万有引力控制范围边界的确定
万有引力控制范围的边界在哪儿?这个问题可能很多人都想知道,但是又无法知道。其中的原因主要是人们认为在宇宙中万有引力无处不在,不知从何下手去找这万有引力控制范围的边界。其实这是人们没有把这问题搞清楚,因而没有办法确定而已。人们只要把问题想清楚了,万有引力控制范围的边界确定还是很简单的。
要怎样来说这个问题呢?我想还是从一个人造卫星的发射说起。为了简单起见,在这里只考虑地球和卫星的情况的,其它情况忽略。
从地球上发射一个质量很小的人造卫星,当轨道很低时,约二小时能绕地球一圈,在卫星轨道高度达到35800千米,并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时,卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同,相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空,称为地球静止轨道卫星。不同轨道半径上的卫星具有不同的线速度,且轨道越高,速度越小。也就是说在低轨道2小时绕地球一圈,中轨道需要24小时,在高轨道上卫星的速度更慢,需要更多时间才能绕地球一圈。
在这里我们假设把轨道距离提高,卫星速度就会变慢。当把轨道提高到卫星绕地球公转轨道的线速度与地球绕太阳轨道公转的线速度一样时,这时地球的万有引力就等于卫星的速度。
假设:当卫星的绕轨道线速度比地球绕轨道线速度快一毫米时,可能需几亿年才能绕地球一圈。当卫星速度等于地球的绕太阳轨道速度时,卫星就只能在轨道上画与地球轨道的平行线,这时卫星就不会再围绕地球转圈了,因为它们速度一样。当卫星慢于地球绕太阳轨道速度时,这时卫星就会逐渐脱离原有地球轨道,而被地球逐渐抛弃,成为流浪汉到处乱串,最后会被其它星球吃掉。
所以地球围绕太阳轨道公转运动的线速度,就是地球万有引力控制范围的边界。而太阳围绕某星系轨道公转运动的线速度,就是太阳的万有引力控制范围的边界。
卫星绕地球轨道公转的线速度,等于地球绕太阳轨道公转的线速度。这时卫星只能与地球作平行运动,而不能绕行地球公转的这个速度就是地球万有引力控制范围所能达到的最远距离与速度的极点,此极点就是地球万有引力控制范围的边界。
也就是说当卫星的速度小于此极点的速度时,地球的万有引力对此卫星就不能起作用了。卫星只有大于和等于此极点的速度,地球的万有引力才能对此卫星起作用。
在边界内卫星速度只有比此极点的速度快一点时,可能此卫星会用上亿年的时间才能绕地球一周。卫星在此轨道运行期间,由于宇宙中的各种原因,卫星轨道会逐渐降低。由前面的叙述知道,轨道降低要求卫星的速度会加快。轨道越高卫星的速度就越慢。由于各种原因,卫星轨道是会逐渐降低的。在轨道逐渐降低的过程中,由于卫星的速度又不能同时加快,所以它就不能在此轨道上长期保持运行,因而轨道距离又会进一步下降,循环往复下去卫星就会落地。
也就是说卫星绕地球公转的轨道无论有多高,经过长期的运行,卫星都会落下来。只是需要的时间长短不同而已。要想卫星不落地,只有在轨道运行中多多的俘获或联合其它的小天体使自己能成长壮大,使之达到一定的体积和质量。使球体能产生内热,只有卫星有内热,能产生一定的热膨胀力,才能使地球与卫星的引力与斥力,能在使它们保持平衡的某个轨道距离的点上,稳定运转而不会掉下来。就像月球与地球的关系一样,月球就不会掉下来。
由此可以得到结论:天上所有的小天体经过长时间运转都会毫不例外的下落,而被大的星球吸收。只有这样,较大的星球才能得到足够多的食物使其成长壮大,才有能力在此星系中与其它星球之间,在生存竞争中站在有利的地位而能活得更长久。
2014.4.3.于重庆沙坪坝 |