如果地球轨道上还有另一颗地球，世界会变成什么样？

在距离太阳1.5亿公里的位置上，有一颗宇宙中最独特的星球，那就是我们的地球。

几十亿年来，地球在太阳系这个绝佳的宜居带中绕太阳运行，提供了一个稳定而又适宜的环境，最终孕育了今天繁华的生态圈。虽说太阳系宜居带并不仅限于这么小的范围，理论上金星和火星也算是位于宜居带中，但是地球的温度的确是三者之中最完美的。可以说，地球的位置得天独厚。

那么，如果地球的轨道上还有另外一颗行星，比如另一颗和我们一模一样的地球呢？它会扰乱地球的运行轨迹吗？我们将会看到怎样的画面呢？

实际上，这还真不是随便胡说的。在宇宙中，两颗甚至多颗天体位于同一个轨道的现象的确存在，而且在我们太阳系内就有。

（图片说明：卡西尼号探测器拍摄到的土卫十一）

比如土星的两颗卫星土卫十（Janus）和土卫十一（Epimetheus），就是共用同一个轨道。严格意义上来说，它们的轨道之间也有50公里的差距，但是和它们的直径相比都太小了，所以我们可以认为它们是两颗共轨道卫星。这两颗卫星和土星之间的距离大约是15万公里（9.3万英里），位于土星环主环之外，二者之间最近的距离大约是1.5万公里（9300英里）。

（图片说明：卡西尼号探测器拍摄到的土卫十）

事实证明，共轨道天体的运行规律，远远超出了我们的想象。

通常来说，一颗天体绕另一颗天体公转，是按照椭圆形轨道运行的，这是开普勒在四百年前就告诉我们的。但是，对于共轨道天体来说，情况就完全不一样了。土卫十和土卫十一告诉我们：它们的轨道呈现出了诡异的马蹄状！

因此，如果真的有另外一颗地球和我们一样位于同一个轨道上，那么两颗地球将会以相同的方式运行。在这里，我们暂且将自己生活的地方称作地球1号，假设的那颗行星称为地球2号。

来自法国波尔多天体物理实验室的天体物理学家Sean Raymond向我们介绍说：“我认为在所以假设的另一颗地球中，马蹄状轨道是是最有意思的一种情况。由于这两颗行星是在同一颗恒星周围的同一个星盘中形成的，这也意味着二者很有可能包含着相似的物质。因此，对它们的演化研究就像是在研究从出生就分开的一对双胞胎。”

那么，如果真的出现这样的情况，两颗地球将会拥有怎样的马蹄状轨道呢？

Raymond指出：和土卫十、土卫十一相似的，地球1号和地球2号也会有最靠近彼此的位置，这个距离大约是0.04-0.05个天文单位，也就是600万-750万公里之间。在这个距离下，两颗行星看到彼此的视觉效果也会很大，大概有满月视直径的1/5到1/4之间。然后，我们就会看到地球2号逐渐变小，最终消失在太阳的另一侧。对此，Raymond兴奋地表示：“能看到马蹄形轨道上的伴星一点点变成天空中的一个重要光源，应该是一件很有趣的事！”

共轨道天体之间相遇和分开的周期，取决于马蹄状轨道的宽度。以我们今天讨论的两颗地球的情况为例，它们将会在距离太阳0.995个天文单位到1.005个天文单位之间按照马蹄状轨道运行。在这个轨道下，两颗行星两次相遇的周期大约是33年。

Raymond同时也指出：这个轨道的变化并不会给地球的气候带来太大的变化，毕竟0.01个天文单位和日地距离（1天文单位）相比也不是很明显。

（图片说明：土卫十和土卫十一）

如果地球真的有这样一个双胞胎兄弟，那么根据现有的行星形成理论，它们可能不是一开始就处于这样一个位置的。有可能是两颗地球分别在属于自己的位置上形成，然后经历了碰撞和轨道迁移的过程，最终来到了同一个轨道上。

但是，在进入相同的轨道后，它们并不会彼此碰撞。以土卫十和土卫十一为例，每隔4年，当一颗追赶上另一颗、二者相互靠近的时候，会形成引力的相互拉扯，从而发生角动量的交换。在大概100天的时间内，两颗卫星会交换轨道，然后原来慢的那一颗卫星加速运行，快的那颗速度变慢。因此，这两颗卫星永远不会相撞，同样的，两颗地球也不会发生“车祸”。

（图片说明：土卫十和土卫十一的轨道运行示意图，J代表土卫十，E代表土卫十一，二者会在靠近时发生轨道交换）

那么，既然两颗行星都可以稳定地在这里运行，二者几乎完全处于相同的状态下，那就有可能同时孕育生命，甚至是智慧生物。这种情况就非常有趣了，当人类还没有火箭发射能力时，双方或许会通过电磁波相互联系。一旦双方有了运载能力，那么相互之间的往来就会越来越多。那么，我们是会和平共处还是势不两立呢？这就是一个值得思考的问题了。

你可能以为我们在异想天开，但实际情况并非如此。科学家还没有统计过两颗行星在同一个轨道绕宿主恒星公转的概率，不过应该的确是挺低的。但是另一方面，考虑到银河系内有数千亿颗恒星，其中大部分恒星都有行星，并且可能不止一个，那么即使是百万分之一甚至一亿分之一的概率，在如此大的基数下也不可能被忽略。

科学家们很期待能够找到这样的系外行星，亲眼看看那里会发生什么。在此之前，我们只能通过土卫十和土卫十一，以及目前的物理学定律来做一些有趣的遐想了。