根據(jù)開普勒行星三大定律,我們知道了一個(gè)物理事實(shí):距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)的行星,公轉(zhuǎn)周期也越長(zhǎng)。 當(dāng)然了,這個(gè)定律在行星系也同樣適用。拋開只有一顆衛(wèi)星的地月系不談,其他的行星系中,衛(wèi)星的周期長(zhǎng)短也受距離的影響。 在很久以前,人們不知道這個(gè)公轉(zhuǎn)周期意味著什么,只是根據(jù)星空的觀測(cè),知道水星的公轉(zhuǎn)周期是大約88天,木星是12年,土星是29年(當(dāng)然了,古時(shí)候不叫公轉(zhuǎn)周期,而是這些時(shí)間后它們會(huì)回到星空的同一個(gè)位置)…… 后來,科學(xué)家們?cè)谘芯恐蟀l(fā)現(xiàn),這里面有著非常深的奧秘。 事實(shí)上,在這個(gè)太陽(yáng)系里,不同的天體之間,也會(huì)有引力的相互作用。能夠影響其他天體運(yùn)行的不止有太陽(yáng),還有其他的行星甚至衛(wèi)星。不同的天體在漫長(zhǎng)的歲月里,通過引力的不斷調(diào)節(jié),最終達(dá)到了一種叫做軌道共振的完美現(xiàn)象。除了軌道共振之外,還有潮汐鎖定等各種物理原理,最終導(dǎo)致天體的運(yùn)行形成了一種完美的比例。 我們最熟悉的,就是月球。月球由于距離地球比較近,所以被地球通過潮汐鎖定的原理束縛住,導(dǎo)致它的公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期完美一致,所以只有一面可以朝向地球,人類在地球上永遠(yuǎn)無法看到月球的另一面。 同樣的,在幾十億公里以外的冥王星,和冥衛(wèi)一也處于潮汐鎖定狀態(tài),而且更加夸張。由于冥衛(wèi)一的質(zhì)量和冥王星也非常接近,導(dǎo)致冥王星也同時(shí)被冥衛(wèi)一潮汐鎖定。不僅冥衛(wèi)一只有一面可以朝向冥王星,冥王星也只有一面可以朝向冥衛(wèi)一。 同時(shí),冥王星和海王星也達(dá)到了一種軌道共振的狀態(tài)。事實(shí)上,除了冥王星以外,冥族小天體都是這樣的,它們的公轉(zhuǎn)周期和海王星的公轉(zhuǎn)周期達(dá)到了3:2的比例。比如冥王星的公轉(zhuǎn)周期是90581天,海王星是60372天。要知道,其實(shí)冥王星和海王星的軌道是有交叉的,若不是軌道共振鎖定了二者的公轉(zhuǎn)周期,搞不好冥王星就被海王星吸走了。 同樣的,體積最大的木星,也會(huì)和其他天體達(dá)到軌道共振。 比如小行星帶的艾琳達(dá)族天體,它們與木星就形成了1:3的軌道共振,同時(shí)與地球?yàn)?:1的的軌道共振位置。 而在木星系內(nèi),軌道共振現(xiàn)象也同樣存在。木星最大的四顆衛(wèi)星中,有三顆就處于軌道共振狀態(tài),那就是木衛(wèi)一,木衛(wèi)二和木衛(wèi)三,三者的公轉(zhuǎn)周期是完美的1:2:4的周期,這樣也保證了它們的軌道穩(wěn)定性。 同樣的現(xiàn)象也出現(xiàn)在土星系內(nèi),而且更“夸張”的是,不僅土星的衛(wèi)星之間保持著軌道共振,甚至土星的不同環(huán)之間也有軌道共振。 當(dāng)我們看向太陽(yáng)系的最內(nèi)側(cè),類似的數(shù)學(xué)比例依然存在。距離太陽(yáng)最近的水星,在太陽(yáng)引力的作用下,其自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期達(dá)到了一個(gè)2.01:3 的比例——自轉(zhuǎn)周期曰58.6天,公轉(zhuǎn)周期約88天。 也許,宇宙中的規(guī)律本來就是這樣:看似是隨機(jī)的巧合,其實(shí)蘊(yùn)藏著非常復(fù)雜的物理法則。每一顆天體都深深地受著物理的約束和指導(dǎo),才有了今天穩(wěn)定的宇宙。說得遠(yuǎn)一點(diǎn),如果不是其他天體約束住了木星,地球今天恐怕就是地獄。 |
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