太阳系的奇异行星,三天等于两年,运行谜题只有爱因斯坦能解开
在发现冥王星以前,以及2006年冥王星被提出行星行列之后,水星就是太阳系最小的行星。
水星的直径是4880公里,仅比地球直径的1/3多一点点。可是,在它的身上,从来不缺少神奇的事情。甚至,有一些谜题,只有爱因斯坦能解答。
水星不仅是太阳系最小的行星,也是距离太阳最近的行星。根据开普勒行星定律可知,它也是公转速度最快的行星。
由于轨道在地球内侧,所以水星只能在白天会出现在地球的视野里,晚上是无法看见的。然而,白天的时候,它就在太阳附近,会被太阳的光芒所掩盖。因此,我们只有在清晨或者傍晚抑或日食等太阳光不是很强烈的情况下,可以勉强看到水星。现身时间如此短暂的水星,它的身上自然蒙上了一层神秘的面纱。
如果你有幸能够到水星旅游,请记得不要说什么“除非太阳从西边升起”这种话,因为在水星,太阳真的会从西边升起!
这是怎么回事呢?
原来,水星的自转周期非常长,大约58.6个地球日才能自转一圈。而它的公转周期又非常短,每88个地球日就可以围绕太阳共转一圈恰好是2:3的关系。也就是说,水星上每过3个“水星日”,也就意味着过了2个“水星年”。
开普勒行星定律告诉我们:行星在近日点的公转速度更快,远日点就慢一点。对于距离太阳太近的水星来说,在平时,水星的自转速度是比公转速度快的。可是,当水星到达近日点时,它的公转速度就超过了自转速度。
于是,当你在水星仰望天空。原本太阳一点点西斜,准备落下,由于在近日点公转速度超过了自转速度,导致视觉上看,太阳又从西边逆行升起,一直等到公转速度重新抵于自转速度,太阳才又重新落下。
在水星,神奇的事情还不止这一点。
在很早以前,科学家们就可以利用牛顿力学计算天体的近日点,而且得到了验证。可是,在计算水星近日点的时候,科学家们发现,每次观测结果都显示,水星的近日点要比计算得多出43弧秒(角秒)的进动,这就是著名的水星进动现象。
水星进动现象困扰了科学家们很多年,始终无法解答。甚至,通过计算发现了海王星的天文学家认为,导致水星轨道异常的可能是水星内部还隐藏着一颗未知的天体,并且将这颗天体命名为“祝融(火神)星”。
可是,经过长期的观测,科学家们始终一无所获。在一次又一次的失望中,科学家们心灰意冷,却迟迟不肯最终放弃。直到爱因斯坦的横空出世,才让他们彻底放弃了这个想法。
1915年,爱因斯坦完成了广义相对论,并在次年发表。通过广义相对论,科学家们终于明白,是相对论效应导致了水星进动现象,这个困扰了科学家们数百年的谜题终于得到了解答。
事实上,水星的轨道本身,就非常奇怪。
科学家指出:水星的轨道非常扁,近日点仅有4600万公里,远日点却达到了7000万公里。有人担心,它这样的“乱窜”会导致它容易受到木星等巨行星的引力干扰,导致攒到外面来,影响金星甚至地球的轨道,甚至导致宇宙大碰撞。
不过,科学家也表示,对于这点我们不用担心,这种事至少在几十亿年只内,应该是不会发生的。