水星為什麼沒有引力（為什麼水星這麼小）

2023-04-15 06:18:37 2

大家都知道，太陽系中有八大行星，而水星是八大行星中離地球最近的行星，它的近日點只有4600萬千米。

其實水星不止是八大行星中離地球最近的行星，也是其中最小的一顆行星，水星直徑約為4880千米，其大小甚至還比不上一些衛星，如木衛三（木星的一顆巖石衛星）和土衛六（環繞土星運行的一顆衛星）等。

這個時候大家可能就會問了，根據萬有引力定律，這麼小、離太陽又近的水星為什麼沒有被太陽的引力給吸引過去併吞噬呢？

在解決這個問題之前，我們要先弄清楚為何太陽系中的八大行星都圍繞著太陽公轉。

約45億年前，太陽系在那個時候還是一團巨大的、不斷旋轉的塵埃和氣體雲，這團塵埃和氣體雲由於自身重力的影響開始向內部坍縮，它變得越來越扁，形成了一個巨大的氣體球，在這個氣體球中，氣體分子就像「報團取暖」一樣擠在一起，導致氣體球的溫度和氣壓都越來越高。

在極端的高溫和高壓之下，氫氣原子和氧氣原子開始融合，就此促發了一場長達數十億年的核反應，一顆幼年恆星就此形成，這就是我們的太陽。

隨著太陽的不斷長大，氣體雲持續坍縮，就在恆星周圍形成了一個越來越扁、越來越大的圓盤。最終，這團雲形成了一個圍繞恆星旋轉的扁平結構，名叫原行星盤。

在此之後的數千萬年間，原行星盤中的塵埃顆粒一直在緩緩旋轉，互相碰撞，從而形成了八大行星，如今的太陽系也就由此形成。

八大行星之所以能夠飛離太陽，是因為在太陽爆炸時獲得了離心力，當它們的離心力逐漸和太陽對它們的向心力（萬有引力為行星圍繞太陽的圓周運動提供向心力）相同時，它們便停止了飛離太陽，並在向心力即太陽引力的拖拽下開始圍繞太陽進行穩定的公轉。

這裡有必要給大家科普一下，離心力是什麼意思。其實離心力是一種虛擬的力，它是一種慣性的表現，實際上是不存在的。在慣性的參考系下（非旋轉參考系）是沒有離心力的存在的，但是在非慣性的參考系下（旋轉參考系），需要引入這種離心力，使得牛頓的運動定律依然可以運用。

簡單點說，就是物體在做圓周運動時，物體會受到一個指向圓心的力，也就是向心力，但是當向心力不足時，好像就有一股比向心力更大的力向著相反的方向運動，這也叫作離心現象，這股不存在的力就叫作離心力。

根據離心力的計算公式，我們可以得出來一個結論：當行星的公轉速度越快時，其產生的離心力就越大，因為只有離心力夠大才能夠抵消太陽的引力，從而不被太陽吞噬。

事實也是如此，水星是八大行星中公轉速度最快的行星，觀測數據顯示，水星的公轉速度高達47.89公裡/秒，是離太陽最遠的海王星的公轉速度的9倍左右。

那麼現在也就很好解釋為什麼水星沒有被太陽吞噬了，因為水星在高速公轉下所產生的離心力和太陽對它的引力是平衡的，在運動過程中的總能量幾乎保持不變，因此它可以穩定地圍繞著太陽公轉。

而水星之所以公轉速度這麼快，這也是因為在它當初飛離太陽的時候離太陽比較近，公轉軌道的半徑比較小，公轉的速度就提高了，而且太陽的引力也有加速的作用。

所以水星會不會被太陽吞噬，和水星的質量大小並沒有任何的關係，和水星與太陽之間的距離也沒有太大的關係，就算是靠得再近一點，那麼水星的公轉速度也會隨之加快，只要速度足夠快，產生的離心力與太陽引力能夠達到平衡，那麼水星依舊不會被太陽吞噬。

當然了，這也不意味著水星可以無限地接近太陽，因為太陽還會產生巨大的潮汐力，如果非常之近，那麼水星會被潮汐力撕成碎片。

不止是水星，另外的七大行星和宇宙間的天體都遵循著這種引力與離心力平衡的通用規律，哪怕是人造衛星，也是同樣的道理。

人類從地面發射的人造衛星距離地球的距離算得上是很近了，但是這些人造衛星卻不會掉到地球上，就是因為人造衛星繞地球旋轉的速度達到了一定值。

美國國家航空航天局在2018年成功發射了帕克太陽探測器，不同於歷史上的任何太空飛行器，帕克太陽探測器將直接飛入太陽外部的日冕層，目前距離太陽2400千米左右，並預計在2024年繼續向太陽靠近，距離太陽僅616萬千米，這也將是人類首次如此近距離的探測太陽。

就算按照現在與太陽的距離來看，帕克探測器也已經比水星距離太陽近了差不多一半，而且它的質量更是不能與水星相比的。但是帕克探測器也沒有被太陽吞噬，這同樣是因為它離太陽越近，繞太陽的公轉速度就越快，在這種動力的平衡下，探測器是不可能被太陽吞噬的。

那麼這個時候大家可能會產生疑問，太陽系的這種行星與太陽之間的力量平衡會一直持續下去嗎？

從目前來看是的，太空是一個真空的環境，水星的運動幾乎可以說是毫無阻力，如果非說有阻力，那麼可能是來自於其他天體的引力影響，會使得水星的公轉速度變慢，但是這種影響幾乎可以說是忽略不計，所以水星的離心力和太陽對它的引力還是基本上能保持一個平衡的。

這種狀態大概還會維持50億年左右，因為太陽的壽命在50億年之後就到期了，在這麼長的時間裡，太陽內部的氫元素會慢慢地燃燒殆盡，當太陽沒有了氫元素之後，屆時就會轉變成以氦元素為主的核聚變方式，太陽會變成一個紅巨星，其產生的強大熱量會向外膨脹，地球的溫度也會升高几十度。

太陽作為太陽系的中心，它的壽命一旦結束，那麼太陽系內的所有行星和天體都會被太陽系吞噬或者直接被拋出了太陽系，不論是水星，還是地球，還是別的都不例外。

不管怎麼說，50億年對我們來說還太遙不可及，或許在那之前科學家們已經找到了另外一個星球，人類集體都移民去那個星球上了也未可知。

而我們能夠把握的就是當下，地球現在依舊是我們賴以生存的家園，現在做好對地球的保護才是最重要的事。

作者：喬木 校稿編輯：未央