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为什么行星的轨道都是椭圆的?

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发表于 2019-1-8 07:09:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖系轉帖,原帖作者:今日头条

万有引力!所有可见的物质都具备它!因为行星不止一颗,行星与行星之间都会受到彼此引力的影响,这就是它们之间的摄动或轨道共振。


首先我们从逆向思维来思考,如果一个系统内的两个行星在不受系统外力的作用下,那么以其中一个行星为参照物,另外一个行星的运动轨迹就是一个完美的圆周运动,此时他们是不受任何系统外力影响的。但在现实情况中这肯定是不可能的,因为宇宙中的物质太多,无论怎样都存在其他物体的万有引力对其运行轨道的干扰。比如我们的太阳系,除了8大行星以外,还可能随时会有远处飞来的彗星或小行星。(万有引力可以用在短时期事件中)
当轨道离心率e=0时,便是做圆周运动,但在宇宙中以这种轨道运行的行星几乎是不可能存在的。当轨道离心率在0~1之间时,便是我们熟知的椭圆轨道,我们所有的行星就是这样的轨道。它必须是这样的轨道,因为行星之间都会互相影响,以此椭圆轨道来稳定各自的运动。当轨道离心率e=1时,便是抛物线轨道。当轨道离心率e大于1时,便是双曲线轨道,如彗星的轨道。



为什么行星的轨道都是椭圆的?-1.jpg



e值对应的状态,来自WJ百科
在太阳系行星中离心率最小的为金星,其离心率值小于0.01,约为0.007,这是什么概念?意思就是金星的轨道最接近于圆形,但还不是圆的,仍然会受到其它行星引力扰动的影响。水星拥有太阳系行星家族中最大的离心率(约0.20563),它围绕太阳公转的轨道是一个很“显眼”的椭圆。
还有一点需要知道的就是轨道共振(轨道共振的物理原理在概念上类似于推动儿童荡的秋千,轨道和摆动的秋千之间有着一个自然频率,其它机制和“推”所做的动作周期性的重复施加,产生累积性的影响),它可以使行星在轨道上稳定的运行。轨道共振,粗略的讲就是两个天体之间的公转周期性有着简单的整数比,如某一天体公转周期为2,另一个天体恰好公转周期为3那么这两个天体2:3(或3:2)的共振 。这样它们的轨道一般很稳定(但有例外)。



为什么行星的轨道都是椭圆的?-2.jpg



行星之间的轨道共振,来自WJ百科
最后引用斯蒂芬·霍金教授《大设计》里面的话:“这一切都是上帝创造出来给我们看的……,如果您能理解为什么会这样的话,那么您将会见到上帝本人。”



为什么行星的轨道都是椭圆的?-3.jpg



行星的轨道,图:Kalebmcardle

参考资料

1.WJ百科

2.天文学名词

3.所有数据参数引用至NASA-Planetary Fact Sheets
文章作者:零度星系(天文在线)
审核人员:暂无,征集审核志愿者中。要求细心仔细,女生优先。)
最终审核
编辑用时:2018年09月12日-2018年09月16日
审核用时
最后更新:2019年1月3日星期四

注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请指出错误所在好加以改之。
结束,感谢您的阅读与关注



全文排版:天文在线(零度星系)
转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
本文由天文在线原创,欢迎关注,带你一起长知识!

【版權聲明】本文轉自《今日頭條》原文鏈結地址:https://www.toutiao.com/a6642154799502459405/
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