Kuinka lasketaan esim. tähtien ja planeettojen paino? Kuinka paljon vaikkapa...

Kuinka lasketaan esim. tähtien ja planeettojen paino? Kuinka paljon vaikkapa...

Kuinka lasketaan esim. tähtien ja planeettojen paino? Kuinka paljon vaikkapa aurinko painaa? Entäpä koko aurinkokunta tai koko universumi?

Vastaus

Tarkoitit varmaan, miten tähtien ja planeettojen massa lasketaan: kappaleen painohan riippuu siitä, millaisessa painovoimakentässä se sijaitsee, kun taas massa ei riipu kappaleen sijainnista.

Yksinkertaisesti sanottuna kappaleen massan voi laskea sen aiheuttaman gravitaation avulla. Varmimmin esimerkiksi planeetan tai tähden massan voi määrittää sen kiertolaisten avulla: planeetan tai tähden massa on suoraan verrannollinen sen ja kiertolaisen välisen etäisyyden kuutioon ja kääntäen verrannollinen kiertolaisen kiertoaikaan. Tarkalleen ottaen, jos r on etäisyys, T kiertoaika, M massa ja G gravitaatiovakio 6,67 * 10^(-11), pätee kaava (r^3)/(T^2) = (GM)/(4π^2). Jos mainitut etäisyys ja kiertoaika tiedetään, voi siis planeetan tai tähden massan laskea helposti. Esimerkiksi Auringon massaksi saadaan tällä laskukaavalla osapuilleen 2 x 10^30 kg, siis kakkonen, jonka perässä on kolmekymmentä nollaa.

Jos kappaleella ei ole kiertolaista, sen massan laskeminen muuttuu hankalammaksi. Tällöin joudumme määrittämään sen massan tutkimalla, miten sen synnyttämä gravitaatio vaikuttaa naapurikappaleiden ratoihin: tämä ei ole yhtä yksinkertaista kuin massan määrittäminen kiertolaisten avulla. Aurinkokunnan kuuttomia planeettoja kiertämään voimme tietysti lähettää myös luotaimia ja näin selvittää tarkasti niiden massan.

Aurinkokunnan likimääräinen massa saadaan sitten helposti laskemalla sen suurimpien kappaleiden eli Auringon ja planeettojen massat yhteen. Kovin paljoa Aurinkokunnan massa ei Auringon massasta eroa, sillä Auringon massa on jotakuinkin 99.85 prosenttia Aurinkokunnan massasta.

Koko universumin massaa meidän taas on mahdoton määrittää siitä yksinkertaisesta syystä, ettemme tiedä, miten suuri universumimme on. Universumin tiheydestä voi sen sijaan jotain arvioita esittää. Tämänhetkisten arvioiden mukaan universumi näyttäisi olevan kovin harvaa: sen tiheys on vain 3 x 10^(-30) g/cm3.

Lisätietoja:

Planeettojen massan laskemisesta
http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=452
http://www.physics247.com/physics-tutorial/mass-planet.shtml
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-do-scientists-measure

Tähtien ja erityisesti Auringon massan laskemisesta
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970609f.html
http://imagine.gsfc.nasa.gov/YBA/cyg-X1-mass/mass-of-sun.html

Aurinkokunnasta:
http://www.solarviews.com/eng/solarsys.htm

Universumin massasta ja tiheydestä:
http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=342
http://www.cs.umass.edu/~immerman/stanford/universe.html

Kommentit (0)

Vastauksesi