拥有椭圆形公转轨道的地球,为什么没有飞离或撞向太阳?

作者&投稿:夏山 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
地球为什么会公转,为什么轨道是椭圆的~

地球绕日公转的原因是错踪复杂的,这要追溯到太阳系形成之时。
现在对太阳系形成的主流学说是“星云假说”。
星云假说主张太阳系从一巨大的有几光年跨度的分子云的碎片引力塌陷的过程中形成。几十年前,传统观点还是认为太阳是在相对孤立中形成的,但对古陨石的研究发现短暂的同位素(如铁-60)的踪迹,该元素只能在爆炸及寿命较短的恒星中形成。这显示在太阳形成的过程中附近发生了若干次超新星爆发。其中一颗超新星的冲击波可能在分子云中造成了超密度区域,导致了这个区域塌陷,从而触发了太阳的形成。因为只有大质量、短寿恒星才会产生超新星爆发,太阳一定是在一个产生了大质量恒星的一个大恒星诞生区域里(可能类似于猎户座星云)形成。
这些被称为“前太阳星云”的塌陷气体区域中的一部分将形成太阳系。这一区域直径在7000到20,000天文单位(AU)其质量刚好超过太阳。它的组成跟今天的太阳差不多。由太初核合成产生的元素氢、氦、和少量的锂组成了塌陷星云质量的98%。剩下的2%质量由在前代恒星核合成中产生的金属重元素组成。在这些恒星的晚年它们把这些重元素抛射成为星际物质。
因为角动量守恒,星云塌陷时转动加快。随着星云浓缩,其中的原子相互碰撞频率增高,把它们的动能转化成热能。其质量集中的中心越来越比周边环绕的盘热。大约经过100,000年,在引力、气体压力、磁场力和转动惯量的相互竞争下,收缩的星云扁平化成了一个直径约200AU的原行星盘,并在中心形成一个热致密的原恒星。
太阳系里诸多行星均被认为成形于“太阳星云”,而太阳星云是太阳形成中剩下的气体和尘埃形成的圆盘状云。目前被接受的行星形成假说称为吸积,在这里行星从绕原恒星的轨道上的尘埃颗粒开始形成。通过直接收缩,这些颗粒形成一到十公里直径的块状物, 然后它们互相碰撞形成更大的尺寸约5公里的天体(微行星)。透过进一步相撞逐渐加大它们的尺寸, 在接下来的几百万年中大约每年增加几厘米。
总之,太阳系恒星太阳的形成和地球的形成都是比较激烈的过程,最终形成比较稳定的状态,地球与太阳之间的引力决定了要想达到一个稳定状态,以太阳为参照物,地球必然要相对太阳做圆周运动,反之亦然,否则要么被太阳俘获,要么逃到太阳引力的逃逸速度,飞离太阳,因此,地球与太阳的运动状态很可能也是一种自然选择的结果。
地球绕日公转的轨道之所以是椭圆而不是完美的正圆,是太阳系其他行星以及太阳系以外整个宇宙引力作用的结果。

地球的公转轨道为什么是椭圆形
关于地球的公转轨道为什么是椭圆形,科学家门还在争论不休。有的科学家提出了碰撞说等理论。碰撞说认为,早期的太阳系在形成过程中,原始的行星受到了小行星的撞击和其他一系列扰动,才导致椭圆轨道的形成。这叫行星徙动理论。但碰撞说难以解释太阳系的角动量分配异常。因此目前始终没有一个使人信服的科学说法。
我们知道,椭圆形公转轨道是因为离心力大于向心力;圆形公转轨道是因为离心力等于向心力。以地球为例,地球在近日点自西向东公转时,离心力大于向心力,所以地球离太阳越来越远,到远日点时离心力等于向心力:地球在远日点自西向东公转时离心力小于向心力,所以地球离太阳越来越近,到近日点时离心力等于向心力。
科学家门之所以争论不休,关键是对地球的起源没搞清楚。地球膨裂说认为,太阳系是原始太阳爆炸形成的,也就是行星是太阳爆炸形成的。46亿年前,太阳因内部的核聚变而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,这些熔融的火球冷却后形成了行星、月亮、小行星、卫星和慧星,地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中,由于受到表面张力的作用,形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形,而冷却成了不规则的形状,形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球由于离大火球较近而被“俘获”,形成了大火球的卫星。一些离太阳较近的行星具有较重的物质;一些离太阳较远的行星,具有较轻的物质。这是因为离太阳较远的行星具有的液态氢等物质和太阳表面的熔融物质一样,并且较轻,而且处在太阳表面,因此它们在太阳爆炸时获得了较大的离心力,飞离太阳较远;距离太阳较近的行星具有的岩石、金属等物质和太阳表面下面的熔融物质一样,并且较重,而且处在太阳表面的下面,因此它们在太阳爆炸时获得了较小的离心力飞离太阳较近。
地球的公转轨道为什么是椭圆形呢?地球膨裂说认为,因为地球是太阳发生爆炸飞离太阳的,所以离心力大于向心力。这就像人造卫星的初始地球轨道是椭圆形一样。因为人造卫星是从地球上发射出去的,人造卫星有一个飞离地球的离心力,而且离心力大于向心力,因此人造卫星的初始地球轨道是椭圆形。因为人造卫星是被月球“俘获”的,离心力等于向心力,所以人造卫星的初始月球轨道为是圆形
为什么各行星的近日点和远日点都在太阳的同一侧?这是因为这些行星在太阳爆炸时,在太阳的同一侧近日点飞出的。这就像人造卫星的地球公转轨道近日点就是人造卫星的发射点一样。
我们知道,行星的公转轨道是椭圆形,卫星的公转轨道是圆形。月球是地球的卫星,那月球围绕地球的公转轨道为什么是椭圆形呢?地球膨裂说认为,这是因为月球是被地球“俘获”的,本来公转轨道应该是圆形,但当月球围绕地球第一圈公转时正好外侧火星经过,因为外侧的火星吸引使月球的公转轨道圆形变成了椭圆形。而有些卫星在第一圈公转时没有外侧的行星经过,所以公转轨道还是圆形。例如海卫一。
按照星云说的观点,太阳和行星是同源的,它们都是原始星云形成的,因此它们的公转轨道应该是圆形的。可我们从行星的公转轨道是椭圆形的可以看出,太阳系绝不是原始星云形成的,而是太阳爆炸形成的。

公转轨道有近日点和远日点的地球,依然存在于太阳系之中!

地球围绕太阳公转一周的时间,在我们日常生活中被称为一年。不得不说,地球的公转行为给我们的生活带来了很多体验。随着一年季节的不停更替,我们不仅可以感知到大自然中的绚丽色彩,更能体验到每个季节特有的活动形式。但对于大多数人而言,大家对地球的公转具有怎样的特性并不了解,于是产生一些看似“有道理”的疑问。比如,在地球的公转轨道上,明明有近日点和远日点这样的特殊位置,那地球为什么依然存在于我们的太阳系中,而没有飞离或撞上太阳?

地球公转需要遵循的规律不止一个

正如地球的自转具有特殊的规律一样,我们生活的这个星球在围绕太阳进行公转的时候,同样也是在一个非实体的轨道上规律性的运行。地球在公转的时候需要遵循的规律很多,这其中就包括地球公转的速度和效应、地球轨道和轨道面,以及所谓的黄赤交角等。你一定可以从这一系列专业词汇的身上,感受到地球公转本身的复杂性。

位于地球公转轨道上的所有点,都处在同一个平面之上,也就是所谓的地球轨道平面。当我们将这个特殊的平面在天球上进行表现的时候,这个地球绕太阳移动的平面就被称为黄道面。我们每天都可以明显地感受到地球的自转和公转,比如,每天都会经历昼夜,每天的日历数字都在增加。的确,不管是地球的自转、还是公转,它们在时间上都是同时进行的。

地球公转总是保持66°34′的倾角

公转在天球上的表现为黄道和黄轴,自转在天球上的表现为天赤道和天轴,也就是说,天赤道和黄道分别位于两个完全不同的平面上。而这两个拥有同心的大圆所在的平面,便构成了具有23°26′夹角的黄赤交角。也就是说,不管地球在其公转轨道上运行到了哪个位置,都需要保持66°34′的倾角不会发生变化。

在地球的整个公转过程中的很长一段时期,其地轴在空间上的指向,其实都没有明显的变化趋势,北极总是指向天北极(北极星附近)。简而言之,地轴在公转过程中的移动方式是平行的。所以,这确保了无论地球处于公转轨道的哪个位置,都可以保持黄赤交角的度数长期不变。也正是因为有了这个特殊夹角存在,才证明了天极和黄极之间存在偏离。

如果在此之前,你不能理解为什么地球仪的自转轴总是倾斜着的,并且总是与放置它的桌面呈现出66°34′的角度倾斜。那么,现在你应该就能明白,这样的现象不过是黄赤交角最直观的表现形式。在我们的大自然界,大家也可以通过南北回归线之间的太阳直射现象,以及南回归线以南和北回归线以北全年都没有太阳直射的现象,从而对黄赤交角给地球各区域带来的影响有更深入的了解。

地球公转轨道上的近日点和远日点

首先,我们可以先理解近日点和远日点存在的根本原因。所谓的公转,其实都是指行星围绕恒星进行运转,而大多数这样的运转轨道又都是椭圆形。所以,太阳的位置往往都不是椭圆的中心,反而是位于这个椭圆的一个焦点上。于是,星体和恒星之间的距离,便会因为星体在公转轨道上的移动而发生变化。当行星和太阳之间的距离最近的时候,我们将这个位置叫做近日点,并将行星与太阳距离最远的位置称为远日点。

而大多数人纠结的为什么行星没有飞离、或撞上太阳,主要指的也是近日点和远日点这两个特殊位置。地球离太阳距离最近的时候是一月,两者之间的距离大约为1.471亿千米;而地球离太阳距离最远的时候则是7月,此时两者之间的距离值在1.52亿千米左右。从这两个数据值我们可以直观地看到,其实近日点和远日点之间的差值并不大。

为什么没有地球从未飞离或撞向太阳

地球公转运动,我们可以将其简单的形容成一种周期性的圆周运动,这就不难理解为什么地球的公转速度会与线速度、角速度这两个值都有关。而根据开普勒行星运动的第二定律可知,太阳和地球之间的距离也会影响地球的公转速度。事情的确变得越来越复杂,因为,这说明了即便是地球公转时的线速度和角速度,也并不是一个固定不变的值,并且还会随着太阳和地球之间的距离变化而变化。

简单来说,当时间处于一年时间中的1月初到7月初,地球公转的速度会逐渐减慢,太阳和地球之间的位置关系是越来越远;而之后的几个月时间里,则是地球和太阳距离逐渐缩小的一段时间,而此时的公转速度则会慢慢加快。当地球处于近日点的时候,线速度保持在30.3千米/秒左右,角速度大约为1°1′11″/日;而当地球经过远日点的时候,不管是线速度(29.3千米/秒)、还是角速度(57′11″/日),它们在这个位置的值会比它们的平均值更低。

事实上,地球的公转轨道其实是一个近似正圆的椭圆形轨道。毕竟,正儿八经的椭圆形天体轨道,它们是只有远日点的,而那些具有双曲线、或抛物线的天体轨道,则连远日点都没有。或许很多人都有所不知,地球的公转速度也会随着本身位置的移动而发生变化,比如,近日点时的公转速度会更快,而远日点时的公转速度则会更慢。简而言之,地球的公转速度也会根据其轨道位置进行调整,这也是地球为什么不会飞离和撞上太阳的根本原因。



你回家以后,本来在家里玩耍的熊孩子,竟然也没有向你扑过来,而是淡定地玩着自己的玩具,你要抱抱的时候,为何他一脸嫌弃?

地球围绕太阳公转,是受多方面的力的影响,比如离心力、吸引力等。在这些力的作用下,地球就会沿着基本不变的椭圆形轨道来运动。在这一运动的过程中,一直存在着牵制和反牵制的矛盾体。

这可能就是因为有引力的作用,当然不单单是引力,还有其他的各种因素在影响着地球,因为是在围绕着太阳的公转,所以有一种牵制和反牵制的作用。

地球绕着太阳转动的轨道的确是椭圆形的。之所以没有飞离或者是撞向地球,是因为有引力的束缚作用。太阳对地球不仅有引力,而且还有斥力,所以说并不会相撞。


地球公转轨道呈什么形
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为什么地球绕太阳公转的轨道是椭圆的
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绕日公转运动特征
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瀍河回族区18663876416: 地球的公转的轨道在宇宙中为什么不是椭圆
恽启神曲: 最佳答案 椭圆的轨道是地球对附近的天体引力的折中.仅有一个行星和一个恒星的系统是没有任何意义的.早期的太阳系在形成过程中,原始的行星受到了小行星的撞击和其他一系列扰动,才导致椭圆轨道的形成.这叫行星徙动理论. 首先:...

瀍河回族区18663876416: 地球公转轨道为什么是椭圆而不是圆的? -
恽启神曲: 椭圆的轨道是地球对附近的天体引力的折中.仅有一个行星和一个恒星的系统是没有任何意义的.早期的太阳系在形成过程中,原始的行星受到了小行星的撞击和其他一系列扰动,才导致椭圆轨道的形成.这叫行星徙动理论. 首先:正圆轨道也...

瀍河回族区18663876416: 为什么地球是不是椭圆的? -
恽启神曲: 我觉得是轨道本身就是近似的一个椭圆,但只是近似.因为第一,太阳的质量不是均匀的,公转时地球的轨道会变化(相对于某一参考平面竖直方向变化) 第二,地球的质量不是均匀的,公转的同时地球在自传,也会引起太阳地球之间的引力变化.第三,我觉得不能简单用周期做比较,还要知道两颗行星轨道的相对位置才行.地以两个椭圆平面相交来解释好像不严谨.第四,因为地球移动速度极快,就像快速移动的网球,会因为速度而变扁,地球已经以这样的速度移动了几亿年,自然变“扁”了一些.

瀍河回族区18663876416: 地球公转轨道为什么是椭圆的而不是圆的??? -
恽启神曲: 太阳系中,没有一个天体是以正圆轨道绕日运行,或多或少成椭圆形,这是由太阳系最初形成的原始状态决定的,一个天体绕另一个运转,绝对正圆轨道几乎没有.太阳系中,不同的天体与太阳的距离不同,轨道周期也不同,轨道周期取决于与太阳的距离.

瀍河回族区18663876416: 卫星轨道为什么是椭圆形而不是圆形是受月球和其他星 -
恽启神曲: 月球和其他天体的影响很小,忽略不计.卫星轨道是火箭将卫星送入太空时的速度和方向决定的.如果卫星运动方向与卫星地球的连线垂直,并且速度为所在高度的环绕速度,那么轨道就是一个完美的圆.速度和方向任何一个有偏差,就变成椭圆了

瀍河回族区18663876416: 地球绕太阳的轨道为什么是椭圆的,不是圆的 -
恽启神曲: 原则上来说,行星完全可以环绕正圆轨道围绕恒星运动(高中物理课基本都考虑这种理想情况).但实际上,这样的轨道很难产生.因为在实际体系中复杂得多,会改变天体的轨道参数.比较直接的是和其他天体的碰撞,或者是间接的行星之间的引力相互作用.这些都或多或少的改变天体的动量,继而是轨道偏离正圆(至于偏离的程度就看它本身和附近天体质量的比值了,地球在内太阳系是最大的,因此轨道偏心率很小.但冥王星比起海王星小得多,还不如它的卫星海卫一,轨道被海王星折腾成这样也是必然的).另外,除了轨道偏心率,还有一点就是轨道倾角.也是原则上完全可以产生在公转轨道平面上,但实际上多少会有细微的偏差.但只要质量不太小,轨道倾角也大不到哪儿去.

瀍河回族区18663876416: 地球的轨道为什么是椭圆的 -
恽启神曲: 这是个常态化问题.自然天体的运行轨迹都是自然形成的,没有加过人工干预.在起初形成星球达到稳定轨道前,每一个参与形成天体的有质量的物质都会影响最终形成的轨道.只能说形成椭圆轨道比形成正圆轨道的概率要大一些.甚至可以说没有正圆的轨道,因为圆的精度可以无限小,总会是椭圆的,只不过是长半径和短半径差多少的问题了.

瀍河回族区18663876416: 地球为什么不是椭圆的?
恽启神曲: 地球不是椭圆的,因为椭圆仅仅是个平面概念. 地球是立体的,所以地球应该是个 三轴椭球体.

瀍河回族区18663876416: 月球围绕地球的公转轨道为什么是椭圆形 -
恽启神曲:[答案] 我们知道木星等行星的卫星的公转轨道是圆形,地球等行星的公转轨道是椭圆形.这是为什么呢?地球膨裂说认为,卫星的公转轨道之所以是圆形是因为卫星是被俘获的,行星的公转轨道之所以是椭圆形是因为行星是太阳爆炸形成的.为什么爆炸形成...

瀍河回族区18663876416: 关于地球公转的问题!
恽启神曲: 由于万有引力的原因,太阳周围强大的引力场导致的空间扭曲虽然确实存在,但它的影响范围没那么大,顶多在其附近一点,导致了人们在观看太阳旁边背景天体时看到奇异现象.

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