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為什么水星那么小,離太陽(yáng)那么近卻沒(méi)被太陽(yáng)吞噬?

為什么水星那么小、那么近就一定要被太陽(yáng)吞噬呢?

這個(gè)問(wèn)題實(shí)在沒(méi)什么道理。因?yàn)橐κ窍嗷サ?,是兩個(gè)物體相互吸引。引力大小與相互作用的物體質(zhì)量成正比,與距離平方成反比。這個(gè)道理告訴我們,如果水星的質(zhì)量更大一些,與太陽(yáng)之間相互引力就會(huì)更大,就更容易被太陽(yáng)吞噬。

廣義相對(duì)論告訴我們,引力的實(shí)質(zhì)是有質(zhì)量物體對(duì)周邊時(shí)空的彎曲,只要有質(zhì)量,不管大小都會(huì)對(duì)周邊時(shí)空造成擾動(dòng)。但小質(zhì)量物體對(duì)時(shí)空的擾動(dòng)很小,就不明顯,而大質(zhì)量物體就非常明顯了。

這個(gè)時(shí)空彎曲就表現(xiàn)為大質(zhì)量物體周?chē)纬梢粋€(gè)時(shí)空漩渦,或叫時(shí)空陷阱。經(jīng)過(guò)大質(zhì)量物體附近的小天體或者物體,就會(huì)在這個(gè)時(shí)空漩渦中墜落,最終落到大天體上面,就像被吸引到它身上一樣,這種現(xiàn)象就是萬(wàn)有引力。

但物體經(jīng)過(guò)大質(zhì)量天體周邊的時(shí)空漩渦時(shí),如果有足夠的速度,就不會(huì)被拉扯掉進(jìn)去。因此并不是水星質(zhì)量小或者距離近就會(huì)被太陽(yáng)吞噬,起關(guān)鍵作用的是速度。

擺脫引力漩渦的唯一辦法就是速度。速度越快,就越容易擺脫引力,速度越慢就容易被引力所俘獲。

這就形成了兩個(gè)宇宙速度,第一宇宙速度是環(huán)繞速度,達(dá)到了這個(gè)速度就可以與大質(zhì)量天體引力相抗衡,圍繞著雙方質(zhì)心旋轉(zhuǎn),既不會(huì)掉在一起,也逃脫不了;第二宇宙速度就是逃逸速度,達(dá)到這個(gè)速度,就會(huì)擺脫大質(zhì)量物體的引力,逃向遠(yuǎn)方。

在地球上,要抗衡地球引力,第一宇宙速度為每秒7.9千米,第二宇宙速度為每秒11.2千米。在地球軌道要逃逸太陽(yáng)引力的速度為第三宇宙速度,每秒為16.7千米。

因此,被太陽(yáng)引力牽扯住的各大行星只要達(dá)到了環(huán)繞速度,就不會(huì)被太陽(yáng)所吞噬。這個(gè)環(huán)繞速度是在太陽(yáng)系形成時(shí),從旋轉(zhuǎn)著的吸積盤(pán)角速度中繼承過(guò)來(lái)的,距離越遠(yuǎn),旋轉(zhuǎn)速度就越慢。水星是距離太陽(yáng)最近的,因此旋轉(zhuǎn)速度最快,每秒鐘線速度為47.89千米,這個(gè)速度就是環(huán)繞速度,既不會(huì)被太陽(yáng)吞噬,也逃脫不了。

根據(jù)各個(gè)行星的質(zhì)量及與太陽(yáng)的距離,其環(huán)繞速度也就是公轉(zhuǎn)速度為(由近及遠(yuǎn)):金星35.03千米/秒;地球29.78千米/秒;火星24.13千米/秒;木星13.06千米/秒;土星9.64千米/秒;天王星6.81千米/秒;海王星5.43千米/秒。

這些速度是平均軌道線速度,行星的軌道嚴(yán)格上來(lái)說(shuō)都不是正圓形的,而是橢圓形的,這樣每顆行星都有一個(gè)遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn),運(yùn)行到近日點(diǎn)時(shí)公轉(zhuǎn)的線速度就會(huì)更快一些,反之就會(huì)慢一些,這都是為了與引力平衡的需要。水星的近日點(diǎn)為4600萬(wàn)千米,遠(yuǎn)日點(diǎn)為6882萬(wàn)千米。

因此決定水星會(huì)不會(huì)被太陽(yáng)吞噬,既不是它的大小,也不是距離的遠(yuǎn)近,而是它公轉(zhuǎn)速度。

就是距離再近一些,水星只要公轉(zhuǎn)速度快一些,也不會(huì)被太陽(yáng)吞噬。就是落到了太陽(yáng)上,只要水星能夠達(dá)到每秒617.7千米,也可以逃出太陽(yáng)引力,沖向太陽(yáng)系以外,成為一個(gè)流浪星球。

NASA發(fā)射的人類首艘恒星探測(cè)器“帕克”號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器,只有646公斤重量(與水星相比可以忽略不計(jì)了),已經(jīng)飛到了比水星近很多的太陽(yáng)軌道,在太陽(yáng)日冕層中冒著一千多度的高溫觸摸太陽(yáng),也沒(méi)有被太陽(yáng)吞沒(méi)。

這是因?yàn)樗@太陽(yáng)軌道的速度很快,達(dá)到了環(huán)繞速度。2024年,它將達(dá)到距太陽(yáng)640萬(wàn)公里的最近距離探測(cè),這時(shí)“帕克”的速度將達(dá)到每秒接近200千米,相當(dāng)于1分多鐘從北京飛到紐約,成為人類發(fā)射最快速度的航天器。

所以擔(dān)心水星過(guò)小距離太陽(yáng)太近會(huì)被太陽(yáng)吞噬的說(shuō)法毫無(wú)道理。


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