिट, @ ज़ेफियर में नहीं था, तो ज्वारीय बल नहीं होंगे। ऊर्जा वह है जो इसे वहां बनाए रखती है।

— बीनलुक

जब तक ऐसा नहीं होता।

— बीनलुक

@ बीनल्यूक में भी ज्वारीय बल नहीं होंगे यदि आयो में द्रव्यमान नहीं था। क्या इसका मतलब यह है कि आयो के कुल द्रव्यमान-ऊर्जा की गणना करने वाला एक समीकरण यह ज्वालामुखी के लिए प्रासंगिक है? मेरा कहना है कि फ्लोरीन किसी तरह आयो के कक्षीय ऊर्जा को उसके ज्वालामुखी के रूप में बराबरी कर रहा है जो कि केवल गलत तरीके से गलत है।

— zephyr

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आपको वास्तव में दूर तक नहीं देखना है। यहाँ पृथ्वी पर ज्वार-भाटा और प्रवाह - हमारे चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण द्वारा "संचालित" हैं। इसे ऊष्मा और ज्वालामुखी गतिविधि के रूप में व्यक्त नहीं किया गया है, लेकिन तंत्र Io पर समान हैं।

वह ऊर्जा (जो ज्वारीय शक्ति केंद्रों द्वारा बिजली में बदल दी जा सकती है और है ), हालांकि "मुक्त" नहीं है। पृथ्वी तेजी से घूमती थी (आज के 24 घंटों की तुलना में दिन कम), और चंद्रमा करीब हुआ करता था (यह अभी भी प्रति वर्ष ~ 4 सेमी से दूर बह रहा है) ...

— DevSolar
स्रोत

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क्या Io एक जादुई ऊर्जा मशीन है?

नहीं यह नहीं। आयो की ऊर्जा का स्रोत बृहस्पति का घूर्णन है। हमारे चंद्रमा के बारे में सोचो। यह धीरे-धीरे पृथ्वी से बाहर की ओर आवर्ती है। चंद्रमा एक जादुई ऊर्जा मशीन नहीं है। यह पृथ्वी के घूर्णन से कोणीय गति और कक्षीय ऊर्जा चुराता है। जबकि पृथ्वी से चंद्रमा तक कोणीय गति का हस्तांतरण यहां तक कि बहुत करीब है, ऊर्जा का हस्तांतरण नहीं है। पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली विघटनकारी है।

वही Io और उसके ज्वालामुखी के लिए जाता है। आयो बृहस्पति के घूमने से कोणीय गति और ऊर्जा को बहुत धीरे-धीरे चुरा रहा है, और इस प्रक्रिया में, अंतरिक्ष में चोरी की गई कुछ ऊर्जा को नष्ट कर देता है।

— डेविड हैमेन
स्रोत

लेकिन अगर हम उन ज्वालामुखियों के ऊपर एक पानी के पहिये की तरह कुछ डालते हैं, तो हमें ऊर्जा की आपूर्ति की जाएगी, जैसे कि हम पहाड़ की धाराओं से उतरते हैं। meldrethhistory.org.uk/images/uploaded/originals/overshot.jpg जाहिर है "जादू ऊर्जा" मौजूद नहीं है, लेकिन दीर्घकालिक ऊर्जा स्रोत।

— userLTK

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@userLTK: हाँ - मूल रूप से पृथ्वी पर तरंग शक्ति के समान है।

— मोनिका

आयो बृहस्पति के घूमने के लिए कोणीय गति और ऊर्जा की चोरी कर सकता है, लेकिन यह ज्वालामुखी ऊर्जा में स्थानांतरित करने का कोई साधन नहीं होगा। इसके बजाय यह हमारे कक्षीय चंद्रमा की तरह अपनी कक्षीय दूरी को बदलेगा। ज्वालामुखी बृहस्पति से ज्वारीय बलों के कारण है। मुझे यकीन नहीं है कि मैं देख रहा हूं कि आपका अधिकांश उत्तर प्रश्न के लिए कितना प्रासंगिक है।

— zephyr

@ ज़ेफायर मुझे नहीं पता, लेकिन इस जवाब के नीचे टिप्पणियों में कुछ संबंधित चर्चा है ।

— ऊह

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एक विश्व निर्माण का उत्तर:

"मैजिक एनर्जी" के संदर्भ में (मैं जादू शब्द से नफरत करता हूं, मुफ्त ऊर्जा देता है)

आइए हम कहते हैं कि हमारे पास सूर्य से दूर एक कॉलोनी है। बृहस्पति काम करता है, या, एक बाहरी ग्रह, शायद सैद्धांतिक ग्रह 9 भी, जहां सौर-ऊर्जा पैनल बहुत व्यर्थ होंगे, यूरेनियम ईंधन दुर्लभ हो सकता है और 3He को संलयन के लिए इकट्ठा करने में समय लगता है, इसलिए उन्हें एक शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है।

सिद्धांत रूप में, सामग्री और द्रव्यमान क्षुद्रग्रहों और कार्बन फाइबर केबलों का उपयोग करके एक वसीयत का निर्माण किया जा सकता है, और किसी प्रकार की संरचना जहां बाहर एक गोलाकार होती है जो ग्रह की कक्षा में आइओ की तरह, आदर्श रूप से, एक कक्षा में फैलती है और स्क्वैश करती है, और जहां यह बड़ी है। कुछ विलक्षणता और भिन्नता को बनाए रखा जाएगा।

आगे और पीछे और इस वस्तु के बाहरी आवरण का द्रव्यमान पिस्टन खींच सकता है और बिजली बना सकता है। बिजली की मात्रा, गोलाकार निर्माण के द्रव्यमान और आकार और लचीलेपन पर निर्भर करेगी और ऊर्जा लगभग असीम स्रोत से आएगी - ग्रह की घूर्णी ऊर्जा।

इस तरह की बात व्यावहारिक है या नहीं, यह एक और सवाल है। मुझे नहीं पता कि यह व्यावहारिक होगा या नहीं, लेकिन यह सैद्धांतिक रूप से संभव है।

आपको एक बड़े चंद्रमा की भी आवश्यकता होगी, अन्यथा कक्षा परिचालित होती और ऊर्जा कम हो जाती। लेकिन एक प्लैनेट-लार्ज मून सिस्टम, शायद यह काम कर सके। नकारात्मक पक्ष यह है कि इतनी ऊर्जा पहली जगह में चीज बनाने में जाएगी, मुझे यकीन नहीं है कि यह इसके लायक होगा।

— userLTK
स्रोत