我們太陽系的行星們絕不會像電影裡展現的那樣排列成一條完美的直線。如果你觀察一個行星的二維圖,行星它們的軌道在同一個紙面上,這可能導致你相信所有的行星終將會繞軌道轉到一條相同的直線上。事實上,行星不會在一個相同的平面完美繞行。與之相反的是,他們會在三維空間沿不同的軌道繞行旋轉。正因如此,他們將永遠不會完美地排成一條直線。
圖解:太陽系的行星和矮行星。圖中僅大小按比例繪製,距離不依比例。
這就像期待著一群在你的腦袋周圍飛來飛去的蒼蠅全部排成一隊。這將是不會發生的。在天文學家們用像“行星連珠”的詞時,他們並沒有字面上排隊的意思。他們僅僅想表明有一些行星在星空大致相同的區域內。這種型別的“連珠”幾乎不會發生在所有的行星上,但卻會在同一時間發生在兩個或三個行星上。
圖解:完美的“行星連珠”,這種出現在藝術描寫中的行星連珠永不會發生。公用影象,來源:Christopher S. Baird(克里斯托弗·S·貝爾德)
而且,“行星連珠”取決於你的視角。假如從地球的視角看有三個行星在星空的相同區域,從太陽的視角他們就不一定會在相同的區域。因此連珠是一個人為的視角,不是行星他們原本就有的一些特性。
圖解:太陽系的8顆行星(依降冪排列大小)依序是木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、和水星。
不論如何,行星軌道不會都完美地存在於一個相同平面內。他們都會傾斜一點點,所以行星在星空中不會剛好都一起傾斜成一條線。有時一個行星會在平面上方一點,有時會在下面一點……因此,讓人想不到的是,事實上在星空中同時有超過兩個互相接近的行星就相當稀奇了。
圖解:精確縮小太陽系天體大小和距離的太陽系模型。將太陽至海王星的距離縮小至一個足球場,太陽的直徑大約是Golf的三分之二,4顆類地行星的大小有如尖細的鉛筆尖點出的小點大小,4顆巨行星的大小有如BB彈。(在右下角的插圖顯示,典型的有關距離的描述如何嚴重的被扭曲了好幾個數量級。)
即使行星已經排成一條完美的直線,這對地球會產生微不足道的影響。虛構的和偽科學的作家們喜歡宣稱行星連珠將意味著所有行星的引力場將加在一起製造出某個影響地球上生命的巨大事件。實際上,行星對地球拉拽的引力是很微弱的,他們對地球上的生命沒有重大的影響。只有兩個太陽系中的天體有足夠的引力對地球產生顯著影響:月亮和太陽。太陽的引力如此強勁,因為太陽是相當巨大的。
圖解:將大小和距離以不同尺度顯示的太陽系模型。相對的距離未依比例呈現。
月球對地球的巨大引力是因為月亮離地球很近。太陽的引力是地球的每年軌道產生的原因。所以,和地球的傾斜結合起來,太陽的引力引發了四季變化。月球的引力首要負責的是每天的海洋潮汐。太陽和月亮近距離地排成隊會對地球產生影響,因為他們的有巨大的引力場。這種區域性的“排隊”現象發生在每一個滿月或新月,這會導致額外的強勁潮汐叫做“春潮”。“春”這個字在這裡是指每兩週海水似乎會以更強勁的潮撲躍向海岸的事實,並不是指“春潮”只發生在春季。
圖解:內行星。從左至右依序為地球、火星、金星和水星(大小合乎比例)。
讓我們列出這些表明背後的資料。利用牛頓的萬有引力定律和已知的太陽,月亮和其他行星的品質與地球的相距距離,我們可以計算一個居住在地球赤道表面上100公斤的人受到的來自每個天體的萬有引力。
天體萬有引力 單位N(牛頓)
地球 980
近日點 0.61
遠日點 0.57
近月點 0.0039
遠月點 0.0029
木星離地球最近時 0.000037
金星離地球最近時 0.000022
土星離地球最近時 0.0000026
火星離地球最近時 0.0000014
水星離地球最近時 0.00000037
天王星離地球最近時 0.00000088
海王星離地球最近時 0.00000037
所有太陽系行星近地點加起來0.000064
要注意的是因為行星沿著繞太陽的軌道不同的路徑有不同的速度,他們之間的距離也不斷地變化。因此,為了方便觀察行星連珠的影響可能是什麼,我計算了每個行星當它離地球最近時的萬有引力。正如這個表格所示,即使所有行星都在它們軌道上離地球最近的地方排成一排,所有行星在“結合後”產生的絕對最大的萬有引力作用在地球表面上一個100公斤的人力大小為0.000064牛頓。這個值比月球對地球萬有引力的平均值低53倍。
圖解:由上而下:海王星、天王星、土星和木星(蒙太奇的近似顏色和相對大小)。
而且,當月球在每個月正常軌道上靠近和遠離地球,月球對在地球表面上一個100公斤的人產生的萬有引力在0.0010牛頓間波動,這強於當所有行星“結合後”完美地排成一隊時產生引力的15倍。換句話說,每個月月球靠近和遠離地球產生的引力影響遠遠比任何“行星連珠”都強,無論怎樣人為干預。
如果“行星連珠”的引力為地球製造麻煩,那麼每月正常波動的月球引力造成的麻煩將會翻15倍,或者更為嚴重。顯而易見,當月球到達月球的近地點時地球每個月不會只是一個大地震,一個大災難,或者一連串的“罪行”。因此,由任意行星的連珠引起的作用在我們地球的萬有引力波動,比月亮的引力波動弱10倍到1000倍,這對地球沒有影響。
圖解:出現在1997年的海爾-波普彗星。
最近一次八大行星(天王星現在被認定為矮行星)排成一條直線將發生在2492年5月6日,
此外,在這一天,行星將不會位於一條直線。當然,他們將會在180度寬的同一塊星空中,就展示在下面這張圖上。
圖解:2492年5月6日的夜空模擬圖
在2492年5月6日,最近一次八大行星排成一條直線。這張圖展示出如果在2492年5月6日上午5點10分,你去到紐約市沿岸並看向正南方,你將會看到的是由軟體程式 模擬星空0.13.3計算出來的。正如你所看到的,行星們看上去並不是像一個坐在另一個上面,假如上述情況發生了,那麼他們將都落在一條來自地球上的直線(這將需要最大化他們對地球的淨引力)。因此,他們實際上不會坐落在星空中的一條線上。他們會在星空中的大致相同的區域內。 公用影象,來源:Christopher S. Baird (克里斯托弗·S·貝爾德)
除此之外,五顆行星木星,土星,火星,金星和水星將出現在2040年9月8日星空中一片大致相同的區域。在這樣的“行星連珠”期間不會對地球產生影響,他們能給那些知道去尋找什麼的星星凝視者們創造出有趣的夜晚。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. wtamu-四周