太阳不仅仅给予了我们光明，还给予了我们生命和取之不尽的能量，它一直都是正义和强大的象征。几乎所有的民族，都对太阳怀有无限的感激和敬仰，原始人甚至把它当做神来崇拜。它被科学家研究，它被艺术家歌颂，它被世间万物无时无刻需要着。太阳把它的能量以光速发出，惠及到整个太阳系，如果没有太阳，整个太阳系将进入无尽的黑暗与寒冷。
地球上的万物依赖阳光
太阳系概况
如果把太阳的直径缩小到和足球场长度一样大，那么地球的大小将会是放在足球场中一个直径1米的球。而质量差距更为巨大，要332500个地球才能够等于一个太阳的质量。因为它拥有了绝对的质量，所以它拥有了对其他星球控制的绝对权力。
太阳和地球大小的比较
距离的比较
冥王星和太阳的距离是地球和太阳距离的40倍，是水星和太阳距离的100倍。由于距离越远，它接受到太阳的光和热越少，导致冥王星受到的光和热是水星的万分之一，表面温度仅为零下229℃。如果人类上去居住，连个年都过不了，因为冥王星上过一年需要地球上的250年。
各大行星概况
质量和密度的比较
以我们地球的直径为标准单位，最大的木星是11，水星的直径才有0.37，质量才是地球的5.3%。已知各个星球的质量和体积，很容易算出它们各自的密度。密度最大的是水星，而密度最小的土星，这样的事实看上去很不符合给它们起的名字。
太阳系各行星的轨道
太阳系轨道图
仔细观察太阳系真实比例各个行星的轨道图，发现每个行星和太阳的距离都不相同，它们之间存在什么关系吗，这个问题在很长时间一直困扰着人们。直到18世纪，一个叫提丢斯的天文学家提出了一个定律，他认为行星至太阳的距离，依次可用一个很简单的级数表示。我们先写下一串以2为公比的数字
3，6，12，24，48，96
然后在这一串数字前面添加上一个0，然后再在每个数字上加4，得到
4，7，10，16，28，52，100
如果将地球和太阳之间的距离定义为10的话，那么行星到太阳的距离可以表达为：
- 水星：3.9
- 金星：7.2
- 地球：10
- 火星：15
- 小行星带：27
- 木星：52
- 土星：96
太阳的引力
太阳系内所有的星球都是围绕太阳运行的，而且越靠近太阳，运行的速度就越快。星球绕太阳运动而产生了离心力，这是一种驱使该星球想要远离太阳的力。而太阳又想把该星球拉近自己，这就是引力。当这两种力正好达到平衡时，这个星球就会永远在它的轨道上运行了。牛顿的万有引力告诉我们，引力的大小随着距离的平方而减小。也就是说，在两倍远时，引力减小到1/4，当在三倍远时，引力就只有1/9了。根据万有引力，我们可以轻易的计算出各个星球处所受的太阳引力大小。如果拿一个石块放在太阳系不同距离处，它第一秒内会向太阳移动的距离依次是
- 在水星距离上：19.6mm
- 在金星距离上：5.6mm
- 在地球距离上：3.0mm
- 在火星距离上：1.3mm
- 在木星距离上：0.11mm
- 在土星距离上：0.032mm
- 在天王星距离上：0.008mm
- 在海王星距离上：0.003mm
可见，随着距离的增大，太阳的引力作用也在不断减小。既然已经算出了移动的距离，那么就能轻易算出这个石块由于太阳引力，会经历多长时间坠入太阳。
- 水星：15天
- 金星：40天
- 地球：65天
- 火星：121天
- 木星：766天
- 土星：5年
- 天王星：15年
- 海王星：29年
开普勒定律
现在我们都知道地球的运行轨道并不是一个规整的圆，而是在一个椭圆上运行的。这就是由大名鼎鼎的开普勒定律告诉我们的，在这之前，人们一直认为地球轨道是一个规整的圆。该定律有三条定律：
1.行星围绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳在这个椭圆的一个焦点上。
2.连接太阳和行星的向径线所扫过的面积，和所花的时间成正比。
行星椭圆轨道
假如有一颗行星，在它的轨道上运行。取三段它运行的弧线分别命名为AB、CD、EF。行星在轨道的不同位置，运行速度是不一样的。与S的距离越近，速度就会越大，反之距离越远，速度就会越小。CD段就是以比较快的速度运行的，EF段则是以比较慢的速度运行的。我们的地球也是这样的，每年的1月2日地球离太阳最近，这时它的速度能达到30.27km/s，当它在7月2日运行到远日点的时候，速度就会变成29.28km/s了。虽然相同时间内，行星经过的距离是不同的，弧EF长度明显小于CD。但如果两条向径线之间所包含的面积相等，比如SC和SD所包含的面积和SE和SF所包含的面积相等，当运行速度变小时，向径线就会长一些。这些向径线所扫过的面积和所用的时间成正比，如果所用的时间是2，3，4倍长，那么扫过的面积也是2，3，4倍的大。
3.行星绕太阳运行的周期的平方和它们轨道长轴的立方成正比
这三个定律的发现使人们对太阳系的了解前进了一大步。牛顿也根据开普勒定律才发现了万有引力定律：物质相互吸引，其强度与质量成正比，并与距离的平方成反比。
万有引力公式
宽广的太阳系
现在我们已经大致了解了行星围绕太阳运动的规律，其实不仅仅是行星，环绕行星的卫星、人们认为飘忽不定的彗星，都遵循开普勒定律。大部分彗星的轨道都是极长的椭圆，哈雷彗星最远的距离能够达到日地距离的35倍，有些特别的彗星甚至能达到100倍的距离。太阳的引力范围不仅仅是几十亿公里，而是几十万亿千米，它会将引力不断的向外传播着，直到进入另外一个太阳的引力圈。
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