爲什麼水星離太陽那麼近不會掉進太陽里,冥王星離太陽那麼遠不會飛出太陽系?

熱點鎖定


為什麼水星離太陽那麼近不會掉進太陽裡,冥王星離太陽那麼遠不會飛出太陽系?

其實天體是否會落入墜落母星的死亡螺旋,與天體與母星的距離關係不大,而與天體繞行母星的速度有關,為何如此結論,簡單的說天體與母星間的引力牽扯是天體不至於脫離母星的重要原因,而其繞行速度產生的離心力則是對抗這個引力的重要力量,兩者只要相等,那麼天體永遠會在這個軌道上繞行下去!

兩者之間的引力等於他們的質量成正比,與距離的平方成反比,G為萬有引力常量,其值約為 6.67×10ˆ-11 單位 N·m²kg²

以上則為離心力計算公式,與質量其速度的平方成正比,與距離成反比。

兩者大小一致時天體的軌道就是穩定的,如果不一致,要麼飛離母星要麼墜入母星!

過於靠近母星也許就一去不復返了

可以從這個GIF裡看出,行星繞行太陽時速度是明顯不一樣的,內側繞行很快,外側繞行比較慢,這就是上文所表述的原因!


星辰大海路上的種花家


這是一個非常經典的問題了,為什麼行星會繞著太陽轉動,卻不會掉進去,也不會飛走。在哥白尼告訴我們地球也是一顆行星之後,這個問題就被提出來了。運動背後的運作機制(動力學機制)究竟是什麼?開普勒曾經猜測可能是磁力,就想磁鐵一樣的吸引力和排斥力。

牛頓告訴我們,可以用萬有引力來解釋這個問題。引力大小隻跟兩個因素有關係,質量和距離。牛頓的三大運動定律(慣性、加速和相互作用)集合引力就可以非常完美的來解釋行星圍繞行太陽的運動。。

通過萬有引力和運動定律,牛頓告訴我們,蘋果下落,月亮圍著地球轉,地球圍著太陽轉,都是遵守同樣的物理學規律。以前古人認為天上和地上的運動規律是不一樣的。我們可以把行星看作也在太陽的引力場裡下落,但由於慣性的存在,在下落的同時,它也在向前方運動,這兩種運動的整體效果,讓它並不會向太陽靠近,而是在近似圓形的軌道上繞著太陽轉。

如果考慮橢圓軌道,也就是行星和太陽的距離實際上是會發生變化的。用中學物理的語言來說,行星在太陽引力場的機械能守恆,即動能加引力勢能的總和是不變的。在橢圓軌道上,這就限制了它只能在一定範圍裡變動,既不能掉到太陽上去,也不能飛走。這個規律同時適用於離太陽很近得水星和很遠得冥王星。

當然,既然是“萬有”引力,其他行星也跟每個行星都有引力,也會稍微改變它們得速度和軌道,但這個改變量很小,一般來說可以忽略不計。如果要考慮得話,也可以計算出來。比如我們考慮月球軌道精確計算得時候,就需要考慮來自太陽、木星等天體得影響。

因為牛頓力學完美地(近乎完美)解釋了天上和地上地運動,所以我們才會如此重視牛頓和他地物理學。我們從小學、中學,一直到大學裡,都要學習牛頓。


松鼠老孫


水星離太陽那麼近不會掉進太陽裡和冥王星離太陽那麼遠不會飛出太陽系是一個道理,這就是萬有引力定律的體現。水星也有質量,水星與太陽之間的萬有引力已經定型了數十億年之久,可以說兩者已經處於非常穩定的狀態,除非質量發生變化,萬有引力也發生變化。或者半徑發生變化,也會導致水星的軌道被重新定義。冥王星也是有質量,雖然冥王星的軌道距離更遠,但不代表冥王星就一定會飛走,冥王星之外還有大量的天體,其質量也遠遠超過冥王星的質量,這些天體都沒有飛走,更不用說冥王星了。

太陽系的行星、矮行星、小行星、彗星等天體均是與太陽在幾乎同一時期一同形成的(或許除了近期剛被證實的系外小行星Oumuamua),因此不論是水星還是冥王星,都不會離開或者墜入太陽。太陽系形成於46億年前,如今已經這麼長時間了,也不會因此出現重大的變化,不出意外的話,如果太陽系要出現動盪,那隻能是太陽變化了。太陽進入紅巨星後,會膨脹,那麼會導致一些行星被吞沒。水星離太陽那麼近,肯定是第一個掉進太陽裡,冥王星離得遠,那麼肯定不會落入太陽,預計金星也會被吞沒,地球可能變成最靠近太陽的行星,酷熱的環境導致地球上的海洋全部蒸發,地球將變成一顆死星。如果太陽系還有人類,那麼肯定不會居住在地球上,應該會尋找新的出路,在別的天體上安家落戶。


川陀太空


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

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?

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。



水木長龍


這個問題事實上牽涉到引力場的問題,也就是愛因斯坦所想的大統一場是不是存在,這麼個問題。本質上就是太陽系和九大行星的關係。

有一種理論認為,太陽系中的行星模型不是同時形成的。而是在太陽穩定之後逐漸捕抓的。這樣理論上太陽大概有120億年,地球有46億年。也就是說地球是在太陽形成約70億年後才加入太陽系。同理,太陽系的其他行星也一樣。這種理論的基本觀點是把引力看成是一種像繩子拉力一樣的牽引力。所以太陽在成長期時可以不斷捕抓小的天體,好象一個大磁鐵在吸地上的釘子一樣。但當九星連珠的時候,理論上引力是最大。那麼應該發生兩種情況,一種是停擺了。一種是九星一直成直線繞日公轉。可這兩種情況並沒有發生。而九星連珠的現象史上確實發生過。但九星依舊要沿公轉軌道運行。這說明引力除了表現的向心力等力學作用之外,還有更基本的特徵。這些特徵不完全由質量來決定。因此太陽系並不簡單的像放風箏一樣的運動。

另一種學說認為,太陽系在形成之初是一團自旋運動的星塵,由於自旋的作用使質量大的物質向外集聚,而氣體等輕核物質向心壓縮,這樣當平衡打破時,發生塌縮,引發中心氣體發生聚核反應產生恆星,太陽誕生。而同時引力場也產生了,太陽系的物質不斷碰撞終成九大行星,大概在30億年前形成穩定的太陽系。那麼太陽和九大行星都是同時孕育的兄弟。而引力場就在星塵之時(恆星之前)由自旋產生。所以當太陽系生成如今之精確軌道,其實在星塵之時它依然是一團守恆的能量物質,既使形成行星,它們的運行還是原先的時空中。所以在愛因斯坦的時空變形論看來,只是由於時空的變化生成了物質。就好比一杯珍珠奶茶,旋轉讓行星不停的繞中心轉動,所以只要杯子沒有出現漏洞(黑洞),杯子裡的珍珠就不會飛出去。(旋轉速度恆定)

因此,引力場就像漣漪。它是由於大的天體旋轉改變了時空,產生的流體(波)系統。簡單的說就是運動。因此太陽不斷的運動,在它的軌道上留下了虛空,所以它周圍的物質在慣性作用下必須填補虛空,這就是時間,過去、現在、未來是時空變幻的軌跡,時空變幻從不停止,天體不斷運行,漣漪如一朵朵蓮花一樣產生了引力波。星體因此得到了秩序運行。


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先從人造衛星說起,投擲一塊石頭,最終要落在地上,在同一投擲角有人投的遠,有人投的近,因為兩人的力不一樣,力的大小決定初速度的大小,槍炮的初速度比投擲大的很,大炮初速度約1.5公里每秒。但炮彈最終還是落在地上,如果在地球上讓物體不落下來要達到7.9公里每秒,7.9公里每秒被稱為第一宇宙速度,又稱環繞速度。就是說低於7.9公里每秒的物體最終還要落在地上。隨著速度的提高,物體環繞地球的橢圓軌跡愈來愈扁長,直至到達11.2公里每秒,物體脫離了地球到了太陽系中,11.2公里每秒稱為第二宇宙速度,又叫逃逸速度,如若物體想要脫離太陽系必須16.7公里每秒,既第三宇宙速度,脫離速度。第一,第二宇宙速度是對應地球的所有行星衛星對應他們環繞的天體都有相應的環繞速度和逃逸速度。現在好了無論水星也好,冥王星也罷它們都達到自己的環繞速度,如果低於環繞速度和高於逃逸速度它們會咋樣呢?還不明白?


零零雪3


各大行星與太陽之間存在萬有引力,他們旋轉的同時又會產生離心力,當離心力與萬有引力相抵消的時候就會達到一種平衡,既不會被太陽吸引過去也不會逃逸掉。


求知小學童


這讓我想起了天文學方面的一個知識,那就是同步軌道。我們知道每一個星球都有它的同步運行軌道,當這個星球的衛星運行軌道小於他的同步軌道的時候,此衛星的運行趨勢是逐漸的靠近他的主星球並最終掉落下去或者被撕裂。如果衛星的運行軌道大於他的同步軌道的話,那麼他的整體運行趨勢就是遠離他的主星球。具體的例子可以參考火星的兩顆衛星火衛一和火衛二,他們剛好一顆位於火星同步軌道之內,一顆位於同步軌道之外。所以火衛一的運行趨勢是最終撞向火星,而火衛二的運行趨勢是逐漸遠離火星。


太陽系的行星全部都處在太陽的同步軌道之外,所以他們的總體運行趨勢都是在逐漸的遠離太陽,這其中包括水星和冥王星,當然也包括我們的地球。只是這個過程極其漫長,在太陽轉化成一顆紅巨星吞噬一切之前我們的地球都不會完全脫離太陽系的,所以我們不用太過擔心有一天我們早晨起來會看不著太陽了是吧!


筆耕南陽


水星就像地球上的衛星,在飛出地球時有一定的初速度。這樣衛星被地球間的萬有引力(約等於mg)束縛,繞著地球做勻速圓周運動或橢圓周運動,這兩種運動取決於速度與引力的夾角。等於90度為勻速圓周運動,大於或小於90度做橢圓形運動。為什麼水星離太陽近卻不會被太陽拉進去?通過勻速圓周公式就能解釋,F=mv²/r距離太陽越近只要速度足夠大就能被太陽束縛。而它的平均速度為48公里每秒,遠遠超出宇宙第三速度。為什麼沒有飛出太陽系?其實是定義不同,不要抱怨我偏題,也給大家稍微科普下……第三宇宙速度——從地球起飛的航天器飛行速度達到16.7千米/秒時,就可以擺脫太陽引力的束縛,脫離太陽系進入更廣漠的宇宙空間。這個從地球起飛脫離太陽系的最低飛行速度就是第三宇宙速度。Third CosmicVelocity人造天體脫離太陽引力束縛所需的最小速度。若不計空氣阻力,它的數值大小為 第三宇宙速度。這麼說就清楚了,是從地球飛出的航天器而非所有的天體。說正題,水星要被吸進太陽裡必須不斷減速,而太空是真空的。自然不會平白無故的減速,所以只能乖乖的繞著太陽走。



對於冥王星也是一個道理,只要類比地球第一宇宙速度就行。萬有引力提供向心力F=MmG/R²=V²/R轉化過來就是V=√(GM/R)這個速度是環繞太陽的最小速度,同樣也可以類比宇宙第二速度(mgh=1/2mv²)來算出星體脫離太陽的最小速度V約等於√(2MG÷R)很明顯冥王星運行速度不足以脫離太陽,它的平均公轉速度僅為4.749公里每秒。跟大家說聲抱歉,這裡沒有嚴格按照開普勒定理來說明,簡化成圓周運動。


科技解密


太陽系屬於一天體,一天體有十大行星。就象一個家族成員一樣,各自在引力作用下,各自在運行軌道運轉,相輔相存。外來不速之客,偏離運行軌道,就會失去引力作用,就會被其它行星吸引,從而造成碰撞墜毀。太陽系家屬就象北斗九星一樣,成一個天體。如太陽系一旦發生什麼不測,太陽系其它行星可以說無一倖免。成住壞空,天體一旦被毀,就成了黑洞,也就是中國人常說混沌。一天體變化也可以說是有時間的,不足為奇。太陽系壽命約128億年,宇宙雖變化莫測,這其中奧妙無法道破。為什麼很多科學家,後都成了神學俘虜。因為已到了極限,無法解釋宇宙。無法理解雲星之說,是誰無法道明。道可道也,非恆道。名不名也,非恆名也。沒有常住不壞東西,一切都在無常變化中。否極泰來,周而復始。


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