La autogravedad es la fuerza gravitacional ejercida sobre un cuerpo, o un grupo de cuerpos, por el cuerpo (s) que les permite mantenerse juntos. [2] La autogravedad (autogravitación) tiene efectos importantes en los campos de la astronomía , la física , la sismología , la geología y la oceanografía . [3] [4] [5] La autogravedad tiene impactos importantes con respecto al comportamiento físico de los objetos a gran escala (del tamaño de un planeta o más grandes), como los océanos de la Tierra [5] o los anillos de Saturno . [4]Lynden-Bell [6] hizo exacta la ecuación para calcular los efectos de la autogravitación con el propósito de dar una descripción exacta de los modelos para la rotación de cúmulos globulares aplanados, lo cual fue un paso crucial para comprender cómo los cúmulos de estrellas interactúan con cada uno. otro. La autogravedad también se ocupa de las observaciones a gran escala en campos fuera de la astronomía. La autogravedad no suele aparecer como el foco central de la investigación científica, pero comprenderla y poder incluir sus efectos matemáticamente aumenta la precisión de los modelos y la comprensión de los sistemas a gran escala.
Astronomía
Los astrónomos deben tener en cuenta la autogravedad porque los cuerpos con los que se tratan son lo suficientemente grandes como para tener efectos gravitacionales entre sí y dentro de los propios cuerpos. La autogravedad afecta a los cuerpos que se cruzan entre sí en el espacio dentro de la esfera definida por el límite de Roche porque los cuerpos relativamente pequeños podrían romperse por atracción diferencial, pero típicamente los efectos de la autogravitación mantienen intacto al cuerpo más pequeño porque el cuerpo más pequeño se alarga y se vuelve más pequeño. la gravedad del cuerpo es capaz de superar el impulso de esta interacción entre cuerpos. [2] Esto se ha demostrado en Saturno porque los anillos son una función de la autogravedad entre partículas. [4] La autogravedad también es necesaria para comprender los discos de objetos cuasi estelares y cómo se forman y son estables los discos de acreción y el papel de la autogravedad, así como la importancia de otros factores en la estabilización de estos discos alrededor de objetos cuasi estelares. [8] Las fuerzas autogravitacionales son muy importantes en la formación de planetesimales e indirectamente en la formación de planetas , lo cual es fundamental para comprender cómo los planetas y los sistemas planetarios se forman y se desarrollan con el tiempo. [9] La autogravedad es muy importante en una variedad de escalas, desde la formación de anillos alrededor de planetas individuales hasta la formación de sistemas planetarios, y sin comprender completamente cómo explicar la autogravedad, no podremos comprender completamente el sistema en el que vivimos a gran escala.
Sismología
La autogravedad también tiene implicaciones importantes en el campo de la sismología porque la Tierra es lo suficientemente grande como para que pueda tener ondas elásticas lo suficientemente grandes como para cambiar la gravedad dentro de la Tierra a medida que las ondas interactúan con estructuras subterráneas a gran escala. Hay modelos elaborados que dependen del uso del método del elemento espectral [10] y estas simulaciones tienen en cuenta los efectos de la autogravitación porque puede tener una gran influencia en los resultados de ciertas configuraciones receptor-fuente y crea complicaciones en la onda. ecuación , particularmente para ondas de largo período . Este tipo de precisión es fundamental para desarrollar modelos tridimensionales precisos de la corteza en un cuerpo esférico (Tierra) en el campo de la sismología, lo que permite obtener interpretaciones más precisas y de mayor calidad a partir de los datos. La influencia de la autogravedad (y la gravedad) altera la importancia de las ondas Primaria (P) y Secundaria (S) en sismología porque cuando no se tiene en cuenta la gravedad, la onda S se vuelve más dominante y a medida que se tiene en cuenta la gravedad, la los efectos de la onda S se vuelven menos significativos. [11]
Oceanografía
La autogravedad influye en la comprensión del nivel del mar y los casquetes polares para los oceanógrafos y geólogos, lo cual es particularmente importante a medida que avanzamos tratando de anticipar los efectos del cambio climático . [3] [5] [12] [13] La deformación en la Tierra por las fuerzas de los océanos se puede calcular si la Tierra se trata como un fluido y se tienen en cuenta los efectos de la autogravedad y esto tiene en cuenta la influencia de la carga de la marea del océano que se debe tener en cuenta al observar la respuesta de deformación de la Tierra a la carga de superficie armónica . [13] Los resultados de calcular los niveles del mar posglaciares cerca de los casquetes polares son significativamente diferentes cuando se utiliza un modelo de la Tierra plana que no tiene en cuenta la autogravedad, a diferencia de una Tierra esférica donde se tiene en cuenta la autogravedad porque de la sensibilidad de los datos en estas regiones, lo que muestra cómo los resultados pueden cambiar drásticamente cuando se ignora la autogravedad. [3] [14] También se han realizado investigaciones para comprender mejor las ecuaciones de marea de Laplace para tratar de comprender cómo la deformación de la Tierra y la autogravedad dentro del océano afectan el componente de marea M2 (las mareas dictadas por la Luna ). [12] Se ha sugerido que si el complejo de hielo de Groenlandia se derrite, el nivel del mar en realidad descenderá alrededor de Groenlandia y aumentará en áreas más alejadas debido a los efectos de la autogravedad . [5]
Ver también
- Hipótesis planetesimal de Chamberlin-Moulton
Referencias
- ^ Rice, W., Armitage, P., Bate, M. & Bonnell, I. El efecto del enfriamiento en la estabilidad global de los discos protoplanetarios autogravitantes. MNRAS, 339, 1025 (2003)
- ^ a b Chamberlin, TC La hipótesis planetesimal. Revista de la Real Sociedad Astronómica de Canadá, vol. 10, p. 473-497. Noviembre de 1916.
- ^ a b c Wu, P. & van der Wal, W. Niveles marinos postglaciales en una tierra viscoelástica esférica autogravitante: efectos de las variaciones laterales de viscosidad en el manto superior sobre la inferencia de contrastes de viscosidad en el manto inferior. Earth and Planetary Science Letters, volumen 211, números 1–2, 15 de junio de 2003, páginas 57–68.
- ^ a b c Colwell, JE, Esposito, LW y M. Sremcevic. La autogravedad se despierta en el anillo A de Saturno medido por ocultaciones estelares de Cassini. Cartas de investigación geofísica, volumen 33, 1 de abril de 2006. L07201 p. 1-4.
- ^ a b c d Mitrovica, J., Tamisiea, M., Davis, J. & Milne, G. Balance de masa reciente de capas de hielo polar inferido de patrones de cambio global del nivel del mar. Nature 409, pág. 1026-1029. 22 de febrero de 2001.
- ^ Lynden-Bell, D. Dinámica estelar: Solución exacta de la ecuación de autogravitación. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , vol. 123, p. 447. Noviembre de 1962.
- ^ http://www.nas.nasa.gov/SC11/demos/demo37.html
- ^ Goodman, J. Autogravedad y discos de objetos cuasi estelares. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, volumen 339, número 4, páginas 937–948, marzo de 2003.
- ^ Johansen, A., Oishi, J., Low, M., Klahr, H., Henning, T. y Youdin, A. Formación planetesimal rápida en discos circunestelares turbulentos. Nature 448, 1022-1025, (30 de agosto de 2007).
- ^ Komatitsch, D. y Tromp, J. Simulaciones de elementos espectrales de la propagación de ondas sísmicas globales — II. Modelos tridimensionales, océanos, rotación y autogravitación. Geophysical Journal International , (2002) 150. p. 303–318.
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