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回顾:太阳引力那么大,为何八大行星不会被吸过去,而撞击太阳表面?

2024-10-17科学

为什么八大行星是围绕太阳转而不是直接飞向太阳?不是说好了太阳的引力非常大吗?

在太阳系的历史上,存在过很多行星,但是最后只剩下了八大行星,这是为什么?

太阳和八大行星

我们可能对引力有误解,认为它就是单纯的吸引力,实际上,宇宙中的每一个物质都是在运动的,运动的过程中还会产生动量。

行星的之所以会围绕太阳运转,而不是直直地被太阳吸引,撞向太阳,是一个平衡的关系。

八大行星为何不飞向太阳

万有引力

太阳的引力巨大,有一个原因是 太阳的质量实在是太大了 ,根据牛爵爷的万有引力的公示,想 要逃脱太阳的引力束缚 ,物体必须达到 16.7千米/秒 ,这样才能逃离太阳系。

没有哪个行星的速度达到了这个标准,因此, 它们只能围绕太阳运转

可是问题来了,人类跳一下跳不出地球是因为地球的引力,为什么地球不会被太阳直接吸过去?

这个还要 从太阳系诞生之初说起 ,最初的太阳系秩序混乱,毫无章法,因为太阳还没有完全成型, 这一时期的引力比较弱

力学之父牛顿

行星诞生之初具有动量,它们在 太阳系内杂乱无章的运动 ,相互之间因为引力的缘故, 还发生了严重的碰撞 ,月球就是在这个时候被撞出来的。

随着太阳逐渐成熟, 它开始书写新的秩序 ,那就是所有的行星要受到它的掌控。

这个掌控是一个平衡,因为 这些天体们都具有原始的初速度 ,在受到太阳的引力后,就会出现 3种情况

第一种情况, 在引力的作用下飞向太阳 ,这种天体的速度太慢,初速度产生的惯性无法与太阳引力相平衡,于是它被吸引直接撞向了太阳。

混沌的星云

第二种情况, 远离太阳 ,这种天体的运动速度很快,大于了16.7千米/秒,它的运动离心惯性大于了太阳的引力。

第三种情况就是 围绕太阳运动 ,它们的运动惯性与太阳的引力之间逐步达成平衡,既不会被吸引,也不是飞走。

这一类天体就是 我们今天的八大行星、小行星、矮行星以及彗星

围绕太阳旋转

经过太阳的整理,太阳系的新秩序诞生,大 部分的星体需要围绕它运转 ,卫星之类的天体围绕行星运转。

这一过程 持续了大约几亿年的时间 ,八大行星们逐渐失去了最初的桀骜不驯,开始有序地排列好。

一言以蔽之,就是 行星们有一个逃离太阳的趋势 ,但是这个离心力并没有压制住太阳的引力, 反而和引力产生了平衡

这也是为什么距离太阳越远的天体,它的 周期越长,公转的速度越慢 ,最快的水星公转速度是最慢的海王星的8.8倍。

速度最慢的海王星

如果哪一天海王星快起来了,那么就离它飞出太阳系不远了。

这个道理不光是太阳适用, 地球与月球的关系也适用 ,月球本身也有一个逃离地球的趋势,目前来 二者之间还保持着平衡

但是, 月球正在以3.8厘米的速度远离地球 ,这说明二者之间的平衡在被逐渐打破。

那么,八大行星也会远离太阳吗?

太阳、地球和月球

秩序缔造者

实际上,八大行星也在逐渐远离太阳,因为太阳在「减肥」。

太阳的速度那简直是吓人, 一秒钟就能减重420万吨 ,一天下来减去的质量,相当于人类头上的一根头发丝。

人在减肥的时候,会因为自己掉了一根头发丝而庆幸自己瘦了吗?并不会,所以 这点质量对于太阳那简直就是毛毛雨

但是,要说这点质量一点影响都没有也不太现实,因为这点质量会对太阳的引力造成细微的影响,那就是 引力减弱

太阳每天都在减重

只是这个减弱并不会影响太阳引力和八大行星离心惯性之间的平衡, 八大行星是在慢慢远离,不是噌的一下飞走

实际上, 太阳与八大行星的距离一直在扩大 ,有不少科学家认为,最初呆在宜居带的行星不是地球,而是火星。

火星被认为最先出现生命 ,因为在太阳系初期, 地球与太阳的距离比今天更近 ,加之地球的大气在那个时期还没有完全成型, 地球并不适合生命居住

火星被认为曾经存在生命

相反,火星就算是稀薄的大气,也能 在宜居带孕育出生命 ,他们猜测火星出现生命的时间比地球早上几亿年。

然而,随着太阳核聚变的进行, 火星距离太阳的距离越来越远 ,逐渐离开了宜居带, 反而是地球来到了宜居带内

于是,火星因为大气稀薄无法产生温室效应,导致 它的温度一路降低 ,加之地表的水在太阳辐射的作用下分解成气体。

火星稀薄的大气

最后它变成了一个 寒冷、干旱、荒凉的红色星球 ,而地球成为了太阳系独享宜居带的行星。

随着太阳的质量之间减小, 地球也会渐渐远离太阳 ,但是不用担心地球冷却,因为这个远离的过程一般都是 持续几亿年甚至更久

火星干旱的表面

离开太阳系

前面说到过,根据牛顿的万有引力公式,离开太阳的速度必须达到16.7千米/秒,目前来看, 太阳系没有一个自然天体达到了这个速度 ,因为达到这个速度的,早就不在太阳系了。

不过有两个人造机器超过了这个速度,并且正在向太阳系外航行,它们两个就是 旅行者号系列探测器的1号和2号

然而,这两位旅行者的发射速度没有达到这个数值,它们很巧妙地利用了木星的引力,为自己的加速,从而达到离开太阳系的速度要求。

木星无论是质量还是体积都是八大行星之首,它像一个大哥一样罩着地球,它利用自己的引力,成功改变了多枚小行星和彗星的轨迹,
让地球逃过被撞击的厄运

木星的引力是继太阳之后第二大的天体 ,因此难免影响到别的行星,比如火星,按照原本的规律,火星的质量会比地球还要大,无奈木星在这里影响,导致 火星在初始星云盘里面没抢到什么物质

这就好比家里有八个孩子吃饭,原本火星能吃四碗饭的,因为被木星挡着,结果它只吃了一碗饭。

木星和它的卫星

同理,水星距离太阳如此之近,却依旧能好好地公转,这得得益于 它超快的速度,让自己的惯性与太阳引力保持平衡

或许 曾经水星不是距离太阳最近的行星 ,只不过比它的近的真的被太阳吞噬了。

太阳并没有利用它的引力摧毁行星们,而是 用一种平衡在安排格局 ,如果无法与之达成平衡, 要么被太阳吞噬,要么被太阳抛弃

所以八大行星是 凭借自己的本事进入轨道的 ,大家都是有两把刷子的星球。

八大行星

平衡打破

太阳的质量在减少,但是太阳的体积却在增加,等太阳 度过了自己最后的50亿年 ,就会开始膨胀,成为一颗「大胖子」。

这颗大胖子叫做红巨星, 它会比今天的太阳大100倍以上 ,一路膨胀吃掉前四颗行星,一直逼近木星的轨道。

这个时候,引力平衡其实并没有被打破,但是,红巨星的膨胀不讲道理,碰见谁就吃定谁。

红巨星和太阳的对比

因此,太阳系会在这个时候分崩瓦解,随着最后的坍塌到来, 曾经井井有条的太阳系,再次回到之前的杂乱 ,成为一团星云,等待下一颗恒星诞生。

至于太阳,它成为了一颗小白星——白矮星,周围依旧还有那么一两个天体围绕它,但是早已经, 没有了当初太阳系的繁盛

太阳的坟墓——白矮星

这就是宇宙的规律,衰亡带来新生,新生走向衰亡,宇宙就是这样140多亿年更替,太阳只是这其中的一个而已。