Орбитальный резонанс и правило Тициуса-Боде

Если взглянуть на нашу Солнечную систему более подробнее, то окажется, что она создана слишком «идеально». Планеты расположены именно на тех орбитах, на которых и должны быть, а их периоды обращения подвержены четкой системе.

Оглавление

1 Орбитальный резонанс
2 Правило Тициуса-Боде

Орбитальный резонанс

Орбитальный резонанс — это ситуация, при которой периоды обращения планет вокруг Солнца соотносятся как целые числа. То есть, две планеты находятся максимально близко друг к другу через целое число оборотов вокруг Солнца для каждой планеты. Например, для Сатурна и Юпитера число оборотов будет равно 2 и 5 соответственно. Сатурн делает 2 оборота, в то время Юпитер 5 оборотов и, после этого, они встречаются максимально близко друг к другу.

Так же орбитальные резонансы наблюдаются у спутников Юпитера и Плутона: за два оборота Ио Европа совершает один оборот. А за 4 оборота Ио Ганимед совершает один оборот.

Орбитальные резонансы объясняют, почему, вероятней всего, планеты расположены именно на тех орбитах, на которых они находятся.

Вероятней всего, когда формировалась Солнечная система, гравитационные силы между планетами, повлияли на общее гравитационное поле в системе и образовались области с устойчивыми или неустойчивыми орбитами. За все время существования Солнечной системы, планеты вышли на устойчивые орбиты.

Орбитальный резонанс в нашей Солнечной системе экспериментально подтвержден полученными данными о распределении объектов в главном поясе астероидов.

Правило Тициуса-Боде

Формулировка правила

В 1766 году Иоганн Тициус вывел эмпирическую формулу (математическое выражение, которое получено опытным путем и не имеющее теоретического доказательства), которая дает значение средних радиусов орбит для планет Солнечной системы. В 1772 году данная формула стала известна благодаря работам Иоганна Боде.

Например, расстояние от Сатурна до Меркурия в два раза больше, чем расстояние от Юпитера до Меркурия.

На момент формулировки данной формулы, под нее подходили все известные на тот момент планеты до Сатурна включительно. Но ее не особо признавали научной и подвергали сомнению. Однако, было выведено среднее расстояние до 7 планеты. И когда Уран в 1781 подтвердил свое существование, оказалось, что его месторасположение попало с погрешностью 2%.

Но вот 8 планета — Нептун — выпадал из этого правила. По данной формуле его там просто не должно было быть.

А Плутон, на тот момент еще являющийся 9-й планетой, подтверждал данную формулу также с точностью 2%, при учете, что предыдущей планетой для него был Уран.

Нестыковки формулы

Но были и другие нестыковки с настоящим положением дел и формулой. Помимо Нептуна, которого по формуле не должно быть, между Марсом и Юпитером, наоборот, не хватало одной планеты. По данному правилу, там должна была находиться планета со средним радиусом орбиты 2,8 астрономических единиц (среднее расстояние от Земли до Солнца). Но планеты там не было.

Боде начал поиски «пятой» планеты. Таким образом была найдена Церера. И огромное количество других объектов, формирующих пояс астероидов. Эти данные дали повод для предположения, что за Марсом находилась «пятая» планета, которая была разрушена.

Но как бы хорошо не ложились планеты на данное правило, оно не имеет никаких математических доказательств. Многие ученые и астрономы считают, что это правило просто удачное совпадение.

Правило для спутников

Однако, даже если это правило не имеет точных подтверждений, ему соответствуют спутники гигантов Солнечной системы: Юпитера, Сатурна и Урана. Эти планеты имеют систему спутников, у которых орбиты относительно планет подчиняются данному правилу, как и планеты относительно Солнца. Следовательно, могут подчиняться тем же законам орбитальных резонансов.

Погрешность «попадания» для спутников больше чем у планет, но все равно, достаточно невелика, чтобы подтвердить данное эмпирическое правило.