並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?

如果說有哪一種簡單的幾何圖形能夠給人以舒適感,那估計就是圓了。圓總給人一種合理的感覺,這表現在很多事物的發展都與圓有關,例如行星的運動軌跡。根據記載,最早對太陽系進行模型建立的人是亞里士多德,他同時也是第一個將行星軌道畫成圓形的人。之後很多天文學家和數學家都想知道行星的軌道為什麼是圓的,但又怎麼都想不明白,最後只能當作是理所當然了。之後哥白尼提出了日心說,同樣也建立了一套太陽系模型,在這套模型中行星軌跡同樣是圓的。


並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?

先賢們的理論讓人們都肯定地認為各大行星圍繞太陽運動的軌跡是圓形,直到一個叫布拉赫的天文學家出現。在丹麥國王大力的支持和贊助下,布拉赫配備了當時地區上最先進的觀測設備,並且擁有一座大型天文臺來進行觀測和數據獲取。在這樣的情況下布拉赫畫出了比所有人都要精確很多的星圖,讓人們開始意識到行星軌跡原來不是嚴格意義上的圓。在布拉赫之後,開普勒的研究和發現更進一步,但他的研究是在繼承了布拉赫的所有科學遺產後開始的,以至於有說法認為開普勒害死了布拉赫。

並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?

獲得了科學研究的條件之後,他開始更加準確地對太陽系進行研究,並且計算出了行星軌跡是橢圓形的,然而那時候他還是無法解釋為什麼是橢圓的。在開普勒之後,一位跨世界偉大科學人物出現了,他就是牛頓。牛頓嘗試用微積分來對行星橢圓軌道問題進行傑斯,結果成功了。但是對於很多一聽到數學、微積分就頭大的人來說,解釋起來估計很抽象,我們不妨將行星的運動看作是受到太陽引力的自由落體運動。

並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?

我們都知道,如果在高空中水平拋出一個物體,在忽略空氣阻力的情況下這個物體會在重力的作用下做自由落體運動,而且速度會越來越快,直到墜落到地面上。如果將物體起始運動的角度稍加調整,就會發現物體在空中做完拋物線運動後再落地。這種情況同樣適合解釋太陽系裡行星的運動。如果把行星軌跡豎著看,就會發現橢圓其實是兩半拋物線組成的。行星在距離太陽最近的地方開始做類似自由落體的運動,到達最高點後又開始下落。

並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?

下落到最靠近太陽的地方又開始另一個方向的自由落體運動,因此最靠近太陽的地方是行星運動速度最快的地方,距離最遠的地方也是行星運動速度最慢的地方。當然以上的說法只是筆者在閱讀了相關的資料後作出的通俗解釋,其中可能存在著違背科學理論的地方。實際上很多讀起來很抽象的理論,在現實生活中都能夠找到類似的現象。在對身邊的現象有所瞭解之後,往往能更好地對抽象的事物進行了解。



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