천체 역학의 한 분야로, 다양한 형태의 천체가 내부 및 외부 중력의 작용에 따라 회전할 때의 평형 형상과 공간 및 천체 내부에서 회전축의 변화 법칙을 연구합니다. 천체 물리학에서는 강한 내부 복사나 강한 전자기 효과를 받는 천체의 모양과 회전을 연구합니다. 천체의 형상 이론에서 주요 모델은 회전하는 유체입니다. 그 중 유체는 압축성(compressible)과 비압축성(incompressible), 균일(uniform)과 불균일(non-uniform)로 구분되며, 회전은 전체 균일회전과 벨트회전으로 구분된다. 천체의 회전이론에서 주모형은 강체이며 때로는 강체와 유체 또는 강체와 탄성체의 혼합모형이 사용된다.
천체의 모양과 회전 이론
천체의 모양 이론
고립된 천체의 형상 이론은 주로 내부 중력과 회전 원심력의 작용에 따른 천체의 형상(내부 구조 포함)을 연구합니다. 이 분야의 연구는 다양한 물리적 상태 모델에 따라 수행되며 주요 연구 주제는 다음과 같습니다. 는 일정하고, 전체 천체는 각 입자의 동일한 각속도를 갖습니다. 회전 각속도가 같을 때), 가능한 평형 모양 및 해당 안정성 문제. 그 중 밀도가 균일한 유체, 밀도가 균일하지 않은 유체, 코어가 있는 유체, 고체가 떠 있는 유체, 쉘이 있는 유체, 쉘이 있는 유체, 소성체, 탄성체 등 다양한 물리적 모델을 별도로 연구합니다. ② 띠 모양의 회전(회전 불량): 띠 모양의 회전하는 천체의 평형(또는 상대 평형) 모양과 해당 계층 구조를 주로 연구합니다. 천체에 있는 각 입자의 회전 각속도가 회전축에 대한 입자의 거리 및 위도의 함수와 같지 않은 경우 이러한 회전을 태양의 자전과 같은 벨트 회전이라고 하며, 목성, 토성 및 기타 별. ③형상변화의 문제 : 천체 내부의 다양한 힘이 불균형할 때 천체의 형태가 주기적으로 또는 규칙적으로 변하는 상황을 주로 연구한다.
천체 시스템의 모양 이론은 외부 힘의 작용에 따라 하나 이상의 천체 시스템의 모양을 연구합니다.
주요 연구 주제
①중심체의 중력에 의해 영향을 받는 유체 형태의 문제: 대표적인 예가 토성의 고리이다.
②지구-달계의 형태: 지구-달계의 진화에 관한 주제이다. 지구와 달이 원래 천체였다는 가정에서 출발하여 두 개의 천체로 나뉘는 가능성과 그 모양과 자전의 진화 법칙을 연구합니다.
③쌍성계의 형태: 쌍성계의 진화에 관한 주제이다.
④ 복잡한 시스템의 모양 문제: 주로 성단 , 성운 및 은하의 모양 이론, 이러한 문제는 주로 천체 물리학에서 연구됩니다.
천체의 회전 이론
주요 연구
① 우주에서 천체의 자전축의 움직임 : 지구 외에 인공천체의 자전축의 움직임도 연구
② 천체에서 천체의 자전축의 움직임 : 가장 많이 연구는 지구의 극이동
③ 천체의 자전율 변화 : 주로 천체의 자전율에 대한 내부 및 외부 중력의 영향을 연구한다.
몇 가지 중요한 주제
균일 유체의 회전에서 평형 형상 문제
이것은 가장 간단한 이론적 모델입니다. 밀도가 균일한 비압축성 유체의 평형 형상과 균일하게 회전할 때의 안정성(평형 형상과의 편차가 작을 때 평형이 파괴되는 것)을 연구합니다. σ 를 유체 밀도, ω 를 회전 속도, G 를 중력 상수 라고 하면 푸앵카레는 다음과 같은 평형 형상에 필요한 조건을 얻었습니다.
Ω=1인 조건을 푸앵카레 극한이라고 합니다.
밀도가 균일하지 않은 유체의 경우 σ 가 전체 유체의 평균 밀도를 나타내는 것을 제외하고는 이 조건이 계속 유지됩니다. 이 조건이 충족되면 Maclaurin 타원체 (회전 타원체), Jacobian 타원체 (3개의 축이 같지 않은 타원체), Poincaré 본체 (타원체에 가까운 여러 닫힌 표면) 및 Darwinian 과 같은 일련의 평형 모양이 존재하는 것으로 나타났습니다. 본체 (피리폼 본체) 등 이러한 평형 모양은 모두 타원체 또는 타원체에 가까운 큰 행성을 나타냅니다. 고리도 평형 모양이 될 수 있지만 토성 고리의 운동을 설명할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 토성의 고리를 실제로 관찰한 결과 토성은 회전하는 유체가 아니라 케플러 타원에 따라 움직이는 작은 고체 입자의 고리임을 알 수 있습니다.
Poincaré와 Lyapunov는 이러한 평형 형태의 안정성 이론을 확립했습니다. Ω 값 이 크면(여전히 1보다 작음) 해당하는 Maclaurin 타원체 또는 Jacobian 타원체는 불안정합니다. 균질한 유체에 근거한 결론은 천체의 실제 상황과 너무 거리가 멀기 때문에 참고값일 뿐이다. 그러나 결론 자체는 매우 견고하며 보다 복잡한 상황을 논의하기 위한 기초 역할을 합니다.
지구의 모양 이론
천체의 형상 이론에서 가장 깊이 연구된 대상은 지구이며, 지구에 대한 다양한 물리적 상태 모델이 제안됩니다. 인공위성의 궤도는 지구의 중력장에 의해 교란되기 때문에 인공위성의 궤도 요소의 변화에 따라 지구의 중력장의 팽창계수를 역으로 측정할 수 있다. 이 계수 값은 지구의 모양과 내부 밀도 분포의 법칙을 반영합니다. 1963년 미국은 스미소니언 천문대의 제안에 따라 '국가측지위성' 계획을 수립했고, 1965년부터는 지구 관측 전용 레이저 반사경을 탑재한 위성을 발사했다. 1966년에는 위성 데이터를 기반으로 최초의 표준 지구 모형이 수립되었는데, 이를 "스미소니언 표준 지구 I"라고 했으며, 1969년에는 더 많은 데이터를 가지고 "스미소니언 표준 지구 II"를 수립했습니다. 이후 1973년 25개 위성의 사진 및 레이저 관측 데이터와 20,000개 이상의 지상 중력 측정 데이터로 "Smithsonian Standard Earth III"가 수립되었습니다.
지구의 자전 이론
천체의 자전론 중 지구 자전 론만이 가장 깊이 연구되어 왔다. 그것은 다음을 포함한다: ① 세차와 뉴테이션 이론: 주로 우주에서 지구의 자전축의 변동 법칙을 연구한다. 고전 이론은 강체 모델을 사용하여 확립되었으며 얻은 결론은 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 동시에 완전한 탄성체 모델과 유체 코어 및 솔리드 쉘 모델을 기반으로 일부 nutation 이론도 설정됩니다. ②지구의 극운동 이론: 지구 몸체에서 지구의 자전축의 운동 법칙을 연구한다. 이것은 더 복잡한 다양한 모델(탄성체, 플라스틱 몸체, 유체 코어가 있는 고체, 부동 고체 블록이 있는 유체 등)으로 연구해야 합니다. ③ 지구 자전 속도의 변화: 연구를 위해서는 더 복잡한 모델이 필요합니다.