发布网友 发布时间:2022-04-24 22:05
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热心网友 时间:2023-10-12 13:10
凡是有质量的物体都具有引力,而任意两个有质量的物体之间的引力作用与物体的质量成正比,而与距离成反比。
小到一根铅笔,大到宇宙天体,都是如此。太阳是太阳系中最大的天体,也是太阳系的中心天体,太阳系中的所有行星、小行星以及诸多天体始终都围绕太阳有序运行,而这都要归功于太阳的强大引力作用。
太阳占据了太阳系物质总质量的99.86%,而其余所有的天体,行星、卫星、小行星、彗星等等加在一起只占0.14%,这就确立了太阳在太阳系中的绝对主导地位。一个有意思的问题是,如此强大的太阳,为何不会将太阳系中其它的天体都吞噬掉呢?
太阳大概形成于45.7亿年以前,最初的太阳是形成于一个坍缩的氢分子云之中,而在太阳的形成过程之中,也不可避免的会吞噬宇宙物质来增大自身的质量,那么为什么现在的太阳系天体不会被太阳所吞噬了呢?
特别是与太阳距离最近的水星,它和太阳之间的距离只有5800万公里,这在宇宙的空间尺度下是一个很近的距离,如此近的距离都没能被太阳所吞噬,而是围绕太阳有序运行,是何缘故?秘密就在于一个“转”字。如果水星是一动不动的呆在太阳的身边,那么它可能早就被太阳收入囊中了。
而事实上,水星一直围绕太阳做公转运动,而且速度很快,水星的平均轨道速度达到了每秒47.89千米,而这种公转运动会产生一种力,一种向外的力,我们称之为离心力。
我们可以这样去理解,所谓离心力,顾名思义,就是“离开中心的力”,一方面是太阳和水星之间的相互引力作用给了水星一个向内的力,另一方面是水星围绕太阳公转产生的一个向外的力,两个力达到了平衡,于是水星便不会向太阳滑落,而是会围绕太阳有序运行,始终不变。其实不仅是水星,太阳系中的每一颗行星都是如此。
无论距离太阳多么遥远,太阳系中的每一颗行星都受到太阳的引力作用,所以它们都必须要保持一定的公转速度来实现与太阳引力的平衡。
两个物体之间的引力与两者的距离成反比,所以距离太阳越远,所需要的用于对抗引力的离心力也就越小,所以所需要的公转速度也就越慢,事实上的确如此。水星的平均轨道速度是最快的,而稍远一点的金星则为每秒35.03千米,我们的地球为每秒30千米,火星是24.13千米,而外围的4颗气态行星木星、土星、天王星和海王星的平均轨道速度分别为每秒13.06千米、9.64千米、6.81千米和5.43千米。如果它们全都静止不动,即使是最为遥远的海王星,同样会被太阳引力拉到太阳中去。
那么为何这些行星的转速恰好能够抵消太阳引力呢?
简单一点来说,就是天体的公转速度受到重力加速度的影响,而重力加速度与引力息息相关,而引力又与两物体间的距离成正比,所以也就造就了距离越近的天体,则公转速度越快。
只要它们在转,那么它们就不会掉落到太阳之中,无论两者间的距离有多近。其实在太阳的身边确实有比水星更近的东西,那就是人类所发射的太阳探测器,那个与太阳最近的帕克太阳探测器与太阳只有690万公里,要比水星近多了,它为什么没有被吸进太阳之中?因为它最快能够达到每秒192千米的速度围绕太阳运行。