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地球的质量在变,为什么地球不会远离或靠近太阳?

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online_member 发表于 2023-2-26 09:02:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
地球的质量肯定是因为各种原因有变化的.  假设地球质量增加了(陨石,宇宙尘埃), 那么引力增加,匀速圆周运动就会被打破, 地球会靠近太阳,然后引力会更大,更进一步靠近加速直到撞上太阳. 为什么这种现象没有发生呢?
online_member 发表于 2023-2-26 09:02:45 | 显示全部楼层
一是地球的质量变化太小;
二是地球远离或靠近太阳的变化因素多于地球的质量在变的一个因素;
三是后者确实一直在变,效果要数亿年才能看出来,人类有史以来根本敏感不出来!
online_member 发表于 2023-2-26 09:03:36 | 显示全部楼层
1会发生。
2你如何做到改变质量改变的如此之大?
3地球轨迹是变得,不管是天还是年都有变化
online_member 发表于 2023-2-26 09:04:16 | 显示全部楼层
地球跟太阳的距离由地球的公转速度决定,跟地球的质量大小无关。
online_member 发表于 2023-2-26 09:04:55 | 显示全部楼层
先问是不是,再问为什么,可能的话要找到影响问题的主要因素。
目前,地球绕太阳运转的平均轨道半径在缓慢增大;2019 年,Ethan Siegel 对每年增大的平均轨道半径给出约 15 毫米的估计。这是当前地球平均公转轨道半径的约十万亿分之一。
当前地球绕太阳运动的轨道接近椭圆,近日点轨道半径约 1.471 亿千米,远日点轨道半径约 1.521 亿千米,相差约 500 万千米。地球相对太阳做的并不是匀速圆周运动。
目前,地球公转轨道的长期变动趋势的主要影响因素是太阳的质量流失

  • 太阳在以聚变放出光与中微子、以太阳风等形式放出部分物质,太阳质量在徐徐减少。坠入太阳的小天体、尘埃等不足以抵消太阳质量的流失。
  • 估计近年来太阳每秒流失约 427 万到 470 万吨质量——每年约 135 万亿到 148 万亿吨,这是太阳当前质量的约 746 万亿分之一。
  • 过去 45.4 亿年间,太阳的质量可能流失了初始值的约 0.03%,接近整个土星的质量。
目前,地球的质量增减率对地球公转基本上无影响。

  • 估计地球当前阶段每年损失约 9.5 万吨氢气和约 1600 吨氦气,以及少量其他气体。地球大气逃逸的原因包括金斯逃逸[1](占 10% 到 40%)、电荷交换逃逸[2](占 60% 到 90%)、极地风逃逸[3](占 10% 到 15%)。
  • 当前阶段,每年坠入地球的小天体补充的质量比上述值略少,估计地球当前阶段每年净损失约 5.4 万吨质量——这是地球当前质量的约 11 亿亿分之一。早期地球曾经有过小天体来得相对密集的时期。
  • 人类当前的航天发射造成的逃逸每年不到 65 吨。未来,该值可能上升。
  • 目前,地球上的核裂变与自然衰变每年让地球质量减少约 20 吨。未来,该值也可能上升。
  • 掉到地球上来的小天体不但会补充地球大气流失带走的部分质量,还会给地球少许动量,但当前条件下总量微小。
  • 推定与月球形成相关的忒伊亚撞击(发生在距今约 45.2 亿年前)可能带来了相对多的动量、影响地球自转,但没有对公转轨道造成显著影响。
当前条件下,在地球公转轨道长期变动趋势的次要影响因素中,相对明显的是潮汐作用,效果在每年几微米的程度。
太阳风和稀薄的星际物质对地球施加轻微的力,让地球极其缓慢地损失角动量。广义相对论导致的额外曲率让地球有细微的额外进动。地球通过引力波极其缓慢地损失能量。诸如此类。这些效应加起来每年造成的影响可能不到 1 微米。
宇宙当前的膨胀不会影响地球到太阳的距离。
太阳在今后数十亿年里光度总体上不断增强(每 1.1 亿年增强约 1%),将对地表生物圈造成威胁。不考虑人类可能造成的影响的话,估计地球远离太阳的速度跟太阳变亮的速度比起来不够快,数亿年到十几亿后地表大部分生命形式会因条件不再适合光合作用而毁灭。
太阳内部存在大规模的对流结构,无法彻底利用其核燃料,在红巨星阶段末期会将包含大量氢的外层抛离为行星状星云,中心成为白矮星,预计那将发生在距今 76 亿年到 100 亿年之后。根据计算,红巨星阶段太阳质量会比现在小约 30%,地球届时的轨道可能不会掉进太阳,也可能因潮汐影响而衰减并掉进太阳。你想看地球掉进太阳的话,再等几十亿年吧。

  • 若不考虑潮汐的影响,在太阳半径膨胀到 1 天文单位的时候地球轨道半径约为 1.7 天文单位;
  • 但是,2008 年进行的计算机模拟[4]显示,地球轨道届时会因为潮汐效应的拖曳而逐渐衰减,使其仍有大概率落入太阳。
  • 如果人类能存续到那时候,那么这种事大抵对人类已经掌握的力量来说根本不成问题。
白矮星太阳会剩下现在质量的 54.05% 左右。地球不会因太阳质量流失的影响而飞出太阳系。
可以参照:
Schrder, K.-P.; Connon Smith, R. (2008). "Distant future of the Sun and Earth revisited".Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.386(1): 155–163.arXiv:0801.4031.Bibcode:2008MNRAS.386..155S.
doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x.

顺便说,目前,月球绕地球运转的轨道半径在缓慢增大。如果没有其他外力将地球或月球提前破坏或拆散,预计在距今 500 亿年后地月之间达到最大距离,然后月球会转为徐徐靠近地球。
可以参照:
Solar system dynamics
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