《大自然寻真》

第8章  对天体公转现象的分析-2

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8.2  天体为什么会一直绕着核球公转

    有了8.1的分析，天体为什么会公转的问题就比较好回答了。在此，首先必须确认天体是从自身旋转着的中心天体喷射而诞生出来的，接下去才能解释问题。假如作为中心天体的核球完全不自转，那么，尽管天体是从核球喷射出来的，它们也不一定能进行公转。因为如果核球不自转，它往外喷射出来的东西又垂直于球面直升太空的话（多数的大天体诞生情况会如此），到了外射速度减弱至0的时候（自然喷射出来的天体都不可能超出核球的引力范围），在万有引力的作用下，就必将会垂直于核球球面重新掉回核球，一般都不可能绕核球公转。为此，我们就必须先确信核球都是自转的。

    在此又是先以地球为例进行分析。由于认定了当初太阳是在不停自转的同时把地球抛出来的，所以，地球便具有了与太阳表面所有物质相同的，绕太阳转轴转动的切向线速度 。这个切向线速度正是地球绕太阳公转的速度种子，可以看成是这个太阳母亲的遗传因子。有了这个速度种子，气流从太阳体内沿着太阳半径直升上表面之后，携带了太阳表面物质（后来组成地球）就不会继续垂直向上，而是沿着螺旋轨迹逐渐远离太阳（参见6.2）。而且，跑远了之后的地球，才可能像8.1所述的那样，沿着椭圆形的轨道绕着太阳旋转，不会那么快被太阳重新吸回去，这才造成了地球那么长久的，自由自在的绕着太阳公转。地球是这样，其它天体也都是这样。

8.3  天体与人造卫星形成公转的机制差异

    “速度种子”对于天体形成公转非常重要。有人可能会反问说：假如在地球的南极或者北极发射人造卫星的话，那里肯定没有“速度种子”，难道人造卫星就不能绕地球旋转了吗？在此必须明白，人是万物之灵，有创造性，速度种子同样可以被创造。所以，自然形成的天体不能与人为的东西相比较。假如在地球的南极或者北极发射人造卫星，那里虽然没有“速度种子”，但只要发射卫星的火箭不是垂直向上，而是与地面有了一定的交角，则发射出去的卫星也一样能绕地球旋转。天然核球并无人类的智能，但因为喷射出大天体的冲击力，都是从自转的核球球心附近的热核反应区域，朝着赤道带附近的球面垂直冲出来的。所以，每次喷射出大子天体的气流，从里向外来到赤道附近的核球表面所携带喷走的表面物质，就天生有了公转的速度种子。天然的子天体由“速度种子”造就成了普遍都能公转，而在任何纬度地带发射的人造卫星，当然也都可以通过人类智能的操纵令其绕地球旋转。如果人造卫星是从两极正对着垂直于地面的上空发射出去，并且不再进行后续控制的话，相信这样子发射的人造卫星，是肯定要很快掉回地球而不会绕地球旋转的。正是由于天体靠着天然的“速度种子”才能公转，所以“速度种子”对于天体形成公转十分重要。

8.4  同一个星系的天体是否都在同一平面内公转

    在6.1已经简单解释了银河系的天体为什么是盘状分布的。在后面的第15、16章更详细地讲完星球自转力学原理之后，我们会更清楚地知道，不管是太阳还是银核等等，这些核球在喷射出自己的子天体时，主要的喷射窗口总是选在赤道带的附近。所以不仅是太阳系里的大子天体几乎都在同一平面内公转，而且银河系等星系的大子天体也几乎都在同一平面内公转。这里讲“几乎”，是除了银盘之外，银晕中（见图8.6-1）也分布着少量的大子天体。更高辈份的各级星系中，相信类似银晕区域中的大子天体会更密集些。所以，比较正确的说法可以是：整个宇宙中，同一星系内的天体多数在同一平面附近公转。

8.5  所有天体的公转方向都一致吗

    根据8.3所说的“速度种子”，可以进一步解释主要的天体公转方向都一致。但是，天体公转的方向也并不全部都完全一致。我们在这里还是先以太阳系为例具体说明问题。本来，太阳对待自己所诞生的行星，也与人类的母亲对待自己的子女一样都没有偏心，所有的大行星都会像地球一样从太阳母体那里公平地得到方向相同的切向速度种子 ，因此，不但大家都能围绕太阳公转，而且绕转的方向都与太阳自转的方向一致。可是，说公转方向一致，这仅指那些由同一个核球诞生出来的主要天体，少量的小天体，如行星中少量的卫星就有逆向绕转的情况，彗星则有更多是逆向绕转的。已知天王星和海王星的一些卫星就是逆向公转的，这又该如何解释呢？造成这些卫星围绕着核球逆转可能有如下的原因。其一，这些逆向公转的卫星可能是来自其它星系的天体，当它们刚进入新核球的引力范围时，正好具有了一种反向公转的切向速度种子，从而形成了围绕新核球逆向公转。天王星和海王星的公转轨道本来就是太阳系的外围轨道，它们个体又比较大，应该比较容易俘获到从外星系来的小天体。其二，天王星的自转轴几乎平行于公转轨道平面（后面将会讲明原因），这种特殊情况必然造成其卫星绕转方向也比较特殊，应该另行特别研究。总之，某些天体围绕核球逆向公转的现象，是天体运动中的一些特殊情况，应有一些特殊的原因。

8.6  彗星的特殊性及其成因

    彗星的公转方向和轨道形状都比较特殊，这又是怎么回事呢？太阳系中除了太阳、大行星、小行星、卫星之外，还有大量的彗星。彗星是太阳系中数量最多的天体，但质量很小，运动轨道的椭圆偏心率又很大。天体中的彗星确是一种特殊的角色，它们来去匆匆，来历也不都一样，因此也是值得我们认真去认识一下的。

    用核球喷射论来分析，太阳系里的绝大多数彗星也应该是来源于太阳的物质，关键是它们并不像行星那样，都从太阳赤道附近被喷射出来。由于自转离心效应，造成了在初诞生的太阳表面上，中高纬度地带比低纬度地带温度低得多，这种情况虽然使太阳的较高纬度地带不可能像赤道附近那样喷射出大的天体（行星），但也仍然可以喷射出很多质量小的物质团，这些小物质团也就是彗星了。彗星所分布的区域正如银河系银盘之外的银晕（如图8.6-1）。表面看来，图中所显示的，银晕中与银盘中同样大的点子很稀疏，但如果不考虑质量大小，论起实际数量来，银晕中那些模糊不清的小小天体，肯定会比银盘里能显示得出来的星体还多得多，它们之间的数量关系相信也类似于太阳系里彗星和行星之间的数量关系。

图8.6-1：银盘纵截面示意图（取之于朱志尧的《宇宙的秘密》一书）

图中，形如合在一起的两片“铜钹”的密集部分是银盘，银盘之外大点子稀疏的部分是银晕

   

    由于这些彗星未诞生之前很多位于太阳较高的纬度地带，所以它们所具有的绕太阳旋转的“速度种子”，便不可能像从赤道附近诞生出来的行星那样明显。从图8.1-1和图8.1-2的分析便可知道，由于彗星的公转速度种子小，它们受到太阳引力而朝着太阳方向旋转回来时的合速度 的方向就会特别向内偏离（见图8.6-2的 和 ），以至于造成了运动轨道的椭圆偏心率很大。由此，这些彗星回旋到达太阳附近时的线速度当然也就会很大。一般地说，速度种子越小会造成彗星轨道的椭圆偏心率越大，旋转速度也越快。然而，当速度种子太小或等于零时，被喷射出去的小天体又都会很快重新垂直掉回太阳去。这就是说，在太阳两极附近的区域内所垂直向上喷射出去的小天体，一般都很快重新掉回太阳母体。此外，在其余地带被喷射出去的小天体（彗星），喷射时其纬度越高，绕太阳旋转的椭圆轨道偏心率就越大。

    众彗星除了数量多、椭圆偏心率和速度特殊之外，轨道面也不可能像大行星那样整齐划一。彗星的“轨道不在一个平面里，彼此往往交叉成很大的角度”[13]，这个观测事实，正充分说明上述关于彗星生成的地域、方式的设想是合乎情理的。

图8.6-2：公转速度种子的大小不同所引起的影响差异分析图

    另外，少量的彗星也可能来源于太阳的兄弟星系，这些彗星在其它星系里的时候，也只能是一些公转轨道远离中心星体的彗星而已，行星或者近轨道彗星，都不可能脱离其本身中心天体的强大吸引力而跑到星系外边去。由于彗星的速度和椭圆轨道偏心率很大，质量又很小，当它运行到远离中心星体的轨道最远点附近时，有时候就很容易脱离自己原有的星系而跑进另一个相邻的星系，成了别人的养子。彗星并不像行星那样一致地自西向东绕太阳公转，而是“自西向东和自东向西旋转的都有”[13]，这一观测事实就是关于有些彗星来源于太阳系以外其它星系的推想的重要证据。当其它星系闯进来的彗星，从有利于逆转的角度进入轨道时，它就绕着太阳做逆向旋转。相比起来，我们从8.1的分析可知，来源于太阳本身的彗星，是在被太阳喷射出去，并且上升到达不能再继续上升的那些距离太阳不太远的远日点之后，从径向速度分量逐渐减弱为零时，重新开始向着太阳的方向，逐渐加速廻旋而来的，所以一般都不可能达到太大的飞行速度。然而，从外星系来的彗星，由于是从太阳的极远处进入了太阳系，进入时又已经具有了一定的初速度，然后再开始向着太阳的方向，长途跋涉廻旋加速而来，因此，这些外星系来客的运动轨道的椭圆偏心率，就会特别大，来到了太阳附近的飞行速度也特别快。当然，这些从外星系来的彗星，当它们再飞离太阳远去时，由于速度太大又会重新飞得太远，也可能又重新跑进其它星系而一去不复返了。那样的彗星，确实堪称星际之间真正的流浪者。