迷你世界Laplace 图版 24 — 太阳系

图版 24 · 宇宙

今天的太阳系

这是太阳系今天的样子:八颗行星的位置,来自美国喷气推进实验室的轨道数据。离太阳越远的行星,走得越慢,绕一圈也越久,这条规律四百年前就被开普勒发现了。

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此刻的内行星

水星、金星、地球和火星离太阳最近,是四颗岩石行星。这里画的是它们今天在轨道上的位置。

轨道都是椭圆,只是大多数很接近正圆。水星的轨道最“扁”,它离太阳最远时,比最近时远了一半左右。

行星位置:美国喷气推进实验室 Horizons · 行星被放大了很多

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内圈跑得快

让时间快进,就能看到:水星 88 天绕太阳一圈,地球一年,火星将近两年。

离太阳越远,太阳的引力越弱,行星也就走得越慢,而且要走的路更长。开普勒发现,绕一圈所用时间的平方,正比于轨道大小的立方,对每颗行星都成立。

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外面的巨人

再往外,是木星、土星、天王星和海王星,四颗巨大的行星。它们离得那么远,内行星的轨道挤在中间,几乎看不清。

木星绕太阳一圈要将近 12 年,海王星要 165 年:从 1846 年被发现到现在,它才绕了一圈多一点。

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阳光要走多久

光每秒走大约 30 万公里,可太阳系太大了。阳光离开太阳,8 分多钟才到地球,40 多分钟才到木星,大约 4 个小时才到海王星。

所以我们看到的太阳,是它 8 分钟前的样子。

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排成一排

把八颗行星和太阳按真实大小排在一起:木星的直径是地球的 11 倍,太阳又是木星的 10 倍。一百多个地球排成一排,才有太阳那么宽。

大小按真实比例 · 距离不按比例

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你来试试

拖动日期,看行星在过去和未来的位置;调快时间,看内圈和外圈的行星谁追上了谁。

试一试地球绕太阳一圈的工夫,木星走了多远?

模型省略了什么

轨道画在真实的比例上,但行星被放大了几百到几千倍,太阳也放大了几十倍,否则在这么大的画面里根本看不见。行星的位置用的是喷气推进实验室给出的 2026 年 10 月 11 日的轨道根数,再按开普勒定律推算;推算到离今天很远的年份时,行星之间相互的引力会让结果慢慢偏离,不过在几十年里,在这样的画面上看不出来。

一个常见的误解

行星并不会排成整齐的一列绕太阳转,有些图里“一字排开”只是为了好看。每颗行星都在自己的轨道上、以自己的速度走,它们几乎从不排成一条直线。另外,地球离太阳的远近变化很小,不是四季的原因;四季来自地轴的倾斜。

资料来源

  1. 美国喷气推进实验室:Horizons 星历系统
  2. NASA:太阳系
  3. NASA:轨道与开普勒定律
  4. NASA 行星数据表

数据

Planetary orbits: JPL Horizons, Solar System Dynamics Group, NASA/JPL-Caltech. Mercury, Venus, Mars, Saturn and its rings, Uranus and Neptune: Solar System Scope textures (solarsystemscope.com), CC BY 4.0, colours of Venus, Mars, Neptune and the rings adjusted; Jupiter: NASA/JPL/Space Science Institute, Cassini (PIA07782). Earth: NASA Earth Observatory, Blue Marble Next Generation, October 2004 (Reto Stöckli); city lights, NASA Earth Observatory Black Marble 2016 (Joshua Stevens, Miguel Román, Suomi NPP VIIRS); clouds, NASA Blue Marble 2002 (Reto Stöckli, NASA GSFC). Stars: Yale Bright Star Catalogue, 5th revised edition (Hoffleit & Warren 1991), via CDS VizieR. Milky Way: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, Deep Star Maps 2020; Gaia DR2: ESA/Gaia/DPAC.

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