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太陽系的上方和下方到底是什麼?聽完科學家的解釋恍然大悟

在各種關於

太陽系

的圖片或者是影片中,總會把太陽系形狀塑造的和一個“盤子”很類似,最中間是太陽,然後圍繞太陽運動的行星和小行星,如果太陽系真的是一個平面的話,太陽系的上方和下方是什麼呢?

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上下左右東南西北這些方向概念是人類根據地球上的磁場和引力方向進行判斷的,離開地球后,上下左右的概念就變得比較模糊了,但是所謂的上下左右還是存在的,我們可以根據宇宙中的其他

恆星

來判斷方向和位置,也可以透過陀螺儀來判定方向。

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我們常常把太陽系視為一個平面,其實是因為“黃道面”的存在,“黃道面”是地球圍繞太陽進行運動的軌道面,但是因為地球的軌道經常會發生各種各樣的變化,比如說月球和火星木星的引力對地球軌道產生一些影響,就會導致黃道面發生變化,但是不論黃道面發生了多麼重大的變化,這個平面總是會透過太陽的中心,而黃道面和天球相交的大圓被我們稱為“黃道”。在研究和探索太陽系內的天體時,我們會用“黃道座標系”來判斷其他天體的黃道座標,因為觀察的時間不同,天體的黃道座標會產生一定的差異。

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而在研究太陽系這樣的恆星系軌道時,就會用到“銀道座標系”來判斷和研究其他星系的位置,銀道座標系是以太陽為中心,再加上銀河系平面建立起來的座標系。不論是黃道座標系還是銀道座標系,都屬於“天球座標系”,這是一種以天極和春分點再加上地平座標建立起來的球形座標系,在這樣的座標系中,我們可以準確地找到天體在座標系中的投影位置,很方便的在大腦中建立一個相關的三維模型。

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宇宙本質是一個“四維時空”,也就是三維空間加上時間,時間是“額外維”,如果用數學去描述宇宙,那麼宇宙的結構是獨立於時空之外的,根據愛因斯坦的相對論時空是一個相對概念,會根據物體的運動狀態和引力發生變化,時間和空間都不是恆定的,而是會發生的一定的“扭曲”,

科學家

已經證明了“時間扭曲”而引力本身就是“時空彎曲”。

但是我們在想象宇宙中天體的位置時,自然不會把時空的彎曲想象進去,所以宇宙的數學結構是相對抽象的永恆實體,根據方向建立起來的座標系,描述宇宙中天體的位置最利於我們想象。

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太陽系內的行星,基本都是圍繞著“黃道面”進行運動的,每個行星都有一個獨屬於自己的軌道,在眾多天體中,只有冥王星的軌道比較特殊,這也是冥王星被踢出恆星佇列的最大原因。

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我們可以根據天體的運動和軌道來分出所謂的“上下”,那麼太陽系的上方和下方又是什麼呢?為什麼發射

探測器

時不直接從太陽系上方或者是下方飛出去,非要沿著這些行星的軌道出去呢?

太陽系的周圍有什麼?答案是其他的恆星系,因為太陽系本身也在圍繞著銀河系進行運動,銀河系中的其他恆星也在運動,從我們的角度去看,地球就像是靜止的一樣,但是從更加宏觀的角度去觀察,宇宙中的任何天體都在進行著相對運動,因為總有更大的引力源存在,太陽系周圍的天體在不斷的變化運動,我們只能找到那些軌道相對穩定,距離我們比較近的恆星系,繪製出太陽系周圍的星系圖。

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上面這張圖片就是太陽系附近的恆星系,我們可以看到上方和下方的其他天體,這張圖可以被視為一個100光年的“黃道座標系”,只不過這個圖片中只有恆星,沒有記錄小型天體。

太陽系的上方和下方,仍然是宇宙空間和其他恆星,如果你從更加宏觀的角度去觀察整個宇宙,會發現宇宙中的物質分佈是相對均勻的,並沒有太大的區別和變化,所以去思考宇宙中的方向其實並沒有太大的意義。

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人類的探測器為什麼不直接從太陽系的上方或者是下方離開呢?答案很簡單,因為人類還沒有計劃開始用探測器探索太陽系之外的空間,我們對太陽系內的行星仍然一知半解,發射這些探測器直接離開太陽系沒有任何意義,探測器離開太陽系需要十分漫長的時間,當探測器的能源全部用完後,它仍然無法離開太陽系,因此目前直接發射太陽系從上面或者下面離開沒有任何意義。其次,在探測器移動的時候,其他行星提供的引力可以造成“引力彈弓效應”給探測器進行加速,可以節省大量的能源,讓探測器執行得更久。

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