行星轨道为什么是椭圆形的

行星轨道为什么是椭圆形的
行星轨道为什么是椭圆形的

行星轨道为什么是椭圆形的
其实椭圆轨道类似于弹簧谐振运动,是动能和势能相互转化的结果.
当行星在远地点时,速度小,略低于第一宇宙速度,就被中心天体吸引过来.
随着距离中心天体越来越近,势能转化为动能,行星速度也越来越大,最终再度超过第一宇宙速度,旋转的离心力大于引力,于是行星距离中心天体越来越远,动能转化为势能,速度越来越小.直至略小于第一宇宙速度时（即到达远地点）,重新被吸引回落向中心天体运动.
就这样周而复始.
因为行星形成时初始力量几乎很难恰巧与轨道成切线,所以几乎所有行星轨道都是处于动能势能相互转化状态,现象上体现的就是轨道椭圆形

因为物质世界是不稳定的。
假设有一颗行星的运动轨迹是圆形的，那么当某一时刻它受到一个外力的作用，那么它以前的平衡就要被打破，它就不能在按照以前的轨道运动，就会偏离以前的圆形轨道运动，而当它偏离之后，它又要受到它的恒星的引力的作用，把它弄到他以前的位置上去运动，当它回到以前的位置时，由于惯性，它还要再往另一边偏离，这样它就一直 在这种偏离中运动，也就是椭圆运动了。...

全部展开

因为物质世界是不稳定的。
假设有一颗行星的运动轨迹是圆形的，那么当某一时刻它受到一个外力的作用，那么它以前的平衡就要被打破，它就不能在按照以前的轨道运动，就会偏离以前的圆形轨道运动，而当它偏离之后，它又要受到它的恒星的引力的作用，把它弄到他以前的位置上去运动，当它回到以前的位置时，由于惯性，它还要再往另一边偏离，这样它就一直 在这种偏离中运动，也就是椭圆运动了。

收起

哦，这个问题的来龙去脉比较长，容我慢慢给你解释！
早在十七世纪，科学家们就注意到了行星的椭圆性轨道问题。素有“天空立法者”盛誉的德国天文学家开普勒，于1609年发表了两条关于行星运动的定律，其中第一条定律说：每一行星都沿着椭圆轨道绕太阳运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。那么，行星的运动轨道为什么是椭圆形，而不是标准的圆形呢？这一问题在万有引力定律问世之前，曾困扰了许多科学家。1684年，...

全部展开

哦，这个问题的来龙去脉比较长，容我慢慢给你解释！
早在十七世纪，科学家们就注意到了行星的椭圆性轨道问题。素有“天空立法者”盛誉的德国天文学家开普勒，于1609年发表了两条关于行星运动的定律，其中第一条定律说：每一行星都沿着椭圆轨道绕太阳运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。那么，行星的运动轨道为什么是椭圆形，而不是标准的圆形呢？这一问题在万有引力定律问世之前，曾困扰了许多科学家。1684年，当时著名的科学家惠更斯、胡克和哈雷等人，虽然他们都认为天体间的引力作用存在着“与距离的平方成反比”的关系，但是，却难以解释行星的椭圆形轨道问题。据说，当哈雷登门拜访牛顿时，才知道这个问题牛顿早己在两年前解决了。
牛顿是如何解决这一问题的呢？根据物体的初始速度和位置，牛顿通过计算证明，在万有引力的作用下，物体的运动轨迹有三种：椭圆轨道、抛物线轨道和双曲线轨道。如果行星的初始速度很大或离太阳很远，就会形成抛物线轨道或双曲线轨道，它们都属于非闭合轨道。在抛物线与双曲线的轨道上，行星只能在太阳附近出现一次，以后就消失了。而太阳系诸行星之所以能够在椭圆形轨道上运行，就是因为行星最初离太阳不是很远，或者运动的初始速度不是特别大。
问题似乎顺理成章地解决了，然而一经分析就会发现，牛顿在解决行星椭圆形轨道问题时，运用的是太阳系起源的俘获说。行星椭圆形轨道的形成是有前提的，即在太阳系的演化过程中，行星必须是具有一定初始速度和位置的外来客体，这是俘获说的观点。而现代太阳系起源学说认为，行星是在原始星云盘中诞生的，星云盘在绕星云核的旋转过程中形成星云环，然后再由星云环演化为行星。行星和太阳是由同一原始星云演化而来，这样诞生的行星只能运行在标准的圆形轨道上。行星与太阳的同源性，使牛顿对行星椭圆形轨道的解释失去了理论前提。
如果说行星不是按牛顿的俘获说演化而来的，那么行星的椭圆形轨道又是如何形成的呢？答案是太阳旋转质量场的作用结果。
行星绕太阳公转，将受到来自太阳两种力的作用，其一是万有引力，力的方向垂直于行星的运动方向，它为行星的圆周运动提供了向心力。其二是太阳旋转质量场产生的涡旋力，力的方向与行星的运动方向相同，因而这种力将使行星圆周运动的线速度不断增大。
根据经典力学，做圆周运动的物体，在向心力不变的情况下，其轨道半径与线速度的平方成正比；所以当行星线速度增大时，其轨道半径将同时增大。因此，在太阳两种力的作用下，行星发生了非匀速圆周运动，由初始的圆形轨道进入了椭圆形运动轨道。行星的这一轨道演变，与银河系恒星的轨道演变过程完全相同。
唉，好辛苦！不知这样解释是否让楼主解惑？

收起

因为行星在被俘获时不是按圆形轨道运行的。