为什么月亮没有绕着太阳转而是绕着地球转呢?

文章作者:管理一号 | 2019-07-22
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引力遵照着平方反比规则:两物体间距离的平方越大,其间的引力就小。因而,两物体间的距离每添加十倍,引力就减小一百倍。但是,太阳,这个占了整个太阳系99.8%的质量的恒星,它是如此的巨大,以至于尽管它离地球有约1.5亿千米远,它仍然对距地球384000千米远的月球有引力,粗略地说,这份引力是地球对离我们最近的球体街坊的引力的两倍。

 

(图源: NASA)

假设工作是这样的话,那么为什么太阳没有从我们身边把月亮偷走呢?为什么月亮没有绕着太阳转而是绕着地球转呢?

跳伞效应

有这样一个概念,地球的卫星,也可以通用到每个行星的卫星上,它们仅仅是选择了不去绕着太阳转吗?这个概念显然是过错的。它假设数十亿年前,摆在卫星们面前的是两个对立选项,这是不对的。当然了,卫星确真实盘绕太阳运动,而与此同时,它也在盘绕自己的母行星运动。整个行星-卫星系统都是盘绕太阳运动的。它们永恒地以相同的速率一同向太阳坠落。

 

图解:太阳系中的部分卫星和右下角地球的尺寸比较。有19颗卫星大到足以坚持圆形,其间土卫六是仅有的一颗具有大规模大气层的卫星。

以相同的速率:这便是此争辩的中心。论坛上的某个人对此疑问做出了夸姣的答复。 它主张让读者去幻想两个跳伞运动员同时从飞机上向地球表面跳下,疏忽空气阻力,我们知道地球在用相同的力量将这两位运动员往下“拉”:谁也不会比谁快,重力发作的加速度与质量无关。唯一与之相关的质量则是下落的物体朝向的目标的质量。


图解:太阳系天体的调集及其巨细和相对距离

因而,我们的月球以及木星或土星的六十个卫星,都在以和它们相应的行星相同的速率盘绕着太阳或向着太阳运动。没有原因可以说明为什么跳伞运动员们在他们下落的时分会互相分别,当然了,除非有外力作用在他们身上,也许是第三个跳伞运动员撞到了他们其间一个。

 

 

(图源: Wikimedia Commons)

当然,以上的阶段并不能说明为什么月球绕着地球转,但是可以让人们认识到月球确真实绕着太阳转。在“为什么它在绕着地球而不是太阳工作”的这个问题中,“而不是”这个词反映出一个对行星系统的风险误解。

为了了解为什么月球没有逃离地球的绑缚并撞向太阳,我们只需要跳入一个井里。

引力“井”

一个小物体盘绕着一个大物体运动的体现就像是它在坠向一个井或是峡谷:越深坡越陡,下降得越快,想爬上来逃脱也就越难。太阳在它周围招引了一口井(?),这口井是如此之大以至于不仅特大质量的行星例如木星和土星掉入其间难以逃脱,就连1860亿公里之外的奥尔特星云也是如此。

 

 

但是,行星的质量也很大,它们的周边也招引着相当大的井,即使它的质量比不上太阳。月球绕着地球转,简单来说,便是由于它卡在了地球周围的井里。Hill Spheres描绘了一个“井中井”系统。在这样的系统里,一个物体将会盘绕着另一个物体工作或是呆在它自己的井里,不论会有一个更大或更陡的井的出现。那便是说,月球还没有向地球的操控下降得过深。

 

为了逃离地球的这口井,月球必需要抵达或逾越这口井的逃逸速度。假设月球向上爬的速度比逃逸速度小,它就不能逃脱。现在,月球以1km/s的速度绕着地球工作。但是地球的逃逸速度是1.2km/s。月球不能逃离地球的掌控去绕着太阳或是撞向太阳仅仅是由于太阳的招引力还不够。

看起来月球就像是在这口“井”的边沿下旋转。0.2km/s的差异尽管微乎其微,但事实上,它现已满意去阻挠太阳将月球偷走了。

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