首頁 > 娛樂資訊 > 開心樂園 > 以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的

來源:時尚達人圈    閱讀: 2.77K 次
字號:

用手機掃描二維碼 在手機上繼續觀看

手機查看

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的,地球是我們賴以生存的家園,但對於地球和宇宙其實我們的認識還具有一定的侷限性,例如很多人都不清楚地球的運動軌跡是什麼,也不知道太陽與其他行星的運動軌跡,下面一起來看一下以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的1

地球在銀河系中運動,但地球在任何時候都不會經過銀河系中心。地球在銀河系中的運動受到太陽引力的控制,而太陽在距離銀河系中心大約2.6萬光年的地方做環繞運動,繞行週期約爲2.2億年,所以包括地球在內的所有太陽系天體都不會從銀心經過。

倘若太陽帶着地球穿過銀河系中心,這對於地球上的生命將會是毀滅性的災難。在銀心附近,分佈着密度極高的恆星。雖然從中穿過的太陽與其他恆星發生碰撞的可能性不大,但那裏有很多恆星可以爆發成超新星,這對於地球生命來說是致命的。

如果以銀心作爲靜止座標系,地球在銀河系中的運動軌跡類似一種螺旋形。這是因爲地球會環繞太陽運動,同時地球又被太陽帶着在銀河系中穿行。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的

另外,太陽繞銀心的運動也不是完美的橢圓形,或者平滑的軌道,因爲銀河系中不同區域的物質分佈有所差異,太陽在其中穿行時受到的引力作用會有所變化。根據目前的觀測結果,太陽在銀河系中的運動軌跡呈現爲波浪形,太陽會在銀河系盤面中間的上下方週期性的穿行,其週期大約爲6400萬年,每隔大約3200萬年的時間穿過銀盤一次,我們大約在300萬年前剛剛穿過銀盤。

由於太陽系在銀盤中的週期性穿越,有科學家將此週期與地球上的生物大滅絕週期相聯繫在一起。事實上,在太陽系接近銀盤的過程中,地球受到的宇宙射線撞擊會越來越多。雖然有一些疑似的證據,但地球上的物種大滅絕是否與太陽系在銀河系中的運動有關,目前還不能確定。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的2

作爲太陽的行星,地球繞着太陽公轉,平均運動速度爲每秒30公里,繞行一圈的時間爲1年。從太陽系的角度來看,地球環繞太陽運動的軌跡爲一個近似的圓形。但要放眼銀河系,地球的運動就不是這麼簡單了。

雖然天上星辰的相對位置看起來固定不變,但如果從長時間角度來看,星辰的位置也會發生變化。這不僅是因爲天上的星辰本身在運動,而且太陽在宇宙中的位置也不是固定的,太陽同樣在運動,並且還帶上包括地球在內的整個太陽系天體。

地球的公轉運動是以太陽爲引力中心,而太陽的運動則是以銀河系中心爲引力中心。銀河系中分佈着數以千億計的恆星,還有大量的星雲,它們的共同質心位於銀心,這就是整個銀河系的引力中心。銀河系的引力中心並不是某個天體,位於銀心的超大質量黑洞也不是,這個中心是所有天體共同引力作用的結果。

在銀心引力的作用下,太陽在距離銀心2.6萬光年的地方,以大約每秒230公里的速度繞着銀心運動。繞行一圈的時間約爲2.3億年,這被稱爲1銀河年。由於太陽會帶着地球一同在星際空間中運動,從銀河系的角度來看,地球的運行軌跡並非閉合的圓形,而是螺旋形的。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的 第2張

當地球繞太陽運動一圈時,它並沒有回到原來的空間,而是與一年前的位置相距69.4億公里,相當於日地距離的46.4倍,或者6.4光時。

地球的公轉軌道是一條平滑的橢圓形,但太陽的公轉軌道並不是這樣。因爲黃道面和銀道面的夾角爲60度,銀盤是有厚度的,所以太陽在繞銀心運動的過程中,並不是在銀道面中運動,而是會上下穿過銀道面,軌跡呈現爲波浪形。因此,地球在銀河系中的運行軌跡其實還要更加複雜。

同樣地,銀河系本身也是運動,它帶着太陽系以及其他恆星系統在浩瀚的星系際空間中運動。銀河系前進方向上的一個最近目標是位於254萬光年外的仙女座星系,銀河系正以每秒110公里的速度螺旋式靠近它,38億年後將會撞上仙女座星系。在更大宇宙尺度上,銀河系還有其他運動方式。

根據宇宙微波輻射譜圖,獅子座方向上的溫度比平均值高了0.0035 K,與之相對的寶瓶座方向上的溫度則比平均值低了0.0035 K。這樣的溫度波動是由地球在星系際空間中高速運動造成的。在地球前進方向上,來自宇宙最深處的光子會發生藍移,導致溫度偏高,相反方向上則溫度偏低。

因此,地球正朝着獅子座方向高速運動,速度約爲每秒371公里。當然,這個運動是由銀河系運動造成的'。扣除掉地球在銀河系中的運動速度,可以算出銀河系在星系際空間中的運動速度高達630公里/秒。這種運動被認爲是由2億光年外的巨引源引起的,那裏存在異常強大的引力,把銀河系快速吸引過去。

放眼整個宇宙,銀河系還以更高的速度在運動。由於宇宙空間結構在快速膨脹,這不受相對論限制,使得銀河系與其他星系之間的距離變得越來越遠,距離越遠的星系遠離速度越快,快到可以超過光速。

根據哈勃常數估算,對於距離銀河系超過140億光年的遙遠星系來說,由於空間膨脹,銀河系遠離它們的速度已經超過了光速。也就是說,地球其實以超光速在遠離遙遠的星系。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的3

行星的運動軌跡是怎樣的?

地球在公轉過程中,所經過的路線上的每一點,都在同一個平面上,而且構成一個封閉曲線。這種地球在公轉過程中所走的封閉曲線,叫做地球軌道。如果我們把地球看成爲一個質點的話,那麼地球軌道實際上是指地心的公轉軌道。

嚴格地說,地球公轉的中位位置不是太陽中心,而是地球和太陽的公共質量中心,不僅地球在繞該公共質量中心在轉動,而且太陽也在繞該點在轉動。但是,太陽是太陽系的中心天體,地球只不過是太陽系中一顆普通的行星。

太陽的質量是地球質量的33萬倍,日地的公共質量中心離太陽中心僅450千米。這個距離與約爲70萬千米的太陽半徑相比,實在是微不足道的,與日地1.5億千米的距離相比,就更小了。所以把地球公轉看成是地球繞太陽(中心)的運動,與實際情況是十分接近的。

地球軌道的形狀是一個接近正圓的橢圓,太陽位於橢圓的一個焦點上。橢圓有半長軸、半短軸和半焦距等要素,分別用a、b、c表示,其中a又是短軸兩端對於焦點(F1、F2)的距離。

以地球爲中心的太陽運動軌跡是什麼樣的 第3張

半焦距與半長軸和平短軸之間存在着這樣的關係:

即 c2=a2-b2

半焦距c與半長軸a的比值c/a,是橢圓的偏心率,用e表示,即e=c/a,

偏心率是橢圓形狀的一種定量表示,e的數值大於0而小於1。橢圓越接近於圓形,則e的數值就越小,即接近於0;反之,橢圓越扁,e的數值就越大。經過測定,地球軌道的半長軸a爲149600000千米,半短軸b爲149580000千米。根據這個數據計算出地球軌道的偏心率爲:

可見,地球軌道非常接近於圓形。

由於地球軌道是橢圓形的,隨着地球的繞日公轉,日地之間的距離就不斷變化。地球軌道上距太陽最近的一點,即橢圓軌道的長軸距太陽較近的一端,稱爲近日點。在近代,地球過近日點的日期大約在每年一月初。

此時地球距太陽約爲147100000千米,通常稱爲近日距。地球軌道上距太陽最遠的一點,即橢圓軌道的長軸距太陽較遠的一端,稱爲遠日點。在近代,地球過遠日點的日期大約在每年的7月初。

此時地球距太陽約爲152100000千米,通常稱爲遠日距。近日距和遠日距二者的平均值爲149600000千米,這就是日地平均距離,即1個天文單位。

時尚熱點
影視資訊
娛樂小料
明星動態
電影電視
音樂圈
開心樂園