「轨道」为什么行星轨道是椭圆形而不是圆形的？
对于许多儿童来说 ， 一个受欢迎的科学项目包括制作太阳系的立体模型 ， 用彩绘的泡沫塑料球制作行星 ， 用金属丝制作轨道路径 。时至今日 ， 当大多数成年人想到太阳系时 ， 他们会想象出一组同心圆环 ， 最大的圆环上有最远的行星 ， 而太阳恰好位于中心 。
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虽然这有助于项目的整洁 ， 但它实际上并不正确 。太阳系行星(以及太空中绝大多数行星)的轨道实际上是椭圆形 ， 而不是圆形的 。可是 ， 由于轨道是基于重力 ， 惯性和质量的重复模式 ， 它们怎么可能不是一个完美的圆呢？
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四种可能的行星轨道轨道背后的基础科学是 ， 两个有质量的天体会相互产生引力 ， 从而影响它们在太空中的运动 。这是天体物理学的基本原理 。我们通常看到的轨道有一个大的天体和一个小得多的天体 ， 所以大的天体看起来相对静止 ， 而较小的天体绕轨道运行 。要了解轨道 ， 你还需要考虑两个天体带入系统的能量 ， 以及对轨道形状产生的影响 。以太阳为例 ， 当天体接近太阳时 ， 根据其能量和轨迹 ， 它将遵循四种可能的轨道路径之一：螺旋形 ， 双曲线形 ， 椭圆形或圆形.
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螺旋选项意味着天体将被太阳的引力以陡峭的角度吸入 ， 这可能是因为它的质量或能量非常低 。该天体将落入一个围绕太阳的紧密螺旋中 ， 甚至很难称其为轨道 ， 下降越来越低 ， 直至它撞击太阳表面 。
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双曲线选项发生在具有很大速度或距离太阳表面很远的天体上 。天体靠近 ， 其路径将向太阳弯曲 ， 但其速度和距离允许它继续越过太阳 ， 而不是被拉入重复的轨道 。在形成类似于U的双曲线轨道之后 ， 它将飞向太空 ， 并且永远不会返回 ， 与最后两个轨道选项不同 。圆形选项是大多数孩子想象的太阳系 ， 尽管一些靠近太阳的行星形成近乎完美的圆（地球仅偏离3度） ， 但真正的圆形轨道很难实现 。条件必须绝对完美 ， 即进入系统的能量创造一个绝对没有偏心的轨道 ， 这是可能的 ， 但非常罕见 。
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【「轨道」为什么行星轨道是椭圆形而不是圆形的？】椭圆轨道选项是太阳系中所有行星都遵循的轨道 ， 为什么这种类型比完美的圆更常见 ， 这是有道理的 。当天体太小或太慢而无法逃离太阳的引力时 ， 它会落入一个重复的椭圆轨道 ， 这在很大程度上取决于它进入系统时的原始能量和轨迹 。该轨道也会受到其他绕轨道运行的行星引力效应的影响 ， 同样使其不完美 ， 偏心 ， 并且高度依赖于其他因素 。
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物理学偏爱椭圆…想象一下：一颗行星以高速掠过太阳; 此时 ， 它只有自己在爆炸中首次形成时获得的速度 ，。当它在太阳附近经过时 ， 一个新的力 ， 即太阳的重力 ， 作用在行星上并开始把它拉向太阳的方向 。但随着它朝太阳下落 ， 一个新的部分被添加; 这就是由重力加速度引起的速度 。这部分速度 ， 加上行星的初速度 ， 使其避免落入太阳 ， 并形成椭圆轨道 。
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