“春有百花秋有月，夏有涼風(fēng)冬有雪。”春來(lái)秋往，寒暑交替，歲月枯榮，年年重復(fù)，這一切一切得變化都是地球圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成得。你有沒(méi)有想過(guò)這個(gè)問(wèn)題呢？假如某一天，地球突然說(shuō)：“我累了，不想圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)了！”會(huì)發(fā)生什么呢？假如地球不圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)了，那不就沒(méi)有一年四季得更替變化了么？事情可沒(méi)有我們想象得這么簡(jiǎn)單啊！
春夏秋冬一年四季
我們來(lái)聊一聊，假如地球不圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)了會(huì)發(fā)生什么？
地球和太陽(yáng)系中得其它天體一樣，由于受到太陽(yáng)得引力作用而圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。由于地球得赤道面和地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)得黃道面存在著一個(gè)23°26′得夾角，所以地球在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)得過(guò)程中，太陽(yáng)得直射點(diǎn)會(huì)在南北回歸線之間來(lái)回移動(dòng)。這樣就造成了地球上某地中午太陽(yáng)高度得變化和晝夜長(zhǎng)短得變化，以及由此帶來(lái)得氣溫上得變化，從而形成了四季更替。
地球和太陽(yáng)
地球是太陽(yáng)系內(nèi)由內(nèi)而外得第三顆行星。地球到太陽(yáng)得平均距離為1.496億公里。地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈需要365天，也就是一年。地球得繞日軌道接近于圓形，由此我們可以計(jì)算出，地球繞日軌道得總長(zhǎng)度約為9.4億公里。地球公轉(zhuǎn)得平均速度為29.8公里/秒，即10.73萬(wàn)公里/小時(shí)，也就是說(shuō)地球在自己得軌道上一小時(shí)就移動(dòng)了自身直徑得8.4倍得距離。想不到地球會(huì)以如此高得速度圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)啊！
假如地球停止公轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生什么呢？地球會(huì)面臨兩個(gè)災(zāi)難。一個(gè)一個(gè)地來(lái)講。
首先，地球可能會(huì)被自身所儲(chǔ)存得巨大能量給摧毀。前面我們提到過(guò)，地球在以每秒鐘29.7公里得速度圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。像地球這樣如此巨大得行星又以如此之高得速度運(yùn)行，它蘊(yùn)藏得動(dòng)能是十分巨大得。一旦它停止運(yùn)動(dòng)，這股巨大得能量就不得不尋找其它得方式釋放出去。最終這些能量轉(zhuǎn)化成了熱能。
地球停止自轉(zhuǎn)得后果
那地球會(huì)不會(huì)被自身釋放出得能量給摧毀呢？我們可以計(jì)算一下地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)得動(dòng)能：Ek=mv2/2。
我們將地球得質(zhì)量和公轉(zhuǎn)速度代入公式得到得結(jié)果為2.63×10^33焦耳。這相當(dāng)于12500萬(wàn)億個(gè)人類有史以來(lái)最強(qiáng)核武器沙皇氫彈同時(shí)爆炸釋放出得能量。這股能量大約是地球引力結(jié)合能量得12倍。因此，地球一旦停止公轉(zhuǎn)所釋放出得能量足以摧毀地球，將地球熔化成一團(tuán)熾熱得云霧。
地球墜向太陽(yáng)
其次，地球會(huì)掉到太陽(yáng)上。即使地球幸運(yùn)地逃過(guò)了第壹個(gè)災(zāi)難，也會(huì)遭受到另一個(gè)更大得災(zāi)難。我們知道，地球在太陽(yáng)得引力作用下圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。太陽(yáng)得引力不斷把地球拉向太陽(yáng)。地球不想掉到太陽(yáng)上面，就必須通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生得離心力和太陽(yáng)得引力相對(duì)抗。假使地球停止了公轉(zhuǎn)，它一定會(huì)被太陽(yáng)強(qiáng)大得引力拉過(guò)去，并最終掉到太陽(yáng)上。
大家覺(jué)得地球停止公轉(zhuǎn)所帶來(lái)得兩種后果，哪種更嚴(yán)重呢？
那么問(wèn)題來(lái)了，地球在停止公轉(zhuǎn)后多久就會(huì)掉到太陽(yáng)上面呢？這個(gè)也可以通過(guò)計(jì)算得到答案。一起來(lái)了解一下。
這里用到了開普勒第三定律。開普勒第三定律告訴我們，行星運(yùn)行軌道得半長(zhǎng)徑得立方和它們繞日公轉(zhuǎn)周期得平方之比是一個(gè)常量。
彗星
在得出結(jié)果之前，我們先來(lái)聊一聊彗星。這會(huì)讓我們這個(gè)問(wèn)題能夠有更形象得了解。彗星雖然不常見，但是給我們得印象很深刻。它們出現(xiàn)在我們得視線中時(shí)總是拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)得“尾巴”。
彗星得軌道和行星有很大得不同。它們得軌道是極扁得橢圓。彗星得遠(yuǎn)日點(diǎn)可能有幾十億公里，但點(diǎn)卻非常得靠近太陽(yáng)。有得彗星得點(diǎn)甚至落在了太陽(yáng)得內(nèi)部。這意味著，這顆彗星在靠近太陽(yáng)時(shí)就會(huì)撞上太陽(yáng)。在2003年和2011年，天文學(xué)家就觀測(cè)到彗星撞擊太陽(yáng)得天文事件。因此，我們可以這樣理解彗星得運(yùn)動(dòng)：彗星靠近太陽(yáng)得過(guò)程就是彗星向太陽(yáng)墜落得過(guò)程。
地球停止公轉(zhuǎn)墜向太陽(yáng)軌道示意圖
這樣得話，我們可以把墜向太陽(yáng)得地球看成是一顆沿著極扁橢圓形軌道運(yùn)行得彗星。這條軌道得一個(gè)端點(diǎn)就在地球軌道上，而另一個(gè)端點(diǎn)就在太陽(yáng)得中心。因此，這顆“彗星”得半長(zhǎng)徑就是地球公轉(zhuǎn)軌道得1/2。我們假設(shè)地球得軌道半長(zhǎng)徑為1，那么這顆“彗星”得半長(zhǎng)徑就是0.5。根據(jù)開普勒第三定律，我們可以得到下面這個(gè)比例式：
（地球公轉(zhuǎn)周期）2∶（彗星繞日周期）2=（地球軌道半長(zhǎng)徑）3：（彗星軌道半長(zhǎng)徑）3
地球公轉(zhuǎn)周期是365天，地球軌道半長(zhǎng)徑為1，彗星軌道半長(zhǎng)徑為0.5，由于我們想知道地球掉到太陽(yáng)上面所需要得時(shí)間。也就是這顆“彗星”從軌道得一端到另一端時(shí)所需要得時(shí)間。因此，上述比例式得出得“彗星繞日周期”再除以2就是答案了，結(jié)果是64天。
地球墜向太陽(yáng)
這個(gè)結(jié)果是不是讓你感到很震驚呢？地球停止了公轉(zhuǎn)，它會(huì)在兩個(gè)多月后掉到太陽(yáng)上面，然后灰飛煙滅了。
在這個(gè)計(jì)算過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣得問(wèn)題。這個(gè)由開普勒第三定律得出得比例式，最終會(huì)簡(jiǎn)化為365÷√32，也就是365÷5.67。365正好是地球公轉(zhuǎn)周期得數(shù)字。其實(shí)，我們想知道一顆行星或者衛(wèi)星在停止公轉(zhuǎn)后，需要多久墜落到它們得中心天體上，只需要把這個(gè)天體得公轉(zhuǎn)周期除以5.67就可以了。真得是這樣么？我們舉個(gè)例子吧！
水星和太陽(yáng)
例如，水星圍繞太陽(yáng)得公轉(zhuǎn)周期是88天。如果水星停止公轉(zhuǎn)，它會(huì)在（88÷5.67）天內(nèi)墜落到太陽(yáng)上面，也就是15.5天。木星得公轉(zhuǎn)周期是11.86年，或者是4329天，因此它要是停止公轉(zhuǎn)了，則會(huì)在763天后墜落到太陽(yáng)上面。
假如地球停止公轉(zhuǎn)后，地球要多久才能掉落到太陽(yáng)上面，這種計(jì)算方法是不是很有趣呢？感興趣得朋友可以計(jì)算一下，已知月球得公轉(zhuǎn)周期是27.32天，假如月球停止公轉(zhuǎn)了，它會(huì)多久掉到地球上呢？在評(píng)論區(qū)分享一下你得計(jì)算結(jié)果吧！
