自然与人-12.3   对太阳系里各行星的寿命长短做些比较

李开乐

    摘要：当天体的能量被耗尽之后，就会被撞回核球而灭亡。看各个行星还能运行多久，主要是看它们势能的大小。公转轨道半径大和质量大的天体，一般都寿命较长。

    人类的寿命长短都基本一致，属同一个量级，知道了年龄也就大致知道了还能活多久。天体就不一样了，同一星系的同一档级子天体，寿命长短的差异是非常大的。知道了天体的年龄只知道其诞生的早晚，要了解其未来还能存在多久，就还必须看其寿命情况。我们说过，当天体的能量被耗尽之后，就会被撞回核球而灭亡。所以，看一个天体究竟寿命还有多长，根本的就是看它的能量还可以维持多久。一个天体的能量主要包含天体绕核球的公转动能、天体相对于核球的势能、天体的自转动能、天体自身的热能等。由此可知，要比较一下各行星寿命的长短，实际上主要还是比较一下它们上述的各项能量谁最不容易被耗尽。

    很清楚，想将一颗人造地球卫星发射上高空将需要很大的能量，但假如只将这颗卫星加热升温就不需要太多能量，只令其自转动起来就需要更少能量。由此不难看出，在天体的几项主要能量中，天体相对于核球的势能（由公转半径所决定）应该是第一大量。公转动能或者应该排第二，但是，

公式表明，天体的公转动能仅与公转的线速度V有关（对某个固定天体而言m是恒量）， 而从表11.6-1或参考一下10.1-4式（ ＝GM/R，G为引力恒量；M为核球质量，都是恒量），又显见V与R关系非常密切，因此可以说公转动能也是由公转半径所决定的，与势能密切联系在一起，相互转换，是一个整体的两种表现，实际上可视为一个量。因此，以地球为例看来，在这些能量中，热能可能最容易流失，第二是自转动能，它通过转化为热能而缓慢降低自转速度。最后是势能（含公转动能，下同），这个最主要的能量是最不容易被消耗的能量。

    分析至此可以这样说，在太阳系中，各个行星除开已经有的年龄之外，衡量各自还能运行多久，主要是看它们势能的大小。因势能为mgh，所以主要是看它们的质量大小和公转轨道半径的长短。一般地说，质量大且公转半径长的，其能量就可以维持得更久一些。显然，天王星和海王星离太阳远，应该还有较长的寿命；木星和土星质量大，也会有较长寿命；水星和金星离太阳最近，质量又小，因此可能最容易被太阳吸回去。实际上，离太阳越近，公转的线速度就越大，因而它遭受到星际物质碰撞的机会也越多。尤其越靠近太阳时，太阳粒子的浓度就越来越大，因而行星能量的消耗速率也必然越来越大，这肯定就会灭亡得越来越快。

    由此我们可以一般地说，同一个星系中，公转轨道半径大和质量大的天体，一般都寿命较长。寿命较长的天体多数又是同一个核球较早诞生出来的子天体。