為什么八大行星是圍繞太陽轉(zhuǎn)而不是直接飛向太陽?不是說好了太陽的引力非常大嗎? 在太陽系的歷史上,存在過很多行星,但是最后只剩下了八大行星,這是為什么? 我們可能對引力有誤解,認(rèn)為它就是單純的吸引力,實(shí)際上,宇宙中的每一個(gè)物質(zhì)都是在運(yùn)動(dòng)的,運(yùn)動(dòng)的過程中還會(huì)產(chǎn)生動(dòng)量。 行星的之所以會(huì)圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn),而不是直直地被太陽吸引,撞向太陽,是一個(gè)平衡的關(guān)系。 萬有引力 太陽的引力巨大,有一個(gè)原因是太陽的質(zhì)量實(shí)在是太大了,根據(jù)牛爵爺?shù)娜f有引力的公示,想要逃脫太陽的引力束縛,物體必須達(dá)到16.7千米/秒,這樣才能逃離太陽系。 沒有哪個(gè)行星的速度達(dá)到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),因此,它們只能圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。 可是問題來了,人類跳一下跳不出地球是因?yàn)榈厍虻囊?,為什么地球不?huì)被太陽直接吸過去? 這個(gè)還要從太陽系誕生之初說起,最初的太陽系秩序混亂,毫無章法,因?yàn)樘栠€沒有完全成型,這一時(shí)期的引力比較弱。 行星誕生之初具有動(dòng)量,它們在太陽系內(nèi)雜亂無章的運(yùn)動(dòng),相互之間因?yàn)橐Φ木壒剩?strong>還發(fā)生了嚴(yán)重的碰撞,月球就是在這個(gè)時(shí)候被撞出來的。 隨著太陽逐漸成熟,它開始書寫新的秩序,那就是所有的行星要受到它的掌控。 這個(gè)掌控是一個(gè)平衡,因?yàn)?strong>這些天體們都具有原始的初速度,在受到太陽的引力后,就會(huì)出現(xiàn)3種情況。 第一種情況,在引力的作用下飛向太陽,這種天體的速度太慢,初速度產(chǎn)生的慣性無法與太陽引力相平衡,于是它被吸引直接撞向了太陽。 第二種情況,遠(yuǎn)離太陽,這種天體的運(yùn)動(dòng)速度很快,大于了16.7千米/秒,它的運(yùn)動(dòng)離心慣性大于了太陽的引力。 第三種情況就是圍繞太陽運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)慣性與太陽的引力之間逐步達(dá)成平衡,既不會(huì)被吸引,也不是飛走。 這一類天體就是我們今天的八大行星、小行星、矮行星以及彗星。 經(jīng)過太陽的整理,太陽系的新秩序誕生,大部分的星體需要圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn),衛(wèi)星之類的天體圍繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)。 這一過程持續(xù)了大約幾億年的時(shí)間,八大行星們逐漸失去了最初的桀驁不馴,開始有序地排列好。 一言以蔽之,就是行星們有一個(gè)逃離太陽的趨勢,但是這個(gè)離心力并沒有壓制住太陽的引力,反而和引力產(chǎn)生了平衡。 這也是為什么距離太陽越遠(yuǎn)的天體,它的周期越長,公轉(zhuǎn)的速度越慢,最快的水星公轉(zhuǎn)速度是最慢的海王星的8.8倍。 如果哪一天海王星快起來了,那么就離它飛出太陽系不遠(yuǎn)了。 這個(gè)道理不光是太陽適用,地球與月球的關(guān)系也適用,月球本身也有一個(gè)逃離地球的趨勢,目前來二者之間還保持著平衡。 但是,月球正在以3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球,這說明二者之間的平衡在被逐漸打破。 那么,八大行星也會(huì)遠(yuǎn)離太陽嗎? 秩序締造者 實(shí)際上,八大行星也在逐漸遠(yuǎn)離太陽,因?yàn)樘栐凇皽p肥”。 太陽的速度那簡直是嚇人,一秒鐘就能減重420萬噸,一天下來減去的質(zhì)量,相當(dāng)于人類頭上的一根頭發(fā)絲。 人在減肥的時(shí)候,會(huì)因?yàn)樽约旱袅艘桓^發(fā)絲而慶幸自己瘦了嗎?并不會(huì),所以這點(diǎn)質(zhì)量對于太陽那簡直就是毛毛雨。 但是,要說這點(diǎn)質(zhì)量一點(diǎn)影響都沒有也不太現(xiàn)實(shí),因?yàn)檫@點(diǎn)質(zhì)量會(huì)對太陽的引力造成細(xì)微的影響,那就是引力減弱。 只是這個(gè)減弱并不會(huì)影響太陽引力和八大行星離心慣性之間的平衡,八大行星是在慢慢遠(yuǎn)離,不是噌的一下飛走。 實(shí)際上,太陽與八大行星的距離一直在擴(kuò)大,有不少科學(xué)家認(rèn)為,最初呆在宜居帶的行星不是地球,而是火星。 火星被認(rèn)為最先出現(xiàn)生命,因?yàn)樵谔栂党跗冢?strong>地球與太陽的距離比今天更近,加之地球的大氣在那個(gè)時(shí)期還沒有完全成型,地球并不適合生命居住。 相反,火星就算是稀薄的大氣,也能在宜居帶孕育出生命,他們猜測火星出現(xiàn)生命的時(shí)間比地球早上幾億年。 然而,隨著太陽核聚變的進(jìn)行,火星距離太陽的距離越來越遠(yuǎn),逐漸離開了宜居帶,反而是地球來到了宜居帶內(nèi)。 于是,火星因?yàn)榇髿庀”o法產(chǎn)生溫室效應(yīng),導(dǎo)致它的溫度一路降低,加之地表的水在太陽輻射的作用下分解成氣體。 最后它變成了一個(gè)寒冷、干旱、荒涼的紅色星球,而地球成為了太陽系獨(dú)享宜居帶的行星。 隨著太陽的質(zhì)量之間減小,地球也會(huì)漸漸遠(yuǎn)離太陽,但是不用擔(dān)心地球冷卻,因?yàn)檫@個(gè)遠(yuǎn)離的過程一般都是持續(xù)幾億年甚至更久。 離開太陽系 前面說到過,根據(jù)牛頓的萬有引力公式,離開太陽的速度必須達(dá)到16.7千米/秒,目前來看,太陽系沒有一個(gè)自然天體達(dá)到了這個(gè)速度,因?yàn)檫_(dá)到這個(gè)速度的,早就不在太陽系了。 不過有兩個(gè)人造機(jī)器超過了這個(gè)速度,并且正在向太陽系外航行,它們兩個(gè)就是旅行者號系列探測器的1號和2號。 然而,這兩位旅行者的發(fā)射速度沒有達(dá)到這個(gè)數(shù)值,它們很巧妙地利用了木星的引力,為自己的加速,從而達(dá)到離開太陽系的速度要求。 木星無論是質(zhì)量還是體積都是八大行星之首,它像一個(gè)大哥一樣罩著地球,它利用自己的引力,成功改變了多枚小行星和彗星的軌跡,讓地球逃過被撞擊的厄運(yùn)。 木星的引力是繼太陽之后第二大的天體,因此難免影響到別的行星,比如火星,按照原本的規(guī)律,火星的質(zhì)量會(huì)比地球還要大,無奈木星在這里影響,導(dǎo)致火星在初始星云盤里面沒搶到什么物質(zhì)。 這就好比家里有八個(gè)孩子吃飯,原本火星能吃四碗飯的,因?yàn)楸荒拘菗踔?,結(jié)果它只吃了一碗飯。 同理,水星距離太陽如此之近,卻依舊能好好地公轉(zhuǎn),這得得益于它超快的速度,讓自己的慣性與太陽引力保持平衡。 或許曾經(jīng)水星不是距離太陽最近的行星,只不過比它的近的真的被太陽吞噬了。 太陽并沒有利用它的引力摧毀行星們,而是用一種平衡在安排格局,如果無法與之達(dá)成平衡,要么被太陽吞噬,要么被太陽拋棄。 所以八大行星是憑借自己的本事進(jìn)入軌道的,大家都是有兩把刷子的星球。 平衡打破 太陽的質(zhì)量在減少,但是太陽的體積卻在增加,等太陽度過了自己最后的50億年,就會(huì)開始膨脹,成為一顆“大胖子”。 這顆大胖子叫做紅巨星,它會(huì)比今天的太陽大100倍以上,一路膨脹吃掉前四顆行星,一直逼近木星的軌道。 這個(gè)時(shí)候,引力平衡其實(shí)并沒有被打破,但是,紅巨星的膨脹不講道理,碰見誰就吃定誰。 因此,太陽系會(huì)在這個(gè)時(shí)候分崩瓦解,隨著最后的坍塌到來,曾經(jīng)井井有條的太陽系,再次回到之前的雜亂,成為一團(tuán)星云,等待下一顆恒星誕生。 至于太陽,它成為了一顆小白星--白矮星,周圍依舊還有那么一兩個(gè)天體圍繞它,但是早已經(jīng),沒有了當(dāng)初太陽系的繁盛。 這就是宇宙的規(guī)律,衰亡帶來新生,新生走向衰亡,宇宙就是這樣140多億年更替,太陽只是這其中的一個(gè)而已。 |
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