太阳系为什么有个黄道面,其上方和下方到底有什么?

发布网友 发布时间：2023-05-12 07:55

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热心网友 时间：2023-05-19 16:02

老有人问太阳系的上方下方等问题，因此要说清楚这个问题，我们就要首先解决太阳系的上方和下方问题。

简单来说，太阳系没有上方和下方。

太阳系不但没有上方和下方，也没有左方和右方。因为上下左右是地球人类在地球上的概念。地心有引力，把人类牢牢固定在地球上，人们脚踏实地就把它叫下，而相反的天空就叫上，把自己的左手叫左边，把右手叫右边。

这是千万年来人类形成的共识，因此可以相互交流。但在太空是没有这个概念的。太阳系就像个大盘子，盘子*是太阳，八大行星和各种天体都炸围绕着太阳转，这个转不是在一个实体上滚动，而是漂浮在太空中，不着边际的运动者。如果人类在太空观察这个盘子，从不同角度就可以看到这个盘子竖着或者躺着，上下左右随时可以颠倒。

人类就在太阳系并不算大的一个行星上，这个球只有太阳质量的0.0003%，也就是33万分之一大小。当旅行者1号在64亿千米距离回眸一瞥，拍下了地球那张惊世骇俗的照片时，我们看到的只有一个像素般的模糊光点，就在那个光点上，生活着70多亿人口，这些人有五花八门的心思，大言不惭的对太阳系乃至宇宙评头论足。

在地球上，上下左右也是相对的。

地球是圆的，这个圆球四周各方各面都站着坐着躺着人类，美国在西半球，中国在东半球，这当然也是人们自己定下的规矩，但中美各在地球的一边是客观存在。如果把我们这边叫上面，老美那边就叫下面，反之亦然。世界各国的人们都指着天上，说那是上面，四面八方就都是上面，而只有地球核心是下面了。

地球有一个虚拟的轴，看不见摸不着，地球自转就是围绕着这个轴旋转，这个轴的两边就是南北极。地球一边自转，一边围绕着太阳公转，围绕着太阳公转的轨道面就叫黄道，太阳系所有的行星和天体，基本都在这个黄道面附近的轨道运行。

如果北极为上，那南极那边就是下了，而南极为上，北极那边就是下了。地球自转轴虽然并不是垂直于黄道，偏了23.44°，但南北极大致在黄道面的两边，你说黄道哪边为上，哪边为下呢？

假设我们在太空中，遥看到太阳系的运行状态，不同的位置会看到太阳系黄道竖起来或者躺着，或者倾斜着。就会知道这种状态是没有上下左右之分的，你一定要确定一个上下左右，取决于你处于什么位置上观测。而且太阳还带着八大行星等拉七杂八的天体，围绕着银河系中心，以每秒约250km速度公转呢。

恒星系统是如何形成的。

太阳系所有天体都在黄道位置附近运行，是由于太阳系形成机制导致的，而且这种机制基本适用于所有恒星系统，也就是说恒星的形成机制都与太阳差不多。

所有恒星都是在星云中诞生，无论是宇宙刚诞生之初，还是现在都如此。只不过宇宙诞生之初的星云更纯净，只有氢元素和氮元素，还有极少量的锂。这几种元素都是创世之母，最早的*云。

随着恒星的演化，核聚变生出了更多的元素，超新星大爆炸让全部元素在极高温度和高压下生成了。现在宇宙中已经发现有118种元素，这些元素地球上都有存在，说明我们地球和太阳系并不是在原始星云中诞生，而是通过超新星大爆炸，散发到太空的二次或三、四次星云中诞生的。

这些星云在宇宙中由于万有引力作用，经过亿万年的相互吸引，终究会越来越致密，随着星云密度的增大，引力越来越强大，就会收缩得越来越快，最后形成坍缩之势。急剧的收缩压力导致星云核心温度和压力越来越高，到达一个临界点，就会激发氢核聚变。

太阳中心温度1500万K，压力达到3000亿个大气压。核聚变的巨大辐射压抵御住了收缩压，以一个巨大等离子球的形态稳定存在与宇宙中，这样一颗恒星就渐渐成熟了，进入主序星时期。

黄道面的形成原因，及其黄道面上下空间状况。

在星云快速收缩过程中，由于星云并不是规则完美的，引力到达每一块星云并不是均衡的，这样就会导致星云开始旋转，随着旋转速度越来越快，星云就会向赤道方向甩出，渐渐就形成恒星吸积盘，一个巨大扁平状的旋转云团。

恒星在中心形成后，会吸附掉整个吸积盘绝大部分质量，比如太阳就吸附掉了整个吸积盘质量的99.86%，剩下的一点点渣渣滓滓就渐渐碰撞吸附成了行星等天体，这些天体就在依然在吸积盘的盘面附近，根据角动量守恒定律，围绕着太阳旋转。这就是太阳系各个行星及其他天体都会在黄道面附近的原因，其他恒星系统大致也如此。

至于黄道面垂直的空间，其实几乎什么也没有，当然也不排除极少量的小天体存在。但在这个黄道面的两边，引力是一样存在的，因为引力是与质量成正比的，其遵循的公式为：F=GMm/r^2。

这个表达式表明，引力大小与物体的质量M和m成正比，与距离r的平方成反比。因此在太阳黄道面的两边，引力大小与黄道面一样，都是与太阳距离是成反比的。

航天器为啥不往空旷的黄道面垂直方向发射呢？

前面说了，并不是向与黄道面垂直的空间发射飞行器引力就会小一些，只是在太阳黄道面，由于行星的存在，引力表现得更为复杂罢了。

奥尔特云带比较完美的诠释了太阳系引力状态。科学家们认为太阳的引力影响约有1光年半径，在太阳系最远的引力边际，有一个奥尔特云带，主要由彗星组成，这些彗星成一个球状包裹在太阳系的边缘。

这是因为这些彗星受到一些大行星引力抛甩，而距离太阳太阳，太阳引力已经不足以把它们完全控制在黄道面上，且这些彗星不但受到太阳系影响，还受到附近恒星影响所致。因此，太阳引力在这里就以一个完美的球状展示出来。

人类发射的空间探测器，一般都沿着黄道面前行，主要有两个原因：一是这些探测器或飞船的任务都是探索太阳系天体，黄道面垂直方向没有需要探索的天体；二是需要借助地球自转和公转速度，以及一路上行星的引力弹弓效应加速或者减速，从而减少燃料消耗，垂直黄道面发射所耗费的燃料要多很多，而且发射困难会增加很多，这样发射等于作茧自缚，岂不是很傻？