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【太阳系|在太空中,能做出一个完全按比例缩小的迷你太阳系吗?】
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提问:在太空实验室里 , 模拟太阳系做一个完全按比例缩小的迷你太阳系 , 现实吗?
题主构想的迷你太阳系 , 从理论上来说是能够做出来的 。
但实操难度嘛 , 恐怕就不是一般的大了 。
其实真实的太阳系 , 和题主的想象有些不同 。
太阳系围绕银河系中心的速度高达220km/s , 而地球围绕太阳的公转速度才30km/s.
大家以为的太阳系是这样:
而更真实的太阳系是这样:
当然 , 这也不算足够真实 , 1年的时间浓缩成了1~2秒的动图 , 行星的比例也大了
也就是说 , 要做出足够真实的“太阳系” , 是必须把银河系的引力考虑进去的 。
而我们所在的太阳系 , 正好就是一个巨大的引力场 。 要让这个系统成立 , 我们不妨把银河系中心的质量缩小到太阳的大小 。
在建立这个系统之前 , 我们不妨先来看看数据关系 。
约5.8光年 。
这个距离超出了太阳系的范围 。
而且距离太阳系最近的比邻星是4.22 , 短于5.8光年 。
这个系统将受到比邻星的严重干扰 , 最终模拟失败 。 看来 , 在三体人附近构建迷你太阳系 , 是很不现实的事情 。
如果我们把参考系再缩小一点 , 用地球当做新银河系呢?
已知地球原质量为 5.965×10^24 kg
那么可得新太阳与“银河系”的距离为:
即 , 5267个天文单位(1个天文单位为1个日地距离) , 在柯伊伯带和奥尔特云之间 。
新系统将主要受到太阳引力的影响 , 地球引力占比是极其微弱的 , 所以模拟还是失败 。
看来要找一个不受其它干扰的新“新银河系”颇为困难 。
不过这没有关系 , 宇宙之中存在超级空洞:
距离银河中心最近的是北方本超空洞 , 跨度3.5亿光年 , 距离银河系中心2亿光年 。
在这些空洞内 , 将会受到极低的外界影响 。
在这么一个空洞的周边 , 我们可以找一个距离其它引力系统足够远的星体来模拟银河系中心 。
如果我们要保证新太阳的直径是1m(半径0.5m)的话 。
那么 , 可计算出新太阳质量为:739kg
新太阳围绕的新银河系的公转半径为:1.768×10^11m , 即1.768亿千米 , 约1.2个天文单位(地日距离) 。
距离还不算不夸张 。 那么 , 可计算出中心天体质量为:6.63×10^11kg
大约是直径5409m(大约北京长安街的长度 , 人类约30分钟的长跑距离)的小行星 。
或许这个小行星偶然飞入了北方本超空洞 , 令其他星系的引力干扰足够的底 , 所以可以迷你太阳系一定稳定的运行 。
此时的地球大约2.2g , 半径5mm , 日地距离107m , 地球绕太阳公转速度大约是21.3μm/s , 而蜗牛速度是2400μm/s , 运动速度大约是蜗牛速度的1/113.
可得 , 新太阳绕新银河系(小行星)的速度是156μm/s , 依旧是蜗牛速度的1/16.
找一张图 , 对比一下 。
最近的箭楼就是前门公园 , 土星所在位置 , 直径1m的太阳 , 在远处的天安门上 。
好了 , 以上是理论 , 看起来并不十分难?
接下来谈实操了 。
北方的本超空洞 , 距离我们太阳系长达2亿光年 。
50%光速飞过去的话 , 也得近4亿年 , 能相当于哺乳动物演化史的两倍了 。
但或许题主能无限接近光速 , 或者能找到虫洞穿越时空呢?
题主达到那里之后 , 如果实在找不到现成的小行星 , 完全可以找一个符合的小行星推入本超空洞 。
好了现在可以搭建体系了 。
但我们知道 , 现实搭建的任何尺度都不可能和理论一模一样 。 甚至哪怕在计算处理数据的时候 , 也会存在误差 。
例如:质量误差 , 距离误差 , 真实的太阳还在不断往外辐射能量和质量 , 星体之间还有潮汐力 。 建立系统的时候 , 还需要提供初速度 , 运动角度也会存在误差 。
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