Реферат по предмету "Наука и техника"


Кольцевой орбитальный резонанс

Кольцевой
орбитальный резонанс
Кирилл Бутусов

В 1978 г. нами была опубликована работа
«Золотое сечение в Солнечной системе» [1], где было показано, что в Солнечной
системе наблюдается явление резонанса волн биений, приводящее к тому, что
периоды и частоты обращений планет образуют геометрическую прогрессию со
знаменателями Ф = 1,6180339 и Ф = 2,6180339, хорошо отображаемые числовыми
рядами: Фибоначчи (1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610,
987...) и Люка (2, 1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123, 199, 322, 521, 843...),
см. табл. 1, где n – числа Люка и Фибоначчи, а δ% – отклонение от
резонансного значения nT в %.

Таблица 1




Тело





Т, лет





n





nT, лет





δ%







Ме





0,24085





377





90,800





1,98







В





0,61521





144





88,590





0,50







З





1,00000





89





89,000





0,03







Ма





1,88089





47





88,401





0,71







С





29,4577





3





88,373





0,74







 





 





 





89,033





0,79







Ц





4,605





18





82,893





0,10







Ю





11,862





7





83,035





0,06







У





84,015





1





84,015





1,24







Н





164,78





1/2





82,394





0,71







П





247,69





1/3





82,565





0,50







 





 





 





82,980





0,52






Однако, кроме описанных в статье случаев
проявления «золотого сечения» в Солнечной системе, нам удалось выявить ещё ряд
новых интересных примеров такого же рода. В частности, мы обнаружили, что
величины, обратные эксцентриситетам планетных орбит также близки к числам Люка
и Фибоначчи (см. табл. 2, где e – эксцентриситет орбиты, а n – число Люка или
Фибоначчи).

Таблица 2




Тело





1/e





n





1/ne





δ%







П





4,021





4





1,0054





0,44







Ме





4,863





5





0,9726





2,91







Ма





10,711





11





0,9737





2,80







Ц





13,157





13





1,0121





1,10







С





17,946





18





0,9970





0,40







Ю





20,652





21





0,9834





1,79







У





21,195





21





1,0093





0,82







З





59,772





55





1,0867





8,56







Н





116,686





123





0,9486





5,52







В





147,058





144





1,0212





2,01







 





 





 





1,0010





2,63






Так как орбиты планет эллиптичны и
постепенно прецессируют, то каждая из них занимает кольцевую область между
двумя круговыми орбитами с радиусами:




rπ = (1 –
e)a





(1)







rα = (1 +
e)a





(2)






где rπ – радиус орбиты в
перигелии,

rα – радиус орбиты в
афелии,

a – большая полуось орбиты.

Этим круговым орбитам соответствуют свои
периоды, а интервал периодов может быть найден по следующей формуле:










(3)






где T – период обращения планеты, а
ΔT – будет шириной орбиты, выраженной в терминах периодов. Назовем эту
величину «периодом ширины орбиты». При этом оказалось, что «период ширины
орбиты» связан с перодом обращения планеты, расположенной через одну орбиту
ближе к Солнцу, следующим соотношением:




kΔTn = Tn–2
,





(4)






где k – целое число, чаще всего, близкое
к единице, т.е. имеет место своеобразный резонанс, названный нами «кольцевым
резонансом» (см. табл. 3).

Таблица 3а




Тело





ΔT, лет





k





kΔTn, лет







В





0,0125





5





0,0627







З





0,0501





5





0,2509







М





0,5266





1





0,5266







Ц





1,0497





1





1,0497







Ю





1,7228





1





1,7228







С





4,9235





1





4,9235







У





11,890





1





11,890







Н





4,237





7





29,659







П





184,28





0,5





92,140






Таблица 3b




Teло





T, лет





kΔTn / kΔTn–2





δ%





k





kΔTn / kΔTn–2





δ%







Сл





0,0694





0,903





10,0





11/2





0,993





0,61







Ме





0,2408





1,041





4,8





24/5





1,000





0,07







В





0,6152





0,855





16,0





7/6





0,998





0,08







З





1,0000





1,049





5,6





20/21





0,999





0,02







Ма





1,8808





0,915





8,4





12/11





0,999





0,02







Ц





4,6052





1,069





7,6





14/15





0,997





0,16







Ю





11,862





1,002





0,8





1/1





1,002





0,28







Ст





29,457





1,006





1,3





7/1





1,006





0,73







У





84,015





1,096





10,3





5/11





0,997





0,24







 





 





0,993





7,2





 





0,999





0,24






Как видно из таблицы, при грубой подборке
коэфициента k он чаще всего принимает значение 1 и даёт отклонение от
резонансности, равное 7,2%, а при более тонкой подборке коэфициента, когда он
не целочислен, но равен отношению небольших чисел, это отклонение имеет
величину только 0,24%. Учитывая, что на самом деле мгновенный период обращения
планеты меняется в широких пределах, можно считать, что резонанс всегда
соблюдается даже при грубой подборке k. Как оказалось, экваториальный период
вращения Солнца и все «периоды ширины орбит» планет земной группы имеют между
собою общий резонанс. Для планет, внешних по отношению к Земной орбите также
имеет место общий для них резонанс. Причём средние отклонения от резонансности
для обеих групп планет не превышают 0,55%. Период общего резонанса для внешних
планет превосходит аналогичный период для земной группы планет в 28 раз (см.
табл. 4).

Таблица 4




Тело





ΔT





n





ΔT / n





δ%







В





0,0125





2





0,00627





0,19







З





0,0501





8





0,00627





0.16







Сл





0,0694





11





0,00631





0,86







Ме





0,1483





24





0,00618





1,35







Ма





0,5266





84





0,00627





0,10







 





 





 





0,00626





0,53







Ма





0,5266





3





0,17553





0,30







Ц





1,0497





6





0,17495





0,02







Ю





1,7228





10





0,17228





1,58







Н





4,2370





24





0,17654





0,88







Ст





4,9235





28





0,17584





0,48







У





11,890





68





0,17485





0,08







 





 





 





0,17500





0,55






Если рассмотреть ширину орбиты в
терминах частот обращений планет, то мы получим «частоту ширины орбиты». Как
выяснилось, эти величины, нормированные на «частоту ширины орбиты» Нептуна,
образуют числовые ряды, близкие к числам Люка и Фибоначчи (см. табл. 5) со
средним отклонением от резонансности меньше 3%.

Таблица 5




Тело





Δν, год–1





Δν / ΔνН





n





Δν / nΔνН





δ%







Н





0,000156





1,0000





1





1,0000





1,62







У





0,001690





10,8346





11





0,98496





3,17







П





0,003305





21,1871





21





1,00890





0,72







С





0,057000





36,5384





34





1,07465





5,75







Ю





0,012286





78,7564





76





1,03626





1,97







В





0,033516





212,564





199





1,06816





5,11







З





0,050200





321,794





322





0,99936





1,68







Ц





0,049938





320,051





322





0,99394





2,23







Ма





0,150818





966,782





987





0,97951





3,69







 





 





 





 





1,01619





2,88






Мы рассматривали до сих пор интервалы
периодов и частот, определяемых через радиусы круговых орбит, ограничивающих
эллипсы орбит. Однако, интересно рассмотреть разности мгновенных периодов
обращения планет в афелиях и перигелиях орбит т.е. интервал, в пределах
которого меняется мгновенный период при движении планеты по орбите. Назовём
этот интервал «девиацией периода» Расчёт её будем вести по формуле:










(5)






При этом оказалось, что наблюдается
резонанс между «девиацией периода» планеты и периодом соседней планеты,
расположенной ближе к Солнцу:




kΔT *n
= T *n–1





(6)






См. табл. 6, где значки π, 0,
α – определяют значения мгновенных периодов в перигелии, на среднем
расстоянии и в афелии. Мы видим, что чаще всего наблюдается k = 2. Среднее
отклонение от резонанса равно 1,75%.

Таблица 6




Тело





ΔTn*





k





k ΔTn*





Тело





T*n–1





kΔT*n
/ ΔT*n–1





δ%







Ме





0,2024





1/3





0,0674





Сле





0,0694





0,97099





2,58







В





0,0167





9





0,1505





Меπ





0,1553





0,96968





2,72







З





0,0669





9





0,6023





Вπ





0,6068





0,99253





0,35







Ма





0,5442





2





1,0884





Зα





1,0338





1,05279





5,69







Ц





1,4040





4/3





1,8720





Ма0





1,8808





0,99528





0,08







Ю





2,3000





2





4,6000





Ц0





4,6052





0,99888





0,28







Ст





6,5757





2





13,1514





Юα





13,0539





1,00746





1,14







У





15,8730





2





31,7460





Сα





32,8829





0,96542





3,17







Н





5,6494





15





84,7412





У0





84,0152





1,00864





1,26







П





254,336





7/11





161,850





Нπ





161,981





0,99919





0,31







 





 





 





 





 





 





0,99608





1,75






На самом деле, учитывая, что изменение
мгновенного периода происходит в широких пределах, мы можем считать, что
резонанс всегда соблюдается гораздо точнее.

Наконец, рассмотрим соотношения
экстремальных значений мгновенных периодов на соседних орбитах в ближайших
апсидах. Например, отношение мгновенного периода в афелии орбиты к такому же
периоду, но уже в перигелии последующей орбиты, расположенной дальше от Солнца
(см. табл. 7, где T1* – мгновенный период в афелии
орбиты, а T2* – мгновенный период в перигелии
последующей). Исключение составляют только Меркурий,где вместо перигелийных и
афелийных периодов взяты средние периоды и Венера, где вместо афелийного
периода взят средний период. Резонансный коэфициент равен отношению небольших
чисел, на 85% состоящих из чисел Люка (2, 3, 4, 7, 11).

Анализ таблицы показывает, что эти
соотношения близки к резонансным со средним отклонением от резонансности 0,53%.

Таблица 7




Тело





T2*





Тело





T1*





k





kT1*





T2*
/ kT1*





δ%







Ме0





0,2408





Сле





0,0694





7/2





0,2432





0,990304





1,03







Вπ





0,6068





Ме0





0,2408





5/2





0,6021





1,007897





0,73







Зπ





0,9669





В0





0,6152





11/7





0,9667





1,000202





0,03







Маπ





1,6162





Зα





1,0338





11/7





1,6246





0,994791





0,57







Цπ





3,9432





Маα





2,1604





11/6





3,9608





0,995554





0,50







Юπ





10,7539





Цα





5,3472





2/1





10,6944





1,005564





0,50







Стπ





26,3072





Юα





13,0539





2/1





26,1079





1,007633





0,70







Уπ





76,3596





Стα





32,8829





7/3





76,7268





0,995213





0,53







Нπ





161,981





Уα





92,2326





7/4





161,407





1,003557





0,30







Пπ





144,369





Нα





167,630





6/7





143,683





1,004770





0,42







 





 





 





 





 





 





1,000548





0,53





Выводы

Величины, обратные эксцентриситетам орбит
планет образуют числа, близкие к числам Люка и Фибоначчи.

Периоды ширины орбитальных колец
находятся в резонансе с периодами планет, расположенными через одну орбиту
ближе к Солнцу.

Частоты ширины орбитальных колец
находятся в резонансе с частотами обращения планет, расположенных дальше от
Солнца через одну орбиту.

Периоды ширины орбитальных колец как
земной группы планет, так и планет, внешних по отношению к земной орбите,
образуют две группы тел с общими резонансами внутри группы.

Частоты ширины орбитальных колец,
нормированные на частоту ширины орбиты Нептуна, образуют числовой ряд близкий к
числам Люка и Фибоначчи.

Девиации периодов обращений планет
находятся в резонансе с периодом обращения соседней планеты, расположенной
ближе к Солнцу.

Экстремальные периоды в ближайших
апсидах соседних планет находятся в резонансе, а числовые коэфициенты
резонансов на 85% состоят из чисел Люка (2, 3, 4, 7, 11).

Имеют место ещё и другие резонансные
соотношения для частот ширины орбит, девиаций частоты и экстремальных значений
частот планетных орбит, но ввиду ограниченности объёма работы мы этих
результатов вычислений не приводим.
Список литературы

К.П. Бутусов. «Золотое сечение в
Солнечной системе». Проблемы исследования Вселенной, вып. 7. М.-Л., 1978.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.