首頁 危機四伏的宇宙

第十二章 最後一場雪

如果地球軌道與彗星軌道相同,那會如何?

彗星是太陽係裏真正的長途旅行家。它們一生中大部分時間都沉浸在黑暗之中,漂泊於外太陽係無邊無際的寒冷深淵中。但有時它們會來拜訪一下太陽和附近的行星,在太陽的強熱下待一小段時間,這些彗星上的冰塊會融化,形成由氣體和塵埃組成的小尾巴。隨後,來無影去無蹤,它們又回到深空裏,甚至數千年都不再露麵。彗星的軌道與已知行星的軌道大不相同,但要討論軌道,就不能不說說1609年約翰內斯·開普勒(Giovanni Keplero)發表的幾條定律。第一條定律告訴我們,太陽係裏所有天體的軌道都是一個“橢圓”,太陽就在該橢圓的一個焦點上。橢圓是一個幾何形狀,是通過擠壓圓形得到的,圓形受到的擠壓程度叫“離心率”。當離心率等於零時,行星軌道就是一個完美的圓:橢圓的兩個焦點都位於圓心,這顆行星與太陽的距離始終不變。離心率越大,軌道就越長,當離心率等於1時,軌道就變成另一個形狀了,叫“拋物線”。這樣的軌道不再是封閉的:天體會擺脫太陽的引力,迷失於星際。還有一些天體的離心率甚至大於1,導致軌道變成另一種形狀——“雙曲線”。這聽起來不可能,但不久前人們確實有相關發現。2017年10月發現的奧陌陌(1I/?Oumuamua)正是其中一例。它的軌道離心率如此之大,隻有一種解釋:這顆小行星是個入侵者,一個不屬於太陽係,但偶然經過太陽的星際旅行者。具有這種軌道的天體會進入太陽係一次,而後永遠不再回來。圓、橢圓、拋物線和雙曲線統稱為“圓錐曲線”,因為通過截取一個圓錐的不同剖麵,便能得到這些形狀。這些幾何形狀早在古希臘時代就為人所知,你們可以通過非常簡單的手段弄出這些形狀,比如嚐試用手電筒照亮牆壁,慢慢地改變角度,就會看到所有的圓錐曲線。