为什么行星的运动能使人把他们与恒星辨别

为什么太阳系行星运动具有同向性，共面性和近圆性~

太阳系行星运动同向性、共面性和近圆性剖析
作者：王树然
　　
　　太阳系几大行星的起源,是人类一直力图破解的谜团,尽管有星云说、撞击说等多种假设,但都存在一定瑕疵.特别是太阳系几大行星的同向性、共面性和近圆性,至今科学界还没有令人信服的合理解释.
　　
　　所谓同向性,就是太阳系的几大行星公转方向与太阳自转方向相同.所谓共面性,就是几大行星公转轨道平面,非常接近同一平面,并且这个平面与太阳自转赤道平面夹角不到6度.所谓近圆性,就是除水星和冥王星外,其它所有行星公转轨道都很接近圆形.
　　
　　对此,本人以一名中国人的全新视角,进行大胆探究,剖析不对之处,敬请专家学者斧正.
　　
　　我认为：行星大量存在是宇宙中的普遍规律,并不是太阳或少数恒星特有的现象.人类目前发现的行星数量远远少于恒星,是由于行星相对较小,又不发光,很难被现有科学仪器探知而已.目前,人类连太阳系内的较大行星,只是探知了冥王星轨道以内,对冥王星轨道以外是否存在较大行星?并不清楚.其实,任何一个恒星周围都存在许多行星,现有科技能够发现的系外行星,仅仅是沧海一粟.
　　
　　为什么说行星大量存在是宇宙中的普遍规律?首先必须搞清行星是怎么形成的?否则,无法解释已知行星的存在,到底是偶然还是必然?更无法解释太阳系几大行星的同向性、共面性和近圆性问题.
　　
　　我们知道,所有恒星都向外辐射带电高能粒子流（即离子流、也称“恒星风”、对太阳来说俗称“太阳风”）,这些粒子以百万度高温,从恒星冕层出发,不断加速降温地向外辐射,平均速度超过每秒上千公里.最终,这些粒子都到哪儿去了?由于组成这些粒子的是离子态物质,根据物质不灭定律,这些粒子不会消失.那又会不会归附到另外的恒星?也不可能.因为所有恒星都在向外辐射带电高能粒子流,且带有相同电荷,在恒星系边缘相遇时,必然互相排斥.因此,所有粒子都逃不脱母体恒星的引力范围.
　　
　　大量接锺而至的高能粒子,在恒星系边缘聚集和碰撞,像滚雪球一样越滚越大,在恒星引力作用下,向着恒星螺旋式下降回归,沿途不断俘获其它小型天体物质,逐渐聚合成一个个大小不一的行星.最终,这些行星都将依次落回到母体恒星中,完成一轮长达几十亿年的物质循环过程.类似于地球上的水循环,地表（包括海洋）水上升到天空,冷凝成雨水、雪花或冰雹后,又回落到地表,行星很像是恒星天空中回落的“冰雹”.尽管高能粒子的密度很低,但对于体积巨大的恒星,经过数亿年的辐射,才汇聚成一颗相对很小的行星,应该无可置疑.就像倾盆而泻的暴雨,却是来自无形挥发的地表水；若将数亿年挥发的地表水汇集到一起,总量同样十分惊人.
　　
　　恒星向外辐射的高能粒子流,从恒星冕层出发时温度高（百万度）、势能低（接近零）,到达恒星边缘时温度低（接近绝对零度）、势能高（最大值）.根据能量守恒定律,行星回归过程正好相反,势能由高变低、温度由低升高（不可能恢复到百万度高温）.由于高能粒子流向外辐射时,物质分散,大部分热能散发到太空,仅有少量热能转变为势能（如果势能的增加不是来源于热能的减少,难道是能量的无中生有?）；而行星回落时,物质集中,热能不易散发,势能转变为行星的内部热能（如果势能的降低不是转变为内部热能,难道是能量的无行消失?）.由于引力与距离的平方成反比,行星越靠近恒星,下降同等距离势能降幅越大,升温也就越快.特别是接近恒星的内层行星,成为一个内核逐渐升温、融核逐渐膨胀,外壳逐渐融薄,壳体不断破裂的“活体”星球.我们人类居住的地球,就是这样一个内部能量非常活跃的星球.
　　
　　以上只是行星形成的探源,但太阳系的几大行星为什么会具有同向性、共面性和近圆性呢?
　　
　　我们知道,太阳的高能粒子流是向四面八方辐射的,似乎到达太阳系边缘时应该是球面分布.但事实并非如此,由于这些高能粒子从太阳日冕层出发时,就已经具备随太阳自转的旋转动能.如果以太阳为坐标,其运行轨迹并不是太阳半径的延伸,而是在旋转离心力的作用下,所有高能粒子都会逐渐向太阳赤道平面靠拢,最终在太阳系边缘的赤道平面形成一个巨大的环状粒子雾.这时的高能粒子,虽然径向速度为零,但与太阳自转同向的旋转状态依然保持.可见,这些组成行星的初始物质,既具有与太阳旋转方向的同向性,又具有与太阳赤道平面的共面性,当然太阳系的几大行星也具有同向性和共面性了.正因为汇聚到太阳系边缘的粒子雾,是相对集中的圆环状,而不是非常分散的球面状,故为行星的孕育提供了十分有利的条件.
　　
　　行星从太阳系边缘螺旋式降落回归的过程,初始呈抛物线轨道,接着是偏心率很大的椭圆轨道,后来演变成偏心率逐渐收小的椭圆道,进入冥王星轨道内,就变成了偏心率非常小的近圆轨道.至于水星轨道偏心率,为何大于另外几大行星?由于水星轨道靠太阳太近,太阳内部气态物质的循环对流、黑子大暴发、日冕大喷发等,不仅会引发太阳的瞬间颤动或质心微移,而且喷发物质也会对靠近行星产生较大冲击,这对水星轨道偏心率造成的影响,必然远远大于其它行星.
　　
　　随着行星向太阳的逐步靠近,其旋转速度加快,公转周期缩短,下降速度变慢.事实也是如此,太阳系中水星离太阳最近、旋转速度最快、公转周期最短、星龄最长；海王星离太阳最远、旋转速度最慢、公转周期最长、星龄最短；另外六大行星,都是依此规律类推.这也从多角度证明,行星应该是诞生在太阳系的边缘.
　　
　　那么太阳系的边缘究竟有多远?尽管太阳系总质量的99.85%集中在太阳自身,但太阳系的范围却非常大.我们知道离太阳最近的恒星是相距4.2光年的南门二丙星,据此估算,到太阳系边缘的距离大约是2光年左右.如果按太阳高能粒子流每秒1000公里速度计算,则需要600年才能到达.看来,上述巨大环状粒子雾的半径,也应该是2光年左右.目前已知冥王星到太阳的距离,光速需要5.5小时.直观比较,到太阳系边缘比到冥王星距离远3185倍.可见,目前已知的太阳系几大行星,都是离太阳非常近的行星.那些远远超过冥王星距离的大行星,还有待人类去探索.
　　
　　目前几大行星运行轨道平面,与太阳的自转赤道平面有不到6度的夹角,则表明大约在80亿年（近似水星年龄）前到10亿年（近似海王星年龄）前之间,太阳的自转赤道平面曾经有过多次微小变动.尽管其改变的角度很小,但对于相距2光年之遥的巨大环状粒子雾来说,不同周期的位置之差,即使用“差之毫厘,失之千里”也难以形容了.可以说,每个大行星轨道平面,都曾经是太阳的自转赤道平面；也可以说,太阳的自转赤道平面每次改变,都在太空中留下了印痕.
　　
　　太阳系几大行星的体积和质量,为何相差如此巨大?只能表明在不同周期,太阳的亮度和辐射强度存在巨大差异.根据太阳系现有几大行星的质量和体积大小,明显看出,当组成木星的物质向外辐射前,太阳的亮度和辐射强度变化不大；到组成木星的物质向外辐射时（约22亿年前）,太阳的亮度和辐射强度突然暴发,变得非常强烈（约增强320倍）,以后逐渐缓慢减弱.以此推测,太阳系的第九大行星不可能是冥王星,应该是体积和质量仅次于海王星的较大行星.该行星具有比冥王星偏心率更大的椭圆轨道,公转周期大约350年左右.由于其运行的椭圆轨道更加扁而长,其近日点距离不低于冥王星,而远日点距离可能是冥王星的数倍.冥王星只是一个迟早将被其俘获的卫星而已,故将冥王星踢出九大行星之列,是非常正确的.
　　
　　综上所述,尽管行星在宇宙中大量存在具有必然性,但并不是所有行星都能够承载生命繁衍,这与行星的大小,以及运行轨道离恒星的距离远近相关.行星太大,重力也大,不适合生命繁衍；行星太小,留不住大气,同样无法繁衍生命.运行轨道离恒星太远,表面温度低,缺乏液态水,生命无法繁衍；运行轨道离恒星太近,表面温度高,液态水全部蒸发,生命依然不能繁衍.只有大小适中的行星,当其运行轨道离恒星距离合适的条件下,才有可能繁衍出生命.
　　
　　虽然能够繁衍出生命的行星,条件十分苛刻,数量极少；而能够繁衍出高级智慧生命的行星,又是数量极少中的特例.为什么这样说?因为智慧生命的演化需要相当长的周期和很多偶然因素的配合.通常情况下,适合行星生命繁衍的轨道周期并不太长,即使能够繁衍出低级生命,也未必来得及繁衍出高级生命.由于恒星温度并非始终如一的保持不变,只有当恒星温度由高向低变化时,才能为行星提供更长的生命演化轨道周期.反之,当恒星温度由低向高变化时,为行星生命繁衍提供的轨道周期就非常短,甚至连低级生命也来不及演化.
　　
　　真正幸运是,承载人类的地球成为数量极少中的特例.感谢太阳能量的缓慢衰减,为地球生命的演化提供了很长的轨道周期!也感谢有了月球这样的伴星,对地球生命的演化起到了一定的促进作用!所以,我们要珍惜生命繁衍环境,关爱地球,保护好地球这个人类的共同家园!

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：正圆轨道也是椭圆轨道的一种，只不过是特殊的椭圆轨道。
如果要地球完全按照正圆轨道运转条件是十分苛刻的，首先就必须让太阳的其他行星消失，接着离太阳比较近的恒星也必须消失，否则他们就会对地球产生影响导致地球运转轨道的改变。
地球绕太阳公转，在给定的能量的条件下，可能的轨道有无数条，圆轨道只是其中的一条而已。如果想要地球按正圆轨道运行，地球的能量，动量要满足一定条件。就是任一时刻，地球的动能Ek和势能Ep的关系满足 Ek = -Ep/2。或者说当 Ek = -Ep/2时，地球运动方向垂直于日地连线。这个条件非常苛刻，即便是地球在正圆轨道上运行，一点微小的扰动都可以改变这种状态，使得地球在新的椭圆轨道上运行。

高中物理书上只是书人造卫星从远地点向近地点运动会加速，势能转化为动能。从近地点向远地点运动会减速，动能转化为势能。
当卫星速度正好为第1宇宙速度时，轨道为正圆。当卫星速度介于第1宇宙速度和第2宇宙速度之间时，轨道为椭圆。
严格来讲，所有人造卫星的轨道都是椭圆形的。。比如地球赤道同步卫星，是人类期望达到纯正圆形轨道的卫星，这样在地面上看地球赤道同步卫星，它会天空中的一个固定点。但是因为受多种其他因素的影响，卫星轨道不能完全达到正圆，而是一个比较接近正圆的椭圆。於是，在地面上看地球赤道同步卫星，它是在天空漂移，在画8字。
在万有引力作用下，行星绕恒星运动或卫星绕行星运动只有两种情况：椭圆或双曲线，其中只有椭圆是稳定的．圆只是椭圆的特例．
圆是一种理想状态，大多数卫星的运动并不要求达到圆的轨迹． 只有同步卫星希望更接近圆的轨迹．但实际上发射精度不可能达到正圆，而且空间力的作用复杂，任何因素的影响，都会使轨道发生变化，因此同步卫星也不是正圆的．

--------------------资料----------------------

开普勒定律：[来自网络]
1．开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上．
2．开普勒第二定律（又叫面积定律）：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积．
3．开普勒第三定律（又叫周期定律）：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等．
开普勒123定律同样适用于人造卫星。
椭圆的几何性质：[高中]
一个平面里，到两定点的距离之和[前提是大于两点间距]固定的点的集合。
机械能守恒：[初中]
卫星的势能和动能相转化中守恒。
回答者：famorby - 高级魔法师 七级 12-28 19:53

宇宙现在是这样，过去是这样，将来也永远是这样。只要一想起宇宙，我们就难以平静——我们心情激动，感叹不己，如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人晕眩颤栗。我们知道我们在探索最深奥的秘密。

宇宙的大小和年龄不是一般人所能理解的。我们的小小行星只不过是无限永恒的时空中的一个有限世界。从宏观来看，大多数人类所关心的问题都可以说是无关紧要的，甚至是微不足道的。但是，我们人类朝气蓬勃、勇敢好学、前途无量。几千年来，我们对宇宙及我们在宇宙中所处的地位作出了最惊人的和出乎意料的发现。人类对宇宙的探索，回想起来是很令人兴奋的。这些探索活动提醒我们：好奇是人类的习性，理解是一种乐趣，知识是生存的先决条件。因为我们在这个宇宙中只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃，所以，我们认为，人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度。

我们探索宇宙的时候，既要勇于怀疑，又要富于想象。想象经常能够把我们带领到崭新的境界，没有想象，我们就到处碰壁。怀疑可以使我们摆脱幻想，还可以检验我们的推测。宇宙神奥非凡，它有典雅的事实，错综的关系，微妙的机制。

地球的表面就是宇宙汪洋之滨。我们现有的知识大部分是从地球上获得的。近来，我们已经开始向大海涉足，当然，海水才刚刚没及我们的脚趾，充其量也只不过溅湿我们的踝节。海水是迷人的。大海在向我们召唤。我们的本能告诉我们，我们是在这个大海里诞生的。我们还乡心切。虽然我们的夙望可能会冒犯“天神”，但是我相信我们并不是在做无谓的空想。

因为宇宙辽阔无垠，所以那些我们所熟悉的适用于地球的量度单位——米、英里等等已经没有意义。我们用光速来量度距离。一束光每秒钟传播18.6万英里，约30万公里，也就是7倍于地球的周长。一束光从太阳传播到地球用8分钟的时间，因此我们可以说，太阳离我们8光分。一束光在一年之内约穿过10万亿公里(相当于6万亿英里)的空间，这个长度单位——光在一年里所通过的距离——称为一光年。光年不是度量时间的单位，而是度量距离的极大单位。

地球是宇宙中的一个地方，但决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒的黑夜里。那是一个奇特而荒芜的地方。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。假如我们被随意搁置在宇宙之中，我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一①。(1033，在10之后接33个0)。在日常生活当中，这样的机会是“令人羡慕的”。可见天体是多么宝贵。

从一个星系际的优越地位上，我们可以看到无数模糊纤细的光须象海水的泡沫一样遍布在空间的浪涛上，这些光须就是星系。其中有些是孤独的徘徊者，大部分则群集在一起，挤作一团，在大宇宙的黑夜里不停地飘荡。展现在我们面前的就是我们所见到的极其宏伟壮观的宇宙。我们隶属于这些星云，我们所见到的星云离地球80亿光年，处在已知宇宙的中心。

星系是由气体、尘埃和恒星群(上千亿个恒星)组成的，每个恒星对某人来说都可能是一个太阳。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙间的文明。但是从远处着眼，星系更多地让人想起一堆动人的发现物——贝壳，或许是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里创造的永恒的产物。

宇宙间有若干千亿(1011)个星系。每个星系平均由1000亿个恒星组成。在所有星系里，行星的数量跟恒星的总数大概一样多，即1011*1011=1022。在这样庞大的数量里，难道只有一个普通的恒星——太阳——是被有人居住的行星伴随着吗？为什么我们这些隐藏在宇宙中某个被遗忘角落里的人类就这样幸运呢？我认为，宇宙里很可能到处都充满着生命，只是我们人类尚未发现而已。我们的探索才刚刚开始。80亿光年以外嵌着银河系的星系团催迫着我们去探索。探索太阳和地球就更不用说了。我们确信，有人居住的这个行星只不过是一丁点儿的岩石和金属，它靠着反射太阳光而发出微光。在这样的大距离里，它已经消失得无影无踪。

但是，这个时候，我们的旅程只到达地球上的天文学所通称的“本星系群”。本星系群宽达数百万光年，大约由20个子星系组成，是一个稀疏、模糊而又实实在在的星系团。其中的一个星系是M31，从地球上看，这个星系位于仙女星座。跟其他旋涡星系一样，它是一个由恒星、气体和尘埃组成的巨大火轮。M31有两个卫星，它通过引力——跟使我呆在坐椅上相同的物理学定律——将矮椭圆星系束缚在一起。整个宇亩中的自然法则都是一样的。我们现在离地球200万光年。

M31 以外是另一个非常相似的星系，也就是我们自已的星系。它的旋涡臂缓慢地转动着——每2亿5千万年旋转一周。现在，我们离地球4万光年，我们正处于密集的银河中心。但是， 假如我们希望找到地球的话，就必须将方向扭转到银河系的边远地带，扭转到接近遥远的旋涡臂边缘的模糊的地方。

我们印象最深刻的是，恒星即使在两个旋臂之间，也像流水一样漂浮在我们的四周——气势磅礴的自身发光的星球，有些虽然象肥皂泡一样脆弱，却又大得可以容得下1万个太阳或1万亿个地球；有些小如一座城池，但密度却比铅大100万亿倍。有些恒星跟太阳一样是孤独的；多数恒星有伴侣，通常是成双成对，互相环绕。但是那些星团不断地从三星系逐渐转化成由数十个恒星组成的松散的星团，再转化成由百万个恒星组成的璀璨夺目的大球状星团。有些双星紧靠在一起，星体物质在他们之间川流不息，多数双星都象木星与太阳一样分离开来。有些恒星——超新星——的亮度跟它们所在的整个星系的亮度一样；有些恒星——黑洞——在几公里以外就看不见了。有些恒星的光彩长年不减；有些恒星闪烁不定，或以匀称的节奏闪烁着。有些恒星稳重端庄地转动着，有些恒星狂热地旋转着，弄得自己面貌全非，成了扁圆形。多数恒星主要是以可见光成红外光放出光芒；其他恒星也是X光或射电波的光源。发蓝光的恒星是年青的星，会发热；发黄光的恒星是常见的星，它们已经到了中年；发红光的恒星常常是垂亡的老年星；而发白光或黑光的恒星则已奄奄一息。银河里大约有4千亿个各种各样的恒星，它们的运转既复杂又巧妙。对于所有这些恒星，地球上的居民到目前为止比较了解的却只有一个。

每个星系都是太空中的一个岛屿，它们与其邻居隔光年之距遥遥相望，我可以想象，在无数星球上的生物对宇宙的模糊认识是如何产生的：他们在开始的时候都以为，除了他们自己小小的行星以及他们周围的那些区区可数的恒星以外，再也没有其他的星星了。我们是在与世隔绝的情况下成长起来的，我们对宇宙的正确认识是逐渐形成的。

有些恒星可能被数百万个没有生物的由岩石构成的小星球所包围，这些小星球是在它们演化的某个初级阶段冻结而成的行星系。大概许多恒星郡有跟我们类似的行星系：在外围具有由大气环所包围的行星和冰冻卫星，而在接近中心处则有温热的、天蓝色的、覆盖着云的小星球。在一些行星上可能已经有高级动物，他们也许正在从事某种巨大的工程建设来改造他们的行星世界，他们是我们宇宙中的兄弟姐妹。他们跟我们的差别很大吗？他们的形状、生物化学、神经生态、历史、政治、科学、技术、艺术、音乐、宗教、哲学等方面的情况如何？也许有一天我们会知道的。

我们现在已经回到了我们的后院——离地球1光年的地方。包围着我们的太阳的是一群巨大的雪球，这些雪球由冰块、岩石和有机分子组成：它们就是彗核。每当恒星经过的时候都对它们产生一定的引力作用，最后迫使它们当中的一个雪球倾倒到内太阳系。由于太阳热的作用，冰块被蒸发，于是就出现了美丽的彗尾。

恺撒 2005-05-15 15:59
我喜欢宇宙，不知各位如何

恺撒 2005-05-15 15:59
我们现在来到我们星系的行星上。这些星球相当之大，它们都是太阳的俘获物。由于重力作用，它们被迫作近似圆周运动。它们的热量主要来自太阳。冥王星覆盖着甲烷冰，它唯一的伙伴是它的巨大卫星卡戎。冥王星是被太阳照亮的，因为太阳离它很远，从漆黑的天空中看上去，太阳只不过是一个明亮的光点。巨大的气体星球海王星、天王星、土星——太阳系的宝石——和木星部分别有一个冰冻卫星作伴相随（这些行星近年均被发现有更多的卫星甚至卫星群相伴随。——编著）。在气体行星及其冰冻卫星的内侧就是充满岩石的温暖的内太阳系。例如，在那里有红色行星——火星。在火星上有高耸的火山、巨大的裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能还有一些初级形态的生物。所有太阳系的行星都绕着太阳运转。太阳是离我们最近的一个恒星，它是一个令人恐怖的氢气和氦气的热核反应炉，它的强光照耀着整个太阳系。

经过一番漫游之后，我们终于回到了我们这个弱小的浅蓝色星球。宇宙汪洋茫无际涯，范围之大，难以想象，而这个星球仅是其中之一，完全淹没于宇宙汪洋之中，它的存在可能仅仅对我们有意义。地球是我们的家，我们的母亲。人类是在这里诞生和成长的，是在这里成熟起来的。正是在这个星球上，我们激发了探索宇亩的热情。也正是在这里，我们正在痛苦和不安之中掌握我们自己的命运。

人类有幸来到地球这个行星上。这里有充满氮气的蓝天，有碧波荡漾的海洋，有凉爽的森林，还有柔软的草地。这无疑是一个生机勃勃的星球。从整个宇宙来看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前为止，在我们的行程所经历过的所有时空当中，只有这个行星上的人类开始对宇宙进行探索。必定有许多这样的星球散布在整个宇宙空间里，但是，我们对它们的探索从这里开始。我们有人类百万年来用巨大的代价积累起来的丰富知识。我们这个世界人才济济，人们勤学好问。我们的时代以知识为荣。我们是很幸运的。人类是宇宙的产物，现在暂时居住在叫做“地球”的星球上。人类返回家园的长途旅行已经开始。

跟许多其他的发现一样，人类发现了地球是一个小星球。那是在古代的近东地区，在被一些人称为公元前三世纪的时代，在当时最大的城市——埃及的亚历山大发现的。在这个城市里住着一个名叫埃拉托斯尼的人，当时一个最羡慕他的人称他“贝塔(β)”——希腊文的第二个字母。这是因为，他说埃拉托斯尼是世界上第一个无所不知的人。但是埃拉托斯尼显然几乎在所有的领城里都是“阿尔法(α)”(希腊文的第一个字母)。他是一个天文学家、历史学家、地理学家、哲学家、诗人，戏剧批评家和数学家。他的著作从《天文学》到《痛解论》，样样都有。他还是亚历山大市图书馆的馆长。有一天，他从该馆的一本手抄本里读到下面—段话：在南部边疆西因前哨靠近尼罗河第一大瀑布的地方，在6月21日正午， 直立的长竿在地面上没有投下阴影。在夏至那天——一年当中白昼最长的一天，接近中午的时候，圣堂圆柱的阴影越来越短，最后在正午消失掉。这时太阳从头顶上直射下来，在一口深井的井水里可以看到太阳的倒影。

上述的观察是很容易为人们所忽略的。长竿、阴影、井里的倒影、太阳的位置——日常生活中这样简单的事情有什么重要的意义呢？但埃拉托斯尼是一个科学家，他当即想到做一个实验，实地观察一下亚历山大的直立长竿是否在6月21日正午会在地面上投下阴影。结果他们的实验证实；长竿在地面上投下了阴影。

埃拉托斯尼自我思忖：为什么在西因的长竿不投下阴影，而同一时刻在北边的亚历山大的长竿却投下明显的阴影呢？假设在一幅古埃及的地图上有两根等长的垂竿，一根直立在亚历山大，另一根直立在西因。假定在某一个特定的时刻两根长竿都没有在地面上投下阴影，这一点很容易理解——只要地球是扁平的。这时候，太阳在头顶直射。如果两很长竿在地面上投下等长的阴影的话，在扁平的地球上也说得通：这个时候太阳光线以同样的角度斜射在这两根长竿上。但是在同一时刻，在西因没有阴影，而在亚历山大却有明显的阴影，这究竟是怎么一回事呢?

他认为唯一可能的答案是：地球的表面是弧形的，而且弧度越大，阴影长度的差别就越大。因为太阳离我们如此之远，所以阳光照射到地球的时候是平行的。长竿与太阳光线的夹角不同，它们在地面上投下阴影的长度也就不同。就投在地而上的阴影长度的差别而言，亚历山大和西因之间的距离必定是它们在地面上的偏差角——约7度。也就是说，假如将长竿插入地心，它们就会在那里相交成7度角。7度相当于整个地球圆周360度的1/50。埃拉托斯尼知道亚历山大和西因之间的距离约800公里，因为他雇人步测过。800公里乘50等于40 000公里：这就是地球的圆周长度（原注：如果改用英里作量度单位，亚历山大和西因之间的距离约等于500英里，那么地球周长即为500英里×50＝25 000英里）。

这个答案是正确的。埃拉托斯尼唯一的工具是长竿、眼睛、脚和头脑，再加上对实验的兴趣。凭着这些东西，他推断出地球的圆周长度，误差只有百分之几，这在2200年前是一个非凡的成就。他是第一个正确地测量出一个行星的大小的人。

那时的地中海以航海业驰名，亚历山大是当时我们这颗行星上最大的海港。当你知道地球是一个直径不太大的星球时，难道你不想出海去探索吗？难道你不想去探索那些未被发现的国土，甚至去做环球航行吗？比埃拉托斯尼早400年的时候，一支腓尼基舰队受雇于埃及法老尼科，曾经环绕非洲一周。他们从红海启航（很可能是乘没有甲板的敞口船），顺着非洲东岸南下，再从大西洋北上，最后从地中海返航。这次史诗般的旅程花了3年的时间，相当于现代“旅行者”号宇宙飞船从地球飞往土星所需的时间。

根据亚历山大城阴影的长度，可以测出角A的度数。根据简单的几何公式（“两平行直线被第三条直线所截，内错角相等”），角B等于角A。于是，在测出亚历山大城阴影的长度后，埃拉托尼推算出亚历山大城和西因城在地球表面的距离（偏差角——译注）是：∠A＝∠B＝7°

在埃拉托斯尼的发现之后，勇敢而好冒险的水手多次进行过伟大的航海尝试。他们的船只很小，他们的航海仪器很不完善，他们仪根据测程仪和罗盘推算船位，并且尽可能沿着海岸航行。在陌生的大海里，他们虽然能够通过一夜又一夜地观察星座与地平线的相对位置来测定船只的纬度，但却不能够测定船只的经度。熟悉的星座对在陌生大海里的人一定是一个极大的安慰。星星是探索者的朋友，在当时就是地球远洋航船的朋友，而现在则是太空宇宙飞船的朋友。埃拉托斯尼算出地球的圆周长度之后，有些人可能尝试过环球航行，但是在麦哲伦以前，没有人获得成功。勇敢和冒险的故事在早期一定被说成是水手和航海家——世界上最讲究实际的人——拿他们的生命跟亚历山大的一个科学家的数字打赌！

在埃拉托斯尼时代，人们造出了地球仪，用以表示从空间看到的地球。这种地球仪在他们了如指掌的地中海地区基本上还是切合实际的，但是离开他们家乡越远，这种地球仪就变得越不符合实际。我们现在对宇宙的认识也难免遇到这种不愉快的情况。在第一世纪，亚历山大的地理学家斯特拉博写道：

“那些试图环球航行的人，返回的时候并没有说他们曾经受到大陆的阻碍，因为大海始终是敞开的。他们之所以返回，是因为信心不足、缺乏粮食……埃拉托斯尼说过，如果广袤的大西洋不是一个障碍的话，我们可以很容易地通过海路从伊比利亚抵达印度……在温带完全有可能有一、两个可居住的陆地……当然，如果(我们星球的另一部分)有人居住的话，住在那里的人跟我们是不同的，所以我们要把那里看成是另一个世界。”

人类就是这样开始千方百计地探索其他世界的。

后来对地球的探索是全球性的，有到中国和波利尼西亚去的，也有从中国和波利尼西亚出发的。当然，克里斯托弗·哥伦布发现美洲及随后几个世纪的历程算是达到了高潮，因为到那个时候，从地理上探索地球的任务已告结束。哥伦布的第一次航行与埃拉托斯尼的计算最直接相关。哥伦布对自己的“印度群岛冒险计划”简直着了迷，他不打算顺着非洲海岸航行，然后向东驶抵日本、中国和印度，他决心闯入陌生的西部海洋——即象埃拉托斯尼所大胆预见的那样，“通过海路从伊比利亚抵达印度”。

哥伦布曾经是旧地图的行商，也是古代地理学家——其中包括埃拉托斯尼、斯特拉博和普图利米——的著作和关于他们的著作的热心读者。但是，为了推行“印度群岛冒险计划”，为了使船只和船员能够在长途航行中生存下来，地球必须比埃拉托斯尼所说的小，所以，哥伦布在计算的时候耍了个花招。正如萨拉罗卡大学的考察人员准确无误地指出的那样，从哥伦布能找到的所有书本上，他采用了最小的地球圆周长度和最大的亚洲东延范围，甚至还再加以夸大。假如哥伦布在旅途中没有遇到美洲的话，他的探险就会彻底失败。

现在地球已经经过彻底的探索，再也不可能发现什么新大陆或失落的土地。但是，过去我们用来探索并定居住地球最遥远的地区的技术，现在可以用来飞离我们这个行星，去进行宇宙探险，去发现其它星球的秘密。飞离地球我们能够居高临下地对它进行观测，能够看到埃拉托斯尼测量出来的整个地球的球体及其大陆的轮廓，从而证实古代许多制图家有卓越的才华。埃拉托斯尼和亚历山大其他地理学家看到这些该会有多么高兴啊？

从某种意义上说，人类大约在公元前300年之后的600年时间里，在亚历山大这个城市开始了智力的冒险，这种冒险把我们引导到宇宙的海岸。但是，关于这个大理石般的光荣城市的形状以及人们的感觉，却没有任何记载可查，压制和惧怕已使人们几乎把古亚历山大遗忘得一干净。它的居民形形色色，简直不可思议，既有马其顿和后来的罗马土兵，埃及的祭司，希腊的贵族，腓尼基的水手，犹太商人，也有来自印度和撒哈拉沙漠南部非洲的访问者。在亚历山大兴盛的大部分时期内，除了大量的奴隶以外，人们都和睦相处，互相尊重。

恺撒 2005-05-15 16:00
这座城市是亚历山大大帝创建并由他从前的一个侍卫建成的。亚历山大鼓励重视外来文化，提倡虚心求知。根据传说——这种传说是否真实无关宏旨——他是在红海中世界上第一个钟形潜水器里降生的。他鼓励他的将土们与波斯和印度的女子通婚。他尊重其他国家崇拜的神。他搜集异国的生物（包括替他的老师亚里士多德搜集的—头象）。为了把他的城市建成世界贸易、文化和知识的中心，他不惜工本。这座城市因为有以下这些名胜而光彩夺目：30米宽的林荫大道，优雅的建筑和雕像，亚历山大陵，还有那座大灯塔——古代世界七大奇迹之一。

然而，亚历山人最大的奇迹是它的图书馆及其附属的博物馆(实际上是—个纪念9位文艺女神的公共场所)。在这个传奇般的图书馆里，至今残存最多的是图书馆附属建筑“塞里皮恩”里的那个一度被人遗忘的阴湿的地下室。它的唯一残物可能就是几个腐朽的书架，但是，这个地方曾经是我们这个行星上最伟大城市的智囊和荣誉，它是世界历史上第一个真正的科学研究所。该图书馆里的学者对整个宇宙进行了研究。“宇宙”(cosmos)这个词来自希腊语，意思是“天地万物，井然有序”，从某种意义上说，它是“混沌”(chaos)的反义词。它暗示了天地万物之间的相互联系，表明了人类对错综微妙的宇宙机制的敬畏。这是一个学者云集的地方，他们在这里研究物理学、文学、医学、天文学、地理学、哲学、数学、生物学和工程学。科学和学识发展了，天才在那里茁壮成长。亚历山大图书馆是我们人类最先系统而认真地搜集世界知识的地方。

除了埃拉托斯尼之外，还有天文学家希帕恰斯，他绘制了星座图并估算了恒星的亮度；欧几里得，他以卓越的才能将几何学进行系统的分类，并对正在费力地解一道数学难题的国王说：“通往几何学的道路中可没有为皇家铺设的康庄大道”；色雷斯的狄俄尼斯，他给词类作了定义，他对语言学的贡献，就象欧几里得对几何学的贡献一样；赫罗菲勒斯，生理学家，他确证智力活动的中心是在脑部而不是在心脏；亚历山大的赫伦，齿轮火车和蒸汽机的发明者，《自动装置》——第一本论述机器人的专著——的作者；佩尔加的阿波洛尼厄斯，数学家，他论证了圆锥曲线的各种形式（原注：之所以称为圆锥曲线是因为它们是以不同的角度从圆锥体上切割而成的，18个世纪这后，阿波洛尼厄斯论圆锥曲线的著作终于被约翰尼斯·开普勒首次用来理解行星的运动）——椭圆、抛物线和双曲线——(我们现在知道)这些曲线是行星、望星和恒星的运行轨迹；阿基米德，列昂那多·达·芬奇之前最伟大的力学天才；还有天文学家和地理学家托勒密，他编著了我们今天称为假科学的星占学；他的地心说统治了1500年。这个事实说明智慧并不能保证不犯大错误。在那些伟大的男子之外，还有一位伟大的女性——海帕希尔，她是数学家和天文学家，是这所图书馆最后一个名人，她的殉难与该馆建成七个世纪后的毁灭有密切关系。关于这个故事，我们后面还会谈到。

在亚历山大大帝之后的那些统治埃及的希腊国王们很重视学问，在几个世纪的时间里，他们始终扶植科研工作，并在图书馆里为时代的精萃保持良好的工作环境。该馆有10个研究大楼——分别用于不同学科的研究，许多喷泉和柱廊，几个植物园，一个动物园，几个解剖室，一个天文台，还有一个大餐厅，闲暇的时候，人们在厅里讨论问题。

这个图书馆的心脏是它的藏书。图书管理员到处搜罗世界各国的文化和文字，他们派人到国外尽可能买进图书资料。停泊在亚历山大的商船受到警察的搜查——搜查的目标不是走私货，而是图书。他们借来古书卷，誊抄之后再还给主人。虽然该馆的精确藏书数难以估计，但是收藏50万卷是完全可能的，而且全部都是纸莎草纸的手抄本。这些书都到哪里去了呢？创造这些书卷的古典文明崩溃了，连图书馆也被蓄意摧毁了。只有一小部分作品幸存下来，剩下的就是一些可怜的零零星星的碎片。这些可望而不可即的残片是多么令人心焦啊！例如，我们知道这个图书馆的书架上有一本萨摩斯天文学家阿里斯塔恰斯的著作，他论证说地球是行星之一，也是绕太阳运转的，他还论证说恒星离我们极为遥远。这些结论都是完全正确的，但是我们却等到将近2000年后才重新发现这些真理。我们对阿里斯塔恰斯这本著作损失的认识要提高10万倍，才能理解古典文明的伟大成就及其毁灭的悲剧性。

我们今天的科学已经远远地超过了古代科学，但是我们对历史的认识还存在着不可弥补的缺陷。试想一想，多少历史上的谜只要用亚历山大图书馆的一张借书证就可以得到解答。我们知道有一套三卷的世界史现在丢失了，作者是一个名叫彼罗萨斯的巴比伦祭司。该书第一卷论述从“创世”到“大洪水”时期，他认为这个时期是43.2万年，也就是说比《旧约全书》的年代纪还要长100倍。我很想知道书里到底写了些什么。

古人懂得宇宙的历史已经很长了，他们试图了解它的遥远的过去。我们现在知道宇宙远比我们所想象的要古老得多，我们已经考察了宇宙空间，知道我们住一个模糊星系的最遥远的角落里，住在一粒环绕着一颗平凡的恒星的尘埃上。如果我们是无限的空间里的一小点的话，我们在无限的时间里也占据了一瞬间。我们现在知道我们的宇宙——或者至少它的最近的化身——大约有150亿年或200亿年的历史了。这就是所谓的“大爆炸”以来的时间。在宇宙的开初是不存在星系、恒星或行星的，也没有生命或文明。当时的宇宙只不过是—个充满整个太空的均匀的辐射火球。从大爆炸时的混沌过渡到我们现在开始认识的宇宙，是我们有幸瞥见的物质和能量的最可怕的转化。在我们发现其他更聪明的智能生物之前，我们现在的人类就是最引人注目的转化结果——大爆炸的远代子孙。我们的使命是了解并进一步转化诞生我们的宇宙。

baby6loveyou 2005-05-16 04:06
我也很喜欢宇宙的，尤其是黑洞！！

其实我觉得宇宙说大也大，说小也小，那要看怎么想了！

我想问一下，你说人的心有多大呢？？？？？

安静

恒星距离我们十分遥远,因此我们假定它们是不动的.在天球上的位置用肉眼也是分辨不出的.而行星由于距离我们较近,因此与恒星的相对位置改变很容易被我们发现,

恒星由于离地球太远，它们在天球上的投影，从地球上看是不动的。行星（指的是我们太阳系的）由于是绕日运行，并且距离近（与恒星相比），它们在以恒星为背景的天球上的运动轨迹，人类是可以通过与恒星位置的对比方式观察到的（用肉眼或通过用望远镜照相得到的相片）。实际上是利用两者之间的相对运动对比出来的。

恒星距离我们十分遥远,因此我们假定它们是不动的.在天球上的位置用肉眼也是分辨不出的.而行星由于距离我们较近,因此与恒星的相对位置改变很容易被我们发现,

因为行星是绕着恒星转的，

---

石嘴山市19339423273： 爱因斯坦认为行星和恒星的相对运动是因为什么 - ？
芒逄复方： 恒星就是在宇宙中能够发光发热的星球,其周围一般会有一些行星. 行星就是其在宇宙中自身不能够发光发热的星球,它能够反射恒星照射到它表面的光,其周围一般会有一些卫星.

石嘴山市19339423273： 行星和恒星有什么分别 - ？
芒逄复方： 行 星 和 恒 星 是 完 全 不 同 的 东 西 . 恒 星 较 大 , 靠 核 反 应 发 光 ; 行 星 较 小 , 靠 反 射 恒 星 的 光 而 发 出 光 芒. 例 如 太 阳 是 一 颗 恒 星 , 水 星 、 金 星 、 地 球 、 火 星 、 土 星 、 木 星 等 都 是 行 星 . 夜 空 中 , 我 们 看 到 ...

石嘴山市19339423273： 行星为什么会围绕恒星转呢! - ？
芒逄复方： 行星和恒星之间的万有引力提供向心力.使行星围绕恒星做近似圆周运动

石嘴山市19339423273： 行星和恒星的区别 - ？
芒逄复方： 恒星是指宇宙中靠核聚变产生的能量而自身能发热发光的星体.过去天文学家以为恒星的位置是永恒不变的,以此为名.但事实上,恒星也会按照一定的轨迹,围绕着其所属的星系的中心而旋转.恒星是宇宙中最基本的成员. 行星是自身不发光...

石嘴山市19339423273： 为什么行星能动?????? - ？
芒逄复方： 移动是角动量守恒,这个东西要到大学才学,如果你还没到大学,那么你可以简单的把行星移动想成是由于惯性原因,因为太阳给行星的吸引力与行星的运动方向是垂直的,所以这个吸引力只改变力的方向让行星绕着太阳转,而速度大小不变,你可以和一个物体若没有阻力将永远运动下去类比一下

石嘴山市19339423273： 为什么行星会围绕恒星转但不会被恒星的引力吸过去? - ？
芒逄复方： 引力和斥力相互平衡 当他所收的引力正好等于了他的绕恒星转向心力时就不会被吸过去,所以靠恒星越近,行星转得越快,越远转得越慢. 当引力和斥力不平衡是,行星不就脱离轨道远离恒星不就给恒星吸进去,成为恒星的一部分! 卫星和行星也一样

石嘴山市19339423273： 行星与恒星的万有引力相互影响为什么就会产生自转与公转? 而人与地球相互吸引,却不能使人绕地球转? - ？
芒逄复方： 太空竟争激烈 谁都想吸引对方如果只有两个星球 稍微一点引力就可以移动了 而移动的动力可能便是分子间作用力 根本原因是太空可理解为理想状态无任何力的空间 如果只有一个星球则它受力为零 而地球有重力 且远大于其它星球的力 再加空气阻力

石嘴山市19339423273： 有观察到行星碰撞自己的恒星吗,也有恒星来撞恒星 - ？
芒逄复方： 能在恒星周围稳定运动的才能被称作恒星的行星,行星能够稳定运动的基础是它一直在围绕束缚它的恒星以恒星的第一宇宙速度运动,否则在未形成行星前这个宇宙中的大“石块”早就落入恒星并瞬间汽化了. “恒星撞恒星”在不借助智慧生命体的力量在现在的宇宙中是基本不可能的.因为现在的宇宙已经足够稀松导致恒星间引力十分稳定.当然如果出现特殊情况即有两个恒星引力互相作用使他们互相围绕旋转并且以螺旋线互相靠近,那么他们就会在很长时间的运动后相撞. 如果在早期宇宙恒星的引力和距离都是非常不稳定的,所以有可能发生类似恒星相撞的事件.

石嘴山市19339423273： 是什么力量支撑着行星与恒星之间的距离 - ？
芒逄复方： 天体的运动遵循万有引力定律和牛顿运动定律,这些理论都是由牛顿发现提出的.根据牛顿运动定律,行星和恒星之间的距离与行星受到的万有引力以及行星的质量,运动速度等都有关系

石嘴山市19339423273： 恒星与行星的区别 - ？
芒逄复方： 1、质量不同 恒星的质量较行星相比要大得多. 2、能量产生不同 恒星拥有足够的质量来进行核聚变,并释放出大量的光和热;而行星自身不会发光,只能反射光. 3、存在方式不同 恒星是恒星系统的中心天体,行星都是围绕恒星公转,是围绕...