书城科普探索太阳系
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第27章 太阳系的交通规则

太阳主宰着太阳系的运动。太阳的引力是随着距离太阳半径的增加而减小。也就是太阳的引力场,距太阳越近,引力越强;距太阳越远,引力越弱,直至消失。其范围达到了1光年。由于距离太阳越远,其引力越小,自由度越大。通常越远离太阳的行星自转速度相对要快一些。

同样,因太阳的旋转,其引力场在太阳的赤道面上最强,并随着其倾角的增大而逐渐减弱。

太阳系作为一个整体,所有行星都朝着相同的方向绕太阳转动。这一方向也是太阳绕轴自转的方向。而且,几乎都在一个旋转面上(冥王星的轨道对太阳旋转面倾角为17°,而其它行星轨道对太阳旋转面的倾角没有超过7°)。这说明今天的太阳仍然充满活力。随着太阳能量的逐渐丧失,其转速的逐渐减慢,行星绕太阳旋转的倾角也会逐渐增大。

德国天文学家开普勒,当用哥白尼的匀速圆轨道计算火星时,发现计算出火星的位置,与观测值偏差了8'。他经过大量的分析计算,发现火星的轨道不是正圆轨道,而是椭圆轨道。火星的运行也不是匀速运动。并且,总结了行星运动的三大定律。从开普勒第三定律之后,牛顿才确立了万有引力定律。这个定律告诉我们:所有的物体(质点)都相互吸引,吸引力的大小与两物体(质点)的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。(即F=GoMoM2/R2)前面所说,太阳星云盘形成行星的过程,已经成为历史了。但是,这个星云盘还仍然存在。这就是说太阳的引力场,不仅随距离的增大而减小,而且,太阳旋转面的引力场,也随其倾角增大而逐渐减弱。就好像一条条隐形的轨道,作用于行星的运动中。

比如:当一个球在较窄的轨道上运行时,虽然这个球自转较慢,但它通过的路程却较长。而同样这个球在较宽的轨道上运行时,虽然其自转较快,但它通过的路程要短一些。这就是外侧行星自转较快,运行距离较慢。而内侧行星则自转速度较慢,而公转速度较快的原因。

当然,行星的自转与公转,不仅与距离太阳的半径有关,与其体积、质量等参数都有关系。就如同我们发射的卫星,是近地卫星,还是同步卫星,就相应使它们的速度、高度、质量等的不同而不同。

太阳就是这样带动着太阳系在太空中遨游。太阳系各星体之间的引力叠加作用,及与外太阳系的引力作用,使得星体运动的轨道不可能标准。就如同围绕太阳旋转的木星,其引力作用于太阳。使得太阳在中心位置,摆动距离就有80万千米。科学家们就是根据这种摆动现象,来测算遥远恒星周围存在的行星质量状态。就好像一个链球选手,当他摇动链球时,虽然看不清链球本身,但通过对链球运动员的摆动状态,就能够计算出链球的质量及运动速度。这种引力的多重叠加以及星体之间的碰撞,都会对星体的运动状态产生影响。

所以,不管行星以何种状态存在,我们都不必奇怪。时间的磨合有了我们今天的太阳系,有了我们的今天。