被騙了多少年? 木星壓根沒有繞太陽轉動!

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在

太陽系

中，太陽無疑是中心天體，它透過氫核聚變產生的能量照亮了太陽系，而且它的強大引力束縛住著太陽系中的各大天體，包括地球在內的八大

行星

、矮行星、小行星、彗星等天體都在繞著太陽公轉。

儘管如此，作為太陽系中已知質量最大的行星（317。8倍地球質量），

木星

並不是繞著太陽公轉。事實上，所有行星的運動並不是繞著太陽公轉這麼簡單，而且太陽也不是相對於其他行星固定不動，太陽系的天體運動其實非常複雜。

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太陽的中心地位來自於它那巨大的質量——相當於地球質量的33。3萬倍。太陽系中的天體數量非常多，僅在內太陽系中（木星軌道以內的範圍），就有1。5億顆直徑超過100米的小行星。然而，除了太陽之外，所有太陽系天體加起來的總質量僅為整個太陽系總質量的0。14%。

擁有多達99。86%太陽系總質量的太陽，可以產生十分強大的引力，最遠可以主宰1光年外的天體運動。不過，太陽並非等同於太陽系的真正中心。至於原因，可以透過太陽-木星的雙星簡化模型來進行解釋。

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牛頓的萬有引力定律告訴我們，太陽對木星施加引力的同時，木星也會對太陽施加相同大小的引力。在萬有引力的作用下，太陽和木星有相互吸引並靠近彼此的趨勢。

但太陽和木星並沒有因為引力作用而發生碰撞，這是因為這兩個天體都在做圓周運動，引力剛好充當了向心力。的確如此，木星在做圓周運動，太陽其實也在做圓周運動，它們的繞行中心都不是各自本身，而是它們的共同質量中心或者引力中心。

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假設太陽質量為M，木星的質量為m，日木距離為r，太陽到共同質心的距離為x，角速度為ω（兩個天體的ω相等），根據牛頓力學可以得到如下的關係式：

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化簡後可以得到如下的結果：

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代入具體數值可得x=74。23萬公里。由於太陽在自轉，導致太陽是一個扁球體，所以太陽的赤道半徑在所有半徑中最大，為69。63萬公里。由此可見，日木的共同質心不在太陽內部，而是位於距離太陽表面46000公里（相當於地球直徑的3。6倍）之外。

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無論是太陽，還是木星，它們都會環繞這個共同質心轉動。只是太陽的公轉軌道半徑很短，很快就能繞行一週。而木星的軌道半徑很大，繞行一圈需要長達11。86年。這兩個天體的運動方式如下圖所示：

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如果考慮到整個太陽系的天體，實際情況要更加複雜得多。隨著各個天體的運動，太陽系的質量分佈將會隨之發生變化，所以整個太陽系的共同質心不是固定在太陽中心，而是在不斷髮生變化。

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如果太陽系的質量均勻分佈，共同質心將會位於太陽內部，甚至位於太陽中心，比如1990年的太陽系共同質心位於太陽核心區域附近。如果太陽系的質量分佈不均，共同質心將會位於太陽外部，比如1981年的太陽系共同質心在太陽表面之外。

只是由於太陽的質量太大了，即便共同質心不在太陽之內，也會在太陽表面附近，所以很多時候我們都進行簡化處理，把太陽的相對位置視為不變，其他天體在繞著太陽公轉。

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在現實中，太陽確實會沿著半徑方向進行擺動，幅度有大有小。如果宇宙中有先進的外星文明，他們透過觀測太陽的徑向擺動，可以間接發現太陽系各大行星的存在。事實上，天文學家正是透過這樣的方法，已經找到了很多遙遠的系外行星，其中一些甚至有可能存在生命。

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只不過以當前我們的宇航技術，親自造訪這些遙遠的外星世界是不可能的。目前比較值得期待的是在本世紀中後葉，發射光速10%的星際飛船，用大約50年的時間飛抵4。2光年外的三合星系統——南門二。到了那裡後，星際飛船把探測資料用光速傳回地球，我們還要再等4年多的時間才能接收到。