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行星椭圆轨道谁证明的(圆椭圆行星轨道背后的科学秘密)

行星椭圆轨道谁证明的(圆椭圆行星轨道背后的科学秘密)想象一下:一颗行星以高速掠过太阳; 此时,它只有自己在爆炸中首次形成时获得的速度,。当它在太阳附近经过时,一个新的力,即太阳的重力,作用在行星上并开始把它拉向太阳的方向。但随着它朝太阳下落,一个新的部分被添加; 这就是由重力加速度引起的速度。这部分速度,加上行星的初速度,使其避免落入太阳,并形成椭圆轨道。椭圆轨道选项是太阳系中所有行星都遵循的轨道,为什么这种类型比完美的圆更常见,这是有道理的。当天体太小或太慢而无法逃离太阳的引力时,它会落入一个重复的椭圆轨道,这在很大程度上取决于它进入系统时的原始能量和轨迹。该轨道也会受到其他绕轨道运行的行星引力效应的影响,同样使其不完美,偏心,并且高度依赖于其他因素。螺旋选项意味着天体将被太阳的引力以陡峭的角度吸入,这可能是因为它的质量或能量非常低。该天体将落入一个围绕太阳的紧密螺旋中,甚至很难称其为轨道,下降越来越低,直至它撞击太阳表面。双曲线选项发生

对于许多儿童来说,一个受欢迎的科学项目包括制作太阳系的立体模型,用彩绘的泡沫塑料球制作行星,用金属丝制作轨道路径。时至今日,当大多数成年人想到太阳系时,他们会想象出一组同心圆环,最大的圆环上有最远的行星,而太阳恰好位于中心。

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虽然这有助于项目的整洁,但它实际上并不正确。太阳系行星(以及太空中绝大多数行星)的轨道实际上是椭圆形,而不是圆形的。可是,由于轨道是基于重力,惯性和质量的重复模式,它们怎么可能不是一个完美的圆呢?

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四种可能的行星轨道

轨道背后的基础科学是,两个有质量的天体会相互产生引力,从而影响它们在太空中的运动。这是天体物理学的基本原理。我们通常看到的轨道有一个大的天体和一个小得多的天体,所以大的天体看起来相对静止,而较小的天体绕轨道运行。要了解轨道,你还需要考虑两个天体带入系统的能量,以及对轨道形状产生的影响。

以太阳为例,当天体接近太阳时,根据其能量和轨迹,它将遵循四种可能的轨道路径之一:螺旋形,双曲线形,椭圆形或圆形.

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螺旋选项意味着天体将被太阳的引力以陡峭的角度吸入,这可能是因为它的质量或能量非常低。该天体将落入一个围绕太阳的紧密螺旋中,甚至很难称其为轨道,下降越来越低,直至它撞击太阳表面。

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双曲线选项发生在具有很大速度或距离太阳表面很远的天体上。天体靠近,其路径将向太阳弯曲,但其速度和距离允许它继续越过太阳,而不是被拉入重复的轨道。在形成类似于U的双曲线轨道之后,它将飞向太空,并且永远不会返回,与最后两个轨道选项不同。

圆形选项是大多数孩子想象的太阳系,尽管一些靠近太阳的行星形成近乎完美的圆(地球仅偏离3度),但真正的圆形轨道很难实现。条件必须绝对完美,即进入系统的能量创造一个绝对没有偏心的轨道,这是可能的,但非常罕见。

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椭圆轨道选项是太阳系中所有行星都遵循的轨道,为什么这种类型比完美的圆更常见,这是有道理的。当天体太小或太慢而无法逃离太阳的引力时,它会落入一个重复的椭圆轨道,这在很大程度上取决于它进入系统时的原始能量和轨迹。该轨道也会受到其他绕轨道运行的行星引力效应的影响,同样使其不完美,偏心,并且高度依赖于其他因素。

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物理学偏爱椭圆…

想象一下:一颗行星以高速掠过太阳; 此时,它只有自己在爆炸中首次形成时获得的速度,。当它在太阳附近经过时,一个新的力,即太阳的重力,作用在行星上并开始把它拉向太阳的方向。但随着它朝太阳下落,一个新的部分被添加; 这就是由重力加速度引起的速度。这部分速度,加上行星的初速度,使其避免落入太阳,并形成椭圆轨道。

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简而言之,由于太阳的引力,行星的路径和速度继续受到影响,最终行星将被拉回; 这个回程始于抛物线路径的末端。这种抛物线形状一旦完成,就形成一个椭圆轨道。

惯性和重力必须以令人印象深刻的方式结合, 才能使任何轨道出现,而且考虑到其余可以影响绕轨道运行天体的速度和路径因素(例如,其他质量/重力源),圆形轨道非常不可能。

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但是,如果你决定成为一名天体物理学家,也许这能成为你的一个职业目标…找到尽可能多的完美圆形轨道!

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciabc

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