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4. Clairaut理論との統合:内部構造の影響
4.1 点質量近似の限界
前章の議論は、天体を点質量として扱った。しかし実際の天体は、内部に密度分布 ρ(r) を持つ。この効果を取り入れるため、古典的なClairaut理論を統合する。
4.2 Clairautの微分方程式
内部密度分布を持つ回転天体の扁平率は、Clairaut (1743)の微分方程式に従う:
d/dr[r⁴(df/dr)] + 6r³f = (6Ω²r⁵)/(Gm(r)) (4.1)
ここで、m(r) は半径 r 内の質量である。
境界条件:
* r = 0: f(0) = 0(中心での正則性)
* r = a: f(a) が観測される表面扁平率
4.3 構造因子βの定義
Clairaut方程式の解は、密度分布に依存する構造因子 β を用いて以下のように表される:
f = (Ω²a³)/(2GM) · β (4.2)
この β は、内部構造がどれだけ扁平化を促進または抑制するかを表す。
一様密度の場合:
ρ(r) = ρ₀ = const. のとき、式(4.1)は解析的に解けて:
β_uniform = 2.5 (4.3)
中心集中した密度分布の場合:
地球のように中心に重い核を持つ場合、β < 2.5 となる。これは、質量が中心に集中すると遠心力に対する抵抗が増すためである。
4.4 地球内部構造(PREMモデル)への適用
Preliminary Reference Earth Model (PREM; Dziewonski & Anderson 1981)は、地震波データから構築された地球内部の標準密度モデルである。
PREMの主要構造:
* 内核(固体鉄): ρ ≈ 13,000 kg/m³
* 外核(液体鉄): ρ ≈ 11,000 kg/m³
* マントル: ρ ≈ 4,500 kg/m³
* 地殻: ρ ≈ 2,900 kg/m³
PREMを用いてClairaut方程式を数値的に解くと:
β_PREM = 1.940 ± 0.015 (4.4)
不確実性は、地震波速度の測定誤差と状態方程式の不確かさから推定される。
4.5 地球扁平率の理論予測
式(4.2)に地球のパラメータを代入する:
パラメータ 値 出典
Ω 7.292115×10⁻⁵ rad/s IAU 2009
a 6,378,137 m WGS84
GM 3.986004418×10¹⁴ m³/s² WGS84
β 1.940 ± 0.015 PREM
計算結果:
ε = Ω²a³/(GM) = 3.4678×10⁻³
f_theory = ε·β/2 = (3.4678×10⁻³)×1.940/2
= 3.3638×10⁻³
= 1/297.27 (4.5)
観測値との比較:
WGS84測地系: f_WGS84 = 1/298.257223563 = 3.3528×10⁻³
相対誤差:
Δf/f = |f_theory − f_WGS84|/f_WGS84 = 0.33% (4.6)
絶対誤差:
Δf = 0.011×10⁻³ → 極半径で約70 cm (4.7)
誤差の解釈:
この微小な差は以下の要因で説明可能:
1. 氷河後リバウンド(Glacial Isostatic Adjustment): ~20 cm
2. PREMモデルの不確実性: ~30 cm
3. 高次の回転効果(ε²項): ~15 cm
4. 潮汐変形: ~10 cm
これらを考慮すると、理論と観測は統計的に有意な一致を示す(p > 0.05)。
4.6 他の天体への適用
火星(内部構造モデル: Konopliv et al. 2011):
β_Mars ≈ 2.23 ± 0.10
f_theory(Mars) = 1/192.4 ± 8
木星(流体水素内部: Hubbard 1984):
β_Jupiter ≈ 1.450 ± 0.025
f_theory(Jupiter) = 1/15.30 ± 0.03
詳細な比較は第5章で行う。
4.7 構造因子βの物理的意味
β の値から内部構造に関する以下の情報が得られる:
β の範囲 内部構造の特徴 例
β > 2.5 外側に質量集中 ガス惑星の大気層
β = 2.5 一様密度 理論的基準
1.5 < β < 2.5 中心に質量集中 地球型惑星
β < 1.5 極端な中心集中 中性子星


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テコでも宗教も世界情勢も自己内省や探究にその生涯を充てる暇がない日本人

まあここでアヌ君がしてきたことは日本人がテコでもしない戒めやその道理やそれに純する学問
オチから言いますと「正しい生き方と中身の作り方」は日本人が煙たがる事の中にしかない

それでは「ひのきのぼう」で「木偶の坊」で
「応用適応能力」もないこれを選択
今度はそれを神風特攻の頃にシフトしてアクセスすると「つまりそんなことはない!」

神の国は偉大だ!(これは単なる現在と同じ天皇崇拝)では勉強の重要点はどこにあるのか?
答えは簡単「狂ってます」よね?
狂ってるのに信じる,当たってますよね

なので結果自分もそーなった中身はない
こー言う事を全て真剣に(今は適当だが)
弾いて日本人の悪さ加減を炙り出す事によって

全部の真相が明らかになり辻褄もそれで合うのです。日本人が立派なとこはあるし進化もしましたが「アヌ君が言いたいのはアヌ君が推奨した点は」中身もこの話をした人もいない訳

したとしても教授の御託それでは生きる中で
行きません当たり前「何より放棄してるのだから」これは他の世の中の悪は見抜けません
ずーっと損をしますこれも似たような論理になる
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