为什么水星那么小,离太阳那么近却没被太阳吞噬?

大名42


关于这个问题,我们来听听水星是怎么说的?水星:“我虽然很小,又距离太阳最近,但并不意味着我会被太阳吞掉。我有避免被太阳吞噬掉的绝招,那就是我是八大行星中跑得最快的。”

“我虽然被人们叫做水星。”水星继续说道,“但是我是太阳系中八大行星伙伴中距离太阳最近的一颗,距离太阳只有5800万公里,几乎只有地球到太阳距离的三分之一。白天的时候我都被太阳烘烤到了400多度,哪里还有什么水分能够保存住?”

图示:水星

水星表示:“生活着太阳的身边并不容易,在太阳的面前我(水星)就像西瓜面前的一粒芝麻那么大。太阳强大的引力时刻都想把我拉到它的怀抱中。为了避免被太阳的引力拉过去,我必须一刻不停的飞快旋转,这样才能不至于掉到太阳上去。我(水星)只用大约88天的时间就围绕太阳转一周,公转速度达到了每秒钟47.87公里。可以和地球比较一下,地球围绕太阳公转的速度只有30公里/秒。在太阳系八颗大行星中,我是跑的最快的。因此人们又给我取了一个名字叫做墨丘利,即信使之神。腿跑得快,最适合送信了。”

图示:水星和太阳

“我只有通过飞快的旋转来对抗太阳的引力,在不至于被太阳吞噬掉。这个规律适用于太阳系中的所有天体和地球上空的人造卫星。像地球,如果它围绕太阳旋转的速度是30公里/秒,如果转的慢了,也会掉到太阳上去。地球上空的人造卫星也是这个道理。人造卫星围绕地球旋转不掉下来,速度至少要达到7.9公里/秒。”

图示:太阳变成红巨星最终会吞噬水星

水星最后说:“虽然现在我围绕太阳飞快的旋转就不会被太阳吞噬掉,但是未来还是难逃被吞掉的厄运。再过大约50亿年,太阳就会变成一颗红巨星。这时候的太阳像吹起来的气球,会膨胀的非常大。太阳的表面会膨胀到地球的附近。这样我(水星)和金星都会被膨胀的太阳吞入腹中,那时候转的再快也无济于事了。”

这就是水星的命运,暂时和太阳相安无事,但迟早会被太阳吞掉!


兔斯基聊科学


从轨道的角度来看,水星离太阳仅有5790万公里,5790万公里是什么概念呢,大概就是地球到火星这么远,火星到地球最近的距离大概是5500万公里。

所以水星离太阳实际上非常近,据一些科学家分析认为,如果我们站在水星看太阳,太阳的大小大概是地球上的八倍。

既然水星离太阳这么近,为什么没有被太阳吞噬呢,答案是因为水星的公转速度很快,事实上从某个角度上来说,太阳系内的所有天体都要被太阳吞噬。

因为太阳的引力是指向太阳中心的,这个指向太阳中心的力,会将一定范围内所有的物体都拉向太阳的中心。

但包括八大行星在内的天体,都在不停的围绕太阳进行旋转,而旋转会产生离心现象,这种离心现象可以和向心力持平,于是天体和太阳中心的距离就不会发生变化。

所以只要天体仍然在运动当中,就不会被太阳的引力拉向太阳中心,自然也就不会被吞噬。

所以水星是否会被太阳吞噬,不在于它的体积有多大,而在于它的速度有多大,如果说今天的水星突然停止转动,它立刻就会被太阳吞噬。

因为水星的速度为零时,自然就不存在所谓的离心现象了,这个时候太阳的向心力会将水星拉向太阳表面,然后彻底吞噬掉.....


种植恒星


事实上,我们通过八大行星的公转速度,就可以看出一些端倪。

我们就从离太阳由近到远的行星来看看它们到底是怎样的运行。离太阳最近的是水星,水星的公转周期为87.70天,平均轨道速度为每秒47.89千米。第二为金星,它的公转周期为224.701天,平均轨道速度为每秒35.03千米。第三是我们的地球,公转周期为365天5时48分46秒,也就是一年,平均轨道速度为每秒30千米。


而后面的火星,木星,土星,天王星和海王星的公转周期分别为1.88年,11.86年,29.5年,84年和165年。平均轨道速度分别为每秒24.13千米。每秒13.06千米。每秒9.64千米。每秒6.81千米和最后的海王星每秒5.43千米。

由此我们可以看出,离太阳越近的行星公转速度越快。当一个物体围绕一个物体做圆周运动的时候,会产生一个向外的力,这种力产生的现象称为离心现象,速度越快,离心力(虚拟)越大。离太阳越近,表示太阳引力效果越强,想要对抗越来越强的引力,就必须使公转速度加快,以产生足够的离心力对抗引力,使二者平衡。所以水星虽然是离太阳最近的,但是它却是公转速度最快的。由此产生的离心力太阳引力也是没办法的喽~


说到这,大家不要以为行星是智慧生命,还懂得这些,会自己调节自己的速度。其实,这个是必然结果。

简单来说就是太阳引力对行星的吸引,造成行星会向太阳靠近,而行星由于距离远近的不同,所受引力的大小也不同,在靠近太阳时,重力加速度是不一样的。越离得近的加速度越大,所以速度也就越快。

这里面其实这么说其实很笼统,但知道为何离得越近速度越快就好啦!


壹点科谱


在我们的潜意识里,总觉得水星离太阳非常近,尤其是有些合成的图像看起来水星基本上就和太阳挨在一起!这是一种错误的误导。下面我们就看下水星和太阳的实际距离,水星现在为什么没被太阳吞噬,那么在未来呢?结局会是怎样?

水星轨道4600万公里,是太阳直径的30倍

水星每88天绕一个完整的轨道运行一周,白天的温度达到了令人窒息的400°C,或大约800°F。

由于水星的体积很小,平均半径只有2440 km,甚至比一些天然卫星(土卫六)还要小,这样的质量也没有足够的引力来保住自己的大气层,再加上炙热的高温、离太阳的距离,水星的整个大气层已经完全被太阳风剥离了。

与我们地区相比虽然水星的温度很热,环境恶劣,但是我们要记住水星离太阳仍然有4600万公里的距离。与太阳本身的直径相比,水星轨道的大小是太阳直径的30多倍。因此水星真的离太阳很远。

水星为什么没被太阳吞噬

相信你看了水星的实际距离,也能认识到不存在我们所担心的为何水星这么小,离太阳近为何没有被太阳吞噬,根据牛顿的万有引力定律,距离的变化、质量的变化只会影响到行星的轨道周期,而且行星轨道还十分稳定并不会直线撞向太阳。

因此就算水星的轨道半径缩了一半,无非就是公转速度加快而已,不会造成什么直接的后果。

但是我们都知道牛顿引力是广义相对论的近似值。在广义相对论下,不仅是水星,包括地球在内也不会永远在稳定不变的轨道上运行。

首先水星的轨道会发生进动,每个周期的轨道会出现误差,甚至在太阳系中每个行星的轨道都不是一个闭合的椭圆,都存在微小的误差,这是由于广义相对论下的轨道衰减,也就是引力辐射造成的。因此水星的轨道目前在缓慢的缩减,最终会螺旋撞向太阳。但这个过程还是非常非常缓慢。

在水星螺旋靠近太阳的同时,还会发生另外一件事!这对水星来说也是致命的。而且我们可以在宇宙中观察到这种惊人的现象。

离母恒星比较近的行星,会被高温蒸发掉

在宇宙中存在一些拥有行星的恒星系统,它们的行星离母恒星非常近,甚至是几倍的恒星直径。像这样离母恒星比较近的行星非常容易观察到,因为行星离母恒星越近,对母恒星造成的轨道摆动越严重,并且这些行星也非常频繁地从母星前面经过,会挡住一小部分光线。

水星现在的情况是,虽然它相对来说离太阳近,大气被太阳风剥离,但是,至少水星表面的岩石还是安全的。

如果一颗行星的轨道离母星不断地靠近,那么它的表面地岩石都可能不保,这听起来有点不可思议。

下面就是我们观察到地真实情况!当一颗行星在一颗恒星前面经过时我们应该看到什么?

我们应该看到,当行星穿过母星时,一小部分恒星的光应该被阻挡,而且会不断地增加,当行星穿过恒星中心时达到最大值,然后当行星再次远离恒星时恒星光以对称的方式变化。当这颗行星继续绕恒星运行时,这种模式会不断的重复。

但是科学家观测恒星KIC 12557548时,光线曲线是下图这样变化的:

这条曲线有些不对称。下降的速度和上升的速度比预期的都要慢得多。据我们所知,这只能意味着经过恒星的行星发生了一件事:这个星球有尾巴!

在我们的常识里,尾巴是彗星的,怎么可能是行星的,而且一颗连大气都没有的行星怎么可能有尾巴呢?

由于观察到的这颗行星公转周期只有15个小时,离母恒星非常近,表面的温度很容易接近2000°C(3600°F),在真空的太空中,这样的高温足以让一颗行星沸腾!换句话说,这颗行星的岩石正在以原子的形式被蒸发!

根据蒸发的速度,整个行星很可能在1亿年后消失。这似乎是一段很长的时间,但这个时间相对于我们太阳系来说只相当于2%!

因此许多研究得出的结论是,行星不是永恒的物体也会死亡,这可能是未来水星被完全蒸发的情况!

那么根据上文我们就能很容易得出水星在未来会发生什么?

  • 公转速度加快,但是会稳定的运行

  • 在引力辐射的作用下轨道会发生衰减
  • 螺旋靠近太阳
  • 在太阳的高温下,水星会被蒸发

就像我们观察到恒星KIC 12557548的这颗行星一样,一个原子一个原子慢慢的被母恒星蒸发掉。

这就是水星为什么现在不会被太阳吞噬,而在未来有可能被太阳蒸发掉。


量子科学论


相比起其他行星,水星确实较小,并且还是靠近太阳的行星,但这与水星会不会被太阳吞噬没有直接联系。不是天体小,与太阳的距离近,就会被太阳吞噬掉。

要知道,NASA在今年发射的帕克太阳探测器与太阳的最近距离将只有690万公里,这要比水星和太阳的距离(平均5800万公里)近多了。而且帕克太阳探测器的质量只有几百公斤,这也比水星轻多了。尽管如此,帕克太阳探测器也不会掉进太阳中。

太阳的质量很大,它那强大的引力会把太阳系内的所有天体都吸引过去。但与此同时,天体以相应的速度绕着太阳快速运动,这样就能避免掉进太阳中。水星以每秒47.4公里的平均速度绕着太阳运动,太阳的引力就不会把水拉过去。天体距离太阳越近,所需的轨道速度也会越快,这样才能避免掉进太阳里。

帕克太阳探测器那么靠近太阳而不会被吞噬,正是因为它也以相应的速度绕行太阳,它在近日点的速度将高达69万公里/小时,即192公里/秒。同样的道理,人造卫星不会掉到地球上,也是因为它们以合适的速度绕着地球旋转。

另外,根据牛顿的万有引力定律和圆周运动规律可知,如果把水星换成其他行星,只要它们的轨道速度还是47.4公里/秒,它们就能在原先水星轨道上绕着太阳运动,这与行星本身的质量大小无关(只要质量远小于太阳)。


火星一号


理论上分析,只要速度足够快,就不会被太阳吞噬。水星距离太阳约为5800万千米,相对于地球的1.5亿千米确实很近,但水星公转速度足够快,约为48公里/秒,而地球公转速度为30公里/秒!正是拥有非常快的公转速度,让水星不会掉进太阳里,被太阳吞噬!

同时,也正因为水星相对很小,就更不容易被太阳吞噬,如果水星质量更大,意味着太阳对水星的引力会更大,这时候就需要更大的公转速度产生更大的离心力对抗太阳的万有引力!

所以,在太阳系内,八大行星距离太阳越近,运行速度就相对越慢,距离太阳越近运行速度就越快!

太阳的逃逸速度约为620公里/秒,意味着以这个速度飞行就可以逃离太阳的引力,成为围绕太阳系运行的天体,类似围绕地球运行的卫星!

因此也可以看出,天体的大小并不是最主要的,在宇宙里速度极为关键,通过天体的运行速度,科学家们也能够发展一些宇宙中暗藏的规律和未知事物,比如暗物质的发现就是通过观察星系边缘天体的异常运动速度才知道的!


宇宙探索


答:行星是否会被太阳吞噬或者逃离太阳引力,完全取决于行星的运行轨道,而行星轨道是行星速度决定的,在物理定律的精确描述下,水星达不到被太阳吞噬的条件。


水星直径4878公里,公转轨道半径4600~7000万公里,太阳直径140万公里,如果按照各天体间的比例,画出水星绕太阳公转的图,会是下面的样子:

其中太阳大小只占了6个像素,水星远远不到一个像素,可以看到,水星和太阳之间,还是隔着相对较远的距离,并没有贴着太阳运行。


水星公转线速度为47.87km/s,根据万有引力势能公式,可以计算出在水星轨道的远日点,太阳的逃逸速度为:

mv^2/2=GMm/r;

v=√(2GM/r)=61.8km/s;

也就是说,在水星远日点处,要达到61.8km/s的速度才能彻底逃脱太阳引力,水星还达不到逃逸条件,所以只能被太阳的引力吸引。


但是水星公转速度也是非常快的,当水星接近近日点时,会被太阳引力加速,然后又会逐渐远离太阳;于是水星动能和太阳引力处于制衡当中,使得水星只能绕着太阳运行,既不能逃脱太阳引力,也不会坠入太阳。

如上图,是水星凌日时的照片,由于地球视角的原因,照片中看起来水星距离太阳很近,就如一粒芝麻距离西瓜只有几厘米一样;实际上这是视角错觉,水星与太阳的实际距离,是水星和太阳距离的50倍。


而且水星自转和公转形成了轨道共振效应,使得水星每公转两圈,就会自转三圈;而且还存在水星进动效应,导致水星每公转一圈后,轨道近日点都会向前移动一点,这需要广义相对论才能得到完美解释。


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艾伯史密斯


水星的体积是6.083×10¹⁰㎞³, 月球的体积是2.199×10¹⁰ ㎞³,大概是3个月球那么大。

首先,水星离太阳近吗?八大行星离水星是离太阳最近的,每87.968个地球日绕行太阳一周。也因为近,水星表面平均温度约452K,变化范围从90-700K,是温差最大的行星。白天太阳光直射处温度高达427℃,夜晚太阳照不到时,温度降低到-173℃

但是这近也是相对而言的,水星距离太阳5790万千米,作为参考,火星最近的时候距离地球约为5500万公里,好奇号火星车于2011年11月发射,2012年8月成功登陆火星表面,共花费近10个月时间才能到达火星。

所以你还会觉得水星离太阳近吗?

我们要知道,美国发射的帕克探测器的目标是抵达距离太阳表面大约610万公里的位置,虽然太阳有很大的吸力,但是探测器的速度避免了被吸引进。

水星也是同理,水星的平均轨道速度:47.89千米/每秒,从而避免了被太阳吸进去。


胖福的小木屋


实际上,水星身为类地行星,为何差点被降级呢!当水星探测器发射后,科学家发现水星的结构非常类似于地球的地核。通过对它的地表地质侦测后,发现水星的地壳是一颗高密度的铁核星球。那么只有一个可能,那就是水星以前曾经受到过某种撞击,或者受到某种吞噬的力量,将它的地壳给摧毁掉了。

虽然今天的技术依然没有模拟出远古时代的水星,但是我们不难看出。水星在太阳系所占据的重要位置。那么水星距离太阳最近,并且那么小为何没有被吞噬呢。首先水星的自转和公转都是非常快的,尤其是公转,一周约为87个地球日的时间。之所以这么快,是因为首先它距离太阳近,承受的引力也最大。

虽然水星因为太阳的关系,它的速度非常快。但是这远远没有达到被太阳吞噬的距离。就和黑洞吞噬恒星是一个道理。如果你将一颗直径为1CM的黑洞放在中心,然后再它100万公里外放置一颗小天体的话,你会发现这个天体只会围绕着它公转,却不会被吞噬。

这个道理是相同的, 水星围绕着太阳公转的同时,它的自身速度造就了它稳定的轨道,它的近日点和远日点相差不大,因此它基本是没有机会进入太阳的洛希极限,所以它才不会被太阳吞噬掉。试想,如果水星的轨道被改变的话,那么它的公转周期以及速度都会发生变化,这样它就有可能闯入太阳的领域,然后被吞噬掉。

实际上,目前来看,水星消失的地壳之谜就有两种说法,第一种就是撞击,撞击已经被证实了,那就是45亿年前的忒伊亚撞击地球。第二种就是太阳的关系,不过目前的技术还无法还原45亿年前的太阳系,或许这个问题会在未来得到解决!

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对于任何一个初次接触天文学的人来说水星都是最“名不副实”的天体


因为一般人的直觉就是水星肯定有水,但实际上它是距离太阳最近的行星,向阳的一面温度最高可达427℃,背阴面则降至-173℃,可谓是太阳系内环境最恶劣的星球之一。

相比地球和太阳之间一个天文单位的距离,水星距离太阳仅仅只有0.38个天文单位(5700万公里),这意味着在水星上看到的太阳要比在地球上看到的太阳大8.31倍,视觉效果是极其震撼的。


然而看到这里有些人肯定就有疑问了,因为太阳占了太阳系总质量的99.86%,水星不但距离太阳仅0.38个天文单位,而且还是太阳系最小的行星,那么为什么它没有被太阳的引力拉扯进而坠落到太阳内呢?

这个问题的答案在古典物理时代就被找到了

在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中,天体的引力强度是和距离的平方呈反比,而小质量天体想要不被大质量天体“吸入囊中”的话就只能保持高速公转状态,唯有如此产生足够强的“离心力”来对抗太阳引力。


水星作为距离太阳最近的行星其公转速度达到了47.4km/s,正是如此高的速度才产生了足够的“离心力”从而得以不坠入太阳中。

2018年8月12日发射的“帕克”太阳探测器的第一个近日点只有2400万公里,此后它将在7年内7次环绕太阳并将近地点距离缩短到616万公里,届时的它为了抵抗太阳引力也会将速度提升到192km/s从而获得足够的“离心力”保证自己不坠入太阳。


从物理学角度来看任何物体只要速度够快就可以“无视”除黑洞以外所有天体的引力,而这种“无视”只和物体运动速度有关,和质量以及体积没有任何关系。

所以说水星之所以体积质量双小但却没坠入太阳的原因就是,它的公转速度足够快


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