Как мы можем знать, что комета Галлея будет приходить снова каждые 76 лет? Я понимаю, что у кометы есть орбита вокруг Солнца, но как ученые могут знать, что она не будет сброшена с курса, например, при прохождении гравитации Юпитера и Юпитера, повернув ее в другом направлении? Это не очень большой объект в космосе, поэтому мне кажется, что его орбиту можно очень легко изменить.
Ответы:
Каждый раз, когда комета Галлея проходит мимо нас, мы можем довольно неплохо оценить ее текущую орбиту и определить, насколько близко она приблизится к массивным телам Солнечной системы, таким как Юпитер, Сатурн, Уран или Нептун, на своей следующей орбите. Мы можем сделать хорошие оценки эффектов гравитационного возмущения и, таким образом, знать, где его искать.
Фактически, астрономы делали именно это веками с замечательной точностью:
Таким образом, Халли пришел к выводу, что все три кометы были, по сути, одним и тем же объектом, возвращающимся каждые 76 лет - период, который с тех пор изменялся каждые 75–76 лет. После грубой оценки возмущений, которые комета выдержит от гравитационного притяжения планет, он предсказал ее возвращение на 1758 год.
Предсказание Галлея о возвращении кометы оказалось верным, хотя до 25 декабря 1758 года его не видел Иоганн Георг Палич, немецкий фермер и астроном-любитель. Он не проходил через свой перигелий до 13 марта 1759 года, привлечение Юпитера и Сатурна вызвало задержку в 618 дней. Этот эффект был рассчитан до его возвращения (с ошибкой в один месяц до 13 апреля) группой из трех французских математиков, Алексис Клеро, Жозеф Лаланд и Николь-Рейн Лепо.
Однако положение Галлея оказывается трудно предсказать для временных масштабов, намного превышающих положение одной орбиты; в долгосрочной перспективе орбита хаотически нестабильна, и вполне возможно, что она столкнется с планетой или будет выброшена из Солнечной системы в течение нескольких сотен тысяч лет.
Вы упоминаете:
Это не очень большой объект в космосе, поэтому мне кажется, что его орбиту можно очень легко изменить.
Оказывается, масса объекта в космосе не влияет на то, как гравитация других тел меняет свою траекторию. Перо, бейсбольный мяч, комета и маленькая луна, совершающие близкий пролёт Юпитера по одной и той же траектории, один за другим, покинут окрестности Юпитера в том же направлении и с одинаковой скоростью. Маленькая луна будет иметь больше влияния на Юпитер, чем перо, но, кроме этого, нет никакой разницы.