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Planetenrotation Venus
 
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Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 14. Aug 2021 21:16    Titel: Planetenrotation Venus Antworten mit Zitat

Wie bekannt ist dreht sich Venus genau andersherum wie alle anderen Planeten, das wirft Fragen auf. Eine Google Suche bringt da auch wenig Klarheit. So heisst es zB Venus hätte sich durch atmosphärische Reibung abgebremst und sei dann in der anderen Richtung gestartet. Klingt für mich seltsam wenn es erstmal auf 0 gebremst ist warum sollte es dann anfangen sich überhaupt wieder zu drehen. Andere sagen die Venus wäre um 180 Grad geflipped worden, nun ich habe dieses Video gefunden https://www.youtube.com/watch?v=1n-HMSCDYtM. Das ist ja schon sehr intressant, offenbar hat es mit Fliehkräften und Trägheit zu tun. Kann man so etwas mathematisch berechnen und könnte die Erde auch irgendwann einfach flippen weil so ganz schön rund ist die ja auch nicht?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3620

Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Aug 2021 01:43    Titel: Re: Planeten Rotation (Venus) Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
So heisst es zB Venus hätte sich durch atmosphärische Reibung abgebremst


Das verbietet die Drehimpulserhaltung. Eine so große Veränderung der Rotation ist nur durch eine äußere Ursache möglich - z.B. durch den Einschlag eines sehr großen Objektes.

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Klingt für mich seltsam wenn es erstmal auf 0 gebremst ist warum sollte es dann anfangen sich überhaupt wieder zu drehen.


Auch durch äußere Einflüsse - z.B. durch die Gezeitenwirkung anderer Planeten.

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Andere sagen die Venus wäre um 180 Grad geflipped worden, nun ich habe dieses Video gefunden https://www.youtube.com/watch?v=1n-HMSCDYtM.


Dabei bleibt der Drehimpuls konstant. Bei einem annähernd kugelförmigen Körper bedeutet das, dass sich die Rotationsgeschwindigkeit und die Orientierung der Rotationsachse kaum ändern.

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Kann man so etwas mathematisch berechnen und könnte die Erde auch irgendwann einfach flippen weil so ganz schön rund ist die ja auch nicht?


Ja, das kann man berechnen und nein das ist bei der Erde so nicht möglich, weil sie um die Achse mit dem maximalen Trägheitsmoment rotiert. Weil die Erde kein starrer Körper ist, heißt das allerdings nicht, dass sie langfristig nicht doch umkippen kann. Bei einem teilweise flüssigen Körper ist das allerdings unerheblich. Welchen Unterschied macht es, ob die Erde komplett auf den Kopf gestellt wird oder die Kontinente im Rahmen der Plattentektonik auf die jeweils andere Hemisphäre schwimmen?
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 15. Aug 2021 02:13    Titel: Re: Planeten Rotation (Venus) Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Welchen Unterschied macht es, ob die Erde komplett auf den Kopf gestellt wird oder die Kontinente im Rahmen der Plattentektonik auf die jeweils andere Hemisphäre schwimmen?

Uff naja die Sonne geht im Osten auf, wenn man die Erde auf den Kopf stellt wäre das nicht mehr. Also dieses Flipping passiert ja recht plötzlich die Kontinentalplattenverschiebung ist ja eher Zeitlupe.
Also du meinst das in der Vergangenheit des Sonnensystem ein Körper auf die Venus eingeschlagen ist der sie quasi umgeworfen hat? Ist ja bei Uranus auch so aber der liegt nur auf der Seite und ist nicht ganz umgedreht.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14404

Beitrag TomS Verfasst am: 15. Aug 2021 08:45    Titel: Antworten mit Zitat

Bevor hier spekuliert wird anbei ein paar Quellen:

https://www.scientificamerican.com/article/why-venus-spins-the-wrong/

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001Natur.411..767C/abstract
The four final rotation states of Venus
Correia, Alexandre C. M.; Laskar, Jacques
Nature, Volume 411, Issue 6839, pp. 767-770 (2001).
Abstract:
Venus rotates very slowly on its axis in a retrograde direction, opposite to that of most other bodies in the Solar System. To explain this peculiar observation, it has been generally believed that in the past its rotational axis was itself rotated to 180° as a result of core-mantle friction inside the planet, together with atmospheric tides. But such a change has to assume a high initial obliquity (the angle between the planet's equator and the plane of the orbital motion). Chaotic evolution, however, allows the spin axis to flip for a large set of initial conditions. Here we show that independent of uncertainties in the models, terrestrial planets with dense atmosphere like Venus can evolve into one of only four possible rotation states. Moreover, we find that most initial conditions will drive the planet towards the configuration at present seen at Venus, albeit through two very different evolutionary paths. The first is the generally accepted view whereby the spin axis flips direction. But we have also found that it is possible for Venus to begin with prograde rotation (the same direction as the other planets) yet then develop retrograde rotation while the obliquity goes towards zero: a rotation of the spin axis is not necessary in this case.

Die Autoren haben in den Folgejahren weitere Computersimulationen durchgeführt; man findet einiges davon auf arxiv.

https://astronomy.stackexchange.com/questions/26/what-is-the-current-accepted-theory-as-to-why-venus-has-a-slow-retrograde-rotati
What is the current accepted theory as to why Venus has a slow retrograde rotation?

There seem to be a few, and none are accepted by the whole scientific community. The main ones:
- Venus was struck by a large body during its early formation
- The spin axis flipped, as can happen with a gyroscope
- The spin slowed to a standstill and then reversed, caused by the sun's gravity, the dense atmosphere and friction between core and mantle
That final one seems to be the most recent, being proposed by Alexandre Correira and Jacques Laskar in 2001. Their research seems to imply that the conditions on Venus and its distance for the sun make a retrograde spin slightly more likely than a forward one.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Brillant



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Beitrag Brillant Verfasst am: 15. Aug 2021 12:48    Titel: Antworten mit Zitat

Es gibt Kreisel, die flippen und stellen sich auf ihren Stiel (Bild)

Dann diese Seltsamkeit, dass rotierende Gegenstände mehrfach flippen: The Bizarre Behavior of Rotating Bodies https://youtu.be/1VPfZ_XzisU Im Video wird eine Erklärung gegeben, die ich nicht verstanden habe, kann jemand das mit eigenen Worten erklären?

Kann so auch das Flippen eines Himmelskörpers erklärt werden? Einmal stabil (Kreisel), einmal wechselnd (Flügelmutter).



kreisel.jpg
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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
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Beitrag Schmu Verfasst am: 15. Aug 2021 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

Also gibts die 3 möglichkeiten
Irgendwas ist da reingeknallt und hat die Venus umgeworfen, dann den Flip Dzhanibekov Effect bei der Flügelmutter und die Sache mit der Reibung.

Ich dachte ja immer wenn es rotiert ist es stabiler, Gewehrkugel mit Drall zB
So kann man sich irren, dann werden sich ja Raumsonden auch hüten zu rotieren wenn da Ausleger für Solarpanels und Antennen drann montiert sind dürften denen das ja auch so ergehen.
Hier ist ein Video wo das für die Erde simuliert https://www.youtube.com/watch?v=J-l-SbCFhL0 das fängt an zu eiern und flippt dann auch aber ich glaube er hat den Mond vergessen der stabilisiert das ganze?
DrStupid



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Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Aug 2021 16:15    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Also gibts die 3 möglichkeiten
Irgendwas ist da reingeknallt und hat die Venus umgeworfen, dann den Flip Dzhanibekov Effect bei der Flügelmutter und die Sache mit der Reibung.


Ich bleibe dabei, dass das nicht ohne äußere Drehmomente geht. Damit ist klar, dass es weder mit dem Dzhanibekov Effect noch allein durch Reibung möglich ist. In der zweiten Quelle von TomS wird dann auch klar gestellt, dass es sich bei der Sache mit der Reibung in Wirklichkeit um einen Gezeiteneffekt der Sonne handelt, der offenbar zu einer Spin-Bahn-Resonsanz führt.

Schmu hat Folgendes geschrieben:
So kann man sich irren, dann werden sich ja Raumsonden auch hüten zu rotieren wenn da Ausleger für Solarpanels und Antennen drann montiert sind dürften denen das ja auch so ergehen.


Das ist bei Explorer 1 passiert. Seitdem achtet man darauf, dass es sich nicht wiederholt.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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Beitrag TomS Verfasst am: 15. Aug 2021 16:34    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich bleibe dabei, dass das es nicht ohne äußere Drehmomente geht. Damit ist klar, dass es weder mit dem Dzhanibekov Effect noch allein durch Reibung geht. In der Quelle von TomS wird dann auch klar gestellt, dass es sich bei der Sache mit der Reibung in Wirklichkeit um einen Gezeiteneffekt der Sonne handelt, der offenbar zu einer Spin-Bahn-Resonsanz führt.

Natürlich kann ein isolierter Planet für sich alleine nicht seinen Drehsinn ändern; das widerspräche der Drehimpulserhaltung.

Aber im Schwerefeld eines anderen Himmelskörpers (Sonne) sowie bei ggf. weiteren Einflüssen (Merkur) ist es natürlich denkbar, dass sich der Gesamtdrehimpuls anders bzw. neu auf die beteiligten Himmelskörper verteilt. D.h. der Gesamtdrehimpuls aller beteiligten Himmelskörper bleibt erhalten, die Einzeldrehimpulse nicht.

Ich bin da absolut kein Experte und muss zunächst mal glauben, was die Autoren schreiben. Ich werde noch nach kritischen Veröffentlichungen suchen.

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Anmeldungsdatum: 12.02.2013
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Beitrag Brillant Verfasst am: 15. Aug 2021 17:00    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Drehsinn ändern; das widerspräche der Drehimpulserhaltung.
Kann man einen Drehsinn spiegeln?

Ich erinnere mich an Flummy-Kugeln, die man trickreich vor eine Wand werfen konnte. Die sprangen vom Fußboden hoch, streiften die Wand und bekamen dadurch einen anderen Drehsinn.

Die Wand änderte ihren „Drehsinn“ nicht, also hat sich der „Gesamtdrehimpuls“ geändert.

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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
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Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Aug 2021 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Aber im Schwerefeld eines anderen Himmelskörpers (Sonne) sowie bei ggf. weiteren Einflüssen (Merkur) ist es natürlich denkbar, dass sich der Gesamtdrehimpuls anders bzw. neu auf die beteiligten Himmelskörper verteilt.


Die Frage ist, ob das allein ausreicht, um die Rotation der Venus komplett abzubremsen. Die Gezeitenkraft der Sonne in der Venusbahn ist kleiner als die von Sonne und Mond auf die Erde. Weil der Mond sich inzwischen sehr weit von der Erde entfernt hat, war dieses Verhältnis früher sogar noch viel größer. Trotzdem ist die Erde noch weit von einer gebundenen Rotation mit dem Mond enfernt. Das bedeutet, dass die Venus von vorn herein langsamer rotiert haben müsste, als die Erde oder dass die Venusatmosphäre die Gezeitenwirkung dramatisch verstärkt. Letzteres scheint die Grundlage für die Annahme einer Spin-Bahn-Kopplung ohne Einschlag zu sein. Ob das tatsächlich funktioniert, kann ich nicht einschätzen. Der Vorgang ist zu komplex um ihn explizit zu berechnen und eine Simulation wäre mit zu aufwändig.
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 15. Aug 2021 17:33    Titel: Antworten mit Zitat

Das mit dem Einschlag ist das einzige was ich ausschliesen würde, da müsste man schon mit ordentlich <wumms einschlagen ich glaub nicht das der Planet das überstanden hätte, bleiben mehrere Einschläge dagegen spricht das Venus gar keinen Mond hat und auch keine Ringe.
Das mit der Reibung leuchtet mir auch nicht so ganz ein, abbremsen okay, differentielle Rotation okay meinetwegen aber dann in anderer Richtung? Merkwürdig. Für Dzhanibekov spricht das Venus fast genau auf dem Kopf steht 177 grad, ein kleiner Einschlag und ein Flip dann ist man da.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3620

Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Aug 2021 20:21    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Das mit dem Einschlag ist das einzige was ich ausschliesen würde, da müsste man schon mit ordentlich <wumms einschlagen ich glaub nicht das der Planet das überstanden hätte


Das hängt stark von den Bedingungen beim Einschlag ab. Bei einem Frontalzusammenstoß hätte Theia die Erde auch komplett zerstören können. Stattdessen gab es einen tangentialen Zusammenstoß, die Erde hat überlebt und der Mond ist enstanden. Möglicherweise hätte ein tangentialer Einschlag gegen die Rotationsrichtung sie auch abgebremst. Ohne entsprechende Simulationen lässt sich das weder bestätigen, noch ausschließen.

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Für Dzhanibekov spricht das Venus fast genau auf dem Kopf steht 177 grad, ein kleiner Einschlag und ein Flip dann ist man da.


Das kann Dzhanibekov nicht leisten. Beim Flip kippt nur der Planet. An der Rotationsgeschwindigkeit und an der Orientierung der Rotationsachse würde sich so gut wie nichts ändern. Sieh Dir mal das Video an, das Du oben selbst verlinkt hast [ https://youtu.be/1n-HMSCDYtM?t=19 ]. Da sieht man ganz deutlich, dass sich die Schraube vor und nach dem Flip mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung dreht und nicht - wie z.B. in dem von Brillant geposteten Bild "flip.jpg" dargestellt - in entgegengesetzer Richtung.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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Beitrag TomS Verfasst am: 15. Aug 2021 21:03    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Das mit dem Einschlag ist das einzige was ich ausschliesen würde, da müsste man schon mit ordentlich <wumms einschlagen ...

Der Eigendrehimpuls eines kugelförmigen Planeten mit Radius R und Masse M beträgt



V steht für die Bahngeschwindigkeit am Äquator.

Ein fast streifender, vollständig unelastischer Stoß d.h. Einschlag in der Nähe des Äquators eines kleineren Himmelskörpers der Masse M und Geschwindigkeit v liefert einen Bahndrehimpuls von



Um eine prograde Rotation des Planeten in eine retrograde umzukehren zu können, muss



gelten, d.h.



Bei einem genügend kleinen Körper d.h. kleinem m würde dies auch bei großer Geschwindigkeit v ohne Zerstörung des Planeten funktionieren. Bei einem genügend großen Körper d.h. großem m wäre dies bei einem teilelastischen, streifenden Stoß möglich. Im Falle eines oder mehrerer Einschläge in der Entstehungsphase des Sonnensystems würde ein noch recht weicher / zähflüssiger Planet kaum vollständig zerstört werden sondern könnte nach Verlust von etwas Material wieder annähernd Kugelform annehmen.

Die Theorie der Umkehrung der Rotation aufgrund eines Stoßes oder Einschlags ist also sicher nicht aus der Luft gegriffen.

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Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
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Beitrag Schmu Verfasst am: 15. Aug 2021 21:40    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Die Theorie der Umkehrung der Rotation aufgrund eines Stoßes oder Einschlags ist also sicher nicht aus der Luft gegriffen.

Ich will das nicht ausschliessen, halte es aber für unwahrscheinlich, auch weil zB kein Mond da ist.
DrStupid



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Beiträge: 3620

Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Aug 2021 21:59    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Ich will das nicht ausschliessen, halte es aber für unwahrscheinlich, auch weil zB kein Mond da ist.


Je kleiner der Gesamtdrehimpuls nach dem Einschlag, um so unwahrscheinlicher ist die Enststehung eines Mondes. Wenn der Drehimpuls des ausgeworfenen Materials zu klein ist, dann kann es nicht um den Planeten kreisen, sondern es fällt wieder zurück oder verschwindet im All.
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
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Beitrag Schmu Verfasst am: 15. Aug 2021 22:25    Titel: Antworten mit Zitat

Hm also ich wäre ja davon ausgegangen das ein Einschläger entsprechend des Drehimpulses der anfänglichen Materiewolke auch aus derselben Richtung angeflogen kommt.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3620

Beitrag DrStupid Verfasst am: 16. Aug 2021 00:16    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Hm also ich wäre ja davon ausgegangen das ein Einschläger entsprechend des Drehimpulses der anfänglichen Materiewolke auch aus derselben Richtung angeflogen kommt.


Ein Impaktor bewegt sich zwar mit sehr großer Wahrscheinlichkeit in der gleichen Richtung um die Sonne, aber das sagt noch nichts darüber aus, wie er sich relativ zur Venus bewegt und auf welcher Seite er einschlägt. Das ist eher Zufall.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14404

Beitrag TomS Verfasst am: 16. Aug 2021 10:39    Titel: Antworten mit Zitat

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Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
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Beitrag Schmu Verfasst am: 16. Aug 2021 17:02    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hab jetzt eine Stunde mit der Universe Sandbox rumgespielt und den Erdmond auf die Venus einschlagen lassen, also ich kann sagen um die Neigung nennenswert zu beeinflussen muss man schon soviel speed geben das sich die Venus verflüssigt was auch dazu führt das das ausgeworfene Material einfach wegfliegt und es bilded sich kein Mond.
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