為什麼行星靠近太陽時間增長

我們都知道不同的行星公轉周期是不同的。首先就拿我們最熟悉的地球來說，地球的公轉周期也就是我們現在一年的時間長度，准確來說就是365.25天。然後離太陽最近的行星——水星。它的公轉周期僅僅需要87.97天，大概是地球公轉時間的四分之一左右。而離太陽最遠的行星——海王星。它的公轉周期長達六萬多天，也就是165年的時間。由此可見，不同的行星的公轉周期是不同的。但是僅僅從公轉周期來看，我們會發現距離太陽越近，公轉周期就越短，反之越長

9. 為什麼當一個行星走到一個靠近太陽的軌道時，它的速度為什麼會增加 這現象叫什麼

如果我們頭上的一塊雲彩就是一顆天然衛星，那公轉的速度就是地球的自轉速度，但它絕不會超過地球的自轉速度。為什麼？因為星星本身是不會產生公轉的，星星的公轉都是隨自已移動中心自轉而產生的一種運動現像。雲彩因為地球引力大於它的自身質量慣性，所以雲彩和地球自轉同步，同樣原因冥衛一和冥王星同步。如果一個行星再能靠近太陽一段距離，也使太陽的引力達到該行星質量慣性，那麼該行星就會和太陽自轉是一個速度，即該行星就會成為太陽的同步行星了。這就是說一個行星離太陽越遠，由於太陽的引力越小，使引力越沒有行星質量慣性大，所以帶動行星的能量越有些力不從心，致使離太陽越遠的行星速度越減。反過來說靠近太陽，速度增加。這現像叫角動量守恆定律。

10. 彗星為什麼越靠近太陽慧尾越長

究竟彗尾是怎樣形成呢？17世紀時，牛頓提出機械理論，假設彗尾是由物質構造來說明它的形狀，認為彗尾是由於光的斥力作用，以致彗頭流出物質而形成。之後有不少科學家如奧耳貝斯（Olbers）、白塞耳（Bessel）、巴蒲（Pape）及溫內克（Winnecke）都研究太陽斥力與彗星的問題。直到理論物理進一步發展，才發現一種由太陽光施於彗星的作用，就是太陽輻射壓力。

原來太陽輻射（包括可見光和其他電磁波）照射在物體上面，其入射方向會產生一種壓力；這壓力按光的強度增加，並與物體垂直於光的面積成正比。這個壓力對於普通大小的物體是微不足道的。一個完全反光的物體放在大氣以外的日光下，其1平方米的面積所隨的輻射壓力有0.001克；而對於完全吸光的物體，這數字還要減半，可見這力的薄弱。但對於極其微小的物體如塵粒、氣體分子等，輻射壓力就會特別明顯，比起太陽的另一作用力——萬有引力還要強。太陽的萬有引力與日光斥力恰巧相反，但兩種作用力皆與距離的平方成反比。對於一般的物體，太陽引力占盡優勢。可是對極微細的粒子，太陽斥力的作用為何竟凌駕太陽的吸力呢？

如要解釋這點，我們可利用物體下墜的情況作比喻：兩件物體的表面積不同，所隨的空氣阻力便不同，表面積愈大，所受阻力愈大，下墜之勢愈慢。輻射壓力對微小粒子的作用，與此類似，因為質粒愈小，表面積對於其重量便愈大。舉例說明，假設一正方形物體，體積為1立方厘米，質量1克，表面積則是6平方厘米；如從中切開，分成兩個相同的長方體，則質量每個是0.5克，而每個長方體的表面積則為4平方厘米，兩個長方體的表面積總和為8平方厘米，比本來的整體表面積相對量就愈來愈大，因此微小粒子的表面積相對質量面言就很大，所隨的斥力就極顯著：只要質點的直徑等於1微米，太陽斥力與引力便得到均勢；質點再小一點，太陽斥力便大於引力。因此，太陽輻射壓力就成為推斥彗星的一種作用力。

自發現太陽輻射對彗星的推斥力後，不少科學家都應用太陽輻射壓力來解釋彗尾，可惜結果並不圓滿，他們不能解釋何以Ⅰ型彗尾的加速度那麼高。引起這個問題的就是1980年出現的莫爾豪斯彗星（Morechouse』s Comet），它竟拋射出速度達每秒30千米的物質，此點並不能應用太陽輻射壓力來解釋。直至發現了太陽風（solar wind）才找到合理的答案。

何謂太陽風呢？根據火箭及人造衛星的探測，發現太陽除不斷發出光與無線電波等輻射外，還拋出大量的帶電微粒。這些微粒包括由太陽大耀斑區拋出的快速微粒流、太陽碰區拋出的慢速微粒流及由日冕向太陽四周膨脹的等離子體，它們統稱微粒輻射。由於太陽作用於日冕氣體上的吸引力不能平衡微粒輻射的壓力，因此日冕不可能處於靜止的狀態，而是穩定地向外膨脹。熱電離氣體粒子不斷地從太陽向外流出，形成太陽四周釋出的連續微粒流。由於微粒流好像是從太陽不停地向外吹出的風，所以稱為太陽風。太陽風的平均速度是每秒300～500千米，對彗星造成強大的推斥力，而彗尾的高加速度亦得以解釋。太陽輻射及太陽風就是促成彗尾形成的兩股原動力，故此彗尾要接近太陽時才出現，但卻永遠背向太陽（見下表）。

形 態

組 成

拋出質點速度
所受太陽斥力

與引力之比

斥力：引力

Ⅰ型

又叫離子彗尾或氣體彗尾

長、直
和其他電離分子組成，其中包括一氧化碳和氮的稀薄氣體

3—10km/s
18—100倍

太陽風的強大斥力作用於彗星中的離子而形成，因含離子發射線而呈藍色

Ⅱ型

闊而彎
直徑為0.0001厘米的微塵及未經電離的分子組成

1—2km/s
0.5—2.2倍太陽的輻射壓力推斥微塵形成，呈微黃色

Ⅲ型
短、彎曲程度最大
組成與Ⅱ型同，但彎曲程度較大
0.3—0.6km/s
0.1—0.3倍

(同Ⅱ型)

我們看到彗星總是拖著長長的尾巴。那麼它又是如何形成的呢?

彗星的主體是彗核。彗星的質量大多集中於彗核。而當彗核靠近太陽時，就會受太陽熱的烘烤，從而被太陽熱蒸發出氣體及塵埃。這些氣體及塵埃全包在彗核的外面形成彗發。當它進一步靠近太陽時，因為太陽光的熱量以及壓力增大，就會把彗發中的氣體以及塵埃推向後方，從而形成一條狀形像掃帚一樣的尾巴——彗尾。彗星越靠近太陽，彗尾就會越長，通常有5000萬千米～2億千米，最長的可以達到3.5億千米。彗尾總是背著太陽。

彗星把人類恐嚇了許多年代。偶爾，天空中會莫明其妙
地出現一顆彗星。它的形狀和其他任何天體都不相同。它模
模糊糊，輪廓並不清晰，而且還拖著一個不甚分明的尾巴。
在某些富於想像的人看來，這個尾巴很象是一個哭泣著的婦
女的散亂頭發（「彗星」一詞就是從拉丁文的「頭發」一詞
變來的），因此，人們認為它預示著大難將臨。
到了十八世紀，人們終於確認出，某些彗星在固定的軌
道上繞著太陽轉動，不過，這些軌道一般都是非常扁長的。
當彗星在軌道的遠端時，人們看不到它們。只有當它們位於
近端時——這在幾十年中才有一次（也許是上百或上千年）
——它們才成為可以看見的天體。
1950年，一位名叫奧爾特的荷蘭天文學家提出，有
一團巨大的星雲，其中可能包含著幾十億顆小行星，在距離
太陽一光年或甚至更遠的地方運行。它們比冥王星這顆最遠
的行星還要遠一千倍，而且，盡管它們為數甚眾，我們卻全
然看不見它們。每隔那麼一段時間，可能在鄰近恆星的引力
作用下，一些小行星在軌道上的運動會放慢下來，並開始朝
太陽的方向落下。偶爾會有某個小行星深深地鑽進太陽系的
內部，在離太陽幾百萬公里的近處翱翔，自此之後，它就將
保持自己的新軌道，成為我們所看到的彗星。
幾乎與此同時，美國天文學家惠普勒也提出，彗星主要
是由低沸點的物質（如氨和甲烷）構成的，同時也包含有細
碎的石礫。這團彗星雲在遠離太陽的時候，氨、甲烷和其他
物質都凝固成為堅硬的「冰塊」。
這種冰冷的彗星結構，在外層空間迅速運行時是穩定的。
但是，一旦它們慢了下來，向太陽靠近時，又會出現什麼情
況呢？當它進入太陽系內層時，會從太陽接受到越來越多的
熱量，使得冰塊開始變成蒸汽，原先被凝在冰塊表層的石礫
顆粒得到了自由，結果，彗星的核心就被一團塵埃和蒸汽所
形成的雲霧包圍起來。越靠近太陽，這團雲霧就越稠密。
太陽朝四面八方刮著太陽風——一種向外奔涌的亞原子
粒子雲。太陽風對彗星有一股作用力，這種力超過了彗星本
身的微弱引力，彗星內的塵霧雲就開始被太陽風吹出來，向
背離太陽的方向伸展。隨著彗星接近太陽，太陽風加強了，
塵霧雲就成了背離太陽方向的一條長尾。離太陽越近，尾巴
就越長，然而，這種尾巴是由極其稀薄的分散物質構成的。
自然，彗星一旦進入太陽系的內層空間，就不會長期存
在下去。每靠近太陽一次，就造成一次物質損失。這樣，轉
了幾十次以後，彗星就變成了很小的石頭核，或者乾脆碎裂
成小隕石團。有一些這樣的隕石團正在確定的軌道上圍繞太
陽運行。當它們在地球的大氣層里穿過時，就會出現壯觀的
「流星雨」。這些流星雨無疑是彗星的遺骸。