2024-06-19 14:58:21|网友 |来源:互联网整理
开普勒定律:也统称“开普勒三定律”,也叫“行星运动定律”,是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。
由于是德国天文学家开普勒根据丹麦天文学家第谷·布拉赫等人的观测资料和星表,通过他本人的观测和分析后,于1609~1619年先后早归纳提出的,故行星运动定律即指开普勒三定律。
开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文学,彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系,完善并简化了哥白尼的日心说。
开普勒第一定律 开普勒第一定律,也称椭圆定律;也称轨道定律:每一个行星都沿各自的 椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第二定律 开普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的。
这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的角动量守恒。
开普勒第三定律 开普勒第三定律,也称调和定律;也称周期定律:各个行星绕太阳的椭圆轨道的半长轴的立方和它们的公转周期的平方成正比。
由这一定律不难导出:行星与太阳之间的引力与半径的平方成反比。
这是牛顿的万有引力定律的一个重要基础。
开普勒定律这里,a是行星公转轨道半长轴,T是行星公转周期,K是常数。
视频介绍
小时候常常觉得地球很棒,不仅能承载人类的居住,还有各类物种与生物,更难得的是还有丰富的水资源,现在却发现宇宙中并不缺水,星系间还可能存在类似地球的行星,这让地球上的生命与文明不再显得特别。
从人类开始观测天体,就渐渐发现自己身处宇宙中的渺小,现如今,人类已经发现了5000多颗系外行星,这其中就包括和地球高度相似的行星,如开普勒452b,这颗行星离我们的地球只有1800光年,它是否存在生命和文明呢?
在人类的观测范围中,大约有两亿多颗恒星,地球就是其中一颗在绕着太阳旋转的行星,而地球所在的银河系只是其中一个含有几百亿颗恒星的星系,而且地球的太阳不过只是这些普通恒星中的一颗尺寸较小的黄矮星,因此在这无法计数的星星中,存在着大量和地球相似的行星也就显得非常有可能。
人类已经经历了几百年对太阳系和太阳附近的世界的观测,也经历了数十年对地球外的世界进行广泛和深入的探索,从最初开始,人类只能依靠望远镜和天文仪对宇宙进行观察,速度和精度都受到许多限制,但仍然可以估计出遥远天体的大致信息。
直到1995年,人类终于发现了第一颗围绕着恒星运转的行星,从此,人类对系外行星的探索逐渐展开,系外行星大致分为两类,一类是向木星这样的气态巨星,另一类是向地球这样的岩石金属行星,然而由于气态巨星只适合人类进行观察,而且对于数量巨大且无固定表面的行星,人类很难从这些行星中找到存在生命的可能性,因此岩石金属行星就成为了人类观测的首选目标。
如今,人类已经发现了5000多颗系外行星,其中大约有2000多颗系外行星的信息已经被完整的记录下来,可以为人类进行研究,另外,还有近八千颗候选行星,天文学家对这些行星的存在非常有把握,但还需要更进一步的观测和研究,这5000多颗行星中有大约70颗都是类地行星,这些行星在质量和尺寸上都非常接近地球,而且都是围绕着恒星运转的行星,因此,这些行星上存在生命的可能性也和地球极其相似。
但是由于这些类地行星不在太阳系内,因此对于它们的探索和观测要更加困难,人类也无法凭借目前的科技对这些行星进行更深入的观测和研究,然而人类也并没有就此放弃,而是继续对这些行星进行观测,并依靠观测到的数据来进行各种设想,另外,开普勒系列望远镜的发射和使用,也为人类探索开普勒系外行星提供了新的途径和可能。
2015年,天文学家对开普勒系外行星进行了一次大规模的研究,最终得出了5000多颗系外行星的数据和信息,其中一颗名字叫做“开普勒452b”的行星,这颗行星离人类所在的地球非常的近,只有1800光年的距离,而且这颗行星和地球在大小和质量上都高度相似,因此被科学家认为是最可能存在生命和文明的系外行星。
开普勒452b的质量是地球的2.3倍,从这个数据来看,开普勒452b的力量应该比地球还大一些,但是它的尺寸也比地球大了一些,因此开普勒452b的平均密度和地球的平均密度几乎是一样的,这样一来,其它行星上的物理规律和化学活动也就和地球上的非常相似。
科学家还从开普勒452b上收集到一些数据,发现这颗行星所绕的“开普勒452”比太阳还老6亿年,这可能意味着开普勒452b上的生命和文明早在地球上的诞生之前就已经开始进化了,但也可能意味着开普勒452b上的生命和文明的演化速度和地球上的生命和文明一样,只是处于一个晚于地球的进化阶段。
此外,开普勒452b适宜生命的地带也被称为“宜居带”,从太阳系内的世界来看,宜居带上存在的生命和文明是最丰富的,因此在开普勒系外行星中,开普勒452b上的生命和文明也是最丰富的。
开普勒452b所处的宜居带距离“开普勒452”有一个恒定不变的温度,这个温度对于维持生命和文明的稳定非常重要,太低的温度会导致水结冰,也会导致地球上的高等生命体无法生存,太高的温度可能会导致水变成蒸气,而导致全球干旱,这样也会对地球上的生命和文明造成巨大的影响,因此开普勒452b上的生命和文明可能会更适应于开普勒452b上的环境,但是由于这些说法都只是人类的假设,因此对于开普勒452b上的世界,人类还有很多未知的地方。
开普勒452b和地球的质量和尺寸非常接近,因此它们之间的重力常数也是一样的,但是开普勒452b的作用力较地球上更大,因为它比地球质量大。
一颗物体在开普勒452b上的重力=地球的重力(开普勒452b的质量/地球的质量)=9.82.3=22.54 N/kg,人类在地球上的作用力是9.8 N/kg,人类如果想在开普勒452b上行走,就需要使用外骨骼,这样才能减小重力对人体的损伤。
除了外骨骼的作用,人类探索开普勒452b还有其他许多的困难,但并不是不能解决,而是需要更先进的设备和技术的支持,在未来,人类有望进入开普勒452b的世界,对其世界进行探索。
除了重力的问题,开普勒系外行星上的生命和文明也存在着一个比较现实的问题,那就是由于开普勒452b的生命体和地球上的生命体在面对重力的情况下,演化会存在一定的差距,开普勒452b上的生命体对于地球上的环境会不适应,而地球上的生命体也会对开普勒452b上的环境适应不了。
并且开普勒452b上的重力可能会对地球上的生物体进行新的改造和演化,比如,由于开普勒452b的重力作用,生命体的降落速度会更低,导致身体部位的范围更广,体积小的生物可以适应空气稀薄的环境,由此,开普勒452b上的生物会在适应性、生活习性和其他方面有着一些与地球上的生物不同之处。
人类对开普勒系外行星的探索是一个很有意思的过程,人类在探索的过程中会不断的发现新的事物、新的规律,从而不断的扩充人类认知的范围,但人类在探索的同时,还需要不断的学习和进步,这样才有可能一步一步的进入开普勒系外行星的世界。
开普勒452b上生命的特殊演化似乎又为生物学和人类学上的学科课题开启了新的研究方向,同时也可能为人类的探索和移民系外行星上提供一些参考。
人类除了发现开普勒452b这样的系外行星外,还发现了开普勒186f和开普勒62f这样的系外行星,这两颗行星距离地球也很近,同时,这两颗行星的质量和尺寸与地球非常相像,因此,可能更适合人类移民。
从最初只能在太阳系内探索到冥王星,到如今人类已经发现了5000多颗系外行星,这都是人类探索的巨大进步,随着科技水平的不断的提高,人们对宇宙的探索和认知也会越来越深入,人类自己的文明也会不断的发展。
希望在未来,人类对开普勒452b这样的系外行进行探索的时候,够遇到开普勒452b上的生命体,这样就会为人类对外星生命的认知带来新的认知和发现。
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