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标题: 隔断这么近太阳都没有吃掉水星，天体为什么要绕圈？这是一种平衡 [打印本页]

作者: 土著酋长 时间: 2023-1-30 22:58
标题: 隔断这么近太阳都没有吃掉水星，天体为什么要绕圈？这是一种平衡
太阳系拥有8颗行星、大量的矮行星、173颗行星的卫星以及不可胜数的小行星，它们都围绕太阳有序运行。
在太阳系所有的天体之中，水星无疑是隔断太阳近来的，它与太阳的均匀隔断只有5800万公里，不仅云云，水星还是太阳系八大行星之中最小的一颗，直径只有4880千米，比月球的3476千米也没大多少。就是如许一颗离太阳很近的小个子行星，却并未因太阳强大的引力而坠入太阳之中，经年累月，它始终围绕太阳有序运行，这到底是为什么呢？为什么太阳系中所有的天体都要围绕太阳一圈一圈地绕圈玩呢？

这是一个非常风趣的题目，在解答这个题目之前，我们首先要明白一个天体是否会被太阳所吃掉，与它的巨细和隔断实在并没有直接的关系。
实在，有史以来与太阳近来的东西并不是水星，而是2018年8月12日人类所发射的“帕克太阳探测器”，2021年4月，帕克太阳探测器乐成穿越了阿尔文临界面，进入了太阳大气层之中。帕克太阳探测器与太阳的近来隔断只有690万公里，比水星可是近多了，而且它的体积和质量都小得可以忽略不计，不是也没有被太阳给吃进去吗？太阳太大了，它占据了太阳系物质总量的99.86%，所以岂论是帕克太阳探测器，还是水星，甚至是地球，对于太阳而言都只是一粒质量可以忽略不计的灰尘，没有区别。

那么是否会坠入太阳之中到底和什么有关呢？速度。
任何拥有质量的物体都具有引力，且质量越大，引力就越强，太阳作为一颗巨大的恒星，引力自然也是非常强大的，所以要想不被太阳吃掉，就要有一股气力来与太阳的引力对抗。太阳是一个球体，当一个物体在太阳表面水平移动的时候，会产生一个离心力，这个离心力的方向恰好与指向太阳中心的引力方向相反，物体的运动速度越快，离心力就越大，所以物体也就能在太阳表面飞行更远的隔断，当物体的运动速度到达肯定程度的时候，离心力的巨细就会与太阳得引力相等，此时物体便可以或许围绕太阳运行而永不坠落。

假如这个高速运动的物体在太阳的大气层之外，由于没有空气阻力，速度也就不会降落，所以理论上它就可以围绕太阳永恒运行。
水星就是如许一个高速运动的物体，它绕行太阳的均匀速度为每秒47.4公里，近日点时的最快速度甚至可以到达每秒192公里，其所产生的离心力显然凌驾了太阳的引力。这里需要提一下，这种表明方式只是为了不让题目变得更为复杂，便于理解，实际上物理学中并没有离心力的概念，所谓的离心力应该表述为“向心力的不足”。现在产生了一个新的题目，那就是逃逸题目。当物体的运动速度富足快时，便可以摆脱一个引力场的束缚，而太阳系的逃逸速度为每秒16.7千米，水星早已凌驾，为什么没有逃逸呢？

太阳系的逃逸速度，也就是我们通常所说的“第三宇宙速度”，为每秒16.7千米，这个数字是有前提条件的。
所谓的第三宇宙速度，指的是从地球发射航天器所应具备的初始速度，也就是说假如我们想要从地球上发生一枚航天器，它假如具备了每秒16.7千米的初始速度就可以摆脱太阳系的引力束缚，一举冲出太阳系，但引力的巨细与隔断的平方成反比，所以隔断太阳越近，所需的逃逸速度就越大，因此在水星所处的位置，逃逸速度并不是每秒16.7千米。

当一个物体运动所产生的离心力与引力实现平衡之后，它便可以永不坠落，而当他的速度超越了逃逸速度，则会彻底摆脱引力场的束缚，那么假如这个物体的运动速度远超与引力对抗所需的速度，但是又未能到达逃逸速度，会怎么样呢？
当一个物体的运动速度刚好与引力实现平衡，那么它的轨原理论上应该是一个尺度的圆形，随着速度的增加，它的轨道会趋向于椭圆，且这个物体的运动速度越快，这个椭圆形的轨道就越椭，以太阳系的天体为例，就是它们的近日点与远日点差距越大。水星就是如许一个天体，它的近日点为0.3075个天文单位，而远日点为0.4667个天文单位。

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