在那没有引力的地方在太阳系离地球不太遥远地方

傻大方提示您本文标题是：《在那没有引力的地方》。来源是大科技杂志社。

在那没有引力的地方。地方|引力|地球|小行星|l4|拉格朗日---

在太阳系离地球不太遥远地方，存在着一些引力真空。天体和星际尘埃一旦进入那些区域，就不太容易出来。因此科学家猜测，数十亿年来，那里应该积累下了大量古老的星际物质，它们或许见证了月球形成的过程。

地方|引力|地球|小行星|l4|拉格朗日---傻大方小编总结的关键词

它们是太阳系中一些被引力“遗忘”的角落。虽名为“角落”，却也不小，直径大概有数百万千米。在那里，由于地球引力场和太阳引力场刚好抵消，形成了引力真空，任何物体一旦落入其中，就不容易出来。你不妨把它们想像成天空中的一张张捕蝇纸。

它们就坐落在地球的公转轨道上，地球运动时，它们也跟着运动。一个在前，一个尾随其后，地球介于两者之间。天文学家称其为“拉格朗日点”。

自从45亿年前太阳系诞生以来，那里可能积累下了大量星际尘埃云和小行星，包括未知的行星。有人甚至猜测外星人的空间探测器就架在那儿，从这些拉格朗日点上观察、搜寻地球上是否有智慧生命的迹像。

但是，且不说发现外星人，在那里哪怕是找到一块普普通通的石头，也足以让天文学家感到高兴。因为那将验证他们关于月球形成的一个假说。

寻找以特洛伊英雄命名的小行星

拉格朗日点最早是由法国数学家拉格朗日在1772年提出的。他在计算地球和太阳引力场的时候，发现在空间5个区域，引力的合力接近零，使得处于那些地方的物体真正处于失重状态。

地方|引力|地球|小行星|l4|拉格朗日---傻大方小编总结的关键词

在5个拉格朗日点中，有2个处于地球和太阳的连线上(L1和L2);另两个L4和L5处于地球绕太阳的公转轨道上，如果以太阳和地球的连线作为基线，它们对称地分布在基线两侧，它们与太阳的连线跟基线刚好构成60度角;还有一个L3既处于地球和太阳的连线上，又处于地球绕太阳的公转轨道上。

但只有L4和L5这两个点是稳定的，其他点因受别的行星的干扰，都很不稳定:一颗停留在L1、 L2或者L3的人造卫星或许过不了几个月就会从中飘出;而要是处在L4和L5，它就会长时间停留在那儿。

像这样的引力真空也出现在别的行星周围。1906年，德国天文学家马克斯?伍尔夫发现有一颗小行星奇怪地“离群索居”，处在小行星带以外，后来确认它正好处于木星的一个拉格朗日点上。伍尔夫用特洛伊战争中的大英雄阿喀琉斯的名字来命名它。从此，用特洛伊英雄来命名这些处于拉格朗日点上的小行星就成了相沿成习的传统。

自那以后，国际天文学界掀起了寻找“特洛伊”小行星的狂潮。迄今，人们已经在木星的L4和L5上发现了1000多颗此类小行星。此外，人们还试图在别的行星周围寻找:目前看来，土星似乎没有;海王星有一颗……很自然的一个问题是，在地球的L4和L5上是否也有此类小行星存在呢?

为什么天文学家对自己家门口的事情反而没把握?麻烦在于地球的L4和L5我们从地面观察起来很不容易:它们在天空中的位置太靠近太阳，白天阳光太强，妨碍观测，而当夜幕降临，阳光不那么耀眼的时候，它们在空中停留的时间又太短。而且，地球的L4和L5在天空中所占的区域比满月的面积还大，要把太空中这么大的区域搜寻一遍，着实是一项艰巨的任务。所以，迄今人们还没有在地球的拉格朗日点上发现一颗小行星。这项重任将寄希望于未来穿越L4和L5的太空探测器。

形成月球的行星来自何处?

天文学家寻找地球拉格朗日点上的小行星，并非仅仅出于好奇，他们还想趁机解开太阳系长期以来的一个谜团:为什么地球拥有如此大的一颗天然卫星--月球?

现在大多数天文学家相信，月球是由40亿年前一颗火星般大小的行星撞击地球时溅起的碎片凝聚而成的。只是不清楚这颗行星究竟来自何处。

计算机模型表明，这么大的一颗行星，要是来自离我们稍远点的地方，撞向地球时，就会显得冲击力太大。在那种情况下，不仅形成不了月球，甚至可能把地球都撞出轨道。所以，那个“冒失鬼”必定是从离地球很近的位置出发的，只有这样，在相撞前它才不会被地球引力加速到很高的速度。

地方|引力|地球|小行星|l4|拉格朗日---傻大方小编总结的关键词

此外另一条线索是，月球有着跟地球同样的氧同位素丰度。这暗示着，不论撞向地球的是什么东西，它也必须拥有跟地球一样的氧同位素丰度。当天文学家普查整个太阳系，他们发现只有离得很近的天体才拥有相似的氧同位素丰度，比如，火星的氧同位素丰度就与地球迥异。这也暗示着，那颗“冒失鬼”行星原先躲藏的地方应该就在我们附近。

但与此同时，一个让人困惑的问题是:一个天体怎么能够离地球那么近，在撞向地球之前平安无事地长成火星那般大呢?按理说，没等它来得及长大，地球引力早把它拽下来了!

除非这个天体形成于地球的一个稳定的拉格朗日点上，即L4和L5上!只有在那里，它才有足够的时间不受干扰地成长。

但既然说物体一旦落入稳定的拉格朗日点就不容易出来，那么为什么它后来又飘出来闯祸了呢?

我们说的拉格朗日点，只是指太阳和地球引力的平衡点，但事实上太阳系中别的天体在那里还是有引力的，只是当物体比较小时，来自别的天体的引力可以忽略不计。可是处于拉格朗日点的小行星，一旦长得足够大，因为万有引力跟质量成正比，来自别的天体--譬如说金星--的引力就不可忽略了;于是在别的天体的引力牵引下，它就慢慢飘出长期的避风港，然后在地球引力的拉拽下，一头扎向地球。

不过因为拉格朗日点L4和L5正好与地球处于同一条轨道上，而我们知道，处于相同轨道的天体相对速度不会太大，所以撞击时也不至于太剧烈。

这一切刚好都符合月球形成所需的条件。

科学家相信，在拉格朗日点L4和L5上，那位坠毁的“冒失鬼”的同伴应该至今依然还有不少，如果我们找到它们，并发现它们的氧同位素丰度与地球相近，那就可以印证以上关于月球形成的假说。

超级链接:还会有另一颗行星撞向地球吗?

如果像多数天文学家所认为的那样，月球是由一颗来自拉格朗日点的行星撞击地球形成的，那么，今天那儿是否还潜藏着对地球的别的危险呢?

科学家的回答是，那么大规模的危险绝对不会再有了，因为如今太阳系中已经没有足够的尘埃粒子和小石头以供形成大的行星。

但在45亿年前，却是另外一回事。那时初生的太阳包裹在一团浓厚的气体和尘埃云中，--后来行星就是从这些气体和尘埃中诞生的。在地球形成之后，对于星际物质的积累来说，L4和L5是理想的场所。而现在，已经没有那么多的原料可供形成大的天体了。

但估计那里依然会有些对地球造成威胁的小行星，它们像定时炸弹一样潜伏在那儿。因为来自别的天体，尤其是金星的引力，会慢慢地把一些小行星拖出拉格朗日点。一旦它们离开足够远，就很容易与地球相撞。

假如我们在拉格朗日点发现较大的小行星，最好是设法提前把它炸碎。

本文源自大科技〈科学之谜〉

在那没有 引力 的地方

在那没有引力的地方