Em que ponto a Terra realmente orbita?

Se considerarmos as duas maiores massas do nosso sistema solar - o Sol e Júpiter, por si mesmas, elas orbitarão um baricentro comum que está em algum lugar deslocado do centro do Sol na direção de Júpiter (logo acima da superfície do Sol). Se adicionarmos Saturno, as coisas ficam mais complicadas, mas ainda existe um baricentro, mesmo que ele siga um caminho complexo em relação ao centro do Sol (ou o Sol tem uma oscilação complexa ao redor do baricentro). Adicione Netuno e todas as outras massas do sistema solar, e as coisas ficam ainda mais complicadas. No entanto, ainda existe um baricentro (geralmente fora do ramo do Sol) sobre o qual o Sol faz uma dança complexa.

Agora, o que a Terra está realmente orbitando? A órbita da Terra é descrita como uma elipse; o "centro" de uma órbita elíptica ocorre em um dos pontos focais da elipse. Qual é o ponto focal do caminho elíptico que a Terra segue? É o baricentro do sistema solar ou é o centro de massa do Sol? Em outras palavras, a órbita da Terra está mudando à medida que o Sol é puxado, nossa distância do Sol nunca varia em mais do que a excentricidade da elipse, ou orbitamos o barcenter do sistema solar, e nossa distância do Sol varia de acordo com o soma de nossa excentricidade orbital mais a quantidade que o Sol oscila em sua própria órbita ao redor do baricentro?

Resposta curta é "O Sol".

Como observa Conrad, como quando você inclui os efeitos de Júpiter, a órbita da Terra não é kepleriana, as noções de centro não são realmente definidas. Mas você pode perguntar, em gravidade newtoniana, para onde o vetor de aceleração da Terra aponta. Agora, a aceleração da Terra se deve principalmente ao Sol, em parte à Lua e ligeiramente aos outros planetas.

Vamos ignorar a lua (ou seja, considere o movimento do baricentro da Lua na Terra)

A aceleração devido ao sol é 4 ordens de magnitude maior que a devida a Júpiter. Portanto, se Júpiter está em ângulo reto com a Terra, o vetor de aceleração da Terra é ligeiramente afastado do centro do sol. Mas não muito, de fato, aponta para um ponto a cerca de 4000 km do centro. O sol tem um raio de 700000 km, então o ponto em que a Terra está orbitando está bem dentro do sol, e não é o baricentro de Sun Jupiter.

Para ver por que a Terra não orbita o baricentro, considere o movimento do Sol em um sistema de três corpos (Sol-Júpiter-Terra). A Terra não orbita o baricentro Sol-Júpiter, assim como o Sol não orbita o Baricentro Terra-Júpiter.

A resposta de @Incnis Mrsi está correta: a Terra orbita em torno do centro de massa do Sistema Solar, que é dominado pelo Sol com uma pequena correção devido a Júpiter e menor ainda pelos outros planetas gigantes.

Veja o Space Place da NASA para uma explicação curta e simples. Veja Zidbits para uma descrição com um gráfico muito bom. A WMU possui um belo artigo mostrando os efeitos dos diferentes planetas

Você pode ver facilmente que isso deve ser verdade de várias maneiras.

Primeiro de tudo, vamos considerar apenas o trigêmeo Sol-Terra-Júpiter. Se cada planeta orbitasse ao redor do seu baricentro com o Sol, como se os outros planetas não existissem, o submarino se moveria em um pequeno círculo com a Terra e um círculo muito maior e 12x mais lento com Júpiter ao mesmo tempo sem um. afetando o outro.

Como a massa da Terra é tão pequena, para uma boa aproximação, você pode olhar para a Terra orbitando uma vez por ano em torno de um Sol que orbita em torno do barcenter Sol-Júpiter em doze anos.

Um segundo ponto experimental em apoio a isso vem da descoberta extra de planetas solares através de medições Doppler. Quando uma estrela tem vários planetas grandes o suficiente para causar movimentos estelares grandes o suficiente para serem detectados por nossos instrumentos, vemos a velocidade da luz de visão da estrela mudar de uma maneira consistente com ela girando em torno do centro de massa da estrela e de vários planetas . Caso contrário, não poderíamos detectar os outros planetas.

Uma terceira maneira é um experimento gedanken. Considere Tatooine, e um planeta parecido com o início orbitando uma estrela dupla. Tatooine orbita apenas um deles, ignorando o outro? Como poderia ser? (Como ele escolhe qual deles ignorar?) Ele deve orbitar o centro de massa comum.

Conclusão: O Sol e todos os planetas orbitam em torno do centro de massa do Sistema Solar.

A única resposta correta: nenhum ponto em particular , pois o movimento da Terra é complexo.

Primeiro, a Terra orbita o barocentro Terra-Lua.
Surpreendentemente. Mas isso aponta para dentro do planeta, em algum lugar do manto.

Em seguida, seria uma aproximação razoável dizer que o sistema Terra + Lua orbita o sistema do Sol + planetas inferiores (Vênus e Mercúrio). Obviamente, não devemos supor exatamente que a gravidade combinada deles emita a partir de um único ponto. Mas, aproximadamente e em média, vem do centro de massa Sol + Mercúrio + Vênus (quase o centro geométrico do Sol). A qualquer momento, nenhum desses corpos retira a Terra e a Lua do Sol.

Também há influências de planetas externos, como Júpiter. Mas, em qualquer nível de simplificação, não devemos pensar nisso como vindo de dentro do Sistema Solar. A direção da gravidade de Júpiter gira em torno da eclíptica toda vez que completa a órbita (± 12 anos). Seria razoável dizer que Sol + Mercúrio + Vênus + Terra + Lua + Marte e Júpiter orbitam em torno de seu centro de massa comum (em algum lugar não muito longe da superfície do Sol), aproximadamente. Mas nem todos os corpos são, evidentemente, incluídos aqui. Geralmente, “que ponto… orbita” depende muito da definição do nosso quadro de referência “estacionário”, e discutir sobre isso não faz sentido, em princípio.

Uma aproximação da "Terra orbita o Sol" ignoraria não apenas a influência de Vênus (que tem pouco significado ao longo da vida humana), mas, principalmente, a gravidade da Lua.

Em que ponto a Terra realmente orbita?

No entanto, ainda existe um baricentro (geralmente fora do ramo do Sol) sobre o qual o Sol faz uma dança complexa.

Agora, o que a Terra está realmente orbitando? A órbita da Terra é descrita como uma elipse; o "centro" de uma órbita elíptica ocorre em um dos pontos focais da elipse. Qual é o ponto focal do caminho elíptico que a Terra segue? É o baricentro do sistema solar ou é o centro de massa do Sol? Em outras palavras, a órbita da Terra está mudando à medida que o Sol é puxado, a nossa distância do Sol nunca varia em mais do que a excentricidade da elipse, ou orbitamos o barcentro do sistema solar e ...

Tudo é relativo e relativo a quê.

Veja o artigo da NASA " O que é um baricentro? ", A seção "Baricentros em nosso sistema solar":

Onde está o baricentro entre a Terra e o sol? Bem, o sol tem muita massa. Em comparação, a massa da Terra é muito pequena. Isso significa que o sol é como a cabeça da marreta. Portanto, o baricentro entre a Terra e o sol está muito próximo do centro do sol. [Ele orbita 449 km do centro do sol .]

Júpiter é muito maior que a Terra. Tem 318 vezes mais massa. Como resultado, o baricentro de Júpiter e o sol não estão no centro do sol. Na verdade, é apenas fora da superfície do sol!

O baricentro do nosso sistema solar é a combinação de todas as suas massas; é assim que o sol oscila:

Por último, mas não menos importante, o usuário "fizixfan" no PhysicsForum forneceu este gráfico interessante:

Nossa órbita ao redor do plano supergaláctico .