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杂谈 |
作者:冯延超
太阳的万有引力是一种强大的向心力,行星在这个向心力作用下绕太阳公转。
但行星际空间并非完全真空,有少量弥散的离子,分子,尘埃、星体碰揰后产生的碎块、损石、彗星、小行星等实物物体。它们的速度有快有慢,并且各种运动方向都有。行星在公转时,这些物体在总体上对行星是起到碰揰、阻力和减速的作用,使行星的线速度减小。线速度减小那么必然使离心力减小。这时,离心力与该轨道高度的万有引力已无法保持平衡,必然是轨道下降。
但是,实际的情况是行星可以保持其轨道的基本稳定,这其中的原因就是太阳风的作用。
太阳风是来源于太阳,向远离太阳方向高速运动的正、负离子,它们虽然很小,但是都有质量与动量。它们揰入行星的大气层后把动量转移给了行星。行星受到这种向外(远离太阳方向)的揰击后,位置有微量提高。但这时行星的切向速度并没有提高,离心力不足以维持这样的高度,结果必然是在太阳万有引力的作用下降落高度。在下落中,有势能转化为动能,因此使行星的线速度得到提高,进而离心力増加,轨道有所提高。在圆周运动的前方,切向速度的方向不断向内(圆心方向)转,所以,不论那个方向的力使线速度提高,最终都会转化为切向速度的提高。因此,太阳风具有抬高行星轨道高度的作用,可以对抗尘埃等阻力对行星的降速与降轨作用。行星会稳定在尘埃等降速作用与太阳风增速作用相当即平衡的位置(轨道)上。
离太阳近的地方太阳风的浓度高,离太阳远的地方太阳风的浓度低。假如行星是运行在一个扁度比较大的圆轨道上,那么,运动到离太阳较近的位置时,太阳风的“斥力”大,因为较近的位置太阳风离子的浓度大,碰揰行星的次数多。因此,有利于行星抬高轨道。在离太阳较远的轨道位置,太阳风的“斥力”较弱,降轨因素则能发挥更大的作用。因此,结果是使整个行星的轨道向正圆轨道转变,也就是行星轨道扁度降低。
再看看太阳万有引力的作用。在扁圆轨道中,行星向太阳近曰点的运动是加速运动,此时一部分势能向动能转化。因此,包括近日点在内的半周是行星运动速度比较高的半周。行星背离太阳向远日点运动时减速,这个过程中一部分动能转化为势能。因此,包括远日点在内的半周是行星运动速度比较慢的半周。这样,速度快结果必然是抬高轨道,速度慢结果必然是轨道降低,这与发射与控制卫星是同样的原理。也就是说,万有引力作用的结果也是使近日点半周轨道抬高,远日点半周轨道下降,最终使轨道的扁度下降,即有利于轨道趋向正圆。因此,可以最终得出结论:万有引力与太阳风两种主要力量都是有利于行星的轨道趋向正圆形。
除了上述主要力量之外,还有一些小的影响力。通常把它们称作微扰,这些小的作用最终阻止了行星的轨道完全形成正圆,即大行星的轨道只能是接近正圆。这些小的影响力例如:相邻行星在内外轨道上走近时,相互间引力大幅度增加,两者错开后引力又大幅度减小;小行星或彗星对行星的碰揰,或者走近时的引力影响;大阳重心运动的影响;卫星运动的影响等等。
冥王星是一棵矮行星,它质量小。因为它离离太阳的距离很远,太阳风的“斥力”作用与万有引力的作用都大为减弱。然而,一些微扰作用对它来说则相对増强。因为它质量小,更容易被摄动,因此,冥王星轨道的扁度比八大行星明显加大,轨道倾角也比较大。

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