地球运行轨道
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地球运行轨道,地球是人类赖以生存的家园,但是人类相比于地球来说太过于渺小,因此我们对它的认知很有限,在地球上人们可以感觉地球表面相当平稳,但地球的轨道运动是一直持续的,下面具体看看地球运行轨道是什么样的。
地球运行轨道1
地球轨道(Earths orbit)是指地球围绕太阳运行的路径,大体呈偏心率很小的椭圆,其半长轴(a)1.496×108千米;半短轴(b)1.4958×108千米;半焦距(c)25×105千米;周长(l)9.4×108千米。地球椭圆轨道的偏心率(e)和扁率(f)分别为(1/60或0.016和1/298.25),太阳即位于该椭圆的一个焦点上。地球到太阳的距离变化在1.471×108~1.521×108千米之间,平均距离为1.496×108千米。
地球轨道所在的平面,就是黄道面。
地球受太阳的引潮力的作用,地球公转所具有的动能将会逐渐转化为潮汐能。从一个长远的期限来看,地球会逐渐远离太阳,不过这个速度会非常小。还有一个更小的因素,那就是宇宙的膨胀,但是在这个阶段,宇宙膨胀起的作用更加小,和上面那个已经很小的数字相比还是忽略不计。
这两个因素的作用都是长期作用,可能从这个短时间的范围来看,这两个因素所起的作用还没有一个微小的流星体(就是一颗流星啦)撞击地球所起的作用大。 不过,最多几十亿年地球轨道在这之中变化不会太大,但是会有的,而且会影响气候变化。
地球轨道形成原因
因为椭圆的轨道是地球对附近的天体引力的折中。仅有一个行星和一个恒星的系统是没有任何意义的。早期的太阳系在形成过程中,原始的行星受到了小行星的撞击和其他一系列扰动,才导致椭圆轨道的形成。这叫行星徙动理论。
首先:正圆轨道也是椭圆轨道的一种,只不过是特殊的椭圆轨道。
如果要地球完全按照正圆轨道运转条件是十分苛刻的,首先就必须让太阳的其他行星消失,接着离太阳比较近的恒星也必须消失,否则他们就会对地球产生影响导致地球运转轨道的改变。
地球绕太阳公转,在给定的能量的条件下,可能的轨道有无数条,圆轨道只是其中的一条而已。如果想要地球按正圆轨道运行,地球的能量,动量要满足一定条件。就是任一时刻,地球的动能Ek和势能Ep的关系满足 Ek = -Ep/2。或者说当 Ek = -Ep/2时,地球运动方向垂直于日地连线。这个条件非常苛刻,即便是地球在正圆轨道上运行,一点微小的扰动都可以改变这种状态,使得地球在新的椭圆轨道上运行。
西班牙《趣味》月刊2018曾刊登《对不上的碎片》一文,作者为米格尔·安赫尔·萨巴代尔。文章称,科学界有人对寻找暗物质或暗能量这些幽灵实体的行为提出批评,但如果不假设这些幽灵实体的存在,广义相对论就解释不通。或许应该修改甚至使用新的引力理论来替换爱因斯坦的广义相对论。
地球和太阳之间的距离在加大,原因不明
文章称,当天文学家确定天文单位(UA)的值时,发生了类似的事情。天文单位是长度单位,约等于地球跟太阳的平均距离,误差范围在1米到10米之间,因此我们可以用一个确切的12位数来确定它的数值(1UA=149,597,870,700米)。然而JPL研究员厄兰·迈尔斯·斯坦迪什在2004年指出,UA似乎随着时间在增长。
同一年,圣彼得堡应用天文学研究所的两位科学家查看了20万多份观察资料,发现看似稳定不变的UA每100年增加15米。2005年俄罗斯科学院科研人员叶连娜·皮季耶娃公布了一份更为详细的分析,内容包括从1913年到2003年的31.7万份记录,结果显示UA距离每一个世纪拉伸7米左右。
地球运行轨道2
在地球上,我们感觉地球表面相当平稳。然而,地球在宇宙中的运动非常快,甚至从某种意义上来说,已经超光速了,而且运动方式非常复杂。 那么,地球在宇宙中的运动方式是怎样的呢?地球的'运动速度到底有多快?
作为太阳的行星,地球绕着太阳公转,平均运动速度为每秒30公里,绕行一圈的时间为1年。从太阳系的角度来看,地球环绕太阳运动的轨迹为一个近似的圆形。但要放眼银河系,地球的运动就不是这么简单了。
虽然天上星辰的相对位置看起来固定不变,但如果从长时间角度来看,星辰的位置也会发生变化。这不仅是因为天上的星辰本身在运动,而且太阳在宇宙中的位置也不是固定的,太阳同样在运动,并且还带上包括地球在内的整个太阳系天体。
地球的公转运动是以太阳为引力中心,而太阳的运动则是以银河系中心为引力中心。银河系中分布着数以千亿计的恒星,还有大量的星云,它们的共同质心位于银心,这就是整个银河系的引力中心。银河系的引力中心并不是某个天体,位于银心的超大质量黑洞也不是,这个中心是所有天体共同引力作用的结果。
在银心引力的作用下,太阳在距离银心2.6万光年的地方,以大约每秒230公里的速度绕着银心运动。绕行一圈的时间约为2.3亿年,这被称为1银河年。由于太阳会带着地球一同在星际空间中运动,从银河系的角度来看,地球的运行轨迹并非闭合的圆形,而是螺旋形的。
当地球绕太阳运动一圈时,它并没有回到原来的空间,而是与一年前的位置相距69.4亿公里,相当于日地距离的46.4倍,或者6.4光时。
地球的公转轨道是一条平滑的椭圆形,但太阳的公转轨道并不是这样。因为黄道面和银道面的夹角为60度,银盘是有厚度的,所以太阳在绕银心运动的过程中,并不是在银道面中运动,而是会上下穿过银道面,轨迹呈现为波浪形。因此,地球在银河系中的运行轨迹其实还要更加复杂。
同样地,银河系本身也是运动,它带着太阳系以及其他恒星系统在浩瀚的星系际空间中运动。银河系前进方向上的一个最近目标是位于254万光年外的仙女座星系,银河系正以每秒110公里的速度螺旋式靠近它,38亿年后将会撞上仙女座星系。在更大宇宙尺度上,银河系还有其他运动方式。
根据宇宙微波辐射谱图,狮子座方向上的温度比平均值高了0.0035 K,与之相对的宝瓶座方向上的温度则比平均值低了0.0035 K。这样的温度波动是由地球在星系际空间中高速运动造成的。在地球前进方向上,来自宇宙最深处的光子会发生蓝移,导致温度偏高,相反方向上则温度偏低。
因此,地球正朝着狮子座方向高速运动,速度约为每秒371公里。当然,这个运动是由银河系运动造成的。扣除掉地球在银河系中的运动速度,可以算出银河系在星系际空间中的运动速度高达630公里/秒。这种运动被认为是由2亿光年外的巨引源引起的,那里存在异常强大的引力,把银河系快速吸引过去。
放眼整个宇宙,银河系还以更高的速度在运动。由于宇宙空间结构在快速膨胀,这不受相对论限制,使得银河系与其他星系之间的距离变得越来越远,距离越远的星系远离速度越快,快到可以超过光速。
根据哈勃常数估算,对于距离银河系超过140亿光年的遥远星系来说,由于空间膨胀,银河系远离它们的速度已经超过了光速。也就是说,地球其实以超光速在远离遥远的星系。
地球运行轨道3
地球的运动方式主要有自转与公转。
1、自转
地球存在绕自转轴自西向东的自转,平均角速度为每小时转动15度。在地球赤道上,自转的线速度是每秒465米。天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。人们最早利用地球自转作为计量时间的基准。自20世纪以来由于天文观测技术的发展,人们发现地球自转是不均的。1967年国际上开始建立比地球自转更为精确和稳定的原子时。
由于原子时的建立和采用,地球自转中的各种变化相继被发现。天文学家已经知道地球自转速度存在长期减慢、不规则变化和周期性变化。
地球自转的周期性变化主要包括周年周期的变化,月周期、半月周期变化以及近周日和半周日周期的变化。周年周期变化,也称为季节性变化,是20世纪30年代发现的,它表现为春天地球自转变慢,秋天地球自转加快,其中还带有半年周期的变化。周年变化的振幅为20~25毫秒,主要由风的季节性变化引起。半年变化的振幅为8~9毫秒,主要由太阳潮汐作用引起的。此外,月周期和半月周期变化的振幅约为±1毫秒,是由月亮潮汐力引起的。地球自转具有周日和半周日变化是在最近的十年中才被发现并得到证实的,振幅只有约0.1毫秒,主要是由月亮的周日、半周日潮汐作用引起的。
2、公转
地球公转的轨道是椭圆的,公转轨道半长径为149597870公里,轨道的偏心率为0.0167,公转的平均轨道速度为每秒29.79公里;公转的轨道面(黄道面)与地球赤道面的交角为23°27,称为黄赤交角。地球自转产生了地球上的昼夜变化,地球公转及黄赤交角的存在造成了四季的交替。
从地球上看,太阳沿黄道逆时针运动,黄道和赤道在天球上存在相距180°的两个交点,其中太阳沿黄道从天赤道以南向北通过天赤道的那一点,称为春分点,与春分点相隔180°的另一点,称为秋分点,太阳分别在每年的春分(3月21日前后)和秋分(9月23日前后)通过春分点和秋分点。
对居住的北半球的人来说,当太阳分别经过春分点和秋分点时,就意味着已是春季或是秋季时节。太阳通过春分点到达最北的那一点称为夏至点,与之相差180°的另一点称为冬至点,太阳分别于每年的6月22日前后和12月22日前后通过夏至点和冬至点。同样,对居住在北半球的人,当太阳在夏至点和冬至点附近,从天文学意义上,已进入夏季和冬季时节。上述情况,对于居住在南半球的人,则正好相反。
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