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地球绕太阳转一圈有多远?太阳绕银河系转一圈又有多远?

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我们都知道,地球一直在围绕着太阳公转,每转一圈就是一年,所以如果要问地球绕太阳转一圈有多远,那么我们似乎只需要将地球的公转速度与公转周期相乘,就可以得到这个问题的答案。

然而实际情况却并不是这样简单,这是因为地球其实在沿着一个椭圆形的轨道围绕太阳公转,在这个过程中,地球的公转速度有快有慢,并不是一个恒定的值,因此如果我们想要知道地球绕太阳转一圈有多远,就应该去计算地球的这个椭圆形轨道的周长。

尽管椭圆的周长无法用精确的初等公式来表达,但还是有一些近似公式能够对其进行较为准确地计算,比如说“L = 2πb + 4(a-b)”,其中的L、π、a、b分别代表椭圆的周长、圆周率、椭圆半长轴的长、椭圆半短轴的长。

借助高精度观测设备,现代人类早已可以精确地测量地球与太阳的相对位置,实际测量数据显示,地球椭圆轨道的长半轴为149,598,023公里、半短轴为149,577,161公里,我们将这些数据代入上述公式,再将π取值为3.14,就可以得出地球绕太阳转一圈大约有939,428,019公里,大概就是9.4亿公里。

顺便说一下,地球的公转周期并不是刚好就是一年,而应该是365天5小时48分46秒(这也被称为“回归年”,表示的是太阳连续两次通过春分点的时间间隔),据此可以计算出,地球的平均公转速度约为29.8公里/秒,这个值其实就是我们经常看到的数据。

另一方面来讲,在地球围绕太阳公转的过程中,太阳其实并不是想象中的那样一动也不动,实际上,它一直在带领着整个太阳系围绕着银河系公转,那么太阳绕银河系转一圈又有多远呢?

这个问题就不能通过前面的方法来进行计算了,原因就是,我们必须要完整地观测太阳围绕银河系的公转周期,才可以确定太阳的运行轨道的具体情况,进而通过观测数据来进行较为准确地计算,然而对于我们人类而言,太阳的公转周期实在是太漫长了。

所以我们只能根据已知的观测数据去建立一个简单的模型,然后对其进行粗略地估算。

观测数据表明,太阳位于银河系的“猎户座旋臂”的边缘区域,与银河系中心的距离约为2.6万光年,就目前的情况来看,太阳正在向着天鹅座的方向移动,其公转速度约为220公里/秒。

我们可以简单地假设太阳围绕银河系的公转轨道是一个标准的圆形,那么太阳与银河系中心的距离就是这个圆的半径,将其具体数据(即2.6万光年)代入圆周公式“L = 2πr”(r代表圆的半径),再将π取值为3.14,就可以计算出,太阳绕银河系转一圈有16.328万光年。

我们还可以假设太阳一直在以当前的速度(即220公里/秒)围绕银河系公转,在此基础上就可以计算出,太阳围绕银河系所需要的时间约为195,043,948个小时,也就是大约2.225亿年,由于太阳诞生于大约46亿年前,因此可以说,太阳自从诞生以来,已经围绕着银河系转了20圈,目前正在转第21圈。

(注:这里的“年”是指天文学中常用的“儒略年”,根据定义,一个“儒略年”有31,557,600秒,也就是365.25天)。

值得一提的是,太阳系有一个“黄道面”(即地球围绕太阳公转的运行轨道所在的平面 ),银河系也有一个“银道面”(即银河系的主要质量所形成的平面),天文学家发现,太阳其实一直在“银道面”的“上方”和“下方”穿行,并且很有规律,其连续两次穿过“银道面”的时间间隔约为3200万年。

于是就有一种观点认为,太阳的这种运动状态很可能会造成地球上发生周期性的生物灭绝事件。

该观点可以简单地描述为:由于“银道面”上的物质密度更大,因此每当太阳在穿过“银道面”的时候,太阳系中的小天体就会受到更强的引力干扰,这就有可能导致一些小天体偏离原来的安全轨道(相对于地球),如此一来,地球遭到小天体撞击的可能性就会大幅增高。

当然了,这种观点只是一种猜测而已。退一步来讲,即使该观点是正确的,我们也不必为此担心,因为太阳上一次穿过“银道面”的时间点大约在300万年以前,也就是说,要在大约2900万年之后,太阳才会再次穿过“银道面”,可以想象的是,如果届时的地球上依然还有人类存在的话,他们的科技应该已经非常发达,完全可以轻松地应对小天体的撞击。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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