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我们生活的世界是什么形状的?这个问题放到现在,即使小孩子也能够回答上来,“地球是圆的”。现在看来这是一个再简单不过的常识了。
地球
但是人类搞清楚这个问题却花费了差不多两千多年的时间。早在公元前500年前,古希腊的哲学家毕达哥拉斯提出了地球是一个球体的设想。当然了他并没有多少科学证据证明地球是圆的。毕达哥拉斯之后又过了2000年,麦哲伦船队完成了第一次环球航行才证明了地球是圆的。
天圆地方
在漫长的历史岁月中,人们很难相信地球是圆的,是一个球体。“天圆地方”是人们对世界形状的认识。原因很简单,眼睛告诉我们世界就是这样的。当我们放眼望向四周,大地虽有山川峡谷的起起伏伏,但整体上就是平的。
为什么我们认识地球的形状花费了这么久的时间呢?一个重要的原因就是地球实在是太大了。
太空中可以看出地球的弧线
地球有多大呢?现代科学已经告诉我们答案了。地球的直径是12756公里,赤道周长大约4万公里。地球是太阳系中的一颗直径一万两千多公里的行星。现在知道地球有多大了吗?一万两千多公里是多大?不知道!反正地球很大。
通过这些数字描述我们很难搞清楚地球究竟有多大。我们不妨把地球和太阳系中的其它天体比较一下,或许就对地球的大小一目了然了。
蓝色弹珠
这是一张经典的地球照片,叫做“蓝色弹珠”。它是1972年12月7日由阿波罗17号宇航员在距离地球45000公里处拍摄的。从这张照片中我们可以完整地看到地球的全貌。地球的的确确是一个球体。
地球和月球月球是地球的卫星。它到地球的平均距离是38.4万公里。月球的直径是大约3476公里。地球的直径大约是月球的3.7倍。把月球和地球放在一块儿就像是下面这样。从体积上看,地球有49个月球那么大。和月球相比较,地球是非常大的。
地球和月球比较
地球和水星水星是最靠近太阳的行星,也是太阳系八大行星中最小的一颗。水星是直径是4880公里。地球的直径大约是水星的2.6倍。地球的体积大约是水星的18倍。地球和水星放在一起就像下面这样。在水星面前,地球仍旧是一个大个子。
地球和水星
地球和火星火星是地球轨道外侧的行星邻居。火星到地球的距离在5500万公里到4亿公里之间。火星的直径是6779公里。地球的直径大约是火星的1.88倍。地球的体积大约是火星的6.6倍。在火星面前,地球还是一个大个子。
地球和火星
地球和金星金星是地球轨道内侧的行星邻居。金星是太阳系中大小最接近地球的行星。因此科学家把金星称作是地球的姐妹星球。金星的直径大约12104公里。地球的直径是它的1.05倍,体积是金星的1.16倍。因此金星和地球几乎一样大。
地球和金星
在太阳系中地球、水星、金星和火星是属于同一类行星。它们都是以硅酸盐石为主要成分的类地行星。它们四个在一起比较一下是这样的:地球是最大的类地行星,水星是最小的类地行星。
地球、金星、火星和水星
地球和海王星在太阳系中除了4颗类地行星之外,还有2颗冰巨星,2颗气态巨行星。
海王星是太阳系八大行星中距离太阳最远的一颗。海王星是一颗巨大的冰巨星。它的直径是49244公里。海王星的直径是地球3.86倍。从体积上看,海王星大约有58个地球大小。地球在海王星的面前就像是月球在地球面前。在海王星面前,地球由大个子变成小个子了。
地球和海王星
地球和天王星天王星是太阳系由内而外的第7颗行星。它和海王星一样也是一颗冰巨星。天王星的直径是50724公里,比海王星大了一些。它的直径大约是地球的4倍,体积大约是地球的64倍。因此在比海王星大一些的天王星面前,地球变得又小了一些。
地球和天王星
地球和土星土星是一颗气态巨行星。它是太阳系中大小仅次于木星的行星。土星的直径是115454公里。它的直径大约是地球的9倍,体积大约是地球的764倍。土星有一个宽度可并排10个地球的土星环。因此,当地球和土星同框时显得非常的小了。
地球和土星
地球和木星木星是太阳系中最大的行星。木星的平均直径是139822公里,大约是地球直径的11倍。木星的体积有1300多个地球大,质量是地球的318倍。把地球放在木星跟前就像下面这样。
地球和木星
地球在木星面前就像是小孩子玩耍的玻璃弹珠放在了篮球面前。
地球和木星
又像是一毛钱的硬币和一个盛菜的盘子比较。
地球和木星比较
太阳系八大行星如果太阳系的八大行星放在一块会怎样呢?
太阳系八大行星
地球和太阳太阳才是太阳系中真正的王者。它的大小可以秒杀太阳系中的一切天体。太阳的直径是139.2万公里,直径是地球的109倍,体积是地球的130万倍。在太阳面前不仅仅是地球,太阳系的所有行星都变得十分渺小了。在下面的图中,你还能找得到地球吗?
太阳和八大行星
上图下方从左边起第三个微微泛着蓝光的小点就是地球。这就是我们在宇宙中赖以生存的家园。它是那么的大,又是那么的渺小。
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行星通常指自身不发光,环绕着恒星做周期性运动的天体。比如在我们太阳系内,就有数量众多的行星,其中包括八大行星、矮行星和小行星等。其中位于火星和木星轨道之间的小行星带中数量众多的小行星,其个头往往不大,很多小行星由于体积质量太小,都没有形成球形形态。
关于最大行星
矮行星是介于大行星和小行星之间的一类行星,其中的代表就是冥王星,冥王星的直径大约为2322千米,个头应该是不小了,因而也能让自身形成球体形态。冥王星的个头在行星中也只能算是小个子,甚至还没有地球的卫星月球来的大,月球的直径约为3476千米。
地球、月球和冥王星
接下来登场的就是太阳系中的八大行星了,我们根据组成行星的物质不同可以分为类似地球的固态行星,和类似木星等有气体组成的气态行星。一般而言气态行星的体积往往大于固态行星。比如太阳系内体积有小到大分别为,水星直径为4878千米,火星直径为6794千米,金星直径为12103千米,地球直径为12756千米,这几颗都是固态行星。
水星、金星、地球和火星大小比较
在固态行星中,地球的直径是最大的,达到1.2万千米,但是和太阳系内的四颗气态行星比起来,那就是小巫见大巫了。气态行星,海王星直径达49528千米,天王星直径达51118万米,土星直径达120536千米,木星直径达142984千米。木星是太阳系内体积最大的行星,其直径大约是地球的11.2倍。
木星和地球对比图
以上我们了解的是太阳系内的行星,在太阳系外的广阔的宇宙空间中,还有数以亿计的行星存在,我们通常统称为太阳系外行星。当然,一方面由于行星不发光,另一方面由于行星体积相对恒星要小,所以在天文观测当中更加难以被我们人类所发现。
天蝎座星云
那么,在太阳系以外有没有行星的体积大于太阳系内的木星呢?答案是肯定的,目前我们人类观测到的系外行星中体积最大的是一颗位于天蝎座的编号为WASP-17b的行星,这是一颗巨大但密度极低的气态行星,其直径达到惊人的320000千米。行星WASP-17b的直径约为太阳系最大行星木星的2.23倍,大约为我们地球直径的25倍。
木星和WASP-17b对比图
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【延伸阅读】
一半是火焰炼狱,一半是深度极寒的“地狱行星”太阳系小行星带三杰:灶神星、智神星和婚神星行星通常指自身不发光,环绕着恒星做周期性运动的天体。比如在我们太阳系内,就有数量众多的行星,其中包括八大行星、矮行星和小行星等。其中位于火星和木星轨道之间的小行星带中数量众多的小行星,其个头往往不大,很多小行星由于体积质量太小,都没有形成球形形态。
关于最大行星
矮行星是介于大行星和小行星之间的一类行星,其中的代表就是冥王星,冥王星的直径大约为2322千米,个头应该是不小了,因而也能让自身形成球体形态。冥王星的个头在行星中也只能算是小个子,甚至还没有地球的卫星月球来的大,月球的直径约为3476千米。
地球、月球和冥王星
接下来登场的就是太阳系中的八大行星了,我们根据组成行星的物质不同可以分为类似地球的固态行星,和类似木星等有气体组成的气态行星。一般而言气态行星的体积往往大于固态行星。比如太阳系内体积有小到大分别为,水星直径为4878千米,火星直径为6794千米,金星直径为12103千米,地球直径为12756千米,这几颗都是固态行星。
水星、金星、地球和火星大小比较
在固态行星中,地球的直径是最大的,达到1.2万千米,但是和太阳系内的四颗气态行星比起来,那就是小巫见大巫了。气态行星,海王星直径达49528千米,天王星直径达51118万米,土星直径达120536千米,木星直径达142984千米。木星是太阳系内体积最大的行星,其直径大约是地球的11.2倍。
木星和地球对比图
以上我们了解的是太阳系内的行星,在太阳系外的广阔的宇宙空间中,还有数以亿计的行星存在,我们通常统称为太阳系外行星。当然,一方面由于行星不发光,另一方面由于行星体积相对恒星要小,所以在天文观测当中更加难以被我们人类所发现。
天蝎座星云
那么,在太阳系以外有没有行星的体积大于太阳系内的木星呢?答案是肯定的,目前我们人类观测到的系外行星中体积最大的是一颗位于天蝎座的编号为WASP-17b的行星,这是一颗巨大但密度极低的气态行星,其直径达到惊人的320000千米。行星WASP-17b的直径约为太阳系最大行星木星的2.23倍,大约为我们地球直径的25倍。
木星和WASP-17b对比图
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【延伸阅读】
一半是火焰炼狱,一半是深度极寒的“地狱行星”太阳系小行星带三杰:灶神星、智神星和婚神星其实很多看到这个话题的第一想法就是赶紧拿出笔计算下地球在距离太阳1.5亿千米的位置围绕太阳公转的周长,很快就可以计算出地球绕太阳一圈大约为:
C=2πR=9.42亿千米!
当然圆周长公式记得一清二楚,应该给个满分?其实还真不能这样算,尽管结果数字差异不大,但在理解问题的时候偏差就大了!因为地球的轨道不是一个正圆形,而是一个椭圆形!
地球在近地点距离为:14710千米
远地点距离为:15210千米
而太阳则在其中一个焦点的椭圆轨道上公转,大约365.25636天围绕太阳一周!那么周长为:
L=T(r+R)
T为椭圆系数,通过r(短半轴)/R(长半轴),计算得:r/R=0.96713
查得最接近的椭圆系数为:3.141774794
看起来是不是很熟悉?跟π相差无几!
那么计算得L=94001.90183648万千米
跟近似值相比相差无几,因为地球轨道在1.5亿千米的距离上仅仅只相差了500万千米而已,已经接近于一个正圆了!
八大行星中,水星的轨道是最椭圆的,而且水星的进动,导致总是将它的轨道示意图画成一个漂亮的花瓣!
近日点46,001,200 千米
远日点69,816,900 千米
偏心率为:0.205 630
地球轨道的偏心率为:0.016710219
金星的轨道与黄道面存在一个3.4°的夹角,但金星的轨道是八大行星中最圆的!
近日点:107,476,259千米
远日点:108,942,109千米
偏心率为:0.007
八大行星的偏心率,金星最小,水星最大,当然如果冥王星还在列的话,那么冥王星当之无愧的成为偏心率之王,它的偏心率为:0.24905!它的近日点甚至突入了海王星轨道!而地球排第三,看起来还算是比较正点的哈!
还是正一点比较好,假如像水星那么偏,估计近日点和远日点地球还是备受煎熬的!
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