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太阳系几乎所有的天体都在同一平面上,这是上帝的“杰作”,还是

我们的太阳系是平的,这可以归因于总角动量守恒定律,当粒子碰撞时,它们可能向任何方向运动,但这些运动往往遵循平面内总自旋一定是常数的这一规则,因此所有的上下运动最终都抵消了。

众所周知,地球、其他行星以及它们的卫星都在椭圆轨道上绕着太阳旋转。但是,你有没有仔细想过,为什么这些天体以这样的方式围绕太阳运动,并且使太阳系看起来像是躺在一个平面上,而不是朝各个方向延伸呢?

我们在课堂上都学到过一个常识,即大自然更喜欢球形,从零重力下的微小水滴到我们星球的形状,都证明了这一点。甚至我们宇宙中最大的天体——太阳,正如你猜到的,它也是一个球体!那么,为什么所有的行星、小行星、流星和卫星都会在一个平面即二维空间中无休止地旋转呢?

图解:土星—小行星

想象一下土星环,它们也是圆盘状的,甚至小行星带也是平面的。这在我们的太阳系中并不是一个例外,数十亿光年之外的其他星系也是以类似的方式存在。我们所处的星系——银河系是一组星云,恒星和岩石由于相互引力而在空间中呈扁平状悬浮。

太阳系的起源

太阳系的起源可以追溯到46亿年前,当时太阳系还是一种巨大的、没有形状的物质,可以称为“小云”,漂浮在太空中。

由于重力的作用,这个“小云”中的粒子开始逐渐靠近。当有多个粒子和强大的引力时,就会发生碰撞,这些碰撞以及随后粒子的运动轨迹是随机的,因此无法预测。虽然这些物体随机运动,但有一个量是不变的,即角动量。太阳系本身是一个孤立的系统,因为宇宙中其他物体的引力作用可以忽略不计,所以银河系也是一个孤立的系统。

在一个“孤立系统”中,总角动量必须守恒。

这个物理量在一个固定的轴上是恒定的,这个轴在二维空间中是一个点,而在三维空间中则是一条直线,星系则沿垂直于轴线的平面旋转。因此,当粒子碰撞时,它们虽然可以向任何方向运动,但由于遵循平面内总自旋必须恒定这一规则,所有的上下运动都抵消了。随着时间的推移,经过无数次的碰撞,这些粒子失去了除二维空间之外的一切自由运动,从而被禁锢在一个平面上。

这对我们来说是非常幸运的,因为行星和恒星需要所有的这些粒子聚集在一起才能诞生。不然的话,虽然最终仍是这个结果,却需要更多的时间来实现。此外,就宇宙事件和天文爱好者而言,由于在一个球形系统中行星之间线性对齐的概率很低,我们很难看见日食。

美中不足

我们的太阳系实际上并不是一个完美的平面,而仍在通往理想状态的道路上。冥王星实际上由于它的低重力和孤立轨道而处于一个尴尬的倾斜状态,其最倾斜位置上的小行星带也与主平面倾斜约20度。除了这一些例外,角动量的作用使我们太阳系的行星处于一个整齐的、可预测的平面上。

图解:太阳系

Credits:cigdem

科学家们在银河系中发现了许多比我们的太阳系更平的太阳系,与此同时,其他一些星系的理想平面和实际平面之间存在着巨大的差异。这种差异可能是因为他们相对年轻,或者有特别暴力的历史。

我们的祖先曾经认为地球是平的,但他们不知道,地球唯一平坦的地方是它在众多恒星中的较大位置。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Ask an Astronomer (Cornell University)--- Harsh Gupta - Jojo- sciabc

References:

Ask an Astronomer (Cornell University)

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