大圖模式我們都知道在太陽(yáng)系的八大行星里，水星是其中距離太陽(yáng)最近且體積和質(zhì)量最小的行星，繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈，只需要我們地球時(shí)間的88天。水星與太陽(yáng)的距離約五千八百萬(wàn)公里，也就是說(shuō)水日之間的距離僅是太陽(yáng)直徑的42倍。放在廣袤無(wú)垠的宇宙空間中來(lái)看還是蠻近的。他是離太陽(yáng)最近的一顆行星。雖然離太陽(yáng)比較近，但由于比較小，在地球表面肉眼不常見(jiàn)。由于離太陽(yáng)較近，水星正對(duì)太陽(yáng)的表面溫度高達(dá)452攝氏度，但顯然這恐怖高溫并不足以融化水星。在太陽(yáng)風(fēng)的高速轟擊下，水星表面的一些物質(zhì)被逐漸剝離，這導(dǎo)致水星上完全沒(méi)有空氣，只剩下了一個(gè)主要由金屬構(gòu)成的巖體。它大約由70%的金屬和30%的硅酸鹽組成，平均密度在太陽(yáng)系八大行星中是第二高的，僅次于地球。但是水星離太陽(yáng)這么近又這么小，為何沒(méi)有被太陽(yáng)吞噬？或者說(shuō)為什么沒(méi)有被太陽(yáng)的恐怖引力吸引掉到太陽(yáng)上？
大圖模式首先我們要先理解水星和太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。水星從誕生起就具有一定的速度，宇宙空間幾乎完全是真空。廣袤無(wú)垠，水星的運(yùn)動(dòng)幾乎不會(huì)受到阻力。由于存在巨大的慣性，水星幾乎可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，但任何有質(zhì)量的物體之間都存在相互吸引的力，這個(gè)力被稱之為萬(wàn)有引力，太陽(yáng)，地球，水星和月球等天體的運(yùn)動(dòng)。就與萬(wàn)有引力有關(guān)，由于太陽(yáng)的質(zhì)量比水星大很多，在太陽(yáng)引力的作用下，水星的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)不斷發(fā)生改變，就會(huì)繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，實(shí)際上應(yīng)該是繞著它們的共同質(zhì)心旋轉(zhuǎn)。不過(guò)這個(gè)質(zhì)心在太陽(yáng)上。如果沒(méi)有引力，水星將會(huì)飛出軌道，在宇宙中漂流。
在17世紀(jì)德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒就根據(jù)第谷等人的觀測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)出了關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的初步規(guī)律。水星以近橢圓軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，其公轉(zhuǎn)軌道與水星的質(zhì)量和大小無(wú)關(guān)。而與兩者之間的距離有關(guān)，也就是說(shuō)行星的公轉(zhuǎn)速度會(huì)隨著公轉(zhuǎn)軌道半徑的增加而減小，距離遠(yuǎn)了速度慢了，公轉(zhuǎn)周期自然會(huì)變長(zhǎng)。比如水星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的平均速度為47.9千米每秒。地球離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，它繞太陽(yáng)的平均公轉(zhuǎn)速度為30千米每秒，繞太陽(yáng)一周大約需要365天。木星是太陽(yáng)系內(nèi)最大的行星，距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，可公轉(zhuǎn)速度并不快，僅為13千米每秒。而繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周則需要11.86年。了解這些之后，我們?cè)賮?lái)看為什么水星沒(méi)有掉到太陽(yáng)上被太陽(yáng)吞噬？
大圖模式我們剛剛有提到引力的大小由兩個(gè)天體之間的質(zhì)量和距離共同決定，距離越近，兩個(gè)天體之間的質(zhì)量越大，它們之間的引力就越強(qiáng)。兩個(gè)天體之間雖然存在引力，但這并不意味著小質(zhì)量的物體就必然會(huì)掉向大質(zhì)量的物體，只要速度達(dá)到環(huán)繞速度，就能夠繞著該天體旋轉(zhuǎn)而不掉向該天體。我們舉個(gè)例子，人造衛(wèi)星與地球之間的距離其實(shí)就比月球與地球之間的距離更近。但是當(dāng)人造衛(wèi)星達(dá)到7.9千米每秒時(shí)，便不會(huì)掉向地面。月球沒(méi)有撞向地球，水星沒(méi)有墜向太陽(yáng)表面都是這個(gè)道理。
大圖模式其實(shí)我們的太陽(yáng)系誕生于一片旋轉(zhuǎn)的星云，太陽(yáng)和八大行星等天體形成之前，他們就具有一定的旋轉(zhuǎn)速度，形成過(guò)程中速度不夠的都掉到太陽(yáng)上去了。八大行星等都是因?yàn)閾碛凶銐蚩斓乃俣?，才沒(méi)有掉到太陽(yáng)上去被太陽(yáng)吞噬。行星自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的動(dòng)力都繼承于該星云。行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，引力提供了向心力。而離心力的提供者則是行星的運(yùn)動(dòng)慣性，當(dāng)著兩個(gè)力之間保持平衡，水星的公轉(zhuǎn)軌道也會(huì)保持穩(wěn)定。水星既不會(huì)掉到太陽(yáng)上去，也不會(huì)遠(yuǎn)離太陽(yáng)。即使把太陽(yáng)換成黑洞，只要水星的公轉(zhuǎn)速度足夠快，沒(méi)有進(jìn)入黑洞，視界范圍，也不會(huì)掉進(jìn)黑洞。
按照這個(gè)理論，如果速度足夠快，還能夠擺脫該天體的引力束縛，這個(gè)最小的速度被稱之為天體表面的逃逸速度。地球表面的逃逸速度又叫做第二宇宙速度，大小為11.2千米每秒。也就是說(shuō)只要物體的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到這個(gè)速度，就能夠脫離地球引力的束縛。而對(duì)于太陽(yáng)這樣的龐然大物，其表面的逃逸速度高達(dá)617.7千米每秒。距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，受到太陽(yáng)引力的影響也就更弱。擺脫太陽(yáng)引力所需要的速度也就更小。在地球軌道要擺脫太陽(yáng)的引力束縛，速度要達(dá)到16.7千米每秒就足夠了。即使距離很近，當(dāng)水星擁有足夠快的公轉(zhuǎn)速度，仍然不會(huì)被太陽(yáng)吞噬。
大圖模式不過(guò)水星與太陽(yáng)的距離不能超過(guò)洛希極限，如果距離過(guò)近超過(guò)了水星的剛體強(qiáng)度，太陽(yáng)巨大的潮汐力依舊會(huì)將把水星撕碎，這一現(xiàn)象也在我們發(fā)射的探測(cè)器身上經(jīng)歷了。帕克探測(cè)器由NASA發(fā)射于2018年8月，他是人類(lèi)發(fā)射的距離太陽(yáng)最近的探測(cè)器，其在第一次進(jìn)入飛行時(shí)就打破了阿波羅二號(hào)探測(cè)器于1976年創(chuàng)下的距離太陽(yáng)表面4273萬(wàn)公里的紀(jì)錄，達(dá)到了兩千四百萬(wàn)公里。
2020年一月，帕克探測(cè)器完成了第四次進(jìn)入飛行任務(wù)，距離太陽(yáng)最近時(shí)僅1867萬(wàn)公里，預(yù)計(jì)到2024年，帕克太陽(yáng)探測(cè)器距離太陽(yáng)最近時(shí)僅六百萬(wàn)公里。到那時(shí)帕克太陽(yáng)探測(cè)器在近日點(diǎn)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度將達(dá)到兩百千米每秒，不過(guò)那時(shí)他也將完成探測(cè)使命。如此快的速度主要是太陽(yáng)引力的加速作用。探測(cè)器無(wú)論是繞地球運(yùn)動(dòng)還是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，總的能量幾乎保持不變。當(dāng)探測(cè)器靠近太陽(yáng)時(shí)，引力勢(shì)能減小，動(dòng)能就變會(huì)增加，公轉(zhuǎn)速度自然也會(huì)加快。這就是探測(cè)器在近日點(diǎn)會(huì)加速的原因。在這種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)下，如果水星距離太陽(yáng)更近一些，它的公轉(zhuǎn)速度也會(huì)更快。這保證了水星不會(huì)掉向太陽(yáng)，那么水星的未來(lái)又會(huì)如何呢？
水星的公轉(zhuǎn)軌道并非一成不變，會(huì)受到多種因素影響。水星在太空中運(yùn)動(dòng)時(shí)并非毫無(wú)阻力，會(huì)受到其他天體引力的影響，速度會(huì)逐漸變慢。而根據(jù)廣義相對(duì)論，引力本質(zhì)上是時(shí)空彎曲，質(zhì)量越大的物體，對(duì)時(shí)空的彎曲效應(yīng)越強(qiáng)。水星在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，除了會(huì)發(fā)生進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，還存在引力輻射。水星的動(dòng)能會(huì)被引力波帶走。在這些作用的影響下，水星會(huì)以螺旋形式逐漸向太陽(yáng)靠近。不過(guò)隨著太陽(yáng)的不斷燃燒，太陽(yáng)的質(zhì)量應(yīng)該會(huì)逐年減小，同樣的引力束縛也將會(huì)變?nèi)?，水星的軌道又?huì)向外移。
大圖模式此外陽(yáng)光照射到物體表面會(huì)對(duì)物體施加一個(gè)壓力。面對(duì)太陽(yáng)這樣的巨大光源，太陽(yáng)施加的輻射壓力也會(huì)使水星的軌道向外轉(zhuǎn)移，不過(guò)這種影響比較微弱。在這些影響中，究竟誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)弱并不好判斷。雖然在太陽(yáng)的有生之年，水星并不會(huì)掉到太陽(yáng)上去，但并不代表水星不會(huì)被太陽(yáng)吞噬。大約在五十億年后，太陽(yáng)將會(huì)衰老死亡。到那時(shí)太陽(yáng)的體積將會(huì)膨脹許多倍，連金星也將會(huì)被吞噬掉，水星自然也逃脫不了這個(gè)命運(yùn)。
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