Іо є машиною чарівної енергії?

21

Іо отримує своє вулканічне тепло від збиття сили тяжіння Юпітера, і це, здається, триває назавжди. Це звучить як чарівне джерело енергії, оскільки гравітація Джовіана постійно і Іо, здається, постійно залишається на орбіті. Ми виявили магію?

orbital-mechanics io

— Чесно кажучи
джерело

3

Це більше питання фізики.

— Пітер - Відновіть Моніку

12

@ PeterA.Schneider - У астрономічних питаннях, що стосуються фізики, немає нічого поганого. Астрономія в певному сенсі є галуззю фізики і існує з Ньютона. (Це дуже не було до часу Ньютона.)

— Девід Хаммен

3

@DavidHammen правда, звичайно, - мене просто прокинуло "чи виявили ми магію?" оскільки відповідь суто фізика, її можна дати з нульовим знанням конкретних тіл і орбіт, і це дуже коротко. Навпаки, (гіпотетичне) питання " Звідки береться енергія, яка підтримує вулканізм Іо, і як енергія передається їй?" стосується конкретних тіл і, отже, знаходиться на стороні астрономії цього перехрестя. Він також досить довгий, якщо відповідати правильно і вичерпно. (Я визнаю, що його питання також може означатись як реторичний вихідний пункт.)

— Пітер - Відновлення Моніки

40

Енергія, що рухає вулканізм Іо, походить від його орбітальної енергії та (в меншій мірі від орбітальної енергії інших лун та енергії обертання Юпітера). Подібні механізми живлять кріо-вулканізм на Енцеладі та інших крижаних місяцях. Наявний орбітальний резервуар енергії величезний порівняно з необхідним для рушіння вулканічної активності.

Це означає, що гравітаційні взаємодії на всіх місяцях у системі змінюють свої орбіти та обертання, хоча й повільно. Враховуючи необмежений час, орбіта Іо може розпастись до точки, коли вона потрапить у межу Роші Юпітера і розірветься.

(Примітка: відповідь на те, як можна нагрівати приплив нижньої орбіти Іо описує це точніше, і вказує, що сили припливу передають енергію від обертання Юпітера на орбіти його лун, тому орбіта Іо в перспективі стає більшою (до точки він залишає орбіту Юпітера), а не розкладається.)

— antlersoft
джерело

23

Отже, коротка відповідь: Ні

— зефір

5

Я думаю, що більш ймовірною кінцевою точкою може бути те, що Іо стає приховано замкненим з Юпітером. Як і наш власний Місяць, коли одна і та ж сторона, яка завжди стоїть перед Юпітером, більше не буде (змін) припливного згинання.

— RBarryYoung

10

@RBarryYoung, резонансна взаємодія з Європою та Ганімедом заважає йому влаштуватися на орбіту, сприятливу для припливів.

— NeutronStar

6

@RBarryYoung Io здебільшого впорядковано замкнений, але, як вказує Джошуа, для створення безперервної вулканічної активності достатньо невеликих коливань.

— користувачLTK

5

@zephyr ... awwww. Чому завжди має бути "ні", відповідь "Чи це магія?" . Чорт Кларк завжди тягне килим під наші

— бажані

22

І це, здається, триває назавжди.

Не зовсім вірно.

Іо, здається, постійно залишається на орбіті. Ми виявили магію?

Ні і ні.

Орбітальна швидкість Іо становить . Його маса $v = 17.33 \mathrm{km/s}$ $m = 8.9319 \cdot 10^{22} \mathrm{kg}$

Формула кінетичної енергії така: $E = m \cdot v^2 / 2$

Підключивши до нього значення Іо, його загальна кінетична енергія становить приблизно Джоуля згідно Вольфрама Альфи . Це дуже, ДУЖЕ велика кількість енергії. Іо може дозволити собі витратити невелику частину, щоб дуже довго зберігати тепло без істотних видимих змін. $7 \cdot 10^{40}$

Але так, у людському масштабі часу це виглядає як магія.

— Флорін Андрій
джерело

12

Схоже, вам потрібно врахувати втрати тепла, щоб визначити, чи витрачаєте ви насправді "невелику частку". Температура поверхні біля вулканів сягає 1600К . Якби вся поверхня (42E12 м ^ 2) була при цій температурі (це не так), за законом Стефана-Больцмана вона випромінювала б 370 кВт / м ^ 2, загалом 1,6E19 Вт. Це 5E26 Дж / рік, тож за мільярд років ви випромінюєте 0,1% енергії орбіти, або << крихітна частка. Очевидно, ви праві від того, що все ще є

— Кріс Х

Яка орбітальна енергія Іо пов'язана з вулканізмом? Вулканізм живиться від припливних сил Юпітера, а не від орбітальної енергії Іо.

— зефір

3

Не було б припливних сил, якби не було на орбіті, @zephyr. Енергія - це те, що утримує її там.

— Beanluc

Поки цього не стане.

— Beanluc

@Beanluc Також не було б припливних сил, якби у Іо не було маси. Чи означає це рівняння, що обчислює загальну масову енергію Іо, відносно вулканізму? Моя думка полягає в тому, що Флорін якимось чином прирівнює орбітальну енергію Іо до вулканізму, що явно неправильно.

— зефір

16

Насправді не потрібно так далеко шукати. Припливи тут на Землі - припливи та потоки - «живляться» силою тяжіння нашого Місяця. Це не виражається як тепло і вулканічна активність, але механізми ті ж, що і на Іо.

Ця енергія (яка може бути і є, перетворюється на електрику на припливних електростанціях ), однак, не є "безкоштовною". Земля звикла обертатися швидше (роблячи дні коротшими, ніж сьогоднішні 24 години), а Місяць був ближче (він все ще відходить на відстані ~ 4 см на рік) ...

— DevSolar
джерело

3

Іо є машиною чарівної енергії?

Ні це не так. Джерелом енергії Іо є обертання Юпітера. Подумайте про наш Місяць. Він повільно спірально виходить назовні від Землі. Місяць - це не чарівна енергетична машина. Він викрадає кутовий імпульс та енергію орбіти від обертання Землі. Хоча передача імпульсу кута від Землі до Місяця дуже близька до рівномірного, передача енергії - ні. Система Земля - Місяць є дисипативною.

Те саме стосується Іо та його вулканів. Іо дуже повільно краде імпульс кута і енергію від обертання Юпітера, і в процесі цього викидає частину вкраденої енергії в космос.

— Девід Хаммен
джерело

Але якщо ми поставимо щось на кшталт водяного колеса над цими вулканами, ми б забезпечилися енергією, як ми потрапляємо з гірських потоків, що течуть вниз. meldrethhistory.org.uk/images/uploaded/originals/overshot.jpg Очевидно, що "магічна енергія" не існує, але довгострокове джерело енергії.

— користувачLTK

1

@userLTK: Так - в основному те саме, що використовувати енергію хвилі на Землі.

— Гонки легкості з Монікою

Іо, можливо, краде імпульс кута та енергію для обертання Юпітера, але це не було б способів передати це у вулканічну енергію. Це замість цього змінить орбітальну відстань так, як це робить наш власний Місяць. Вулканізм пояснюється припливними силами Юпітера. Я не впевнений, що бачу, наскільки більшість вашої відповіді стосується питання.

— зефір

@zephyr Я не знаю, але в коментарях під цією відповіддю є певна дискусія .

— uhoh

3

Відповідь світового будівництва:

У терміні "Чарівна енергія" (я ненавиджу слово магія, давайте скажу безкоштовну енергію)

Скажімо, у нас колонія далеко від Сонця. Юпітер працює, або, зовнішня планета, можливо, навіть теоретична Планета 9, де сонячні енергетичні панелі були б досить безглуздими, уранового палива може бути дефіцитним, а 3Не потрібен час для збору для синтезу, тому їм потрібне джерело живлення.

Теоретично, пристрій можна було б побудувати з використанням астероїдів матеріальних та масових волокон та кабелів з вуглецевого волокна, а також якоїсь структури, де зовні була сферична сфера, яка розтягується і вихлюпується на орбіті, в ідеалі, як Іо, між планетою і великим місяцем, де якась ексцентричність і зміна зберігалася б.

Розтягування туди-сюди і маса зовнішньої оболонки цього предмета могли витягувати поршні і виробляти електрику. Кількість електроенергії залежала б від маси, розміру та гнучкості сферичної конструкції, а енергія надходитиме від майже безмежного джерела - обертової енергії планети.

Чи є така річ практичною - інше питання. Я не маю уявлення, чи це взагалі було б практично, але теоретично це можливо.

Вам також знадобиться великий Місяць, інакше орбіта циркулюватиме, і енергія зменшиться. Але система планети - великий Місяць, можливо, вона могла б працювати. Мінус у тому, що стільки енергії в першу чергу піде на будівництво речі, я не впевнений, що це того варто.

— userLTK
джерело