Question

В процессе горения солнце ежесекундно теряет огромную массу вещества. Как этот факт отражается на скорости вращения?

Answer 1

Ответ:

Скорость вращения будет увеличиваться.

Объяснение:

Существует закон сохранения момента импульса (аналог закона сохранения импульса, но для вращательного движения). Согласно этому закону:

$\displaystyle L=J\omega =const$

Момент инерции J зависит от распределения масс внутри Солнца, если сильно упростить, то Солнце можно считать шаром с равномерно распределенной массой и моментом инерции:

$\displaystyle J=\frac{2}{5}MR^2$

Отсюда видно, что при неизменном радиусе $\displaystyle J\propto M$, значит момент инерции Солнца будет уменьшаться, а угловая скорость его вращения возрастать, да бы сохранить величину L неизменной.

Примечание: На самом деле Солнце нельзя считать замкнутой системой, так как часть импульса уносится вместе с излучением. Поэтому решение очень и очень приближенное.

Answer 2

Факт потери солнцем массы в процессе ядерного горения и излучения света и тепла действительно влияет на его скорость вращения, но это влияние крайне незначительное и трудно заметимо. Давайте разберемся, почему это происходит.

Процесс горения в солнце, который называется термоядерной реакцией, приводит к трансформации водорода в гелий путем ядерных реакций. В этом процессе масса водорода превращается в энергию в соответствии с известной формулой Эйнштейна E=mc², где E - энергия, m - масса, c - скорость света. Энергия, выпущенная в этом процессе, излучается в виде света и тепла, что делает солнце светилом.

Потеря массы означает, что солнце в процессе горения превращает часть своей массы в энергию. Следовательно, масса солнца уменьшается, но это имеет очень небольшой эффект на его общую массу, так как солнце очень массивное тело.

Из-за закона сохранения углового момента (закон сохранения момента импульса) изменение массы солнца может оказать влияние на его скорость вращения. Если бы солнце было изолированной системой без внешних воздействий, то уменьшение его массы могло бы ускорить его вращение. Однако солнце находится в гравитационном взаимодействии с планетами, а также является частью галактики, где есть другие гравитационные воздействия. Эти взаимодействия значительно компенсируют любые изменения в скорости вращения, вызванные изменением массы.

Таким образом, хотя солнце и теряет массу в процессе горения, эффект этого на его скорость вращения практически ничтожен из-за сложных гравитационных взаимодействий во вселенной.