قوانين كاسيني

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

توفر قوانين كاسيني وصفًا موجزًا ​​لحركة القمر . وقد وضعها جيوفاني دومينيكو كاسيني ، وهو عالم بارز في عصره، عام 1693. [ 1 ]

أُدخلت تحسينات على هذه القوانين لتشمل التذبذبات الفيزيائية، [ 1 ] وتم تعميمها لمعالجة الأقمار والكواكب الأخرى. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

قوانين كاسيني

ميل المدار ودورانه. عندما يكون القمر على بُعد 5.14 درجة شمال دائرة البروج، يميل قطبه الشمالي بزاوية 6.68 درجة بعيدًا عن الأرض. يدور مستوى المتجهات العمودية على المدارات ومحور دوران القمر دورة كاملة (360 درجة) كل 18.6 سنة تقريبًا، بينما يترنح محور الأرض كل 26000 سنة تقريبًا، لذا فإن هذا التزامن الموضح في الرسم التوضيحي ( توقف قمري رئيسي ) يحدث مرة واحدة فقط كل 18.6 سنة.
  1. يتمتع القمر برنين دوراني مداري بنسبة 1:1 . وهذا يعني أن نسبة دوران القمر إلى مداره تجعل نفس الجانب منه يواجه الأرض دائمًا .
  2. يحافظ محور دوران القمر على زاوية ميل ثابتة من مستوى مسار الشمس الظاهري . ويتحرك محور دوران القمر بشكل ترنحي ليرسم مخروطًا يتقاطع مع مستوى مسار الشمس الظاهري على شكل دائرة.
  3. المستوى المتكون من عمود على مستوى مسار الشمس وعمود على مستوى مدار القمر سيحتوي على محور دوران القمر.

في حالة القمر، يشير محور دورانه دائمًا إلى مسافة 1.5 درجة تقريبًا بعيدًا عن القطب الشمالي لدائرة البروج . ويكون العمودي على مستوى مدار القمر ومحور دورانه دائمًا على جانبين متقابلين من العمودي على دائرة البروج.

لذلك، يدور كل من العمودي على مستوى المدار ومحور دوران القمر حول قطب مسار الشمس بنفس الفترة الزمنية. تبلغ هذه الفترة حوالي 18.6 سنة، وتكون الحركة تراجعية .

دولة كاسيني

يُقال إن النظام الذي يخضع لهذه القوانين في حالة كاسيني ، أي: حالة دوران متطورة حيث يكون محور الدوران، والعمودي على المدار، والعمودي على مستوى لابلاس في مستوى واحد، بينما يظل ميل محور الدوران ثابتًا. [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] يُعرَّف مستوى لابلاس بأنه المستوى الذي يدور حوله مدار الكوكب أو القمر بميل ثابت. [ 5 ] يقع العمودي على مستوى لابلاس للقمر بين محور دوران الكوكب والعمودي على مداره، ويكون أقرب إلى الأخير إذا كان القمر بعيدًا عن الكوكب. إذا كان الكوكب نفسه في حالة كاسيني، فإن مستوى لابلاس هو المستوى الثابت للنظام النجمي.

تُعرَّف حالة كاسيني 1 بأنها الحالة التي يكون فيها كلٌّ من محور الدوران ومحور الدوران العمودي على المدار على نفس جانب العمودي على مستوى لابلاس. أما حالة كاسيني 2 فتُعرَّف بأنها الحالة التي يكون فيها محور الدوران ومحور الدوران العمودي على المدار على جانبين متقابلين من العمودي على مستوى لابلاس. [ 6 ] قمر الأرض في حالة كاسيني 2.

بشكل عام، يتحرك محور الدوران في اتجاه عمودي على نفسه وعلى العمودي على مداره، وذلك بفعل قوة المد والجزر التي يمارسها الجسم الذي يدور حوله (كوكب أو نجم) والأجسام الأخرى في النظام. (في حالة القمر، يتحرك محور دورانه في الغالب تحت تأثير الأرض، بينما يكون تأثير المد والجزر الشمسي أقل، ويعمل في نفس الاتجاه عند اكتمال القمر وفي الاتجاه المعاكس عند المحاق، وبالتالي يكون ضئيلاً). يؤول معدل حركة محور الدوران إلى الصفر إذا انطبق محور الدوران على العمودي على مداره. إذا كان العمودي على مدار القمر يدور في حركة دائرية منتظمة (بسبب تأثيرات المد والجزر من أجسام أخرى، مثل الشمس في حالة القمر)، فمن الممكن تحديد حلول المعادلة التفاضلية لحركة محور الدوران. يتضح أن محور الدوران يرسم حلقات على الكرة الوحدة التي تدور بسرعة ترنح المدار (بحيث يكون العمودي على مدار القمر والعمودي على مستوى لابلاس نقطتين ثابتتين على الكرة). مع قيم معينة للمعاملات، توجد ثلاث مناطق على الكرة، في كل منها يوجد دوران حول نقطة داخل المنطقة حيث لا يتحرك محور الدوران (في هذا الإطار المرجعي الدوار). هذه النقاط هي حالتا كاسيني 1 و2، وحالة ثالثة لكاسيني يكون فيها الدوران عكسيًا (وهذا لا ينطبق على قمر مثل قمرنا المقيد مدّيًا). تفصل بين المناطق الثلاث خط فاصل يتقاطع مع نفسه، ونقطة تقاطعه هي حالة كاسيني غير المستقرة 4. (في ظل قيم أخرى للمعاملات، توجد فقط الحالتان 2 و3، ولا يوجد خط فاصل). إذا انثنى جسم ما وبدد طاقة حركية، فإن هذه الحلول لن تكون دقيقة، وسيتطور النظام ببطء ويقترب من حالة كاسيني المستقرة. وقد حدث هذا مع القمر. لقد وصل إلى حالة ذات ميل ثابت قدره 6.7 درجة، حيث تستغرق حركة محور الدوران نفس المدة الزمنية البالغة 18.6 سنة التي تستغرقها حركة العمودي على المدار، وبالتالي فهو في حالة كاسيني. [ 7 ]

انظر أيضاً

المراجع والملاحظات

  1. ١ ٢ للاطلاع على النص الأصلي للقوانين، انظر: VV Belet︠s︡kiĭ (2001). مقالات في حركة الأجرام السماوية . دار بيركهاوزر للنشر . ص  ١٨١. ISBN 3-7643-5866-1.
  2. 1 2 بيل، ستانتون ج. (1969). "قوانين كاسيني المعممة". المجلة الفلكية . 74 : 483. Bibcode : 1969AJ.....74..483P . doi : 10.1086/110825 . ISSN 0004-6256 . 
  3. 1 2 يسيبودت، ماري؛ مارغو، جان لوك (2006). "تطور ميل عطارد" (ملف PDF) . إيكاروس . 181 (2): 327-337 . Bibcode : 2006Icar..181..327Y . doi : 10.1016/j.icarus.2005.11.024 . ISSN 0019-1035 . S2CID 8795467 .  
  4. ↑ VV Belet︠s︡kiĭ (2001). مقالات في حركة الأجرام السماوية . بيركهاوزر. ص 179. ISBN  3-7643-5866-1.
  5. 1 2 ي. كاليسيسي (2007). التغيرات الشمسية والمناخات الكوكبية . سبرينغر. ص 34. ISBN  978-0-387-48339-9.
  6. ↑ JN Winn و MJ Holman (2005)، "مد وجزر الميل على الكواكب المشترية الساخنة"، المجلة الفيزيائية الفلكية ، المجلد 628، العدد 2، ص. L159-L162.
  7. ↑ انظر: ويليام وارد ودوغلاس هاميلتون (نوفمبر 2004). "ميلان زحل. الجزء الأول: نموذج تحليلي" . المجلة الفلكية . 128 (5): 2501-2509 . Bibcode : 2004AJ....128.2501W . doi : 10.1086/424533 . S2CID 12049556 . استناداً إلى عمل جي. كولومبو في عام 1966.

للمزيد من القراءة