宇宙中的天體為何會做「圓周運動」?它們的作用力又是哪裡來的?

2020-12-06 宇宙科學知識百科

宇宙中的天體為何會做「圓周運動」?它們的作用力又是哪裡來的?

在宇宙當中有大大小小無數個星系,幾乎每個星系當中都會存在行星圍繞著恆星,衛星圍繞著行星的運動。就比如說我們生存的地球,就基本上在圍繞著太陽做「圓周運動」,同時地球的衛星月球,也在圍繞著地球做圓周運動——當然這些星體運行的軌道並不是完美的圓,而通常是橢圓。但是這些橢圓的離心率通常都非常小,和圓形差不多,姑且不論「克卜勒定律」,只當做這些天體在做勻速圓周運動。那麼宇宙當中的這些天體,為何會做「圓周運動」呢?今天小編就帶大家分析一下這些天體受到的「力」,探究一下它們運動的原因。

首先根據物理學上的定律,物體要做勻速圓周運動,一定是有一個初速度,然後再加一個和初速度時刻垂直的向心力,就能夠保持勻速圓周運動的狀態了。而物體能夠擁有初速度,也一定是因為受到了「力」的作用。那麼這個給星球初速度的「力」,和讓星球保持圓周運動的「向心力」,兩個作用力分別都是哪裡來的呢?

首先是星體初速度的「力」。我們都知道,目前科學家們普遍認為的一個觀點,就是我們的宇宙產生於一場138億年前的大爆炸,也就是所謂的「大爆炸假說」。當宇宙從一個奇點爆發,形成了時間空間後,物質也向各個方向噴濺出去,這就可以看作是給予了物質初始的一個「力」。而在宇宙當中基本上是真空的狀態,所以物質在彼此引力的作用下吸引,形成星球,就基本保持著勻速的直線運動。

那麼這些勻速直線運動的星球,在接近一些大質量的恆星的時候,往往會被恆星巨大的引力「捕獲」,而這個引力,就為這些星球提供了「向心力」,讓星球成為這顆捕獲自己的恆星的行星,圍繞著它旋轉。同樣地,行星捕獲衛星,基本上也都是這樣的原因。包括很多的雙星系統,三星系統,也都是這樣的原因產生的。

當然宇宙當中的星體不可能只受這兩種力這麼簡單,小編這裡只是簡化了星球的受力分析,就像前面小編忽略了「克卜勒定律」,把星球的運動軌道看做圓形是一樣的。就比如說地球同樣也會受到月球的引力,從而產生潮汐現象;包括地球也會受到木星的引力,而且木星為地球充當「保護傘」,吸引了許多小行星和隕石的撞擊……所以我們的宇宙還是非常的神奇的,仍然存在許多的奧秘等待我們發現。

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