03.05 為什麼一個軌道上只有一顆行星?在地球軌道上還可以再塞進一顆行星嗎?

世間萬相歸於空寂


在一個恆星系統中,每一個行星都有屬於自己的軌道,而且這個軌道都是它獨有的,但是行星圍繞恆星運行的軌道都十分漫長,這條軌道上,是可以放置很多行星的,比如地球圍繞太陽運行的軌道就長達十多億公里,然而地球的直徑只有12700公里左右,這條軌道上可以放下10萬個地球,那為什麼只有地球一個行星在這條軌道上運行呢?即便多出一個,在地球運行位置的軌道另一邊運行都不行嗎?



這是不可以的!其實行星定義中的一條就是清理了自己軌道上的大型天體,當然圍繞行星運行的衛星除外,我們再看穀神星,雖然它的質量不夠大,但是它之所以是一顆矮行星,主要原因就是因為它沒有將自己軌道上的小行星完全清理掉,那麼在它運行的過程中,就仍然會不斷有小行星撞擊到它的表面上,我們可以認為它是一個正在形成中的準行星,但它無法是嚴格意義上的行星。


其實行星獨霸一條軌道是一個自然而然的過程,在同一條軌道上,本身就極難容納兩顆行星存在,我們在以地球為例,假如在地球軌道的另一面放置了一顆行星,而且前進的速度也與地球一樣,這樣設置的話在兩者運行的過程中是可以相安無事的,但是行星的運行的過程中會受到外部因素的干擾,比如小行星撞擊太陽風吹拂等等,這些都會改變行星的運行速度和狀態,導致行星運行的速度變快或者變慢,那麼只要它們的速度變得不一樣,經過一段時間的運行之後,兩者就會靠的很近,再加上彼此引力的作用,進而就會撞到一起了,所以同一條軌道上是不可以長時期存在兩顆行星的。


太陽系形成的早期,地球的軌道上可能也有很多天體,甚至也有行星這樣級別的天體,但是在各自運行的過程中,一定是會發生撞擊合併現象的,所以在地球的軌道上,質量最大的地球清理了所有的其他天體,最終只有它留存了下來。

其他的行星當然也和地球一樣,自己的軌道就是自己的地盤,只要闖入者質量不如自己大,一般都會被吃掉的。


科普大世界


答:對於行星圍繞恆星運行的情況,在同一軌道上,是幾乎不可能存在兩顆大行星的。


對於八大行星,在各自的軌道上運行,都只有唯一一顆大行星;其實在理論上,只要多顆行星所處軌道精確吻合,那麼多顆行星是可以存在於同一軌道上的。

但是在實際當中幾乎不可能,就算在一段時間內兩顆行星的軌道精確吻合,也會因為其他大行星的引力懾動影響,導致兩顆行星的軌道有所偏離。

這種偏離哪怕是一釐米,在數萬年乃至數億的時間裡,兩顆行星的軌道差異將會逐漸被放大,直到兩者相撞後,或者相互吸引聚合在一起,或者碰散後形成一個小行星帶。


拉格朗日點

不過還有一種情況,就是兩個天體中的一個質量相對較小,就可能形成軌道共振效應;比如在木星軌道上,就在太陽-木星拉格朗日L4和L5上,各自存在一個小行星群,其中最大的天體長度有370公里。

天文學上的拉格朗日點L4和L5,屬於自平衡點,質量遠小於太陽和行星的天體,在此處可以達到自平衡,並永遠運行下去;但是目前科學家還未發現地球-月球的拉格朗日點L4和L5上有小行星。


三體問題

如果第三顆天體的質量太大,那麼就很難與太陽和行星形成穩定系統,這在天文學上叫做三體問題,是沒有一般性解的,只有限制性解。

在理論上,三個天體可以達到穩定狀態,目前科學家已經發現了十幾個三體問題的穩定解;只不過需要的初始條件要求很高,實際當中不可能達到。


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艾伯史密斯


理論上,可以塞下N多顆,直到塞滿

現實下,只且只能有一顆

這是因為。。。

根據牛頓的三個定律,我們去計算推演天體的繞星運動的時候,我們會發現,軌道線速度是軌道高度與萬有引力的函數,

簡單地說就是,相同軌道上穩定運轉的天體,其線速度由天體與母星之間的萬有引力決定!

而我們知道,萬有引力是質量的函數,所以,兩顆天體之間的萬有引力,將由母星質量和天體質量共同決定,

相對於繞同一母星的不同天體,因為母星質量已確定,那麼,這個兩個天體質量不同,萬有引力就不同,兩個天體落入同一個軌道,其軌道線速度就不同!

因為質量不同,導致線速度不同,那麼如果線速度不同,相撞將是不可避免的!

在太陽系誕生之初,在那個混沌無序的狀態中,誕生兩個質量一模一樣的天體已一模一樣的速度和角度闖入太陽引力漩渦的概率有多大?……0


丟了自己259793923


為什麼一個軌道上只有一顆行星?在地球軌道上還可以再塞進一顆行星嗎?

行星的定義就將這個可能性給排除了,因為作為行星必須能清理軌道上的其他天體,也就是說形成之初它即已經清理乾淨軌道內的塵埃帶和小行星等天體了,這個結果讓軌道內無法生成第二個大型天體,比如下圖原始恆星盤:

圍繞著TW - Hydrae的原始恆星盤中擁有可能隱藏行星的光環裂縫。很明顯這個行星已經成型,它已經清理乾淨了自己軌道上的塵埃帶留出了一條清晰的軌跡!

還有這些也是未來的恆星系胚子

不過本問題並非討論是否能形成這樣的可能,而是能否放入一個行星,或許可以從拉格朗日點來稍作考慮:

從這個地日系的拉格朗日看,L3和L4以及L5都可以放一個,並且放入後又會增加2個拉格朗日點,看上去似乎可以放5個行星,並且相互制約,看起來能構成穩定的系統,但這些拉格朗日點上的行星構成了一個極為複雜的平面三體或者多體運動,這個似乎有些超出了當初的設想,軌道改變是肯定的,但如何動向答主無法驗證此理論,哪位讀者可以幫忙計算一下!

如果在其他位置上放置行星的話,即使當初與地球的公轉速度一致也會在後續的公轉過程中受到其他行星引力的擾動逐漸失去同步,那麼在45億年的歷史上,早已和地球相撞合併成一個天體,地球的形成歷史上是否有過這樣的慘烈經歷我們已經無從查證,但幾乎可以肯定的是一山不能容二虎的道理同樣適用於天體運行規則!


星辰大海路上的種花家


題主一門心思想在地球軌道之上再塞進一顆行星,那我們就來聊聊這個話題吧。

在我們這個宇宙中,一般來說一個軌道上都只有一顆行星。宇宙這種佈局在我們看來簡直是太浪費了,但沒辦法,事實就是這樣。國際天文聯合會在給行星的定義中也強調了這一點。那就是做為行星,它必須清除其軌道附近的物體,並且在自己的軌道上不能有比自己大的物體存在。


造成這種結果的原因和行星的形成有著密切的關係。我們知道,太陽系在形成之前是一團由氣體和塵埃組成的原始星雲。後來星雲中的物質在萬有引力作用下,慢慢集聚成無數大小不一的“單元體”。這些“單元體”伴隨著塵埃氣體繼續集聚,最終有99.86%的物質都被吸積到一起,從而形成我們今天所看到的太陽。

整個星雲在吸積的過程中,會向漩渦和氣旋那樣旋轉起來,由於在旋轉中產生的離心力與太陽的引力相抵消,那些不到1%的在太陽吸積過程中漏網的物質便永遠留在了還繞太陽的軌道上。這些物質在萬有引力的作用下都在各自的軌道上繼續吸積,從而形成一個個行星和衛星。

在太陽系形成之初,系內的秩序還是非常混亂的。那時的太陽系,天體碰撞事件頻發,因而就產生了眾多的天體碎塊。這些碎塊或是被甩出太陽系,或是被太陽所吸積,還有更多都留在了環日軌道之上(比如火星和木星之間的小行星帶)。

國際天文聯合會都已經給行星這樣定義了,行星面對自己軌道上的“雜亂物體”豈能容忍。它們年復一年像出租車“掃街”那樣把自己軌道上的物體都吸積過來,從而使自己在軌道上獨霸一方。

這種情況說起來很簡單,但實際情況卻有點複雜。比如在木星的軌道前後60度角的拉格朗日點(L4和L5)上共聚集了數千顆小行星。它們被人們稱為特洛伊群小行星。這些小行星在木星的軌道上前呼後擁,伴隨木星同步運行,好不拉風。
拉格朗日點示意圖

特洛伊群小行星



同樣的現象還出現在土星之上。這就是土衛十三和土衛十四。這兩顆衛星也是處在土衛三軌道前後60度角的拉格朗日點之上伴隨土衛三同步運行。

在土星的衛星中,最讓人不可思議的是土衛十和土衛十一。這兩顆衛星的大小分別是181千米和116千米,它們的軌道半徑僅僅相差50千米,因此可以說它們哥倆是在同一軌道上運行的衛星。



這兩顆衛星由於運行速度有所不同,它們每隔4年就會相遇一次。每逢它們相遇時,並不是我們想象中的慘烈的撞擊,而是換著軌道玩,來巧妙地相互避讓對方。這種有趣的現象不是魔術,而是萬有引力導演的結果。

當土衛十快要追上土衛十一的時候,它們之間的引力會加大。在它們的相互牽引下,後面的土衛十會加快速度向著高軌方向移動,而前面的土衛十一則會由於速度的減小而降軌。這樣一來,它們小哥倆就會很默契地避讓過去。避讓之後它們會再次通過引力來恢復各自原來的軌道。
卡西尼號拍攝的土衛十和土衛十一

哪天如果有不長眼的流浪行星撞入地球的軌道,可以想象,只有一種情況地球才會與闖入者相撞,那就是闖入者和地球質量相當,並且是逆向而行。如果這是一顆小行星,並且以極慢的速度來接近地球,那麼它就會在地球與太陽的拉格朗日點(L4或者L5)停頓下來,並且與地球保持相對靜止的狀態。在其它情況下,它們一般也是不會相撞的。這一點木星和土星已經給我們做了鮮活的演示。


探奇筆記


可以,而且可以塞進兩顆行星。

兩百多年前,法國數學家拉格朗日就推算出,在地球軌道附近,有五個點,可以允許其他天體存在,但是隻有兩個點能夠長期穩定存在。我們先仔細分析一下下面的五個點。首先,拉格朗日1點,該點的位置處於地球和太陽引力的平衡點,也就意味著該點的天體所受的太陽和地球引力完全抵消,會以勻速速直線運動的方式前進,顯然不能長期穩定存在,需要消耗少量燃料才行。拉格朗日2點,你可以把太陽和地球想象成一個整體,天體圍繞這個整體運轉。但是由於地球軌道是橢圓,不是正圓,同樣不能長期穩定存在,需要少量燃料維持。拉格朗日3點很簡單,不用解釋,同樣是因為地球軌道是橢圓,不能長期穩定存在。只有拉格朗日4和朗格朗日5點,同時受到太陽和地球引力,由於他們分別和太陽地球組成等邊三角形,所以引力的合力剛好指向太陽和地球的質心,因此可以長期穩定存在。

假如在這兩個位置塞進兩顆行星是沒有問題的。在月球軌道前後60°的位置各有一個氣體雲團,在木星軌道前後60°的位置分別有脫羅秧小行星群,588和617號小行星。足以說明拉格朗日4和朗格朗日5點允許其他天體穩定存在。



旅行到宇宙邊緣abc


對於為什麼一條軌道上只有一顆行星?在地球軌道上還可以再塞進一顆行星嗎之話題,我個人認為,星系中的一條軌道上只會有一顆行星的存在,在地球的軌道上是不可以再塞進一顆星的。為什麼會這樣說呢?因為,太陽系八大行星軌道的形成,是由太陽(恆星)巨大的磁場之磁力線圈,


並在太陽均勻自轉的連帶性圓周牽引力作用下而形成的物理現象。太陽磁場擁有多少條穩定的磁力線圈,太陽系就會有多少條穩定的行星運行軌道。目前,太陽系八條軌道中的八大行星天體的形成,都是太陽曆來(約50億年)在持續核聚變燃燒的過程中,源源不斷釋放出來巨大數量的塵粒流物質,並先後分布圍繞著各自的軌道上而運行,


實現塵粒流物質量的積累過程而形成現階段的體現結果。由於每條行星運行軌道都是圓周循環運動現象,都是同一牽引力作用,鑑於在同一軌道上運行的物質其質量會有大少的不同,在同一牽引力作用下其運行速度就會有快與慢之分,這樣,在同一圓周軌道上循環運行的物質,總有一天都是以大吃小的遊戲規則而融進到行星體之中,

實現階段性合併再合併,從而,實現在一條軌道上只會有一顆行星存在之必然現象。由此可見,在恆星系之中的一條軌道上只會有一顆行星的存在,在地球的軌道上是不可以再塞進另一顆行星的,就算是塞進,最終結果也會被地球無情地吞噬的。不知這樣的回答是否準確?!如讀者閱後覺得我說的有道理,希給個點贊並關注我,歡迎大家一起來討論或發表己見。宇明於東莞市。(注:原創作品,版權所有,抄襲必究。)


地外天使


這個問題不好回答,因為有坑。

首先是可以塞下倆地球的,比如這邊一個,對面一個,在同一個軌道高度。但是這時候的地球就不是行星了,行星的定義包括清除掉軌道上其他天體。(心疼冥王星一秒)

拋開這個坑不談,假如往地球與太陽的另一頭放一個地球會怎樣?開始的時候,這倆地球都會繞著太陽旋轉,週期一樣,幾乎還是365天沒變,可能變快一丟丟,但是不明顯。

隨著一年年過去,由於這倆地球受到其他天體引力不同,日積月累使得這倆地球的軌道有輕微的改變。軌道有輕微的改變,環繞週期就有輕微的改變。比如,一顆地球的環繞週期縮短了一秒。那麼,在24*60*60=86400年之後,這倆地球就會到達一個最近的點,也可能比這個時間短,比如8萬年就夠了。最終這倆地球會相撞,變成一個行星。

當然啦,有很多在同一個軌道的小天體還是很常見的。比如土星環,雖然土星環過很多年也會消失。



蛋科夫斯基


行星是圍繞恆星旋轉的星球,可以是氣態行星和岩石行星。它的質量要足夠大,且在它的軌道範圍之內必須清除大型天體。除了是圍繞其行星軌道的衛星。


我們知道太陽系中有八大行星,分別是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星。而冥王星被除名是因為科學家估錯了它的質量,其實冥王星的質量太小了,比月球還要小。所以不符合行星的標準,被列入了矮行星。

如果將地球的軌道再加入一顆行星的話肯定是不可以的。因為每個行星軌道只能存在一個行星,假如地球的軌道多了一個行星,那麼隨著時間的推移,兩個行星必定會運行到一個相近的區域,發生碰撞,然後碰撞的碎片聚集變成一個行星。


科學家發現在太陽剛誕生初期,地球的附近就有一個類似火星大小的天體,這顆行星名叫忒伊亞。忒伊亞與地球的運行軌道非常近,在某一天,因為引力的影響他們碰撞了,之後融合成了一個新的地球,碰撞的碎片飛散到太空聚集形成了衛星月球。

所以一個軌道上面不會出現兩個行星。終有一天他們會相撞變成一個行星。


宇宙探索未解之迷


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異想天開?“萬億行星調查”項目將搜尋仙女座中的外星“燈火”

對外星生命的一項雄心勃勃的新探索正在尋找先進文明的光信號。

這個“萬億行星調查”(Trillion Planet Survey)已經開始使用一系列望遠鏡來搜索附近的仙女座星系以及包括我們在內的其他星系。

研究人員希望能發現外星文明發出的“光信號”,並表示到目前為止我們可能一直在尋找錯誤的地方。

這個雄心勃勃的實驗幾乎完全由埃默裡大學(Emory University)的學生進行,使用了一套望遠鏡、一個“管道”軟件和一點博弈論。

“首先,我們假設有一個文明與我們類似,或高於我們,正試圖使用光束廣播他們的存在。”

“這也許就是目前地球上正在開發的‘定向能’陣列式。”首席研究員安德魯·斯圖爾特(Andrew Stewart)說,他是埃默裡大學的學生,也是盧賓小組的成員。

“其次,我們假設這種光束的透射波長是我們能夠探測到的。”

“最後,我們假設這個信標已經亮了足夠長的時間,我們可以探測到它。”

“如果這些要求得到滿足,並且外星智能的光束功率和直徑與地球文明等級一致,我們的系統就會檢測到這個信號。”

在過去的半個世紀裡,地球上主要的廣播都是以無線電、電視和雷達信號的形式進行的,而這些正是像搜尋地外文明研究所(SETI)這樣的項目所研究的。

然而,最近的進展意味著,我們現在可以通過光學信號進行搜索,從而大大提高探測距離。

斯圖爾特補充說:“我們絕不是建議放棄搜尋地外文明計劃的無線電搜尋而代之以光學角度。”

他說:“我們只是認為還應該探索光學波段。”

在2016年的一篇題為“尋找定向智能”(The Search for Directed Intelligence)的論文中,菲利普·盧賓(Philip Lubin),加州大學聖巴巴拉分校的實驗宇宙學家和物理學教授,概述了“雙盲”系統的基本偵測和博弈論,在這個系統中,我們和外星文明都不知道彼此,但都希望找到彼此。

這篇論文是基於加州大學聖芭芭拉分校盧賓研究小組開發的一種光子學的應用,這種光子學用於在太空中以相對論速度(即光速的相當一部分)推進小型宇宙飛船,以完成第一次星際任務。

這個正在進行的項目是由美國國家航空航天局的Starlight計劃和億萬富翁尤里·米爾納(Yuri Milner)的Breakthrough Starshot計劃資助的,這兩項計劃都使用了UCSB開發的技術。

2016年的論文表明,我們今天正在開發的技術將是宇宙中最亮的光,因此能夠被整個宇宙看到,並引發了對這個項目的討論。

美國加州大學聖巴巴拉分校盧賓小組的研究員亞歷克斯•波蘭斯基(Alex Polanski)說,“我們目前正在進行調查(仙女座),準備啟動所謂的‘管道’並投入使用。”

他解釋說,由望遠鏡拍攝的一組照片將被拼接在一起,形成一張單獨的圖像。每一張都包含1/30的仙女座。

然後,這張照片將與一幅更原始的圖像進行比較。在這幅圖像中,除了恆星系統本身發出的光信號外,沒有已知的瞬態信號——衛星或航天器發出的干擾信號。

調查照片的信號值應該與原始的“控制”照片相同,導致差為零。波蘭斯基解釋說,但是一個大於零的差值可能表示一個瞬態信號源。

這些瞬態信號將在斯圖爾特開發的軟件“管道”中進一步處理,以排除誤報。

根據研究人員的說法,其他難以預測的因素還包括天空狀況,這就是為什麼在運行數據時,有幾個望遠鏡監測仙女座星雲是很重要的。

研究人員問,“如果有其他文明不那麼羞於展示他們的存在、用更為直白的方式發出信號會怎樣?”

盧賓說:“目前,我們假設他們沒有使用引力波、中微子或其他我們很難探測到的東西。”

尋找任何地外天體觀測者,是對耐心和樂觀的一種鍛鍊。

van der Veen指出,仙女座距離地球250萬光年,所以現在探測到的任何信號都至少在250萬年前就已經發出了——這段時間足夠讓仙女座的文明在發出的光線到達我們這裡時已經滅絕。

van der Veen說:“這並不意味著我們不應該去觀察。”

“畢竟,我們尋找的是能告訴我們地球歷史的考古遺蹟和化石。發現古老的信號肯定會給我們提供宇宙中生命進化歷史的信息,這將是驚人的。”

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