• 汇集公众科学智慧交流科学思想见解
  • 点燃科学智慧火花构建互动交流平台
科学智慧火花
发表评论  24                

太阳系行星自转中为什么金星自转是逆转?

投稿时间:2013-01-29 14:25 投稿人:徐列明 【字号: 访问量:
金星一昼夜为243天,公转周期为225天。金星的缓慢自转是逆行的,也就是说它是由东向西自转的,而不是像大多数行星那样由西向东自转(天王星同样是逆行自转的)。对于这种现象解释,目前基本认可、有可能是很久以前金星与其它小行星相撞而造成的假设,但是这种假设是不能成立的。因为这种假设是首先行星自转力来自于行星自身惯性上,即便这第一假设成立,那么金星的逆转则是来自于很久以前金星与其它小行星相撞而造成第二假设很难成立,因为任何小行星与金星的相撞方向都不可能是金星自转相反的方向,小行星相撞坠落方向是金星自身引力吸引的结果,既然如此那么金星自身引力方向就是金星自身自转的方向,就像天外陨石坠落地球一样都应该是地球自转方向既自西向东方向,另外有证据表明有些天体自转速度的加快得益于天体物质的吸收、也就是其它天体物质的撞击加快了自转速度。那么又是什么原因使得金星自转是逆转呢?
要解释金星自转逆转原因,首先让我们看看日常生活中水流漩涡形成的原因。当水流绕过障碍物,如沙波的脊部、河床基岩岩槛以及各种人工建筑物时,都会产生漩涡流。最简单最直观的水面漩涡现象莫过于小舟划船现象,小舟划船如果两边划桨的力不一样大小,那么小舟将会沿着划桨力小的一边旋转;如果小舟一边划桨、另一边不划桨,那么小舟向不划桨的一边旋转速度加快,也就是说划水流大的一边会向着划水流小的一边形成旋转的漩涡,漩涡旋转速度大小则是两边水流大小不同比值决定的,而水面上的小舟不正像茫茫宇宙中漂流的天体行星吗?像河流中的障碍物如桥墩就会形成漩涡,如果桥墩在左方、河流是向前流动的,那么漩涡就是逆时针旋转的;如果桥墩在水流前行的右方,那么漩涡就是顺时针方向的,在此我们可以得出结论:漩涡形成原因是源自于前进水流遇到障碍物速度不同造成的,漩涡旋转方向则是由(障碍物所处位置决定的)水流前进阻力小的一边流向水流前进阻力大的一边。
那么太阳系行星自转方向为什么大都是自西往东旋转的呢?其实自然界气流漩涡的形成与水流漩涡的形成原理都是一样的,只不过气流漩涡形成不像水流漩涡形成那样直观看得到而已罢了。如果我们把太阳系各大行星公转前进动力看成是水流推动的话,那么各大行星与太阳连线的引力就相当于水流中的障碍物,行星公转前进时、行星两侧(向阳面与背阴面)引力阻力是不同的,显然各大行星的向阳面双向引力大于行星背阴面单向引力,向阳面引力形成阻力大于背阴面,也就是说、推动行星公转前行气流(相当于水流)通过行星背阴面(外侧)速度大于行星向阳面(内侧),依据上述水流形成漩涡结论,那么推动行星公转前行动力气流(同样可看成水流)、由于前行气流障碍物(行星自身及引力)的存在,造成气流速度不同,于是形成了(气流前行阻力小的一边流向气流阻力大的一边的)行星自转涡流。如果我们把太阳与行星连线引力看成是左面障碍物阻力桥墩,公转前行方向是向东的话,那么形成行星自转漩涡就是逆时针自西往东方向,在行星自转漩涡气流推动力下,行星自西往东自转就这样形成了。
那么金星自转逆转又是如何形成的呢?原来金星与各大行星最大不同是金星自转轴倾角不同,就是金星与各大行星的自转轴倾角不同造成了金星自转的逆转。
主要天体的转轴倾角(数据来自百度)  

天体
 
水星
~0.01
金星
177.36
地球
23.439?281
月球
1.5424
火星
25.19
谷神星 (矮行星)
~4
2智神星
~60
木星
3.13
土星
26.73
天王星
97.77
海王星
28.32

行星自转轴倾角形成,来自于天体引力的平衡结果,对于太阳系来说行星倾角形成主要来自于太阳引力,因为太阳质量占到太阳系总质量的99.86%,由太阳质量形成引力自然也就占到太阳系总引力的99.86%,其他天体引力对行星自转轴倾角影响应该是微乎其微。
如果我们把地球看成金星参照物的话,地球自转轴倾角23.439,如果地球自转轴相对于公转轨道平面是倾向太阳的,那么对于金星自转轴倾角177.36,金星自转轴相对于公转轨道平面就是偏离太阳的,由于行星自转轴倾角不同、造成了太阳与行星引力分布不同,像金星由于自转轴倾角177.36、与地球自转轴倾角倾斜方向相反,形成了太阳对金星引力质点位置下移(可能金星处于公转轨道平面上方(北极))、太阳对金星引力相对于自转轴不是垂直,而是相对于公转轨道平面向上(向北)倾斜3°(太阳引力指向金星南极、指向赤道下方),这样结果使得金星(公转轨道平面上方的)向阳面、太阳与金星引力大幅减弱,背阴面金星自身引力却并没有减弱,反而因为金星自转轴的偏离太阳倾斜、金星背阴面对空间引力是增加的,于是就这样形成了金星背阴面阻力(气流通过)大于向阳面阻力,于是形成了与地球相反的自转涡流,于是金星自转逆转就这样形成了。
那么金星自转为什么那么慢呢?金星相对于地球而言、公转轨道在地球内侧,距离太阳0.72天文单位,太阳金星相互间引力约为地球2倍,自转阻力自然也就比地球大得多,应该比地球自转慢,但应该比水星自转(58.6天)快,但为什么却比水星自转慢得多呢?答案就是因为金星逆自转形成的。因为太阳系大多数行星自转都是源自于背阴面引力阻力小于向阳面引力阻力、形成背阴面气流大于向阳面气流的逆时针漩涡气流推动自转,而金星却是相反使得背阴面引力大于向阳面引力,由此决定了推动金星自转气流是微弱的,第二金星自转与公转方向是相反的、因而公转速度抵消了自转速度,正是这些原因形成了金星极为缓慢的自转速度。
也正因为金星、水星自转的缓慢,它产生不了围绕其旋转运动的卫星所需要抵消引力下坠的旋转速度,所以它们不可能有卫星。