Frage:
Gibt es genügend Beobachtungsdaten, um nicht-Newtonsche Perihel-Fortschritte von Asteroiden- und Kometenbahnen zu messen?
steveOw
2014-09-10 17:50:49 UTC
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Anomale (d. h. aus der Newtonschen Theorie nicht vorhergesagte) Fortschritte der Perihelrichtung wurden für viele Planetenbahnen des Sonnensystems beobachtet und durch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erklärt.

Grundlegende Orbitalelemente wurden für viele Asteroiden und Kometen erhalten und veröffentlicht. Aber sind die vorhandenen Beobachtungsdaten zu Asteroiden oder Kometen (in Bezug auf Genauigkeit und Umfang der Beobachtungen) ausreichend, um die Raten des nicht-Newtonschen Perihelvorschubs zu bestimmen / zu schätzen, und sind solche Bestimmungen öffentlich verfügbar?

Wenn Sie eine wissenschaftliche Publikation schreiben möchten, durchsuchen Sie die veröffentlichte Literatur.
@Walter. Ich wünschte, ich könnte, aber ich habe keinen einfachen Zugang zu Zeitschriften oder Geldmitteln, um zu bezahlen. Deshalb benutze ich das öffentliche Internet einschließlich Stack Exchange.
Verwenden Sie [ADS] (http://www.adsabs.harvard.edu/abstract_service.html), um nach Veröffentlichungen zu suchen (über Autorennamen, Titelwörter, Schlüsselwörter oder Wörter aus dem Abstract) und lesen Sie das Abstract sogar kostenlos. Fast alle Astronomiepapiere werden auch auf dem arXiv (verlinkt von ADS) veröffentlicht, wo Sie (eine Preprint-Version) kostenlos erhalten können.
@Walter. Danke vielmals. ADS ist eine potenzielle Goldmine!
Einer antworten:
steveOw
2018-02-27 10:08:12 UTC
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Ich bin keineswegs eine Autorität in diesem Bereich, sondern werde vom Benutzer / u / named2voyage aufgefordert. Ich werde auf das Papier des Astronomical Journal von 1994 von Shahid-Saless (Colorado) und Yeomans (JPL) verweisen. Relativistische Auswirkungen auf die Bewegung von Asteroiden und Kometen.

Um ihre Zusammenfassung zu paraphrasieren: Sie untersuchen die vorhergesagten Effekte, die sich aus relativistischen Störungen auf die Bewegungen von Asteroiden und Kometen ergeben, und zeigen dies für eine Reihe von Solche Objekte, die Einbeziehung relativistischer Beiträge in die Bewegungsgleichungen, führen zu signifikanten Verbesserungen der Orbitallösungen. Sie argumentieren weiter, dass das Ignorieren solcher Korrekturen an den Bewegungsgleichungen zu falschen Lösungen führt. Sie weisen darauf hin, wie die Verwendung von aus relativistischen Ephemeriden abgeleiteten Massen zusammen mit rein Newtonschen Bewegungsgleichungen zu einem inkonsistenten hybridisierten nicht-Newtonschen, nicht-relativistischen Modell führt.

In Bezug auf die gestellte Frage: - (a) Reichen die vorhandenen Beobachtungsdaten von Asteroiden oder Kometen (in Bezug auf Genauigkeit und Umfang der Beobachtungen) aus, um die Raten des nicht-Newtonschen Perihelvorschubs zu bestimmen / zu schätzen?

.. Die Autoren haben 15 Asteroiden mit den größten vorhergesagten relativistischen Perihel-Präzessionsraten (aus einer langen Liste von 156 häufig untersuchten Objekten) in die engere Wahl gezogen. Zum Beispiel hat Ikarus die größte Rate (0,101 Bogensekunden / Jahr) und wurde (1993) über 43 Jahre beobachtet, wodurch eine vorhergesagte kumulative relativistische Präzession über diesen Zeitraum von 4,34 Bogensekunden erzeugt wurde. Die genannten Beobachtungen sind eine Mischung aus Optik und Radar (keine Raumfahrzeugtelemetrie) und werden zur Herstellung des Ephemeridenmodells verwendet, aus dem Orbitalelemente extrahiert werden

Die Autoren stellen fest, dass unter der Annahme einer (damaligen) aktuellen Beobachtungsgenauigkeit von einigen Zehntelsekunden des Bogens der relativistische Beitrag zur Präzession für Ikarus und andere Asteroiden nahe der Spitze der (nach Präzessionsrate geordneten) nachweisbar sein sollte ) aufführen. Wie bei den Planeten wird der Großteil der Asteroidenperihelpräzession durch die störenden Einflüsse anderer Planeten verursacht, aber die Autoren legen keine berechneten Werte für diese Beiträge vor.

(b) sind solche öffentlich verfügbare Bestimmungen?

... die Autoren wählten sechs Asteroiden aus, deren Bewegungen durch allgemeine relativistische Effekte signifikant beeinflusst werden. Anschließend berechneten sie einen Satz von Orbitalelementen für jede Umlaufbahn unter Verwendung der JPL-Entwicklungs-Ephemeride DE200 (wobei Erd- und Mondstörungen getrennt behandelt wurden). Sie taten dies auf zwei Arten, erstens mit Newtonschen Bewegungsgleichungen allein und zweitens mit der Hinzufügung nicht-Newtonscher allgemeiner relativistischer Bewegungsgleichungen.

Die Autoren geben an, dass die Residuen (Unterschiede zwischen beobachteten und vorhergesagten Positionen bei verschiedene Zeiten) werden durch Anwendung nicht-Newtonscher Korrekturen auf die Bewegungsgleichungen verbessert (dh reduziert). Zum Beispiel wird der RMS-Rest für Ikarus um 30% verbessert. Somit ist es technisch möglich, Unterschiede im Orbitalverhalten (wie den Perihelvorschub) zu berechnen, die durch (i) das reine Newtonsche Modell und (ii) das Newtonsche plus Nicht-Newtonsche Modell vorhergesagt werden.

Das Papier enthält jedoch keine expliziten Berichte über die insgesamt beobachtete Perihelpräzession oder eine Aufteilung in Newtonsche und nicht-Newtonsche Komponenten. In jedem Fall könnte eine solche Aufschlüsselung aufgrund der Komplexität nur über den Beobachtungszeitraum gelten, der begrenzt ist (maximal 61 Jahre im Jahr 1993), verglichen mit der Zeitskala (einige Hundert Jahre), über die (überwiegend Newtonsche) planetarisch induzierte Störungen auftreten könnte erwartet werden, um zu mitteln.

Es wäre jedoch möglich (vorausgesetzt, es gibt keine größeren störenden Begegnungen mit Planeten oder dem Asteroidengürtel), die bereitgestellten Asteroiden-Orbitalelementdaten in einem numerischen Umlaufbahnsimulatorprogramm zu verwenden, um die Perihel-Präzessionsrate eines Asteroiden, der die Sonne umkreist, grob zu modellieren in Gegenwart der anderen Planeten unter Verwendung der Newtonschen Bewegungsgleichungen (i) ohne und (ii) mit relativistischen Modifikationen, berechnet aus $ \ frac {F} {m} = \ frac {GM} {r ^ 2} \ left (1+) \ frac {3V_t ^ 2} {c ^ 2} \ right) = \ frac {GM} {r ^ 2} \ left (1+ \ frac {3GM.SLR} {c ^ 2.r ^ 2} \ right) $ (siehe Walter-Goldstein-Schwartzchild-Formulierung). Auf diese Weise könnte das Ausmaß der Asteroidenpräzession, das sich aus jeder der beiden verschiedenen Quellen (Newton, Nicht-Newton) ergibt, modelliert werden.

Hinweis: Als / u / UhOh / kommentiert, eine alternative, möglicherweise überlegene Gleichung Für die zusätzliche relativistische Beschleunigung wird in dem oben als Gleichung 3.11 zitierten Artikel von Shahid-Sales & Yeomans auf Seite 1886 angegeben.

`+ 1` das ist eine tolle Antwort! Ich bin froh, dass Sie überzeugt wurden, sich die Zeit zu nehmen, um es zu veröffentlichen. Ich habe unter Verwendung der von JPL in ihren Ephemeriden in [dieser Antwort] (https://space.stackexchange.com/a/23409/) zitierten Gleichungen unter Verwendung der von JPL in ihren Ephemeriden zitierten Gleichungen diskutiert, wie man die Umlaufbahnen von Körpern des Sonnensystems einschließlich einiger GR-Effekte ausbreitet. 12102), was sich als Gl. 3.11 in dem von Ihnen zitierten Artikel, daher habe ich dort auch einen Link hinzugefügt, danke!
@uhoh Vielen Dank, dass Sie Ihre Antwort verlinkt haben, was für mich sehr interessant ist. Ich hatte die Mathematik in der Zeitung Shahid-Saless / Yeomans überflogen, aber jetzt sehe ich ihre Gl. 3.11 (und Ihre äquivalente Gleichung). Es scheint, dass sie sich inhaltlich ein wenig von den von mir vorgestellten Gleichungen unterscheiden (obwohl möglicherweise nicht viel Unterschied in der Wirkung), z. Die Begriffe $ SLR $ und $ 4 (R.V) V $ sind nicht beiden gemeinsam.
Danke für die Information! Ich habe nicht zu genau hingeschaut, weil alle anderen Artikel, die ich gelesen hatte, * mathematisch äquivalente * Gleichungen zeigten, obwohl die Überprüfung einige Minuten dauert. Okay, ich werde das genauer untersuchen.
@uhoh Ich bin interessiert zu sehen, was Sie bekommen. Es scheint mir, dass Shahid-Saless / Yeomans Gleichung 3.11, RHS, 2. Amtszeit das Zeichen '-' nicht '+' haben sollte. Auch der Term $ 4 (r.v) v $ scheint einen Querbeschleunigungsterm in $ 4VrVt / c ^ 2 $ zu erzeugen, der zu zusätzlichen 133% der Apsidenpräzession über den (korrekten) Betrag hinaus führt, der durch die anderen Terme erzeugt wird. Aber es könnte einen Fehler in meiner Vektoralgebra geben.
Okay, jetzt hast du mich neugierig gemacht! Ich werde einen Blick darauf werfen, obwohl ich sicher bin, dass ich keinen zusätzlichen Einblick habe, der über das hinausgeht, was Sie bereits gefunden haben
@uhoh. Ich ging meine Summen noch einmal durch und stellte fest, dass Gleichung 3.11 (und Ihre Gleichung) die "richtige" relativistische Präzession erzeugen. Entschuldigung für die wilde Gänsejagd. Es interessiert mich jedoch, dass diese Formulierung (im Gegensatz zu der von mir verknüpften Walter-Goldstein-Schwarzchild-Formulierung) sowohl eine Querbeschleunigung als auch eine Radialbeschleunigung beinhaltet.
@uhoh Ich habe der Antwort nun einen Verweis auf Shahid-Saless & Yeomans Gleichung 3.11 hinzugefügt. Diese Gleichung wäre eine nützliche zusätzliche Antwort auf [diese alte Frage von mir] (https://astronomy.stackexchange.com/questions/7900/can-general-relativity-indicate-phase-dependent-variations-in-planetary-orbital) noredirect = 1 & lq = 1). Möchten Sie vielleicht eine solche Antwort geben? Wenn nicht, würde ich das gerne irgendwann selbst hinzufügen.
Ich war in meiner Aufmerksamkeit "nachlässig" und aufgrund von Einschränkungen, die noch ein oder zwei Tage andauern werden. Übersetzung: oh! Ich habe das vergessen! Bitte poste eine Antwort, wenn du kannst. Wenn nicht und mir etwas einfällt, würde es dieses Wochenende passieren. Danke für den Ping und die Erinnerung!
@uhoh Keine Sorge, ich werde versuchen, eine Antwort zu veröffentlichen :)


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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