为什么行星的轨道都是椭圆的？

風水168小編

本帖系轉帖，原帖作者：今日头条

万有引力！所有可见的物质都具备它！因为行星不止一颗，行星与行星之间都会受到彼此引力的影响，这就是它们之间的摄动或轨道共振。

首先我们从逆向思维来思考，如果一个系统内的两个行星在不受系统外力的作用下，那么以其中一个行星为参照物，另外一个行星的运动轨迹就是一个完美的圆周运动，此时他们是不受任何系统外力影响的。但在现实情况中这肯定是不可能的，因为宇宙中的物质太多，无论怎样都存在其他物体的万有引力对其运行轨道的干扰。比如我们的太阳系，除了8大行星以外，还可能随时会有远处飞来的彗星或小行星。（万有引力可以用在短时期事件中）
当轨道离心率e=0时，便是做圆周运动，但在宇宙中以这种轨道运行的行星几乎是不可能存在的。当轨道离心率在0～1之间时，便是我们熟知的椭圆轨道，我们所有的行星就是这样的轨道。它必须是这样的轨道，因为行星之间都会互相影响，以此椭圆轨道来稳定各自的运动。当轨道离心率e=1时，便是抛物线轨道。当轨道离心率e大于1时，便是双曲线轨道，如彗星的轨道。







e值对应的状态，来自WJ百科
在太阳系行星中离心率最小的为金星，其离心率值小于0.01，约为0.007，这是什么概念？意思就是金星的轨道最接近于圆形，但还不是圆的，仍然会受到其它行星引力扰动的影响。水星拥有太阳系行星家族中最大的离心率（约0.20563），它围绕太阳公转的轨道是一个很“显眼”的椭圆。
还有一点需要知道的就是轨道共振（轨道共振的物理原理在概念上类似于推动儿童荡的秋千，轨道和摆动的秋千之间有着一个自然频率，其它机制和“推”所做的动作周期性的重复施加，产生累积性的影响），它可以使行星在轨道上稳定的运行。轨道共振，粗略的讲就是两个天体之间的公转周期性有着简单的整数比，如某一天体公转周期为2，另一个天体恰好公转周期为3那么这两个天体2:3（或3:2）的共振 。这样它们的轨道一般很稳定（但有例外）。







行星之间的轨道共振，来自WJ百科
最后引用斯蒂芬·霍金教授《大设计》里面的话：“这一切都是上帝创造出来给我们看的……，如果您能理解为什么会这样的话，那么您将会见到上帝本人。”







行星的轨道，图：Kalebmcardle

参考资料

1.WJ百科

2.天文学名词

3.所有数据参数引用至NASA-Planetary Fact Sheets
文章作者：零度星系（天文在线）
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编辑用时：2018年09月12日-2018年09月16日
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最后更新：2019年1月3日星期四

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