水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

天文 冥王星 水星 太陽系 水木長龍 水木長龍 2017-09-27

本文章主要針對悟空問答上一位朋友的邀請讓回答「水星離太陽最近為何不被太陽吸走,冥王星離太陽那麼遠為何不會飛出太陽系」而寫的。

水星和冥王星是太陽系裡已知行星中體積最小的兩顆行星,水星體積僅是冥王星的六倍多,而質量卻是冥王星的24倍多。兩個體積最小的行星,卻一個離太陽最近,一個離太陽最遠。

根據萬有引力公式

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

萬有引力公式

可知水星與太陽之間的引力遠大於冥王星之間的引力。既然如此,那麼,水星為什麼不飛入太陽呢?而冥王星又為什麼不飛出太陽系呢?

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

水星和冥王星,一個離太陽最近,一個離太陽最遠

首先,需要明白所有的行星運行軌道為什麼都是橢圓形而不是圓形的。

網上的回答紛繁雜亂,羅列公式,套用定理,發揮數學的用武之地,挪用幾何的萬能鑰匙,引用前人開發出來的物理定律,真是大費周折,不亦樂乎;可最終,讓人讀完了那一套套的理論,反而云裡霧裡,更加迷茫。

能用通俗易懂的簡單理論簡捷地回答問題,又何必長篇大段地去“寫論文”呢?

好了,話不多說,進入正題。

目前止,太陽系里人類已經發現的行星只有九顆:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。我們都知道,宇宙裡存在著大量的不能被觀測得到的暗物質和暗能量暗物質佔23%,暗能量佔76%,只有剩下的4%物質和能量能被我們感知看得到。在我們常人的眼裡,以為宇宙就是由這些看得見的物質和能量構成的,其實並不然。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

宇宙由暗物質、暗能量和可見物質、可感知能量構成

天文探測組前幾年的報告中,曾提出論題:根據天文宇宙學的方程式,太陽系中行星的數量遠不止這僅有的9顆,而是至少存在50多顆,有的是尚未被人類發現的「顯星」,有的是尚不能被人類探測到的「隱星」,有的離我們的地球非常近,有的離我們地球非常遠,有的體積大於木星,有的體積與冥王星等同。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

太陽系內還存在著其他50多顆「隱星」

如果真的如此,那麼所有的行星運行的軌道為什麼都是橢圓形的,而不是圓形的,也就有了一定的答案。

可能有人早已想到了,每顆行星運行的軌跡都是橢圓形的,是因為受到除太陽的主引力牽引外,還受到太陽系其他行星和衛星的牽引力,運行軌道上的不同點,所受到的牽引離心力總和都不一樣,所以才會導致行星運行的軌跡為橢圓形

其實,這樣說法只說對了一半,那就是一顆行星在繞太陽運行時,確實受其他行星和衛星牽引離心力的影響,但要知道,冥王星離太陽最遠,而且是太陽系裡發現的最後一顆行星,它的運行軌道極為反常,離太陽最近時為30天文單位(44億公里),比海王星離太陽還要近,最遠時為49天文單位(74億公里),已經進入柯伊伯帶,所以冥王星的軌道是一個扁長的橢圓形,並且與其他八大行星不在同一軌道平面上

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

冥王星的運行軌道極為反常,與其他行星並不在一個平面上

既然如此,如果說冥王星只是受到其他8大行星和其他衛星的影響,才形成如此的運行軌跡的話,是不是有點說不過去呢?因為冥王星距離太陽的距離為3908個天文單位,而到海王星便降為了30.13個天文單位,更不要說其他的行星了,就更少了。如此遠的距離,即使以冥王星與其他行星都不位於太陽同一側,而恰好都位於太陽的兩側來考慮,也遠不足以形成如此強的離心牽引力致使冥王星形成如此的運行軌道——扁橢圓形軌道。明顯的,冥王星受到其他外在極強離心力的牽引的影響,才會形成如此的反常運行軌跡。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

冥王星受到其他外在極強離心力的牽引的影響,才會形成如此的反常運行軌跡

那麼,冥王星受到的外在強烈離心力究竟來自何處呢?那就是暗物質和暗能量的牽引之力。

水星離太陽最近,卻不會飛入太陽,是因為除了受到太陽的向心引力的牽引外,還主要受到其他7大行星(因距離太遠,不包括冥王星)和它們衛星的離心牽引力,因為所有的行星都在繞太陽運動中,故水星運行到不同軌跡點,與其他行星的距離也不一樣,距離不一樣所受到的其他行星的離心引力之和也不同。與水星同側的其他行星和衛星施於水星的離心總牽引力,會與太陽和有時候運行到太陽另一側的其他行星的向心總牽引力,形成平衡的對稱相反力——即平衡力,而平衡點會隨著水星與其他行星和衛星的距離遠近而變化,所有的這些平衡點構成了水星的運行軌跡——橢圓形軌道。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

向心力離心力圖解

同樣的道理,冥王星也一樣,不同的是,冥王星受到的「顯星」——太陽系已發現的其他8大行星的影響很小,而受到「隱星」——太陽系尚未被發現的其他行星的影響更大,才形成了如此反常特殊的運行軌道——扁橢圓形軌道。

其實,我們根據冥王星的反常運行軌道,可以對「隱星」位置的遠近以及方位進行預測。

太陽系中已發現的其他8大行星運行軌道基本上都在一個平面之內,這就說明,海王星軌道以內的平面內所隱藏的「隱星」並不多,而大多數「隱星」都在海王星軌道之外,否則,8大行星的運行軌道也就不可能都在一個平面之內了。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

隱星遍佈太陽系

既然「隱星」大多數都隱藏在海王星軌道之外,那麼如何更準確一步判斷它們的方位呢?

那就是根據冥王星的運行軌跡

冥王星的軌跡上弧度越彎曲,也就是曲線率的絕對值越大,說明冥王星運行至該軌跡點處所受到的離心牽引力之和也就越大,偏離的才會越多。所以可以根據冥王星軌道上不同點的曲線率和方向,預估出所受的總離心力的方向,這個總離心力的方向所指處,便是隱藏那些「隱星」最多的地方。

水星和冥王星的體積最小,為什麼它們離太陽卻一個最近一個最遠?

兩端的切線方向所對應的位置方向隱藏的「隱星」最多


本篇小編自己「水木長龍」原創,轉載標明出處,謝謝!

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