¿Qué punto orbita realmente la Tierra?

Si consideramos las dos masas más grandes de nuestro sistema solar, el Sol y Júpiter, por sí mismas, orbitarán un baricentro común que está en algún lugar desplazado del centro del Sol en la dirección de Júpiter (justo por encima de la superficie del Sol). Si agregamos Saturno, las cosas se vuelven más complicadas, pero todavía hay un baricentro, incluso si sigue un camino complejo con respecto al centro del Sol (o el Sol tiene un bamboleo complejo alrededor del baricentro). Agregue Neptuno y todas las otras masas en el sistema solar, y las cosas se vuelven aún más complicadas. Sin embargo, todavía hay un baricentro (a menudo fuera de la extremidad del Sol) sobre el que el Sol hace un baile complejo.

Ahora, ¿qué está realmente orbitando la Tierra? La órbita de la Tierra se describe como una elipse; El "centro" de una órbita elíptica ocurre en uno de los puntos focales de la elipse. ¿Cuál es el punto focal del camino elíptico que sigue la Tierra? ¿Es el baricentro del sistema solar o es el centro de masa del Sol? En otras palabras, la órbita de la Tierra está cambiando a medida que el Sol se mueve, nuestra distancia del Sol nunca varía más que la excentricidad de la elipse, o si orbitan el baricentro del sistema solar, y nuestra distancia del Sol varía según el ¿suma de nuestra excentricidad orbital más la cantidad que el Sol oscila en su propia órbita alrededor del baricentro?

La respuesta corta es "El sol".

Como señala Conrad, dado que cuando se incluyen los efectos de Júpiter, la órbita de la Tierra no es kepleriana, las nociones de centro no están realmente definidas. Pero puedes preguntar, en gravedad newtoniana, dónde apunta el vector de aceleración de la Tierra. Ahora la aceleración de la Tierra se debe principalmente al Sol, en parte a la luna y ligeramente a los otros planetas.

Ignoremos la luna (es decir, consideremos el movimiento del baricentro de la Luna terrestre)

La aceleración debida al sol es 4 órdenes de magnitud mayor que la debida a Júpiter. Entonces, si Júpiter está en ángulo recto con la Tierra, el vector de aceleración de la Tierra se aleja ligeramente del centro del sol. Pero no por mucho, de hecho apunta a un punto a unos 4000 km del centro. El sol tiene un radio de 700000 km, por lo que el punto en que la Tierra está orbitando está bien dentro del sol, y no es el baricentro del Sol Júpiter.

Para ver por qué la Tierra no orbita el baricentro, considere el movimiento del Sol en un sistema de tres cuerpos (Sol-Júpiter-Tierra) La Tierra no orbita el baricentro Sol-Júpiter tal como el Sol no orbita el Baricentro de la Tierra-Júpiter.

La respuesta de @Incnis Mrsi es correcta: la Tierra orbita alrededor del centro de masa del Sistema Solar, que está dominado por el Sol con una pequeña corrección debido a Júpiter y aún más pequeña por los otros planetas gigantes.

Vea Space Place de la NASA para obtener una explicación breve, simple y agradable. Vea Zidbits para una descripción con un gráfico muy agradable. WMU tiene un buen artículo que muestra los efectos de los diferentes planetas.

Puede ver fácilmente que esto debe ser cierto de varias maneras.

En primer lugar, consideremos solo el triplete Sol-Tierra-Júpiter. Si cada planeta orbitara alrededor de su baricentro con el Sol como si los otros planetas no existieran, tendría el submarino moviéndose en un círculo pequeño con la Tierra y un círculo mucho más grande y 12 veces más lento con Júpiter al mismo tiempo sin uno afectando al otro.

Debido a que la masa de la Tierra es tan pequeña, para una aproximación bastante buena, puedes ver a la Tierra orbitando una vez al año alrededor de un Sol que está orbitando alrededor del baricentro del Sol-Júpiter en doce años.

Un segundo punto experimental en apoyo de esto proviene del descubrimiento extra del planeta solar a través de mediciones Doppler. Cuando una estrella tiene múltiples planetas lo suficientemente grandes como para causar movimientos estelares lo suficientemente grandes como para ser detectados por nuestros instrumentos, vemos que la velocidad de la luz de la estrella cambia de manera consistente con su rotación alrededor del centro de masa de la estrella y varios planetas. . De lo contrario, no podríamos detectar los otros planetas.

Una tercera forma es un experimento gedanken. Considere Tatooine y un planeta de principios tempranos que orbita una estrella doble. ¿Tatooine orbita solo uno de ellos, ignorando al otro? ¿Cómo es posible? (¿Cómo elige cuál ignorar?) Debe orbitar su centro de masa común.

En pocas palabras: el Sol y todos los planetas orbitan alrededor del centro de masa del Sistema Solar.

La única respuesta correcta: ningún punto en particular , ya que el movimiento de la Tierra es complejo.

Primero, la Tierra orbita alrededor del baricentro Tierra-Luna.
Asombrosamente. Pero estos puntos se encuentran dentro del planeta, en algún lugar del manto.

A continuación, sería una aproximación razonable decir que el sistema Tierra + Luna orbita alrededor del sistema del Sol + planetas inferiores (Venus y Mercurio). Por supuesto, no deberíamos suponer exactamente que su gravedad combinada se emite desde un solo punto. Pero, aproximadamente y en promedio, proviene del centro de masa del Sol + Mercurio + Venus (casi el centro geométrico del Sol). En ningún momento ninguno de estos cuerpos saca a la Tierra y la Luna del Sol.

También hay influencias de los planetas exteriores, como Júpiter. Pero no deberíamos, en ningún nivel de simplificación, pensar que proviene del interior del Sistema Solar. La dirección de la gravedad de Júpiter da una vuelta completa alrededor de la eclíptica cada vez que completa la órbita (≈ 12 años). Sería razonable decir que el Sol + Mercurio + Venus + Tierra + Luna + Marte y Júpiter orbitan alrededor de su centro de masa común (en algún lugar no lejos de la superficie del Sol), aproximadamente. Pero no todos los cuerpos están, evidentemente, incluidos aquí. En general, "qué punto hace ... orbitar" depende en gran medida de la definición de nuestro marco de referencia "estacionario", y discutir sobre esto no tiene sentido, en principio.

Una aproximación de “La Tierra orbita alrededor del Sol” ignoraría no solo la influencia de Venus (que tiene poca importancia durante la vida humana), sino, ante todo, la gravedad de la Luna.

¿Qué punto orbita realmente la Tierra?

Sin embargo, todavía hay un baricentro (a menudo fuera de la extremidad del Sol) sobre el que el Sol hace un baile complejo.

Ahora, ¿qué está realmente orbitando la Tierra? La órbita de la Tierra se describe como una elipse; El "centro" de una órbita elíptica ocurre en uno de los puntos focales de la elipse. ¿Cuál es el punto focal del camino elíptico que sigue la Tierra? ¿Es el baricentro del sistema solar o es el centro de masa del Sol? En otras palabras, la órbita de la Tierra está cambiando a medida que el Sol se mueve, nuestra distancia del Sol nunca varía más que la excentricidad de la elipse, o si orbitan el baricentro del sistema solar, y ...

Todo es relativo y relativo a qué.

Vea el artículo de la NASA " ¿Qué es un baricentro? ", La sección "Baricentros en nuestro sistema solar":

¿Dónde está el baricentro entre la Tierra y el sol? Bueno, el sol tiene mucha masa. En comparación, la masa de la Tierra es muy pequeña. Eso significa que el sol es como la cabeza del mazo. Entonces, el baricentro entre la Tierra y el sol está muy cerca del centro del sol. [Orbita a 449 km del centro del sol .]

Júpiter es mucho más grande que la Tierra. Tiene 318 veces más masa. Como resultado, el baricentro de Júpiter y el sol no está en el centro del sol. ¡En realidad está justo afuera de la superficie del sol!

El baricentro de nuestro sistema solar es la combinación de todas sus masas, esto es cuánto se tambalea el sol:

Por último, pero no menos importante, el usuario "fizixfan" en el PhysicsForum ha proporcionado este gráfico interesante:

Nuestra órbita alrededor del plano supergaláctico .