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World Infromation / Blog : No.10296 : 地球軌道
In Reply to: Education 天文地理学 posted by on December 09, 2012 at 21:06:47:
*除非太陽引力改變,才有可能讓地球偏離其現在公轉軌道,變成新的公轉軌道太陽引力改變是當太陽離開 主序星及演化白矮星過程中,會改變太陽系裡行星所在的公轉軌道太陽變成紅巨星時，其半徑可超過1天文單位，超出地球目前的軌道，是當前太陽半徑的260倍。然而，屆時作為漸近巨星分支恆星，太陽將會由於恆星風而失去當前質量的約30%，因而行星軌道將會外推。僅就此而言，地球也許會倖免被太陽吞噬。然而，新的研究認為地球還是會因為潮汐作用的影響而被太陽吞掉。即使地球能逃脫被太陽熔融的命運，地球上的水將被蒸發而大氣層也會散逸。實際上，即使太陽還是主序星時，它也會逐步變得更亮，表面溫度緩慢上升。太陽溫度的上升將在9億年後導致地球表面溫度升高，造成目前我們所知的生命無法生存。其後再過10億年，地球表面的水將完全消失。
*橢圓的軌道是地球對附近的天體引力的折中。僅有一個行星和一個恒星的系統是沒有任何意義的。早期的太陽系在形成過程中，原始的行星受到了小行星的撞擊和其他一系列擾動，才導致橢圓軌道的形成。這叫行星徙動理論。 首先：正圓軌道也是橢圓軌道的一種，只不過是特殊的橢圓軌道。 如果要地球完全按照正圓軌道運轉條件是十分苛刻的，首先就必須讓太陽的其他行星消失，接著離太陽比較近的恒星也必須消失，否則他們就會對地球產生影響導致地球運轉軌道的改變。 地球繞太陽公轉，在給定的能量的條件下，可能的軌道有無數條，圓軌道只是其中的一條而已。如果想要地球按正圓軌道運行，地球的能量，動量要滿足一定條件。就是任一時刻，地球的動能Ek和勢能Ep的關係滿足 Ek = -Ep/2。或者說當 Ek = -Ep/2時，地球運動方向垂直于日地連線。這個條件非常苛刻，即便是地球在正圓軌道上運行，一點微小的擾動都可以改變這種狀態，使得地球在新的橢圓軌道上運行
*行星繞恒星運動或衛星繞行星運動只有兩種情況：橢圓或雙曲線.
*地球自转一周的时间，约为23小时56分，这个时间称为恒星日；然而在地球上，我们感受到的一天是24小时，天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。地球自转产生了昼夜更替。昼夜更替使地球表面的温度适合人类生存。
地球自转的平均角速度为每小时转动15度。在赤道上，自转的线速度是每秒465米。研究表明，每经过一百年，地球自转速度减慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的，潮汐摩擦还使月球以每年3～4厘米的速度远离地球。地球自转速度除长期减慢外，还存在着时快时慢的不规则变化，引起这种变化的真正原因目前尚不清楚。
地球绕太阳的运动，叫做公转。从北极上空看是逆时针绕日公转。地球公转的路线叫做公转轨道。它是近正圆的椭圆轨道。太阳位于椭圆的两焦点之一。每年1月3日,地球运行到离太阳最近的位置,称为近日点7月4日,地球运行到距离太阳最远的位置,称为远日点。地球公转的方向也是自西向东，运动的轨道长度是9.4亿千米，公转一周所需的时间约365.25天。平均线速度每秒钟约为30千米。在近日点时公转速度较快，在远日点时较慢。地球自转的平面叫赤道平面，地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。两个面的交角称为黄赤交角，地轴垂直于赤道平面，赤道平面与黄道平面间的黄赤交角为23°26'，由此可见地球是倾斜着身子围绕太阳公转的。
*佛科擺
佛科擺是一種簡單的單擺，它是為了紀念法國物理學家尚#8231佛科而命名的，將重物掛在一條很長的細線上，讓它開始擺動，過一段時間會發現單擺擺動的方向變了，這是因為單擺是離開地面在擺動的，並不受地球的影響，而地球不停的在自轉 因此過了一段時間 單擺擺動的解度就會偏移。如果在地球的北極附近放一個單擺，單擺偏移的角度會很明顯，但是同樣的情況在赤道附近，單擺的擺動方向卻幾乎不會改變 。
*地球以太陽為中心，沿著一個橢圓形的軌道面作公轉的運行，這個面就叫做黃道面，而地球自轉的軸心與黃道面夾了一個23.5度的角度 。
*据澳大利亚《每日电讯报》2011年7月28日报道，加拿大科学家日前发现了首颗与地球共用运行轨道的小行星，它跑在地球前面绕着太阳“散步”。这颗小行星与地球围绕太阳旋转的周期相同，也是一年。
这颗小行星被命名为2010 TK7，直径只有300米，与地球分享相同的运行轨道。加拿大阿斯巴斯卡大学科学家马丁·康纳斯（Martin Connors）说，可以想象一下，地球和2010 TK7小行星就像一座钟里的两个时针，太阳位于中间，通常情况下，2010 TK7比地球走得快两格。
×小行星实际上就是围绕恒星旋转的巨大太空岩石，那些与行星分享轨道的小行星被称为“特洛伊小行星”。科学家此前已经发现，有数颗小行星与火星和海王星分享轨道，与木星分享轨道的小行星则多达5000颗，但这是首次发现地球的“同轨伙伴”。大多数科学家推测，可能还有其它小行星与地球共享轨道。
×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1／7000），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1.471×10^8～1.521×10^8千米之间，平均距离为1.496×10^8千米。地球轨道所在的平面，就是黄道面。