Astronomie

Est-il possible d'affecter l'orbite de la Terre pour que, disons, l'aphélie se produise plus tôt ?

Est-il possible d'affecter l'orbite de la Terre pour que, disons, l'aphélie se produise plus tôt ?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dans le cadre de son cycle naturel, le soleil s'éloigne actuellement de la Terre, il devrait atteindre son point le plus éloigné d'ici le 4 juillet 2020, date à laquelle la distance entre le Soleil et la Terre commencera à se réduire.

Les humains ont-ils assez de puissance pour contrôler l'orbite terrestre afin que le soleil commence son voyage de retour plus tôt ? J'ai hâte que la chaleur revienne.


Les humains n'ont pas cette capacité. La Terre a une énergie cinétique d'environ $10^{33}$ joules, par rapport au soleil. Même si nous mettons l'énergie totale que les humains utilisent par an dans l'orbite terrestre (environ 10^{24} joules), nous n'avons toujours qu'un milliardième de l'énergie cinétique de la Terre.

De plus, les variations annuelles de température n'ont que très peu à voir avec la distance au soleil, elles sont causées par l'inclinaison de la Terre par rapport au soleil. Pour les habitants de l'hémisphère nord, la plus grande distance au soleil se produit au milieu de l'été, lorsque la température est généralement la plus élevée.

Bien que nous ne puissions pas beaucoup changer l'orbite de la Terre, nous avons réussi beaucoup plus (!) À changer la composition de l'atmosphère. L'accumulation de CO2 et d'autres gaz à effet de serre réchauffe considérablement la Terre, et nous pouvons nous attendre à des conséquences néfastes importantes de ce réchauffement. Nous aimerions peut-être la « chaleur », mais nous n'aimons pas l'élévation du niveau de la mer, les sécheresses, les inondations et les autres effets du changement climatique mondial.


Ce n'est pas exactement une réponse à la question posée, mais elle est suffisamment proche d'une réponse que vous pourriez trouver intéressante et, espérons-le, utile d'une manière ou d'une autre.

La force gravitationnelle du Soleil sur la Terre est donnée par

$$F_{Grav} = frac{GM_{Soleil} M_{Terre}}{a^2}$$

$a$ est le demi-grand axe de l'orbite terrestre et mesure environ 1,5E+11 mètres et $GM_{Dim}$ est le paramètre gravitationnel standard du Soleil, soit environ 1,327E+20 m^3/s^2. La masse de la Terre est d'environ 5,97E+24 kg.

La force due à la pression de rayonnement de la lumière du Soleil sur la Terre peut être estimé comme

$$F_{Rad} = Aire_{Terre} frac{I_{Soleil}}{c} = pi R_{Terre}^2 frac{I_{Soleil}}{c} $$

où le rayon moyen de la Terre $R_{Terre}$ est d'environ 6,37E+06 mètres et l'intensité de la lumière solaire sur la Terre $I_{Dim}$ est approximativement la constante solaire ($G_{SC}$) et est d'environ 1361 Watts/m^2.

Le rapport des deux

$$frac{F_{Rad}}{F_{Grav}} = frac{pi R_{Terre}^2 I_{Soleil} a^2}{c GM_{Soleil} M_{Terre}} $$

Ce rapport est d'environ 1,6E-14, ce qui est assez petit !

Si nous rendions la surface de la Terre plus sombre ou plus claire avec des distributions différentes à travers la planète en fonction de l'heure de l'année et de l'heure de la journée, nous pourrions (c'est-à-dire changer l'albédo de la lumière visible de la Terre) nous pourrions jouer des tours avec son orbite.

Par exemple, si nous réfléchissions plus de lumière du jour vers l'ouest (prograde) que vers l'est (rétrograde) tout au long de l'année, nous pourrions sur des milliards d'années rapprocher légèrement l'orbite moyenne de la Terre du Soleil. Bien sûr, changer l'albédo de la lumière visible de la Terre aurait des effets de chauffage et de refroidissement dramatiques et changeants sur la Terre, mais c'est une autre histoire.

Nous pourrions également l'inverser tous les six mois afin de circulariser notre orbite et de nous maintenir à une distance plus constante du Soleil, mais comme le souligne la réponse de @JamesK, il fait froid dans un hémisphère (et chaud dans l'autre) à cause de l'inclinaison de L'axe de la Terre, pas à cause du changement de distance par rapport au Soleil.


Le réchauffement climatique est-il d'origine solaire ?

Il y a des nouvelles qui circulent selon lesquelles la Terre n'est pas la seule planète à subir un réchauffement climatique. Mars, par exemple, semble peut-être se réchauffer un peu, tout comme Jupiter, la lune Triton de Neptune et même Pluton. Cela pourrait-il signifier que le réchauffement climatique est causé par le soleil et non par la pollution humaine ?

Je vois certainement des négateurs du réchauffement climatique et d'autres prendre ces informations et les utiliser (comme ici, par exemple, ou ici, et sur Benny Peiser sur CCNet le 7 mars 2007, bien que je n'aie pas de lien pour cela) . Cependant, adoptons une approche sceptique, n'est-ce pas ? Tout d'abord, je veux faire un très gros point ici : les changements de la Terre dus au réchauffement climatique, bien que réels, sont quelque peu subtils. Pourtant, la Terre tire la majeure partie de sa chaleur du Soleil, donc si le Soleil en était la cause, nous nous attendons à ce que les effets du réchauffement soient beaucoup plus forts sur Terre que sur n'importe quelle autre planète. Ainsi, tout signal vraiment fort de réchauffement climatique sur des planètes extérieures comme Jupiter ou en particulier Pluton, s'il est réel, est très peu susceptible d'être dû au Soleil. Deuxièmement, ce que je vois dans ces arguments est une pratique très dangereuse appelée "cherry picking", sélectionnant de manière sélective les données qui soutiennent votre argument et ignorant les preuves contraires. Il semble certainement intéressant que la Terre, Mars, Jupiter, Triton et Pluton se réchauffent, et si c'est tout ce que vous avez entendu, il semble logique de penser que le Soleil en est peut-être la cause. Mais ils ne sont pas les seuls objets du système solaire. Qu'en est-il de Mercure, Vénus, Saturne, Uranus. et si vous incluez Triton pour étayer votre cas, vous feriez mieux de jeter également un bon coup d'œil aux près de 100 autres lunes importantes du système solaire. Est-ce qu'ils chauffent aussi ? Je n'ai rien entendu à leur sujet dans ces arguments, et je soupçonne que c'est parce qu'il n'y a pas grand-chose à dire. S'ils ne se réchauffent pas, alors les négateurs ne les mentionneront pas, et les scientifiques ne le signaleront pas parce qu'il n'y a rien à signaler (« Flash d'information : Phobos toujours à la même température ! » est peu susceptible d'entrer dans les revues Planetary Science). Cependant, je ne peux pas dire cela avec conviction, car l'absence de preuve n'est pas une preuve d'absence. Tout scientifique planétaire lisant cette entrée de blog, s'il vous plaît contactez-moi. Je suis intéressé à en savoir plus. Troisièmement, si vous lisez réellement les articles sur les cas spécifiques de réchauffement planétaire auxquels j'ai fait un lien ci-dessus, vous voyez qu'ils ont tous des explications distinctes : Mars : Pour commencer, Mars se réchauffe-t-il même globalement ? Peut-être pas - cela pourrait être un effet local. Et s'il est global, il y a déjà une idée de pourquoi cela pourrait se produire : ce serait dû à des changements périodiques de son orbite, appelés cycles de Milankovitch. La Terre les a aussi, et ils affectent notre climat. Et celui qui prétend que le Soleil réchauffe Mars ne pense pas que le CO 2 soit un gaz à effet de serre. Je pense que sa science est un peu suspecte. Son raisonnement est certainement spécieux - il dit que si Mars et la Terre se réchauffent toutes les deux, cela doit être dû au Soleil. Comme je l'ai souligné plus haut, ce n'est clairement pas nécessairement le cas. Même si ce réchauffement martien s'avère être vrai, il se peut qu'il s'agisse simplement d'un effet naturel de la forme de l'orbite de Mars. Jupiter : Les preuves du réchauffement climatique de Jupiter n'en sont pas une. C'est la preuve qu'il y a des endroits chauds, avec des orages qui montent jusqu'au sommet des nuages. Cela peut être juste un effet local, et non global. L'atmosphère de Jupiter est diaboliquement complexe et mal comprise. Si vous avez déjà regardé la planète à travers un télescope, vous pouvez clairement voir d'épaisses bandes horizontales à travers le disque, ce sont d'énormes modèles de vent qui éclipsent la Terre. Il y a quelques années, l'une des bandes sombres a complètement disparu. Pour des raisons inconnues à ce jour, il s'enfonça un peu dans l'atmosphère, et des nuages ​​opaques le recouvrirent. Je l'ai vu plusieurs fois à travers mon 'scope, et c'était bizarre. Puis, au bout d'un moment, c'est réapparu, juste comme ça. Mon point : toute affirmation concernant l'atmosphère de Jupiter en ce qui concerne le réchauffement climatique doit être abordée avec beaucoup de prudence. Nous ne comprenons pas la dynamique de ce système.

De plus, la physique atmosphérique de Jupiter est dominée par la chaleur interne de la planète, et non par la chaleur du Soleil. Donc, même si le Soleil se réchauffait d'une manière ou d'une autre, l'effet sur Jupiter serait probablement beaucoup moins dramatique qu'ici sur Terre. Triton : Avec Triton, la lune de Neptune, il est dit dans l'article même cité que Triton approche d'une saison estivale extrême, en raison de l'inclinaison de son orbite. Cela se produit tous les quelques siècles. Ainsi, le Soleil peut être constamment en train de souffler et Triton se réchaufferait de toute façon. Remarquez que l'orbite de Neptune a une durée de 165 ans, nous ne l'avons donc même pas observée sur une orbite complète depuis l'invention des détecteurs modernes capables de nous fournir de bonnes données. Par conséquent, il est très difficile, voire impossible, de faire la distinction entre des facteurs tels que le Soleil réchauffant anormalement Triton, ou simplement les changements habituels de la lune dus aux saisons. Pluton : Quant au minuscule Pluton, sa dynamique est très mal comprise. Ce que nous voyons, c'est que son atmosphère semble être plus épaisse que prévu en ce moment. Pluton n'a pas beaucoup de couverture d'air, et elle change au cours de l'orbite de Pluton à mesure que la minuscule boule de glace s'approche et s'éloigne du Soleil. Pluton a atteint le périhélie, le point le plus proche de son orbite autour du Soleil, en 1989, et s'éloigne à nouveau lentement. Vous pourriez penser que son atmosphère commencerait à geler, à s'amincir. Mais cela ne se produit pas, cela devient un peu plus épais. Cependant, ce n'est pas totalement inattendu. Les changements ne sont pas instantanés et cela peut prendre un certain temps avant que les choses ne se dégelent. Il est possible que ce n'est que maintenant que les gaz gelés à la surface de Pluton commencent à s'évaporer. C'est une planète étrange, renversée (la Terre est inclinée de 23 degrés, tandis que Pluton est inclinée à 122) et l'orbite est également très elliptique et inclinée. Vous vous attendez à des choses étranges, et un retard dans la décongélation n'est pas si surprenant. De plus, réfléchissons à ceci : Pluton est plus de 30 fois plus éloigné du Soleil que la Terre. Si le Soleil se réchauffait suffisamment pour affecter Pluton à cette grande distance, il brûlerait la Terre. Si les effets du réchauffement climatique de la Terre sont suffisamment subtils pour en discuter, alors il est prudent de supposer que les changements sur Pluton sont complètement sans rapport avec l'argument. Alors, où en sommes-nous? Quand je regarde tout cela, je vois une poignée des 100 grands corps du système solaire montrant des preuves de réchauffement local (point de Jupiter), des preuves de réchauffement systémique avec des causes connues qui sont beaucoup plus probables que le réchauffement solaire. (comme des variations orbitales bien comprises), et des preuves que tout réchauffement subi par ces corps est peut-être exagéré dans les rapports. Je vois aussi de la cueillette, sans aucune mention des autres planètes et lunes du système solaire. Et qu'en est-il du Soleil ? Est-il possible que le réchauffement de la Terre soit causé par notre étoile la plus proche ? Bien sûr que c'est possible. Il existe des liens avec le comportement du Soleil et le climat de la Terre (recherchez le minimum de Maunder pour une lecture intéressante), et il serait insensé de simplement le nier. Cependant, il s'agit d'un système extrêmement complexe et difficile à comprendre, et prétendre simplement « Oui, c'est à cause du Soleil » ou « Non, ce n'est pas à cause du Soleil » est certainement naïf. Mais nous avons quelques faits : 1) La Terre se réchauffe. 2) Nous rejetons plus de CO 2 et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère. 3) Un peu d'effet de serre est une bonne chose (sinon la température moyenne de la Terre serait en dessous du point de congélation de l'eau). Trop, cependant, est Vénus . 4) Une partie de ce réchauffement climatique est due à des causes humaines. C'est un fait . La question est combien? 5) Il y a des ramifications politiques et idéologiques du réchauffement climatique, et beaucoup de gens - les politiciens, en fait - ont beaucoup en jeu et sont connus pour déformer la science pour répondre à leurs besoins. Avec tous ces faits alignés, il est clair que la seule chose que nous devons faire est d'être très, très prudent lorsque quelqu'un entre et fait une déclaration large et radicale sur la cause du réchauffement climatique, en particulier lorsqu'il a des arrière-pensées. pour avoir dit ce qu'ils font. Cela peut sembler ad hominem, mais nous avons vu, à maintes reprises, comment la science a été maltraitée ces dernières années par ceux au pouvoir. Un œil jaunâtre est essentiel en science, et un peu de scepticisme - ou dans ce cas, beaucoup - est une bonne chose.


6 réponses 6

Mis à part le fait que ce serait une très mauvaise idée et qu'il existe des moyens beaucoup moins énergivores de terraformer la surface d'une planète, le moyen le plus économe en énergie de le faire est d'utiliser des objets du nuage d'Oort.

Il faut très peu de $Delta V$ pour faire plonger un objet du nuage d'Oort vers le Soleil. En fait, c'est la source de la plupart des comètes. La masse totale là-bas est d'au moins quelques Terres. Chaque objet serait envoyé sur une trajectoire pour se balancer près de Mars du côté arrière. L'objet serait projeté hors du système solaire et Mars ralentirait un peu. Répéter.

Il peut être possible de réutiliser un objet. Un survol de Jupiter pourrait ramener un objet en fuite sur une orbite solaire pour retourner sur Mars pour un autre remorqueur. Si vous pouviez cycler un tel objet, vous fabriqueriez une pompe qui transfère l'énergie et le moment angulaire de Mars à Jupiter. Ne vous inquiétez pas trop de la modification de l'orbite de Jupiter, cela ne changera pas grand-chose. 1/3000e autant que l'orbite de Mars change.

Une application plus utile de l'approche serait d'élever l'orbite de la Terre pour la garder habitable alors que la production d'énergie du Soleil augmente au cours des prochains milliards d'années. Autrement dit, en gardant Terre terraformée. Faites donc ce qui précède sur la face avant de la Terre pour l'accélérer.

Compte tenu de l'échelle de temps très longue de l'augmentation de l'énergie du Soleil, cela pourrait être une approche viable. Quelque chose comme des véhicules auto-répliquants utilisant des matériaux dans le nuage d'Oort, alimentés par des réacteurs à fusion, pourrait rendre cela quelque peu abordable. Encore une fois sur de longues échelles de temps. Je serais principalement inquiet de manquer de matériel cloud d'Oort si vous ne pouviez pas le réutiliser. Bien que vous puissiez alors commencer à piller les nuages ​​d'Oort d'autres étoiles proches. Ensuite, nous aurons des guerres de masse à énergie potentielle élevée avec les civilisations d'autres systèmes stellaires qui veulent faire la même chose.

Réorganiser les planètes rocheuses sans vie pourrait faciliter la terraformation et le transport.

Non, ce n'est peut-être pas le cas, car les quantités d'énergie que cela impliquerait sont si ridiculement gigantesques que la terraformation d'une planète est un travail très facile en comparaison.

L'énergie cinétique d'un corps en orbite est $epsilon_k = Gcdot frac<2cdot r>$ où $G$ est la constante gravitationnelle, $m$ la masse de la planète en orbite, $M$ la masse du corps autour duquel elle orbite, et $r$ le demi-grand axe ou la moyenne distance entre le foyer principal de l'ellipse et le corps en orbite. L'énergie minimale requise pour se déplacer entre deux orbites est la différence des deux énergies orbitales. Pour Mars se déplaçant de son orbite actuelle vers l'orbite terrestre, cela revient (si j'ai bien calculé) à -9,98 $ cdot 10^<31> m J$ (Joule). C'est l'énergie cinétique totale qui devrait être retirée de l'orbite de Mars pour qu'elle commence à orbiter à la distance moyenne de la Terre au Soleil.

C'est à peu près le toute la production d'énergie du Soleil pendant trois jours!

Si vous pouviez exploiter autant d'énergie, terraformer une planète serait quelque chose que vous donneriez aux enfants comme devoir (enfin, peut-être un projet à terme). Et, bien sûr, le transport serait quelque chose auquel vous ne pensez même pas.

Bien sûr, si vous voulez vraiment concocter un scénario SF difficile où les planètes sont déplacées entre les orbites, l'estimation ci-dessus peut également vous donner une idée des méthodes et des délais. Dites, trouvez un moyen de siphonner 0,01% de la production d'énergie du soleil et utilisez-le pour déplacer les planètes sur une période de 80 ans.

Voyons ce qu'il faudrait pour déplacer Mars sur une orbite terrestre. Ce n'est pas une jolie image.

Le moyen le plus efficace de passer d'une orbite à une autre est via un transfert Hohmann. Nous allons appliquer un delta-V à Mars pour le ralentir et mettre la planète sur une orbite de transfert elliptique qui croise juste l'orbite de la Terre, puis un autre delta-V une fois que Mars atteindra le périhélie. En supposant que Mars soit en orbite circulaire à 1,524 UA, un delta-V rétrograde de 2,65 km/s placera Mars sur cette ellipse de transfert. Une demi-orbite plus tard, un autre delta-V rétrograde, cette fois à 2,94 km/s, mettra Mars sur une orbite circulaire de 1 UA. Aucun problème! Tout ce que nous avons à faire est de changer la vitesse de Mar de 2,65 km/s puis plus tard de 2,94 km/s, soit un delta-V total de 5,59 km/s, et le tour est joué ! nous avons Mars en orbite à 1 UA.

C'est un énorme problème. Ces deux changements instantanés de vitesse représentent une énorme quantité d'énergie et une quantité encore plus énorme de quantité de mouvement. Notez que c'est considérablement moins d'énergie que la réponse de Michael Borgwardt. La masse de Mars * ((2,65 km/s) 2 /2 + (2,94 km/s) 2 /2) est d'environ 5*10 30 joules, pas 10 32 joules.

Cependant, cela ne représente qu'une partie de l'énergie totale nécessaire. La seule façon dont nous savons comment faire bouger un objet dans l'espace dans une direction est d'éjecter une masse de l'objet dans la direction opposée. Seule une infime fraction de l'énergie qui sert à accélérer la masse éjectée accélère la fusée (ou la planète dans ce cas).

Supposons que nous puissions éjecter l'équivalent d'une (petite) montagne de matériaux (10 à 12 kg) à 99 % de la vitesse de la lumière de Mars chaque jour. Ce n'est pas le moyen d'amener Mars à suivre un transfert Hohmann sur l'orbite terrestre. Il faudrait des siècles pour construire ce delta-V de 2,65 km/s nécessaire pour la première étape du transfert. Un transfert Hohmann n'est pas possible lors du déplacement de planètes.

Éjecter 10 12 kg par jour de Mars à 0.99c permet un transfert très lent. Il faudrait plus de 47 siècles pour déplacer Mars de son orbite actuelle à celle de la Terre. La quantité d'énergie consommée dans le processus d'éjection de la masse est de 10 36 joules. Presque toute l'énergie va dans ce flux d'échappement. Seule une infime fraction entre dans le déplacement de Mars. Dans le processus, nous aurons expulsé plus de 10 18 kilogrammes de masse de Mars. Notez que 10 12 kg par jour est environ 1,5 ordre de grandeur supérieur à la vitesse à laquelle le charbon et le fer sont extraits de la Terre.

Miner le matériel d'une montagne par jour et l'envoyer dans l'espace à 99% de la vitesse de la lumière : nous ne pouvons pas faire ça. Ce n'est même pas proche. Peut-être que dans 47 siècles, nous pourrons le faire. Il vaut mieux attendre.

Ce n'est pas possible! Du moins pas si vous voulez garder la Terre en sécurité sur son orbite. Et bien que j'aime certaines suggestions mentionnées précédemment ici parce que jouer au billard céleste est certainement amusant, elles ne sont intrinsèquement pas possibles en raison de l'échelle de temps à laquelle tous ces changements orbitaux devraient être appliqués. Oubliez donc le transfert de Hohmann à l'échelle planétaire, ou la lente diminution de la vitesse orbitale de la planète en tirant d'autres corps massifs au-delà ou même à l'intérieur. Au moment où vous réduisez suffisamment sa vitesse orbitale pour qu'elle se rapproche de l'altitude orbitale de la Terre, eh bien, elle est déjà dans sa propre sphère d'influence et l'enfer se déchaîne.

Oubliez également le quantum hocus pocus et le FTL. Quoi que vous ayez fait pour déplacer temporairement une planète entière hors du domaine de l'espace-temps et de la relativité générale pour la téléporter / la téléporter / la déformer plus tard vers un autre endroit, vous avez également perdu la capacité de manipuler son élan avec elle, donc une fois (peut-être instantané ?) tu aurais convoquer cette planète à une autre position orbitale et de retour à la réalité physique telle que nous la connaissons, elle aurait exactement le même élan qu'elle l'a toujours eu, donc en cas de déplacement de Mars dans la position du L de la Terre3, vous n'obtiendriez que Mars avec une orbite hautement elliptique avec exactement le même demi-grand axe qu'elle l'a toujours eu, seulement une excentricité beaucoup plus grande qui la ferait croiser la trajectoire orbitale de la Terre. Avec suffisamment de temps, disons quelques orbites, cela ne se terminerait pas bien non plus.

La mécanique céleste est difficile ! Et cela a très peu à voir avec la façon dont nous pensons aux trajectoires et aux orbites de petits engins spatiaux avec une masse largement négligeable par rapport aux corps célestes sur lesquels ils se déplacent. La gestion des orbites des planètes est presque impossible, et ce qui le rend ainsi, c'est que tous les corps massifs d'un système stellaire sont en équilibre semi-stable car ils ont évolué vers un état ordonné à partir d'un chaos primordial de nébuleuses effondrées. Si vous perturbez suffisamment cet équilibre, vous déclenchez une réaction en chaîne aux conséquences imprévues. Et déplacer une planète entière en orbite inférieure est admissible. Pour le démontrer quelque peu, considérons ces deux graphiques :

Leurs légendes sont fausses et elles montrent l'altitude orbitale de Mercure, Vénus, la Terre et Mars et les tracés du périhélie, de l'aphélie et du demi-grand axe de ces planètes, pas toutes les planètes officielles de notre système solaire de Mercure à Neptune. Mais peu importe, ce qui est important, c'est que l'arrangement actuel du système solaire interne semble stable, mais si nous venons d'échanger les orbites de Mars et de la Terre (sans même déplacer Mars sur la même orbite que la Terre), l'ensemble du système se déstabilise. dans environ 10 millions d'années, Mercure croise Vénus et Vénus Mars, et il n'y a aucun moyen de dire ce qui se passerait. Échangeraient-ils leurs orbites comme il est suggéré qu'Uranus et Neptune l'ont fait il y a quatre milliards d'années ? Entrer en collision? Personne ne le sait, car les méthodes de la théorie des perturbations qui nous permettent de résoudre ces problèmes sont intrinsèquement imprécises une fois que d'autres facteurs que ceux pris en compte entrent en jeu.

Alors qu'est-ce qui ne va pas avec toutes les suggestions actuelles ? Eh bien, ils simplifient tous l'ensemble du système et ne traitent pas tous les états intermédiaires entre l'état de départ A et l'état final B, suggèrent simplement quel est le changement requis en énergie cinétique et comment on pourrait y parvenir. Et avec les suggestions FTL, c'est l'inverse. Et c'est très bien, car en réalité, il n'y a de toute façon pas de solution à votre question.

En théorie, je peux penser à quelques états finaux pour que Mars orbite à une distance identique ou similaire au Soleil comme le fait la Terre, par exemple en mettant Mars en opposition avec la Terre afin qu'ils soient co-orbitaux avec Mars à peu près où L3 cela aurait été si Mars n'avait pas été là, ou mettre Mars sur une orbite d'inclinaison de 90° ou 270° qui coupe celle de la Terre en opposition, ou même incliner l'orbite de Mars à 180° pour orbiter rétrograde et abaisser son orbite parallèlement à celle de la Terre mais pas exactement à la même altitude, et les laisser changer d'altitude chaque fois qu'ils s'approchent l'un de l'autre (orbite en fer à cheval). Et ces orbites pourraient même être stables pendant un temps relativement long. Si. Si d'autres célestes n'étaient pas là, et tout d'un coup, avoir deux célestes là où il n'y en avait qu'un ne perturberait pas leurs orbites et ne déstabiliserait pas tout le système solaire intérieur.

Donc, même en supposant que nous puissions résoudre le problème de sur quelle orbite mettre un autre céleste pour qu'il soit à la même distance du Soleil que la Terre est, nous finirions par déstabiliser tout le système solaire intérieur et le remettre dans le chaos avec chaque céleste luttant pour sa place autour du Soleil. Mercure et Vénus changeraient violemment d'excentricité, les possibilités finales étant soit de plonger dans le Soleil, de frapper l'un des trois autres célestes du système solaire interne, d'échanger des orbites ou d'être complètement éjectées du système solaire interne. Les objets de la ceinture principale déstabiliseraient également les orbites, et l'ensemble du système solaire serait de retour à la fin des années de bombardement lourd. Quel serait le résultat final, et comment cela affecterait-il le système solaire extérieur ? Personne ne sait. Mais une chose est sûre. Il n'y a pas de moyen confortable de le faire.

Pour ce que ça vaut, échanger l'orbite de la Terre et de Mars nécessiterait beaucoup moins de changement d'énergie orbitale, si vous pouviez augmenter l'excentricité de Mars au point de croiser la Terre exactement au bon moment pour qu'elles échangent leurs orbites et ne se heurtent pas dans le processus . Je n'ai pas fait de calculs, mais je dirais que cela devrait représenter environ 20 à 30% de l'énergie requise suggérée précédemment. Oh, et selon mes calculs, les calculs de Michael Borgwardt sur la quantité de changement d'énergie cinétique nécessaire semblent plus proches de $approx -1.6cdot 10^ <32> ext$ avec lequel je suis sorti, mais il est vraiment facile de jouer avec les conversions d'unités requises dans le processus, donc je ne peux pas non plus prétendre que c'est correct. )


Le 4 juillet, la Terre est la plus éloignée du Soleil

Les prévisions météorologiques pour les vacances du 4 juillet de cette année aux États-Unis prévoient des températures élevées dans la plupart des États du centre et du sud du pays, certains endroits devant dépasser les 100 degrés pour les vacances américaines. Il peut donc être surprenant que malgré cette chaleur, la planète soit en fait à peu près aussi loin du soleil que jamais.

Vers 11h00 HAE (15h00 GMT) le 4 juillet, la Terre atteindra le point de son orbite où elle est la plus éloignée du soleil. Appelé aphélie, cet endroit sur l'orbite terrestre place la planète à environ 152 millions de kilomètres du soleil. C'est environ 3,1 millions de miles (4,9 millions de km) de plus que la distance la plus proche de la Terre au soleil (appelée périhélie), qui s'est produite le 3 janvier.

La différence exacte de distance entre les points de la Terre les plus proches et les plus éloignés du soleil est de 3 104 641 miles (4 996 435 km), soit 3,28 pour cent, ce qui fait une différence de chaleur rayonnante reçue par la planète de près de 7 pour cent. La distance moyenne entre la Terre et le soleil est d'environ 93 millions de miles (150 millions de km). [10 faits extrêmes sur la planète]

Plus près ne veut pas forcément dire plus chaud

Si vous demandez à la plupart des habitants de l'hémisphère nord quel mois de l'année ils pensent que la Terre est la plus proche du soleil, ils diront probablement que cela se produit en juin, juillet ou août, certains des mois les plus chauds de l'année.

Mais notre temps chaud n'est pas lié à notre distance du soleil. C'est à cause de l'inclinaison de 23,5 degrés de l'axe de la Terre que le soleil est au-dessus de l'horizon pendant des durées différentes selon les saisons. L'inclinaison détermine si les rayons du soleil nous frappent à un angle faible ou plus directement.

À la latitude de New York, les rayons les plus directs du solstice d'été du 21 juin apportent environ trois fois plus de chaleur que les rayons les plus obliques du solstice d'hiver du 21 décembre. La chaleur reçue par n'importe quelle région dépend de la longueur de la lumière du jour. et l'angle du soleil au-dessus de l'horizon.

Il existe donc des différences notables de températures enregistrées dans différentes parties du monde, y compris dans l'hémisphère sud, où c'est l'hiver en ce moment.

Une erreur climatique

Quand j'ai fréquenté l'école secondaire Henry Bruckner dans le Bronx, mon professeur de sciences de la Terre, M. Shenberg, nous a tous dit que parce que la Terre est la plus éloignée du soleil en juillet et la plus proche en décembre, une telle différence aurait tendance à réchauffer les hivers. et rafraîchir les étés… du moins dans l'hémisphère nord.

Et pourtant, la vérité est que la prépondérance des grandes masses continentales dans l'hémisphère nord fonctionne dans l'autre sens et tend en fait à rendre les hivers plus froids et les étés plus chauds.

Fait intéressant, les moments où la Terre se trouve à ses points les plus proches et les plus éloignés du soleil coïncident à peu près avec deux jours fériés importants. Lorsque la Terre est la plus proche du soleil autour du jour de l'an et la plus éloignée du soleil autour du jour de l'indépendance.

Selon les années, la date du périhélie peut varier du 1er au 5 janvier, tandis que la date de l'aphélie peut varier du 2 juillet au 6 juillet.

Alors, pendant que vous êtes sous le soleil du 4 juillet ce jour férié, prenez un moment pour apprécier la danse céleste que la Terre fait exactement au même moment et profitez du soleil.


Obtenez une réponse directe


Qu'est-ce qu'une orbite « Soleil synchrone » ?
(b) Pourquoi les satellites sont-ils lancés depuis près de l'équateur ?


(1) Pourquoi ses particules ne se séparent-elles pas en poids ?
(2) Qu'est-ce qui accélère le vent solaire ?

Projet d'expo-sciences sur la taille de la Terre

Si vous avez une question pertinente, vous pouvez l'envoyer à audavstern (symbole "at") erols.com
Avant de le faire, cependant, veuillez lire les instructions

Réponse:

  Les densités non équilibrées créent un champ électrique. Un champ électrique en temps calme existe dans l'atmosphère, produit par des orages lointains, et la différence sur une altitude de (disons) 2 mètres peut être de quelques centaines de volts. Cela ne peut cependant exister que parce que l'air est un très bon isolant. Votre corps ne l'est pas : une charge électrique qui le touche est bientôt déchargée au sol.

  Alors, "se sent-on mieux lorsqu'il y a une abondance d'ions négatifs dans l'air" ? Pas à cause des ions, non. Mais il se peut qu'un champ électrique constant nécessite des conditions confortables pour le corps humain, telles qu'une faible humidité. Je ne saurais le dire. --------------------

Réponse:

et bien sûr, il semble plutôt elliptique, à cause de la perspective. Les équinoxes et les solstices sont représentés par leurs mois, et vous pouvez ajouter d'autres détails.

Une vue perpendiculaire de l'orbite depuis le nord n'affichera aucune ellipticité notable : j'ai vu un tel graphique, et il ressemble à un cercle. La seule concession visible à l'ellipticité est que le Soleil est déplacé du centre. L'excentricité e de l'orbite terrestre est de 0,01673, ce qui signifie que les distances de l'aphélie et du périhélie ont un rapport de 1,01673 à 0,98327, donc avec un diamètre de 10 cm, le Soleil est décalé d'environ 0,8 mm du centre, pas plus.

Un fait intéressant, lié à l'excentricité de l'orbite terrestre, est que les équinoxes de printemps et d'automne ne sont PAS exactement à six mois d'intervalle. Cela est discuté dans la section #12A de " ("Plus sur la 2ème loi de Kepler") et est lié au fait que nous sommes le plus proche du Soleil vers le 4 janvier (parfois 3 ou 5 - cela varie selon que l'orbite est perturbée). Milutin Milankovich a lié cela à sa théorie des périodes glaciaires, comme décrit dans la section #7 sur la précession.
-------------------------------------------------
-------------------------------------------------
D'autres sections liées aux sciences de la Terre sont les #S-1, S-1A et S-1B traitant du temps et du climat, et les sections traitant du magnétisme de la Terre (également avec la tectonique des plaques) dans "Le Grand Aimant, la Terre", page d'accueil

en particulier les sections à la fin, marquées « d'intérêt spécial pour les professeurs de sciences ».

Votre site web est très utile! J'ai 45 ans, je m'intéresse à l'électricité dans l'espace et j'apprends toujours.

1. Dans la section sur le vent solaire, vous mentionnez que « le plasma de la couronne est si chaud que la gravité du soleil ne peut pas le maintenir. Au lieu de cela, les franges supérieures s'écoulent dans toutes les directions, dans un flux constant de particules connues sous le nom de le vent solaire."

Le champ de gravitation intense du Soleil ne ferait-il pas retomber les particules les plus lourdes chargées positivement vers le Soleil, ce qui ferait en sorte que le vent solaire contiendrait plus d'électrons que de protons ? Ou est-ce qu'un proton retombant attirerait un électron avec lui ?

2. J'ai lu sur un certain nombre de sites Web que le vent solaire accélère en s'éloignant du soleil. Y a-t-il une explication ? Par exemple. Voir

Réponse

Votre première question est assez perspicace. Une question similaire sur l'atmosphère terrestre a été abordée par Pannekoek en 1922 et par Rosseland en 1924 ("Electrical state of a star", Monthly Notices of Roy. Astron. Soc.84, 720-728, 1924). Voici l'idée.

Dans une atmosphère constituée d'un gaz de poids moléculaire M, la densité diminue de façon exponentielle, à une vitesse qui dépend de M, de la température du gaz et de la force de gravité. Dans la basse atmosphère terrestre, la densité tombe de moitié tous les 5 kilomètres environ (ou bien, d'un facteur e = 2,71828.. environ tous les 8 kilomètres, distance appelée hauteur d'échelle H). Des températures élevées et un faible M augmentent H et étalent l'atmosphère, tandis qu'une forte gravité diminue H et rend l'atmosphère plus compacte. Of course, the Earth's atmosphere is really a mixture of gases, but in the first 100 kilometers, enough collisions occur to create a single scale height, some sort of average among the components.

Above 100 km collisions quickly become rare, so different gases with different M tend to separate, as has been observed. Pannekoek and Rosseland wondered-- what about free electrons in the outer layers of a star (or for Earth, in the ionosphere)? Their mass is so small, that their scale height should be much larger. Their layer should extend to great height, while the heavy oxygen ions (the main positive component) should stay well below them.

They concluded this was not possible, because even a very slight separation of positive and negative charges would create an "ambipolar" electric field , pulling electrons down and O+ ions up. The field would effectively "add weight" to the electrons and would "buoy up" the O+ ions , until effectively each species senses the same downward force, contributed by both gravity and electric forces. With both species having the same "weight", they also will have the same scale height, and the ionosphere would stay electrically neutral, as is observed.

The corona of the Sun behaves the same way, although the ambipolar field is probably much stronger, because of the high temperature.
------
I am less certain about the second question --the solar wind is really not my field of expertise. In the Earth's lower atmosphere, temperature decreases with height, because heat from sunlight is mainly absorbed by the ground, at the bottom. It is then transported by air flows and by radiation, absorption and re-radiation (by "greenhouse gases") until it gets high enough to be radiated to space, not to return. That height defines the bottom of the stratosphere other interesting effects occur higher up (e.g. absorption of UV by ozone), but we ignore them now. Because of the upwards flow of heat, the temperature is highest near the ground (where heat comes in) and decreases with height, up to the level where heat is given up.

Solar physicists expected the same to hold for the Sun, also heated from below , and it is still a mystery, why so much heat is deposited in the corona, making it much hotter than the photosphere below it. Still, once you get to the corona, you would expect the temperature to gradually decrease with height, as one gets away from the source of heat and as the rising gas expands.

Apparently this cooling is defeated by high heat conduction, because the gas is really an ionized plasma. Thus high layers are reheated from below, and an equilibrium solution, like that in the Earth's atmosphere, is not possible. The only solution Parker found in 1958 is a continued acceleration, until much of the heat is converted to kinetic energy. Mathematically the process has been compared to the acceleration of a rocket jet in the De-Laval nozzle (see section on Robert Goddard in "From Stargazers to Starships").

I always thought the main acceleration took place in the first few solar radii--see Parker's papers. The abstract you cite claims that no, it's above 10 solar radii. I am no good judge of that, but also note that the abstract seems to refer to the solar wind above the Sun's poles, where field lines stick straight out and solar wind velocity is about double what it is near the ecliptic. Maybe the physics there is different.

I am living in South Africa. I have a 7year old son who has asked me a very interesting question, which I could not answer for him, with regards to astronomy. The question that he put forward to me was this: "Why when the sun is coming up, does it look so big on the horizon?".
If you could please help me with an answer, it would really be appreciated.

Reply:

Your son's question has been asked many times before, usually about the Moon, not the Sun (the Sun is too dazzling to look at, especially when high in the sky). No one is sure of the reason, but it might be an optical illusion--our brain makes us believe objects near the horizon are larger than when they are high in the sky.

Show your son the web site "Why Does the Moon Look So Big on the Horizon?" by Kathy Wollard, at:
http://www.word-detective.com/howcome/moonlookbig.html

As you said any triangle can be formed by 2 right angle triangles.

How would a person calculate the exact position along the base line for the perpend to the 3 rd point?
(I am programming EXCEL using x,y,z coordinates.)

Reply:

Let's stick to 2 dimensions (x,y), and say the triangle has a baseline from (x 1 ,y 1 ) to (x 2 ,y 2 ) and the 3rd point is (x 3 ,y 3 ). I hope you meant "every triangle can be DIVIDED into 2 right angle triangles, because two random triangles, with all different sides, cannot be easily combined to one.

Here is how you do it. Suppose first x 1 = x 2 , so the baseline is parallel to the y-direction. Then the point where the triangles join has the same value of x (say x 1 ) and the line dividing the triangle is parallel to the x-axis, from (x 3 , y 3 ) to (x 1 , y 3 ).

Otherwise , let the baseline have an equation y = Ax + B .
Then y 1 = Ax 1 + B
y 2 = Ax 2 + B subtract

(y 2 -y 1 ) = A (x 2 -x 1 ) so A = (y 2 -y 1 ) / (x 2 -x 1 ) and once you know A, you can get B = y 1 – Ax 1

Now the perpendicular line through (x 3 ,y 3 ) has an equation like y = Cx + D

But if the lines are perpendicular, the equations are related, and the relation is C = 𔂿/A (don't ask me why--study coordinate geometry to find out). I assume A is NOT zero. If it is, that means y 1 = y 2 , , the base of the triangle is parallel to the x-axis, and you follow the same steps as before, only with the roles of x and y interchanged. Otherwise the line is

and since you know that the 3rd point is on that line

you should be able to derive the value of D. Say now the point on the baseline where both triangles meet is (x 4 , y 4 ). That point is on BOTH lines and therefore satisfies both equations:

y 4 = Ax 4 + B .
y 4 = –(1/A)x 4 + D

Solve the equations for (x 4 ,y 4 )) and you are home.

I had read that the seasons are of different lengths (i.e., summer, spring, winter, and fall are inherently of different lengths) and was trying to track down the reason for this. I still haven't found that out any comments on that?

Reply:

I looked for the Big Dipper so I could find the North Star and show my friends. But I could not see the Big Dipper.

Is the Big Dipper ever visible from Viet Nam? It looks like Viet Nam is about a thousand miles north of the equator. Thanks for your help. I love your web site

Reply:

Ho Chi Minh City (aka Saigon) is about 10 degrees north of the equator, so the pole star is about 10 degrees above the horizon. The stars of the Big Dipper circle the pole with radii of 30 to 40 degrees, so they are often below the horizon. (This holds even for much of the continental US, though not for Alaska.)

Whether you see the constellation depends on the season and on the time of the night. The Big Dipper is on about the same right ascension (same spoke from the pole, if you will) as the constellation of Leo, which is prominent in the evening sky in March and April. At that time your friends should see it in all its glory. Maybe even in December-January, if they look at the sky before sunrise. October is not a good time, however! At such a time it is better to use Cassiopeia for finding the pole star, it is on the opposite side of the pole and should be prominently visible.

(continuing the exchange, in part)

Reply:

I urgently await your reply

Reply

I don't know the answer, however, small holes in the sail should not affect its efficiency. In a sailing ship, the sail gathers the wind, which is a fairly dense gas. In a solar sail, everything happens on the atomic scale, and if a hole exists nearby, it will not divert the flow to itself.

More important is the mechanical integrity of the sail--whether it can transmit forces without tearing. I am sure that before any such sail is flown in space, the material will be extensively tested, for effects of ion flow and also (this may be more damaging) for those of ultra-violet and soft x-ray radiation from the Sun.

Reply:

Solar x-rays are absorbed very quickly in the high levels of the atmosphere. Thus one would not expect any effects in the troposphere (the lowest level where weather is produced). On the other hand, the ionosphere would be very different, and much thinner. The highest layer, the F layer used in long distance communications, might not exist, or anyway its density will be too small to matter much. Other layers probably will suffer too. Radio amateurs may have a tough time.

For a better answer, ask someone familiar with long-distance communications and the ionosphere.

Reply:

You also should know what a cosine is: if not, find out from the "Math Refresher" section there.

Suppose you live on one of the coasts of the US, say in California. Find a friend or relative at the same latitude L, say in Virginia. You should have contact by long distance phone.

Each of you should plant a stick on open ground, vertical (use a weight on a string to make sure). On the ground, mark the direction of south in a well-defined way, say, by a number of nails stuck into the ground. If you use a compass, make sure you include the appropriate correction, because the magnetic compass deviates a little from north-south. You may use a map and landmarks, if convenient.

On a day when weather maps suggest no great cloudiness on either coast, set up phone contact. When the Virginia shadow points exactly south, mark your time. Then when the California shadow points south, get in touch again by phone and mark your time again (the time on the other end of the line is governed by time zones, and will probably be different). If the difference is X hours, the Earth has turned by about 360 (X/24) = A degrees. (actually, 4 minutes less than 24 hours, but you can ignore that).

If you are at latitude L, the circle you make in 24 hours has radius R cos(L). You have gone A degrees of the circle, and the distance you covered--the distance between the stations--can be found from a map (surveyors have derived it already). The rest is up to you.

For two electromagnetic waves of different frequencies (and wavelengths) and amplitude traveling in the same direction, I have noticed they combine their amplitudes when they superimpose. However, I am also noticing an increase in frequency. Am I correct to think that the two frequencies also combine in some manner so that the resulting wave is the combined frequency of the two waves?

Or am I perhaps misinterpreting observations in that the increased frequency likely has a different cause not necessarily due to the superimposing? I suppose the situation is similar to a radio wave interacting with a visible light wave.

Reply

Two waves at SLIGHTLY different frequencies will exhibit beats--a modulation in overall intensity as they slowly get in phase and out of phase again. A freight railroad runs about 2 miles from my home, and I can clearly hear beats when it is pulled by multiple diesel locomotives whose engines run at slightly different speeds. Twin engine airplanes also sometimes sound beats. If your detector smoothes over the rapid variations, it extracts the beat frequency.

Things get more complicated when wave trains are finite and changing, as in radio waves which carry signals, say music encoded as AM or FM. When such waves are analyzed by frequency (without regard to phase--to where valleys and peaks fall), they always cover a finite "bandwidth" of frequency, around the main one of the carrier signals. Sometimes your radio will receive a mix of two stations, a sign that their bandwidths overlap.

The question continues:

I appreciated your response. I was using a simple copper wire antenna to receive a consistent frequency radio wave, and I was receiving a frequency slightly higher at periodic times, when I was introducing a different frequency electromagnetic wave.

Initially I thought that the waves may be combining, but based on your e-mail, could I conclude superposition instead? In other words, the antenna was receiving both frequencies simultaneously, which appeared as one larger frequency on the oscilloscope.

Is my conclusion correct? Is it possible for the antenna to receive different frequencies from different types of electromagnetic waves simultaneously resulting in a larger frequency reading? I used a radio receiver antenna in place of the oscilloscope antenna, and at the periodic times I could hear choppiness or pulses with the earpiece that coincided with amplitude increases on an oscilloscope attached to the radio receiver. Could the pulses be the beats to which you were referring in that possibly what I was observing was two radio waves of slightly different frequencies? Thus, the oscilloscope attached to the simple copper antenna was giving me the readings of the radio waves and the other electromagnetic wave was not being recorded.

Reply

Your questions go somewhat beyond my experience. I suggest you look up "The Radio Amateur Handbook" which most amateurs (and some libraries) have, and perhaps discuss them with a knowledgeable amateur.

In general, superposing signals of one frequency does not generate a higher frequency stable enough to be observed on an oscilloscope. The sidebands I mentioned give irregular wave trains, to which a filter can respond, but not a 'scope.

Beats occur between very close frequencies. If one diesel train engine emits a low growl at 100 cycles/sec and one next to it gives 101 cycles, the combined intensity will rise and fall with a 1-second period. I believe however you can get beats if a radio wave from a transmitter reaches you by two different paths, and the path difference slowly changes (ionosphere rising, say). That may explain the "choppiness" you observe.

I'm assuming that this means that at different locations the sun can set further to the south or closer to west. If this is what was implied, then do you have an understanding on the relative direction the sun can set on the horizon at the equator or the poles or about mid-way between the two? And most importantly, what is the cause for this?

Reply:

You should read on! Your question is answered in section #2 "The Path of the Sun, the Ecliptic" and section #3, "Seasons of the Year." Right in front in section #2 you will see a schematic view of the path of the Sun at the summer solstice, at equinox and at the winter solstice.

Why the different paths? You must understand that because of the rotation of the Earth, all objects of the sky seem embedded in a huge "celestial sphere" which seems to rotate around us, in a tad under 24 hours (that is discussed in section #1a). Some objects seem to migrate slowly around that sphere: the Sun, the Moon and the planets. Most stars don't migrate, however, and form the same patterns night after night, the "constellations" of the sky.

The Sun seems to move in a huge circle, one circuit per year. If that circle were the celestial equator--halfway between the "poles" of the sky, the points around which the sphere seems to turn--then day after day the Sun would follow the same path, of which exactly 180 degrees are visible (during the other half, at night, it is below the horizon), and all days would be 12 hours long.

Actually, the circle it follows is inclined to the equator by 23.5 degrees, because the axis of the Earth is not perpendicular to the plane of its orbit around the Sun ("the plane of the ecliptic"), but is 23.5 degrees off that perpendicular. So the Sun is half the year south of the ecliptic, and half the year north of it. When it is north of it, it is summer--each day (in the US) it covers more than 180 degrees, and days are longer than 12 hours. When it is south of it, its daily path above the horizon is less than 180 degrees long, and days are shorter than 12 hours, as they are now in December.


Could modern humans survive an asteroid impact, like what killed the dinosaurs?

If the bolide had hit just 30 seconds later, we&rsquod be looking at a very different Earth.

We know that an enormous meteorite hit the Gulf of Mexico some 66 million of years ago, shooting dangerous gases, dust, and debris into the upper atmosphere, blotting out the sun, and killing off most of the plant life on Earth. Large herbivores followed and eventually the carnivores that preyed upon them. Note however that one recent, exhaustive study found that many of the dinosaurs were already in decline, way before the bolide or meteorite’s impact.

Had the asteroid hit just 30 seconds later (or sooner), landing more in the Atlantic or Pacific, rather than just off the coast of Mexico, we may have had more, non-avian dinosaurs running around today. Instead, the bolide smashed into the Earth with a force equivalent to ten billion nuclear bombs.

Our ancient, tiny mammalian ancestors survived, their rodent-like bodies cowering as they witnessed one of the greatest mass extinction events ever to occur on our planet. Of course, they probably didn’t have brains developed enough to fully comprehend it. Besides the stench of death filling the air and the massive bodies piling up hither and yon, acid rain fell and volcanic eruptions shook the Earth, sullied the air, and scarred the landscape.

Smallness and requiring little food helped our ancient, shrew-like ancestors survive, which begs the question, could we modern humans make out okay if such an event happened today? Research surrounding another, similar incident suggests so, but it’s complicated. Around 790,000 years ago another asteroid about a kilometer (approx. 0.62 mi) long struck the Earth with such a force that it sent debris hurtling into the atmosphere, which ended up covering one tenth of the Earth’s surface. The crater has yet to be found. Scientists say it would be about 40–100 km (approx. 24-62 mi) in diameter.

The impact site of the meteorite that struck nearly 800,000 years ago hasn’t been found. Credit: By USGS/D. Roddy.

What’s been unearthed are these glassy rocks called tektites. Larger varieties can weigh up to 20 kilograms (44 lbs.). Scientists recently analyzed these stones. Their findings were published in the journal Géologie. This was the largest such event to occur during the time when humans were known to be on Earth and evolving (as they always are). Researchers say the event gives us clues as to whether modern humans could survive a dinosaur-size cataclysm today. The answer is yes, but it would be difficult.

So far, tektites have been found in Australia, Asia, and Antarctica. In this study, astrobiologist and geochemist Aaron Cavosie of Curtin University in Australia, along with colleagues, looked into the chemical makeup of three tektites found in Thailand. Researchers studied minute crystals of zircon, each about the width of a human hair, within the tektites.

These showed signs of the rare mineral reidite, which disappears seconds after being formed. “Reidite requires substantially higher shock pressures to form,” Cavosie said. High temperatures are needed as well. The orientation of the zircon in the tektites points to an impact occurring somewhere in Southeast Asia, probably near Thailand. Though these samples tell a lot, what’s missing is the exact location of the impact site. It’s mind-boggling that such a large crater has yet to be found.

Tektite found in the Libyan Desert. Credit: James St. John. Flickr.

“Our not-too-distant ancestors witnessed this impact,” Cavosie said. “They might have been dragging their knuckles, but an event like the formation of a 50- to 100-kilometer-diameter impact is sure to have gotten their attention.” Further studies examining tektites may yet reveal the crater’s location.

Even though this was a catastrophic event, our ancestors were able to survive and thrive, as the debris shot up into the atmosphere must've caused significant changes to the climate. How this influenced our ancestors and perhaps changed the course of human evolution is difficult to discern, though more clues may help us get a better understanding of that.

So what if a comet or a serious asteroid collided with the Earth? Most scientists say our planet is threatened by such an asteroid about every million years or so. We’re not due for one any time soon. Most of the asteroids out there lie between Mars and Jupiter and won’t threaten Earth ever.

There are thousands though which could potentially hit us. Most are the size of a compact car or smaller and burn up in the atmosphere. A few are a bit larger and could do great damage to say a house or even a city, depending on the size, but wouldn’t threaten all life on Earth or anything.

NASA’s Planetary Defense Coordination Office (PDCO) tracks near-Earth objects (NEOs) of significant size with the potential to hit our planet. It’s a collaborative effort involving observatories and universities all over the world. The perennial question is whether or not an asteroid looks as if it’s inside the “keyhole,” meaning it has the potential to make impact with Earth.

If a serious meteorite were to hit the Earth, would we survive? Credit: Comfreak, Pixababy.

Besides a collision, a sizeable object passing close by the Earth could throw the planet’s orbit off. So far, deflection strategies haven’t been decided upon. Planting a nuclear bomb inside a potentially hazardous asteroid, or nudging it off course with rockets or a solar sail, are some other the methods that have been proposed.

Should we fail and a large asteroid once again crash into our world, causing a long-term impact winter, most of the plant life would die off within weeks. Large trees could last decades due to a buildup of sugar in their systems and a slow metabolism. Not much life would exist beyond that, save for microbes and small creatures.

Humans could survive if they went deep underground to take advantage of heat found there, or if we built isolated habitats inside domes. Of course, it’s best to safeguard our precious planet. And although attaching a solar sail to an asteroid may sound fantastical, most scientists believe it’s feasible, using technology that’s already available today.


How would a black hole affect earth?

A black hole can range from a few solar masses (1 solar mass is the mass of our Sun) to a few thousand.

If we have a rather small black hole with the Earth at a safe distance, we will orbit the black hole. Without sunlight however, we will die. Think of the Sun without sunlight.

If we are very close to it, we will spiral into the black hole. The closer we get to it, the slower time passes relative to an observer at a safe distance. Time doesn't slow down for us but we will seem to slow down if Scott Kelly sees us from the ISS. In other words, we time travel into the future.

Even closer to the black hole, people on the side of the Earth that faces the black hole will age slower than people on the other side of the planet.

Even closer some more, we will be pulled apart because parts of our body are closer to the black hole than the others. Those parts of your body that is torn apart will tear apart and their pieces will tear apart too (spaghettification, yes, it is a word).

After passing into the even horizon, well, we do not know what happens. You might want to read up on Stephen Hawking's latest research on black holes.


A Star Passed Through the Solar System Just 70,000 Years Ago

Astronomers have reported the discovery of a star that passed within the outer reaches of our Solar System just 70,000 years ago, when early humans were beginning to take a foothold here on Earth. The stellar flyby was likely close enough to have influenced the orbits of comets in the outer Oort Cloud, but Neandertals and Cro Magnons – our early ancestors – were not in danger. But now astronomers are ready to look for more stars like this one.

A comparison of the Solar System and its Oort Cloud. 70,000 years ago, Scholz’s Star and companion passed along the outer boundaries of our Solar System (Credit: NASA, Michael Osadciw/University of Rochester, Illustration-T.Reyes)

Lead author Eric Mamajek from the University of Rochester and collaborators report in The Closest Known Flyby Of A Star To The Solar System (published in Astrophysical Journal on February 12, 2015) that “the flyby of this system likely caused negligible impact on the flux of long-period comets, the recent discovery of this binary highlights that dynamically important Oort Cloud perturbers may be lurking among nearby stars.”

The star, named Scholz’s star, was just 8/10ths of a light year at closest approach to the Sun. In comparison, the nearest known star to the Sun is Proxima Centauri at 4.2 light years.

While the internet has been rife with threads and accusations of a Nemesis star that is approaching the inner Solar System and is somehow being “hidden” by NASA, this small red dwarf star with a companion represents the real thing.

In 1984, the paleontologists David Raup and Jack Sepkoski postulated that a dim dwarf star, now widely known on the internet as the Nemesis Star, was in a very long period Solar orbit. The elliptical orbit brought the proposed star into the inner Solar System every 26 million years, causing a rain of comets and mass extinctions on that time period. By no coincidence, because of the sheer numbers of red dwarfs throughout the galaxy, Scholz’s star nearly fits such a scenario. Nemesis was proposed to be in a orbit extending 95,000 A.U. compared to Scholz’s nearest flyby distance of 50,000 A.U. Recent studies of impact rates on Earth, the Moon and Mars have discounted the existence of a Nemesis star (see New Impact Rate Count Lays Nemesis Theory to Rest, Universe Today, 8/1/2011)

But Scholz’s star — a real-life Oort Cloud perturber — was a small red dwarf star star with a M9 spectral classification. M-class stars are the most common star in our galaxy and likely the whole Universe, as 75% of all stars are of this type. Scholz’s is just 15% of the mass of our Sun. Furthermore, Scholz’s is a binary star system with the secondary being a brown dwarf of class T5. Brown Dwarfs are believed to be plentiful in the Universe but due to their very low intrinsic brightness, they are very difficult to discover … except, as in this case, as companions to brighter stars.

The astronomers reported that their survey of new astrometric data of nearby stars identified Scholz’s as an object of interest. The star’s transverse velocity was very low, that is, the stars sideways motion. Additionally, they recognized that its radial velocity – motion towards or away from us, was quite high. For Scholz’s, the star was speeding directly away from our Solar System. How close could Scholz’s star have been to our system in the past? They needed more accurate data.

The collaborators turned to two large telescopes in the southern hemisphere. Spectrographs were employed on the Southern African Large Telescope (SALT) in South Africa and the Magellan telescope at Las Campanas Observatory, Chile. With more accurate trangental and radial velocities, the researchers were able to calculate the trajectory, accounting for the Sun’s and Scholz’s motion around the Milky Way galaxy.

Scholz’s star is an active star and the researchers added that while it was nearby, it shined at a dimly of about 11th magnitude but eruptions and flares on its surface could have raised its brightness to visible levels and could have been seen as a “new” star by primitive humans of the time.

The relative sizes of the inner Solar System, Kuiper Belt and the Oort Cloud. (Credit: NASA, William Crochot)

At present, Scholz’s star is 20 light years away, one of the 70 closest stars to our Solar System. However, the astronomers calculated, with a 98% certainty, that Scholz’s passed within 0.5 light years, approximately 50,000 Astronomical Units (A.U.) of the Sun.

An A.U. is the mean distance from the Earth to the Sun and 50,000 is an important mile marker in our Solar System. It is the outer reaches of the Oort Cloud where billions of comets reside in cold storage, in orbits that take hundreds of thousands of years to circle the Sun.

With this first extraordinary close encounter discovered, the collaborators of this paper as well as other researchers are planning new searches for “Nemesis” type stars. The Large Synoptic Survey Telescope (LSST) and other telescopes within the next decade will bring an incredible array of data sets that will uncover many more red dwarf, brown dwarf and possibly orphan planets roaming in nearby space. Some of these could likewise be traced to past or future near misses to the Sun and Earth system.


This Material May Make Human Habitation on Mars Possible

Earlier this week, NASA administrator Jim Bridenstine said a crewed mission to Mars in 2033 is still in the realm of possibility, and the technological innovations needed to get to the red planet are moving ahead. Landing astronauts on Mars is just the first step many people hope humans can establish a permanent settlement on the planet, and, eventually, colonize the world. But that would mean transforming the cold, dry, nearly airless planet into a habitable place for humans, a process that would be significantly more difficult than just getting to Mars. A new study, however, proposes using silica aerogel as a cheap way to warm up things up and make patches of the planet friendly to human life.

According to a Harvard press release, back in 1971, Carl Sagan floated the first plausible scenario for terraforming Mars, or transforming the planet into a place humans could live. By vaporizing the planet’s northern polar ice caps, he suggested, the water vapor and CO2 released into the atmosphere could create a greenhouse effect, raising temperatures enough for liquid water to exist on the surface of the planet. But just last year, a study in Astronomie de la nature found that even if humans used all the available CO2 available from water, minerals and the soil to spike the atmosphere, it would only produce an atmosphere with about 7 percent of the pressure of the atmosphere on Earth. So unless we have a technological breakthrough, humans won’t be terraforming Mars anytime soon.

Instead of trying to modify the whole planet at once, however, researchers at Harvard and NASA decided to look at whether it’s possible to modify smaller sections of the planet. “We wanted to think about something that's achievable on a decadal time scale rather than something that would be centuries in the future—or perhaps never, depending on human capabilities,” Harvard’s Robin Wordsworth, lead author of the study in Astronomie de la nature, tells Mike Wall at Space.com.

Their solution was inspired by a phenomenon already found in the Martian polar ice caps. Made of water and CO2, researchers believe some sections of the ice act as a solid state greenhouse, allowing sunlight through and trapping heat underneath. The warm spots show up as dark smudges on the ice. “We started thinking about this solid-state greenhouse effect and how it could be invoked for creating habitable environments on Mars in the future,” Wordsworth says in the release. “We started thinking about what kind of materials could minimize thermal conductivity but still transmit as much light as possible.”

The team landed on silica aerogel, a 97 percent porous material that allows light through but is an insulator that slows the conduction of heat. Through modeling and experiments, they found that a layer of the gel, just 2 to 3 centimeters thick, would be enough to allow light through to power photosynthesis while blocking out hazardous ultraviolet radiation, and it could raise temperatures above the melting point of water.

By laying the stuff on the ground, humans on Mars could warm up the ground by 90 degrees, and the material could also be used to build domes, greenhouses or self-contained biospheres. “Spreading it over a larger area would make the solid-state greenhouse effect more efficient, as the proportional amount of heat emitted from the sides would be less, but you could still get substantial warming in a greenhouse,” Wordsworth tells Wall. “Whether you place the layer on or above the surface does not have a huge influence on the basic physics of the effect.”

The aerogel would perform almost anywhere on the planet between 45 degrees north latitude and 45 degrees south, though areas with subsurface water and a little wind to blow the dust off the dome would be best.

As opposed to terraforming, which would involve changing the entire planet, using the aerogel would be scalable and reversible. “The nice part is that the other ways you can think of to terraform a planet are so far out there,” coauthor Laura Kerber of NASA’s Jet Propulsion Laboratory tells Ryan F. Mandelbaum at Gizmodo. By comparison, this looks like a practical solution.

It also addresses some of the thornier ethical questions that come with altering the environment of an entire planet. “If you’re going to enable life on the Martian surface, are you sure that there’s not life there already? If there is, how do we navigate that?” Wordsworth asks in the release. “The moment we decide to commit to having humans on Mars, these questions are inevitable.”

The next step is to test out the viability of the aerogel by deploying it on Earth in a dry, cold area like Antarctica or Chile. If it works, the material or at least equipment to produce it from Martian resources, may be in the cargo bay of some of the first flights to Mars.

À propos de Jason Daley

Jason Daley est un écrivain basé à Madison, dans le Wisconsin, spécialisé dans l'histoire naturelle, la science, les voyages et l'environnement. Son travail est paru dans Découvrir, Science populaire, Dehors, Journal des hommes, et d'autres revues.