自我引力
自我引力是指由一個或多個物體自己施加在自身上的重力，使該物體保持在一起。 [2]自我引力在天文學，物理學，地震學，地質學和海洋學領域具有重要作用。[3] [4] [5]自我引力對於大型物體（行星或更大）的物理現象具有重要影響，例如地球上的海洋或土星環。 Lynden-Bell[6]研究出計算自我引力的方程式，以提出對旋轉扁平球狀星團模型的精確描述，這是理解恆星團如何和每個恆星相互作用的關鍵。自我引力也能處理天文學以外領域的大規模觀測。自我引力通常不會成為科學研究的焦點，但是了解自我引力可以提高模型的準確性和提升對於大型系統的了解。
天文學
天文學家必須考慮自我引力，因為其要處理的天體極大，以至於彼此之間以及在物體內部都具有強烈的重力作用。自我引力會影響在洛希極限所定義的球體中在空間中彼此影響的物體，因為相對較小的物體可能會被微分吸引力撕開，但是自我引力的存在使較小的物體保持完整。 [2]土星已經證明了這一點，因為土星環是粒子間自我引力產生的結果。 [4]自我引力力有助於理解類星體盤，吸基盤如何形成和穩定。 [8]自我引力力在星雲及微行星的形成中非常重要，這點亦使其對於理解行星和行星系統如何隨時間形成和發展變得更加重要。 [9]自我引力在各個尺度上都是非常重要的，從單個行星周圍的環的形成到行星系統的形成，如果不了解自我引力，我們將無法完全理解大規模系統。
地震學
自我引力在地震學領域也具有重要意義，因為地球非常大，它可以具有足夠大的彈性，當彈性與大型地下結構相互作用時，彈性波足以改變地球內部的重力。有些模型仰賴頻譜元素法[10]的使用，並且這些模擬考慮了自我引力的影響，因為它可能對某些接收器配置的結果產生影響，並在波中產生復雜的方程，特別是對於周期較長的波。在地震學領域中，這種精確度對於在球形物體（地球）中開發精確的立體地殼模型至關重要，這可以從數據中得出更準確和更高質量的解釋。自我引力（和重力）的影響改變了地震波在地震學中的重要性，因為當不考慮重力時，S波將占主導地位，而當考慮重力時， S波的影響變得不那麼明顯。 [11]
海洋學
自我引力對於海平面和冰帽產生影響，這在我們預測氣候變遷的影響時尤其重要。 [3] [5] [12] [13]如果將地球視為流體，並且考慮了自我引力的影響，那麼就可以計算出海洋力對地球的變形，並且在觀察海潮時可以考慮到海潮負荷的影響。地球對諧波表面載荷的變形響應。 當使用不考慮自我引力的平面地球模型時，計算冰蓋附近冰川後海平面的結果有很大不同，這與球面地球由於靈敏度而考慮自我引力的情況相反這些區域中的數據，顯示了當忽略自我引力時結果將如何急劇變化。 [14]還進行了一些研究，以更加理解拉普拉斯潮汐方程，以試圖了解地球的變形和海洋中的自我引力如何影響潮汐（由月球決定的潮汐）。 如果格陵蘭冰原融化，由於自我引力的影響，海平面實際上將在格陵蘭島附近下降，在更遠的地區上升。
參見
參考文獻
- ^ Rice, W., Armitage, P., Bate, M. & Bonnell, I. The effect of cooling on the global stability of self-gravitating protoplanetary discs. MNRAS, 339, 1025 (2003)
- ^ 2.0 2.1 Chamberlin, T. C. The Planetesimal Hypothesis. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada, Vol. 10, p.473-497. November, 1916.
- ^ 3.0 3.1 Wu, P. & van der Wal, W. Postglacial sealevels on a spherical, self-gravitating viscoelastic earth: effects of lateral viscosity variations in the upper mantle on the inference of viscosity contrasts in the lower mantle. Earth and Planetary Science Letters, Volume 211, Issues 1–2, June 15, 2003, Pages 57–68.
- ^ 4.0 4.1 Colwell, J. E., Esposito, L. W. & M. Sremcevic. Self-gravity wakes in Saturn’s A ring measured by stellar occultations from Cassini. Geophysical Research Letters, volume 33, April 1, 2006. L07201 p. 1-4.
- ^ 5.0 5.1 Mitrovica, J., Tamisiea, M., Davis, J. & Milne, G. Recent mass balance of polar ice sheets inferred from patterns of global sea-level change. Nature 409, p. 1026-1029. February 22, 2001.
- ^ Lynden-Bell, D. Stellar dynamics: Exact solution of the self-gravitation equation. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 123, p.447. November, 1962.
- ^ 存档副本. [2021-01-28]. （原始內容存檔於2021-02-09）.
- ^ Goodman, J. Self-gravity and quasi-stellar object discs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 339, Issue 4, pages 937–948, March 2003.
- ^ Johansen, A., Oishi, J., Low, M., Klahr, H., Henning, T. & Youdin, A. Rapid planetesimal formation in turbulent circumstellar disks. Nature 448, 1022-1025, (August 30, 2007).
- ^ Komatitsch, D. & Tromp, J. Spectral-element simulations of global seismic wave propagation—II. Three-dimensional models, oceans, rotation and self-gravitation. Geophysical Journal International, (2002) 150. p. 303–318.
- ^ Freeman, G. Gravitationally Perturbed Elastic Waves. Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 57, No. 4, pp. 783-794. August, 1967.
- ^ Hendershott, M. The Effects of Solid Earth Deformation on Global Ocean Tides. Geophysical Journal International (published on behalf of the Royal Astronomical Society) (1972) 29, 389-402.
- ^ Pagiatakis, S. Ocean tide loading on a self-gravitating, compressible, layered, anisotropic, viscoelastic and rotating Earth with solid inner core and fluid outer core. Geodesy and Geomatics Engineering. July 1988. p. 1-146.
- ^ Wang, H. & Wu, P. Effects of lateral variations in lithospheric thickness and mantle viscosity on glacially induced relative sea levels and long wavelength gravity field in a spherical, self-gravitating Maxwell Earth. Earth and Planetary Science Letters 249 (2006) 368–383.