thumb|345px|Ruch peryhelium orbitującego ciała. Na niebiesko oznaczono przemieszczające się peryhelium thumb|345px|Chwilowa eliptyczna orbita w porównaniu z orbitą początkową Ruch peryhelium (ruch peryhelionowy; ogólniej ruch perycentrum) – efekt zmiany położenia peryhelium ciała orbitującego wokół Słońca.
Ruch peryhelium wywołują różne czynniki z których głównymi są: oddziaływania innych ciał niebieskich, efekt związany z mechaniką relatywistyczną, efekty pływowe.
Efekt relatywistyczny Efekt ten występuje w każdym sferycznie symetrycznym polu grawitacyjnym, czyli dotyczy m.in. również innych gwiazd. Jest on spowodowany specyfiką pola Schwarzschilda, w którym istotne są efekty związane z ogólną teorią względności.
Przy jednym obrocie ciała położenie jego peryhelium zmienia się o kąt
gdzie: – stała grawitacyjna, – masa gwiazdy (Słońca), – masa orbitującego ciała, – prędkość światła w próżni, – moment pędu orbitującego ciała.
Wzór ten został wyprowadzony przez Schwarzschilda. Jest on prawdziwy przy założeniu, że masa orbitującego ciała jest zaniedbywalnie mała w porównaniu z masą gwiazdy. W przypadku orbity zbliżonej do kołowej wzór ten można zapisać w postaci
Z tego wzoru widać, że efekt zmiany położenia peryhelium jest tym słabszy im większy jest promień orbity. Dlatego w Układzie Słonecznym najwyraźniej występuje w przypadku planety o najciaśniejszej orbicie – Merkurego.
Skala obu efektów W przypadku różnych ciał niebieskich wkład obu efektów do końcowego przesunięcia peryhelium może być różny. Wpływ innych ciał niebieskich zależy od obecności, odległości i układu orbit tych ciał, dlatego nie da się zapisać jednym wzorem. Dla Merkurego relacje kątów przesunięcia przypadające na 100 lat przedstawiają się następująco: 0,148° – obliczone z zaburzenia orbity przez inne planety, 0,012° – obliczone ze wzoru (1).
Dla porównania, relatywistyczne przesunięcie peryhelium dla innych planet wynosi 0,0024° – Wenus, 0,0011° – Ziemia, 0,00002° – Jowisz
a dla dalszych planet jeszcze mniej. Znane są natomiast inne przykłady, np. ciasnego układu podwójnego PSR B1913+16, w którym ruch perycentrum odbywa się w tempie 420° na stulecie.
Znaczenie efektu relatywistycznego Ogólna teoria względności przez pewien czas pozostawała konstrukcją czysto teoretyczną, w przeciwieństwie do szczególnej, która narodziła się dzięki nagromadzonym faktom doświadczalnym i wnioskom płynącym z elektrodynamiki. Eksperymentalne potwierdzenie teorii było trudne z powodu bardzo subtelnych efektów występujących w warunkach normalnej grawitacji. Dlatego anomalny ruch peryhelium Merkurego, wyjaśniony przez Schwarzschilda był pierwszym doświadczalnym potwierdzeniem tej teorii.
Zobacz też
Przypisy
Bibliografia
Linki zewnętrzne Rebecca Smethurst, How does Mercury's orbit prove General Relativity? , kanał „Dr. Becky” na YouTube, 6 listopada 2019 [dostęp 2024-02-14].
Kategoria:Mechanika nieba Kategoria:Astrofizyka Kategoria:Ogólna teoria względności Kategoria:Precesja